眾所周知,太陽系誕生到現在,地球的壽命大約是46億年,根據預測資料,地球還能存在50億年。但是地球從0歲成長到如今的過程讓無數科學家為之著迷,因為這是一次偉大的生命鍛造歷程,其間的奧秘深不可測。近日,科學家發現了30億年地球的一次異常舉動,或許是地球構造的轉折點!
據科學家表示,大約30億年前,地球的外殼在一次巨大的增長中膨脹起來,而古老的地殼碎片充當著新地殼生長的“種子”。那時,地球形成後僅僅15億年,地幔——過去更為活躍的地殼和外核之間的一層矽酸鹽岩石——被加熱,導致該層的岩漿滲出到上面較老的地殼碎片中。這些碎片充當了現代大陸生長的“種子”。
研究人員在格陵蘭島溪流沉積物中的古老鋯石晶體中發現了這種生長激增的證據。這些極其持久的晶體由矽酸鋯組成。大約形成於大約30億年前的快速生長時期。
大陸的種子
在這一大規模的生長期之前,地球的古代地殼比現在薄得多,也弱得多。最終,它分裂成地殼碎片,就像漂浮的“救生筏”一樣,新的地殼可能從中生長出來。科學家認為地殼是位於地幔之上的浮力物質,這意味著它不斷地從下面注入新物質。它在上面停留的時間越長,注入的新材料越多,它就變得越大。
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由於地核中的鈾和鉀等元素的放射性衰變,以及地球形成過程中殘留的熱量,地幔溫度在那時達到了頂峰。據研究人員稱,由於全球範圍內的溫度峰值刺激了這一過程,地殼在大約2億年的時間裡繼續大規模膨脹。在這一時期的末期,第一個大陸開始成形,最終在大約4億年前,陸地上出現了複雜的生命。
分析晶體
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像樹木一樣,晶體也有生長年輪,這是由岩漿注入的週期造成的。為了精確地測定這些環的年齡,科學家們用離子束對這些晶體進行了爆破,離子束是一種帶電粒子束,能夠精確地粉碎這些超強微型晶體,將這些晶體環分離開來進行單獨的分析。
透過測定每個晶體“環”中的同位素——每個原子中中子數量不同的元素版本,他們發現晶體是由古老的(400萬年)和較新的(300萬年)地殼組成的。這支援了他們的假設,即舊的地殼碎片是新地殼形成的種子。從這些單獨的顆粒中,我們可以拼湊出數十億年前發生的事情,最終拼湊出我們星球的古代歷史。
澳大利亞、南非和蘇格蘭的不同研究人員進行的其他研究也發現了類似的結果,這些地方都能找到暴露的古代岩石,這證明這也是大規模全球注入事件的一部分。
除了發現地球外殼是如何在這麼久以前形成的令人驚歎的因素外,這些結果還可以用來幫助尋找新的枯竭金屬資源用於採礦。西澳大利亞就是一個很好的例子,他們有相當多的黃金、鐵和鎳儲備,但其中大多數是在淺層地殼中發現的。當我們開始消耗這些資源時,我們需要在地殼深處尋找新的資源。
然而,這些新資源獲得的難度也相當高,開採它們將是一個巨大的挑戰。