地球是一個不斷發展和永久轉變的星球。山脈、海洋和火山噴發的產生都表明了我們星球表面的持續波動。這些變化的核心是板塊構造的強大力量，它涉及地球地殼板塊的運動。這一基本機制不僅塑造了我們星球目前的景觀，而且在決定其未來方面仍然具有影響力。

通過熔化和混合岩石，板塊構造產生了具有獨特化學成分的岩漿。羅切斯特的地質學家正在利用這一化學證據來發現40多億年前地球上板塊構造活動的寶貴信息。

然而，在地球歷史的早期階段，板塊構造活動是什麼樣的？這個過程是否發生在被認為是生命起源的時候？

羅切斯特大學地球和環境科學副教授Dustin Trail實驗室的博士後研究助理Wriju Chowdhury說：”現代地球的動態構造性質是今天生命存在的原因之一。探索早期地球的地球動力學和岩石學的多樣性，可能會導致揭示生命是如何在我們的星球上首次開始的”。

Chowdhury是發表在《自然通訊》上的一篇論文的第一作者，該論文概述了羅切斯特大學的研究人員如何利用小型鋯石晶體來解開有關早期地球的岩漿和板塊構造活動的信息。這項研究提供了化學證據，表明板塊構造很可能發生在42億年前，當時生命被認為是在我們的星球上首次形成。這一發現可能被證明有利於在其他星球上尋找生命。

Trail說，現代地球上的板塊構造”極其重要”，因為它是”地球地殼創造和破壞的主導機制”。

地球是唯一已知的有移動的上層地殼的星球，它被周期性地摧毀和創造。這個過程將關鍵元素，如鐵和鎂，從地球內部輸送到其表面，並控制著地球的水和碳循環。但是，對地質學家來說，更重要的是，板塊構造融化和混合岩石，創造出具有特定化學構成的岩漿，這取決於所涉及的岩石和發生”破壞”的位置。因此，岩漿的化學構成可以表明創造它的構造風格。

喬杜里和他的同事利用鋯石–岩石中的微小晶體進行研究，這些晶體就像小的時間膠囊。鋯石含有微量的化學元素，在晶體形成時被鎖在晶體中。研究人員確定了鋯石的日期，然後向後研究，鋯石揭示了關於鋯石結晶的母體岩漿的化學構成的信息。然後，研究人員利用有關岩漿的信息來重建早期地球的物理和化學環境，並推斷出鋯石形成時期的板塊構造風格。在這種情況下，鋯石的年齡約為38億至42億年。

據Chowdhury說，大多數研究人員利用鋯石來推斷早期地球的信息，以創建概率模型，提出不同的構造方案。Chowdhury和他的同事們更進一步，不僅描述鋯石，而且還描述母岩漿。”母岩漿更加直接和可靠，因為它們更接近源頭，也就是實際的構造風格。我們的研究描述了鋯石的矽和氧同位素含量以及母體岩漿的微量元素含量，這在以前還沒有被結合起來介紹。

Chowdhury、Trail和他們的同事發現早期地球岩漿和在構造活躍的板塊邊界產生的現代岩漿之間存在著化學上的相似性，例如卡斯卡特島鍊和阿留申島鍊或日本和安第斯山脈的地區。

“這表明從古代到現代的構造連續性，”Trail說。”也就是說，我們的研究表明，幾十億年前的地球可能與今天的運作類似。”

研究人員沒有確定在板塊構造開始時是否存在生命–“生命和構造都還沒有一個準確的開始日期，”Chowdhury說，並指出地質學界在這些方面存在分歧。但是新的數據提供了化學證據，表明板塊構造可能在42億年前就已經發生了。

無論情況如何，板塊構造是地球目前擁有溫帶生活環境的一個關鍵原因–而且可能是在其他行星上尋找宜居生活環境的一個重要因素。