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地球科学

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胚胎板块构造是否孕育了大洲?

03 Oct 2017 帕特里克·苏格登 
地球内部的插图
(礼貌:iStock /其他)

一个 较年轻的地球上板块构造的早期形式 新的模型表明,这可能是造成地球大面积陆地最初上升甚至大气中氧气含量上升的原因。

超过30亿年的岩石在地球上是罕见的,这表明我们今天看到的大多数大陆都是在这段时间之后形成的。但是,先前的研究表明,30亿年前的大陆总量已达到如今的60-70%。 Priyadarshi Chowdhury和德国波鸿大学(RUB)以及苏黎世瑞士联邦理工学院(ETH)的合作者着手解决这一难题,并在 自然地球科学.

研究人员研究了在较热的年轻地球上板块构造可能如何不同地运作。板块构造与大部分洋壳形成,中海脊和火山弧以及地壳的再循环(以俯冲形式)有关,因此地壳生长和再循环的历史之间可能存在紧密的联系,和板块构造的样式。

板块构造的机理与行星内部的热状态密切相关。地球在其整个历史过程中一直在冷却,因为其初始形成所产生的热量逐渐消散。如今,现代板块构造具有广泛的洋壳生产和循环利用的功能,而大陆壳的循环利用或生产则相对较少。 Chowdhury和他的同事研究了内部较热的年轻地球上这些板块构造过程的差异。

这种原始的板块构造学主要与现代建筑不同,主要是在造山时发生,这是在两个大陆碎片碰撞时发生的。时至今日,最后一块洋壳仍留在地壳之间并沉入地幔中,仅带走了少量大陆壳。 30亿年前,这种碰撞可能已经清除了下部大陆壳的大部分。这种去除和熔化过程增加了额外的新皮,使剩余的上皮变得不致密。

密度较小的地壳更有可能生存下来,而不是在以后的碰撞中被回收到地幔中。这可能就是为什么几乎所有现代地壳都小于30亿年的原因。这也可能导致地壳的平均海拔更高,也许是大洋洲首次出现在海洋之上。

其他科学家表明,这些大陆的出现可能导致了火山喷发气体成分的变化。地壳成分的变化可能影响了风化循环,从而可以长期控制大气成分。

在此期间,大气也从甲烷转化为二氧化碳2-富集状态,至具有大量游离氧的状态。大陆的形成和富氧大气的起源可能联系在一起。“发生在地球表皮(即大气层和岩石圈)中的变化反映了地球深处运行的过程,” Chowdhury told 环境研究网.

似乎与地球内部冷却和大气中游离氧的出现无关的过程可能比我们想象的更紧密地联系在一起。“我们需要统一不同的证据来解释这种错综复杂的联系,并了解婴儿地球的动力学” said Chowdhury.

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