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40億年前的板塊構(gòu)造可能有助于地球上生命的誕生

時(shí)間：2025-11-24 06:11:18 來源：網(wǎng)絡(luò)整理編輯：休閑

核心提示

太古代陸殼形成的可能方法。a)下沉(致密地殼由于重力沉入地幔)，b)大陸地殼在會(huì)聚板塊邊界處的重疊，其密度小于下伏地幔，以及c)在會(huì)聚板塊邊界處的淺俯沖。這項(xiàng)研究支持模型b和模型c。鳴謝:uux.cn 北京外圍(外圍聯(lián)系方式)(電話微信156-8194-*7106)全國1-2線熱門城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)

太古代陸殼形成的可能方法。a)下沉(致密地殼由于重力沉入地幔)，前的球上b)大陸地殼在會(huì)聚板塊邊界處的板塊北京外圍(外圍聯(lián)系方式)(電話微信156-8194-*7106)全國1-2線熱門城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)重疊，其密度小于下伏地幔，構(gòu)造以及c)在會(huì)聚板塊邊界處的生命生淺俯沖。這項(xiàng)研究支持模型b和模型c。億年有助于地鳴謝:uux.cn/Hastie等人2023和Nutman 2023。前的球上
（神秘的板塊地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（漢娜·伯德）：地球上形成大陸的最古老的表層，稱為地殼，構(gòu)造大約有40億年的生命生歷史，由25-50公里厚的億年有助于地北京外圍(外圍聯(lián)系方式)(電話微信156-8194-*7106)全國1-2線熱門城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)火山巖組成，稱為玄武巖。前的球上最初，板塊科學(xué)家認(rèn)為一個(gè)完整的構(gòu)造巖石圈地殼覆蓋了整個(gè)地球，而我們今天看到的生命生單個(gè)板塊被認(rèn)為在10億年后才開始形成。然而，對這一假設(shè)的態(tài)度正在受到挑戰(zhàn)。
這塊大陸地殼的形成機(jī)制有些神秘，學(xué)者們現(xiàn)在認(rèn)為它可能是由板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，這是地球主要表面板塊在數(shù)十億年間的運(yùn)動(dòng)，形成了我們今天看到的陸地和地形特征。
一種理論專注于板塊何時(shí)會(huì)聚，通常導(dǎo)致一個(gè)板塊俯沖到另一個(gè)板塊之下，導(dǎo)致部分熔融以改變巖漿成分，而另一種理論研究地殼本身(深度不到50公里)內(nèi)發(fā)生的機(jī)制，這些機(jī)制與板塊邊界完全分離，但也導(dǎo)致部分熔融。
發(fā)表在《自然地球科學(xué)》上的新研究報(bào)告了對海洋高原模擬的實(shí)驗(yàn)工作，海洋高原是具有陡峭邊緣的大型平坦高地，代表了最初形成于早太古代(36-40億年前)的早期玄武質(zhì)地殼。
愛丁堡大學(xué)的Alan Hastie博士和他的同事對來自西南太平洋翁通爪哇島高原的原始海洋高原玄武巖進(jìn)行了高壓高溫熔化實(shí)驗(yàn)。
這揭示了大陸地殼不能在壓力< 1.4千兆帕斯卡(GPa)下形成，壓力達(dá)到50公里深度，因此表明這種巖漿形成于會(huì)聚俯沖帶。因此，他們認(rèn)為板塊構(gòu)造在40億年前就存在了，即使只是一種原始形式。
這一知識是強(qiáng)有力的，因?yàn)榘鍓K構(gòu)造是侵蝕、沉積、山脈形成和火山活動(dòng)的原因，而這些在大陸地殼的形成中發(fā)揮著各種作用。研究小組認(rèn)為，火山活動(dòng)釋放的氣體，特別是一氧化碳和甲烷，可能有助于地球上生命的誕生，因?yàn)樗鼈兪菍?dǎo)致第一個(gè)微生物有機(jī)體的前生物分子的來源。
除了地球之外，這里富含硅的大陸地殼在火星和金星上也有少量發(fā)現(xiàn)，這為更廣泛的太陽系中板塊構(gòu)造的作用提供了洞察力。
Hastie博士及其同事研究了多種礦物在不同壓力下(1.2-1.4 GPA，相當(dāng)于約40-50公里深度)的穩(wěn)定性，以確定它們在哪個(gè)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)變，潛在地幔溫度達(dá)到1500-1650攝氏度。該研究的主要礦物是石榴石(已知在壓力> 1GPa時(shí)穩(wěn)定，相當(dāng)于約30公里深度)和斜長石長石(穩(wěn)定至約1.8GPa，約60公里深度)，金紅石(穩(wěn)定在0.7-1.60公里深度)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石榴石和金紅石在< 1.4 GPA(~ 45-50公里深度)時(shí)不穩(wěn)定，這高于先前的研究發(fā)現(xiàn)，但研究小組將其歸因于初始海洋地殼具有更高的鎂含量，更符合太古代鎂鐵質(zhì)(富含鐵和鎂)地殼的預(yù)期成分。
他們還進(jìn)行了一個(gè)反向?qū)嶒?yàn)，在使石榴石晶體經(jīng)受1.4GPa的較低壓力之前，他們在較高壓力(2GPa)下生長石榴石晶體，并發(fā)現(xiàn)石榴石晶體開始分解。隨后，他們發(fā)現(xiàn)大約1.6 GPA(> 50–55千米深度)的壓力對石榴石來說是穩(wěn)定的，這增加了之前認(rèn)為的1GPa的穩(wěn)定性，因此增加了地層深度。因此，俯沖是解釋這種反應(yīng)更合適的機(jī)制。
模擬還表明，早期巖漿在穿過地殼時(shí)經(jīng)歷了部分結(jié)晶，由此晶體從液態(tài)巖漿中分離出來，使剩余的巖漿池耗盡了初始晶體中使用的某些元素，因此隨著更多晶體的形成，成分不斷變化。
通過這一點(diǎn)，研究小組確定角閃石結(jié)晶是部分熔化的主要驅(qū)動(dòng)因素，因?yàn)樗且环N含水礦物，可能通過翻轉(zhuǎn)和掩埋被納入地殼。這與已知的太古代火山巖特征相符，如英云閃長巖和奧長花崗巖。
格陵蘭島的伊蘇阿綠巖帶和加拿大的太古代奴隸克拉通被認(rèn)為是古代俯沖帶上方會(huì)聚板塊邊緣的兩個(gè)殘余。在這些地區(qū)，變基性(變質(zhì)的玄武巖和相關(guān)巖石)巖漿可能與來自熔融俯沖地殼的流體混合，產(chǎn)生新的富含二氧化硅的巖漿，這是大陸毀滅和再生循環(huán)的開始，塑造了我們今天看到的世界。

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