地球在32億年前是什麼樣子?新證據表明那時的地球被廣闊的海洋覆蓋,根本沒有陸地的存在。後來隨著板塊構造的變化,將巨大的岩石地塊向上推起,衝出了海面,陸地出現了。
一項更深入的研究在3月2日發表在《自然地球科學》雜誌上,研究人員發現了有關這個古老水世界的一些線索,該線索儲存在現在位於澳洲西北部內陸的一大片古老海底中。
大約在45億年前,塵埃與太空岩石之間的高速碰撞形成了地球的開始:一個起泡的熔融岩漿球,其深度達數千英里。其在旋轉過程中不斷冷卻,最終在一千到一百萬年後,冷卻的岩漿在地殼中形成了第一批礦物晶體。
同時,地球上的第一滴水可能是由來自太陽系外部的彗星,它們攜帶富含冰的物質,或者可能是在地球形成之時從太陽及其繞行行星誕生的粒子云中進入的。
愛荷華州立大學地質與大氣科學系助理教授本傑明·約翰遜(Benjamin Johnson)說:“當地球還是熱的一望無際的岩漿海洋時,水蒸氣和氣體逃逸出到大氣中,當天氣變得足夠涼爽時,水蒸氣冷卻形成雨水,從空中降下,形成延續很長時間的傾盆大雨”。
在這項新的研究中,約翰遜(Johnson)和科羅拉多大學博爾德(University of Colorado Boulder)地質科學副教授博斯韋爾·永(Boswell Wing)著眼於獨特的澳洲內陸地區全景圖景觀。這裡的岩石風貌很好地儲存了32億年前的熱液系統,並記錄了從地表到地心,一直以來驅動迴圈的“熱力發動機”的運轉情況。”
在崎的海底中儲存著不同形式的氧氣或同位素,隨著時間的流逝,這些同位素之間的關係可以幫助科學家解讀古代海洋溫度和全球氣候的變化。
但是,科學家們通過分析100多個沉積物樣本,發現了意想不到的東西。他們發現,在32億年前,海洋中分子品質為18的氧氣比分子品質為16的氧氣更為普遍,而後者在現代海洋中則更常見。他們的計算機模型表明,在全球範圍內,大陸陸塊從海洋中浸出了氧18,在沒有陸地的情況下,海洋攜帶有更多的氧氣18,這兩個氧同位素之間的比率暗示當時根本沒有陸地。這一價值不同於現代海洋,可以通過缺乏新的大陸殼來輕鬆解釋。
研究者表示,在此之前已經有一些研究人員提出過這樣的想法,即地球曾經被海洋覆蓋。但是,關於在海平面以上能看見多少塊陸地的共識卻很少。這一新發現從地球化學的科學角度證實了,海平面以上土地的在當時的情況下是不存在的。
地球古代水世界的景象也為另一個有趣的問題提供了新的視角:地球上最早的生命出現在哪裡以及它們是如何進化的?。
研究者表示,有兩個主要的生命起源地:熱液噴口和陸地上的池塘窪地。如果此次研究中的測量是足夠準確的,那就意味著在32億年前,陸地上沒有或者僅有很少一部分適宜的環境,促進生物的出現和進化。