最新地球地壳演化研究结论与既定理论相矛盾

今生有你2017

一个研究小组推翻了关于地球地壳形成的普遍理论，证明了地球地壳是在持续缓慢地再演变，而不是在 30 亿年前迅速减慢。通过分析全球 60 多万个岩石样本，他们提出了一种绘制地壳生长图的新方法，表明地壳的生长更为渐进，并为行星的形成和差异，尤其是金星的形成和差异提供了启示。

宾夕法尼亚州立大学领导的一项研究揭示，数十亿年来，地壳一直在持续缓慢的再演变过程，而不是在大约 30 亿年前迅速放缓其增长速度。研究人员说，这一新发现与现有理论相矛盾，现有理论认为地壳板块在地球历史早期迅速形成。

这项研究最近发表在《地球化学展望通讯》（Geochemical Perspectives Letters）杂志上。主要作者、地球科学助理教授杰西-雷明克（Jesse Reimink）说，这项工作可能有助于回答有关我们地球的一个基本问题，并可能为其他行星的形成提供线索。

Reimink说："主流理论指出，大约30亿年前是一个拐点，这意味着在板块突然转向之前，我们的地球是一个停滞的盖层行星，没有构造活动。我们已经证明事实并非如此。"

为了描绘地壳的形成过程（或地壳生长曲线），研究人员利用了地球岩石记录数据库中的 60 多万个样本。包括宾夕法尼亚州立大学在内的全球研究人员对记录中的每个岩石样本进行了分析，以确定地球化学含量和年龄。研究人员之所以选择岩石记录而不是矿物样本，是因为岩石记录在这些时间尺度上更为敏感，不易出现偏差。

宾夕法尼亚州立大学地球科学助理教授杰西-雷明克（Jesse Reimink）领导的研究表明，地壳在数十亿年中一直在缓慢地进行再加工，而不是在大约 30 亿年前迅速放缓其增长速度。雷明克说，这项工作与现有的理论相矛盾，现有理论认为在地球历史的早期，构造板块迅速形成。图片来源：杰西-莱明克提供

研究人员知道矿物记录的可靠性会随着时间的推移而降低，因此他们利用岩石记录重新绘制了地壳增长曲线。为此，他们开发了一种独特的方法来确定可追溯到数百万年前的火成岩是如何随着时间的推移被重新加工和改造的：通过实验证明同一块岩石是如何随着时间的推移发生不同变化的。岩石可以通过多种方式被改造，比如风化成沉积物或在地幔中被重熔，因此研究人员利用这些实验数据为新型数学工具提供信息，这些工具能够分析岩石记录并计算出样本变化的差异。

Reimink说："我们通过观察火成岩的成分，以一种新的方式计算出沉积物的比例，从而计算出发生了多少再加工。"

他们利用这些计算来校准岩石记录中的再加工。然后，研究人员利用对岩石再加工方式的新理解，计算出了地壳增长曲线。他们将新计算出的曲线与其他专家从矿物记录中收集到的增长速度进行了比较。

Reimink和他的团队的工作表明，地壳沿着地幔（地壳所处的地幔层）的轨迹运行，这表明两者之间存在关联。这并不是地球科学家第一次提出地壳生长更渐进的观点；然而，这是第一次用岩石记录来支持这一观点。他说："我们的地壳增长曲线与地幔的增长记录相吻合，因此这两个信号似乎在某种程度上重叠了，而在使用矿物记录来创建地壳增长曲线时，这两个信号并没有重叠。"

这项研究提高了研究人员的认识，但它并不是地壳生长研究的全部。数据点实在太少，不足以说明地壳的广阔时空。不过，进一步分析现有的数据点可能有助于为其他行星的研究提供信息。例如，金星没有构造板块，可能是早期地球的现代范例。

"地球和金星什么时候变得不一样了？"Reimink问道。"它们为什么会变得不同？地壳的生长速度对此有很大的影响。它告诉我们行星是如何在不同的轨迹上进化的，是什么和为什么"。