最新地球地殼演化研究結論與既定理論相矛盾
一個研究小組推翻了關於地球地殼形成的普遍理論,證明了地球地殼是在持續緩慢地再演變,而不是在30 億年前迅速減慢。透過分析全球60 多萬個岩石樣本,他們提出了一種繪製地殼生長圖的新方法,顯示地殼的生長更為漸進,並為行星的形成和差異,尤其是金星的形成和差異提供了啟示。 賓州州立大學領導的一項研究揭示,數十億年來,地殼一直在持續緩慢的再演變過程,而不是在大約30 億年前迅速放緩其成長速度。研究人員說,這項新發現與現有理論相矛盾,現有理論認為地殼板塊在地球歷史早期迅速形成。 這項研究最近發表在《地球化學展望通訊》(Geochemical Perspectives Letters)雜誌上。主要作者、地球科學助理教授傑西-雷明克(Jesse Reimink)說,這項工作可能有助於回答有關我們地球的一個基本問題,並可能為其他行星的形成提供線索。Reimink說:「主流理論指出,大約30億年前是一個拐點,這意味著在板塊突然轉向之前,我們的地球是一個停滯的蓋層行星,沒有構造活動。我們已經證明事實並非如此。”為了描繪地殼的形成過程(或地殼生長曲線),研究人員利用了地球岩石記錄資料庫中的60 多萬個樣本。包括賓州州立大學在內的全球研究人員對記錄中的每個岩石樣本進行了分析,以確定地球化學含量和年齡。研究人員之所以選擇岩石記錄而不是礦物樣本,是因為岩石記錄在這些時間尺度上更為敏感,不易出現偏差。賓州州立大學地球科學助理教授傑西-雷明克(Jesse Reimink)領導的研究表明,地殼在數十億年中一直在緩慢地進行再加工,而不是在大約30 億年前迅速放緩其增長速度。雷明克說,這項工作與現有的理論相矛盾,現有理論認為在地球歷史的早期,構造板塊迅速形成。圖片來源:由傑西-萊明克提供研究人員知道礦物記錄的可靠性會隨著時間的推移而降低,因此他們利用岩石記錄重新繪製了地殼增長曲線。為此,他們開發了一種獨特的方法來確定可追溯到數百萬年前的火成岩是如何隨著時間的推移而被重新加工和改造的:透過實驗證明同一塊岩石是如何隨著時間的推移發生不同變化的。岩石可以透過多種方式被改造,例如風化成沉積物或在地函中被重熔,因此研究人員利用這些實驗數據為新型數學工具提供信息,這些工具能夠分析岩石記錄併計算出樣本變化的差異。Reimink說:”我們透過觀察火成岩的成分,以一種新的方式計算出沉積物的比例,從而計算出發生了多少再加工。”他們利用這些計算來校準岩石記錄中的再加工。然後,研究人員利用對岩石再加工方式的新理解,計算出了地殼成長曲線。他們將新計算出的曲線與其他專家從礦物記錄中收集到的增長速度進行了比較。Reimink和他的團隊的工作表明,地殼沿著地函(地殼所處的地函層)的軌跡運行,這表明兩者之間存在關聯。這並不是地球科學家第一次提出地殼生長較漸進的觀點;然而,這是第一次用岩石記錄來支持這一觀點。他說:”我們的地殼增長曲線與地函的增長記錄相吻合,因此這兩個訊號似乎在某種程度上重疊了,而在使用礦物記錄來創建地殼增長曲線時,這兩個訊號並沒有重疊。”這項研究提高了研究人員的認識,但它並不是地殼生長研究的全部。數據點實在太少,不足以說明地殼的廣闊時空。不過,進一步分析現有的數據點可能有助於為其他行星的研究提供資訊。例如,金星沒有構造板塊,可能是早期地球的現代範例。「地球和金星什麼時候變得不一樣了?」Reimink問。”為什麼它們會變得不同?地殼的生長速度對此有很大的影響。它告訴我們行星是如何在不同的軌跡上進化的,是什麼和為什麼”。