圖片說明:Esteban Gazel弗吉尼亞理工大學(xué)(Virginia Tech)的地質(zhì)學(xué)家,在意大利埃特納火山的不同位置采集熔巖樣本,用以研究地球的化學(xué)演變過程。 圖片來源:Virginia Tech 由弗吉尼亞理工大學(xué)的地球?qū)W家?guī)ьI(lǐng)的國際研究團(tuán)隊(duì)揭示了25億年前地球大陸形成的過程,以及這些過程如何在過去的7000萬年間一直深刻地影響地球上的生命和氣候。 2015年3月31日發(fā)表在在Nature Geoscience上的論文詳細(xì)介紹了相對近期的地質(zhì)活動 ——也就是巴拿馬和哥斯達(dá)黎加1000萬年前的火山活動,向我們揭示了關(guān)于極端的大陸構(gòu)造形成數(shù)十億年前的秘密。 調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量浮力巖石中富含二氧化硅,這一發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了我們對地球大陸地殼的新認(rèn)識。 弗吉尼亞理工大學(xué)理學(xué)院地質(zhì)學(xué)助理教授Esteban Gazel 說道:“如果沒有大陸地殼,整個地球?qū)⒈凰采w著。太陽系中大多數(shù)類地行星有玄武巖地殼,與地球的海洋地殼相似,但厚厚的含硅浮力大陸塊體是地球獨(dú)有的?!?/p> 地球的大陸塊形成于約25億年前的太古宙時期。那時,地球比現(xiàn)在溫度高三倍,火山活動更為頻繁,存在的生命可能性很小。 許多科學(xué)家認(rèn)為所有地球上的大陸地殼都在此期間形成,在地球外層構(gòu)造板塊碰撞過程中,大陸地殼不斷循環(huán)再生。 但是,新的研究表明“青少年期”的大陸地殼形成貫穿了整個地球歷史。 Gazel說:“地球是否循環(huán)再生大陸地殼一直是個大謎團(tuán)。我們能夠利用中美洲大陸橋形成的天然實(shí)驗(yàn)室來了解大陸是如何形成的。而我們發(fā)現(xiàn),并非所有大規(guī)模的大陸地殼都產(chǎn)生于太古廟期間,‘青少年期’的大陸地殼形成就不是?!?/p> 研究人員利用地球化學(xué)和地球物理數(shù)據(jù)來重建哥斯達(dá)黎加和巴拿馬的演化過程,哥斯達(dá)尼加-巴拿馬板塊是在過去的7000萬年中,兩個海洋板塊相撞后熔化了富含鐵和鎂的海洋地殼形成的。 最初,海洋地殼的熔化生成了今天的加拉帕戈斯群島(Galapagos islands),形成的類似太古紀(jì)的環(huán)境條件正好為大陸地殼的形成創(chuàng)造了條件。 研究人員發(fā)現(xiàn),噴發(fā)熔巖的化學(xué)特征與約1000萬年前的大陸地殼成分類似。他們測試了熔巖材料,并觀察到地震波通過這種材料的速度與通過全球各地大陸地殼的速度相當(dāng)。 此外,研究人員從兩塊海洋板塊結(jié)合處的海洋弧對火山進(jìn)行了全面研究。研究人員談道,西部阿留申群島(Aleutian Islands)和伊豆群島(Izu-Bonin islands)的硫磺島段就是最近形成的“青少年期”大陸板塊。 美國馬里蘭大學(xué)(University of Maryland)地質(zhì)系主任Roberta L. Rudnick是一位杰出的大學(xué)教授他并沒有參與到這項(xiàng)研究中,但他給予了較高的評價。他說:“這是一篇很有趣的論文,得到了安山熔體來源于近期俯沖板的熔化的推斷,安山熔體所含成分與普通大陸地殼的物質(zhì)組成成分恰好匹配。但也有些缺陷,研究作者主要關(guān)注了中美洲,為了使他們的推斷更有說服力,他們應(yīng)該整合全球數(shù)據(jù)來確定俯沖板熔融對現(xiàn)代大陸的形成起了重要作用,也許過去也發(fā)揮著重要作用?!?/p> 這項(xiàng)研究引起人們思考,在漫長的歲月里,新生成的大陸地殼對全球有何影響,以及它對大陸板塊形成和它自己發(fā)展歷程中發(fā)揮著什么樣的作用。 例如,中美洲陸橋的形成阻斷了海浪航道,它改變了海洋流的循環(huán),導(dǎo)致了海洋物種的分隔,并對地球上的氣候造成強(qiáng)大的沖擊。 本論文的第一作者Gazel說: “我們揭示了地球演變的一個大秘密?!?(科學(xué)之家,譯審:Y Li) |
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