2022-02-24 14:02

早期的地球不是绿色的,但它确实能自我循环

地球大约有45亿年的历史,误差不超过几百万年。但是,我们今天在地球表面看到的大多数东西都要年轻得多——如果是那样的话,只有几十亿年的历史。

那么,我们如何知道从地球形成到现代岩石记录开始之间发生了什么呢?我们可以调查每块石头的家族史。

在上周发表的一篇论文中,研究人员找到了一种方法,通过观察北美一些最古老的岩石来回顾过去。

乔纳森·奥尼尔(Jonathan O’neil)研究了加拿大克拉通(craton)的岩石——克拉通是大陆最古老的部分,这块地区已经存在了几十亿年,因为大陆的边缘在它周围形成。

“这些岩石大多数都有27亿年的历史,或多或少,这是我们在许多克拉通或大陆核中发现的年龄。但它有老东西的味道,”奥尼尔说。

这种“味道”是一种名为钕-142的同位素,它存在于27亿年历史的岩石中,讲述了一个有趣的故事。

“钕-142对于研究地球最古老的历史是非常有用的,因为它只在地球历史的前5亿年形成,”奥尼尔说,他已经研究了该地区多年。

通过分析示踪剂,他发现大陆中心27亿年的岩石来自早期海底43亿年的岩石。这是一个很好的血统。但这一发现也增加了一个目前令地质学家困惑的问题:在这14亿年里,地球到底发生了什么?

地质学家仍在努力了解早期地球的地质情况。今天,板块构造塑造了我们的地球——大陆和海洋在地球半熔融的地幔上缓慢地巡游,相互挤压,就像碰碰车一样——但这可能根本不是早期地球的样子。

“地球非常非常擅长循环利用自己的地壳,并摧毁它创造的东西,”奥尼尔说。今天,最古老的海洋地壳可以存活大约2亿年,从它们在洋中脊诞生,到它们被推回到大陆下面死亡。但这项新研究中的海洋岩石能够存活超过10亿年,这意味着当时发生了其他事情。

“有什么不同?”那么大一块地壳是如何存活了10亿年的呢?”奥尼尔说。

不仅仅是加拿大的岩石给地质学家带来了有趣的问题。本月早些时候发表的一项研究聚焦于澳大利亚克拉通的岩石。它还发现,地球的第一个大陆地壳不太可能是通过我们今天看到的相同过程出现的,这表明,地球可能在过去的某个时候有一个单一的、裂缝较小的外层。

对于奥尼尔来说,他计划继续寻找在我们今天所熟知和喜爱的行星出现之前的地球的痕迹。探测他所寻找的示踪剂的方法直到过去12年才开始使用,这意味着在加拿大和其他地方还有很多其他的岩石等着被分析。

奥尼尔说:“我认为,现在我们看到它被保存了下来,它仍然在那里,因为这说明了岩石以前的生活,我认为现在很多人会想把这种示踪剂应用到世界上的其他地方。”