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新研究表明:大陆地壳出现时间比此前预计的早5亿年

太古宙(40亿到25亿年前)大陆地壳的首次出现和持续存在对板块构造、海洋化学和生物进化都具有重要意义。近日,2021年欧洲地球科学联盟会议提交的一项最新研究指出,该事件(大陆地壳首次出现)发生的时间比我们之前认为的要早5亿年。

自通过板块构造等动态过程稳定后,地壳便开始了风化,并持续为海洋添加着关键的矿物质和营养物质。有关这些矿物质和营养物质的记录都保存在古老的岩石中。此前,地质学家大多使用海相碳酸盐岩中的锶同位素进行相关分析,但这类岩石十分稀少,也很容易发生蚀变。现在,研究人员提出了一种新的方法――用一种被称为“重晶石”(barite)的矿物来追踪古老岩石的历史。

重晶石由来自海水的硫酸盐和来自热液喷口的钡混合而成,其结构中保存有丰富的海洋化学记录,对重建古代环境十分有效。“我们在野外发现的重晶石已经在地球上存在了35亿年,其成分和最初形成时完全一致。”挪威卑尔根大学的地球化学家Desiree Roerdink说,“所以,从本质上讲,它是能够帮助我们观察早期地球进程的伟大记录者。”

Roerdink和她的团队在三片大陆分别测试了六种不同的矿床,其形成时间从32亿年到35亿年不等。他们计算了重晶石中锶同位素的比例,据此推断出风化的大陆岩石进入海洋并与重晶石结合的时间。根据在重晶石中捕获的数据,他们发现风化作用大约始于37亿年前,比之前认为的要早5亿年。

“这是很长的一段时间间隔。”Roerdink说,“从本质上说,这一结果对我们思考生命进化的方式具有启示意义。”科学家通常认为生命起源于深海、热液环境,但生物圈是复杂的。“我们真的不知道陆地生命的演化是否始于同一时间。但那时陆地肯定已经存在。”最后,陆地的出现能在一定程度上解释板块构造和地球动力学。“要想获得陆地,首先需要形成化学成分不同于海洋地壳的大陆地壳。”

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编译:橘子 审稿:西莫 责编:陈之涵

来源:欧洲地球科学联盟会议2021

原文链接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/egu-nru042121.php

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