【環(huán)球聚看點(diǎn)】地質(zhì)計(jì)時(shí)器，鋯石助力研究地球的板塊構(gòu)造過程，有點(diǎn)與眾不同

地球上最古老的晶體揭示了板塊構(gòu)造的時(shí)間

那些晶體在數(shù)十億年的時(shí)間里都默默的埋在土里

(相關(guān)資料圖)

地球上持續(xù)運(yùn)動(dòng)著的構(gòu)造板塊造就了我們現(xiàn)在所熟知的這顆無二且宜居的星球。

來自華盛頓的史密尼森國家自然歷史博物館的地質(zhì)學(xué)家邁克爾·?？松男卵芯勘砻?，地球的構(gòu)造板塊，即在液態(tài)地幔上的巨大地殼板塊，大約在36億年前就已經(jīng)移動(dòng)了，而地球當(dāng)時(shí)還不到十億年的壽命。

要想探究地球的遠(yuǎn)古時(shí)期，就需要去研究一些能經(jīng)受得住時(shí)間考驗(yàn)的材料，尤其是這種數(shù)十億年跨度的情況。因此，科學(xué)家們轉(zhuǎn)向了鋯石，這是地球上最古老且最堅(jiān)硬的礦物之一

這些微小的晶體“時(shí)間膠囊”幾乎是堅(jiān)不可摧，并且它們都存在超過了四十億年之久。

它們是我們?nèi)チ私獾厍蛐谐傻某跏茧A段的為數(shù)不多的窗口之一。“我們正在重構(gòu)地球是怎么從一個(gè)滿是巖石和金屬的熔球到我們現(xiàn)在地球這個(gè)樣子的過程”，?？松谝环輬?bào)告中說道，“任何其他的行星都沒有大陸或者液態(tài)海洋亦或是生命。從某種方面來看，當(dāng)我們嘗試去解釋為什么地球是獨(dú)一無二的時(shí)候，是可以利用這些鋯石在一定程度上回答上述問題的。”

那么，人類要怎么才能找到那些數(shù)十億年前的礦物呢？研究小組將他們的視線轉(zhuǎn)向了西澳大利亞的曾經(jīng)被發(fā)現(xiàn)過最古老巖石的杰克山。他們在那里收集了15塊柚子大小的古代巖石。

研究人員將這些巖石磨碎，并使用一種類似于淘金的技術(shù)從中篩選出鋯石。研究人員使用激光將這些鋯石切割后，又使用名為質(zhì)譜的方式進(jìn)行分析，從而揭示出這些礦物的化學(xué)組成和行成年代。

一些鋯石有著43億年的歷史，它們是在地球還是幼兒時(shí)期的時(shí)候行成的，當(dāng)時(shí)地球大約才2億歲。這些僅有幾根頭發(fā)絲寬的微小礦物，卻揭示了許多它們形成時(shí)期的環(huán)境條件。

在這篇研究中，科學(xué)家們已經(jīng)收集到了足夠多的43億年前到30億年前的古代鋯石，借此來生成了連續(xù)的有關(guān)地球行成初期的化學(xué)記錄。通過計(jì)算鋯石內(nèi)的鈾含量可以得出其形成的年代。鈾是一種放射性元素，并且由于其衰減率能被很好的量化從而被稱作優(yōu)秀的“地質(zhì)計(jì)時(shí)器”（注：因?yàn)殁櫟乃p速率是固定的）。通過分析鈾的現(xiàn)存含量和一系列的倒推工作，科學(xué)家們能推斷出鋯石的形成時(shí)間。

雖然鈾能揭示鋯石形成的年代，但是要靠分析鋁的含量才能獲得其生長過程的細(xì)節(jié)，從而反應(yīng)到板塊構(gòu)造的過程。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在大約36億年前的鋯石中的鋁含量突然增加?！斑@種成分的轉(zhuǎn)變可能標(biāo)志著現(xiàn)代板塊構(gòu)造的開始”，埃克森在研究中寫到。

這種關(guān)聯(lián)背后的原因是，高鋁含量的鋯石的形成方式之一是利用巖石在地表深處的融化。巖石能在更深的地方融化，這表明了地殼當(dāng)時(shí)正在變厚并且開始冷卻了，而這個(gè)地質(zhì)跡象表明朝現(xiàn)代化的板塊運(yùn)動(dòng)的過渡已經(jīng)開始進(jìn)行了。

相關(guān)知識(shí)

板塊構(gòu)造論是為了解釋大陸漂移現(xiàn)象而發(fā)展出的一種地質(zhì)學(xué)理論。該理論認(rèn)為，地球的巖石圈是由板塊拼合而成；現(xiàn)今的全球分為六大板塊，海洋和陸地的位置是不斷變化的。根據(jù)這種理論，地球內(nèi)部構(gòu)造的最外層分為兩部分：外層的巖石圈和內(nèi)層的軟流圈。這種理論基于兩種獨(dú)立的地質(zhì)觀測結(jié)果：海底擴(kuò)張和大陸漂移。

地球歷史，在地球由原始太陽星云的部分物質(zhì)構(gòu)成后計(jì)起，科學(xué)家估計(jì)大約有46億到50億年之間。而因?yàn)楸硎鲞@么長久的時(shí)間有所困難，可將地球的歷史模擬為二十四小時(shí)（將地球形成的時(shí)間設(shè)定為凌晨零時(shí)，而此時(shí)此刻為翌日的凌晨零時(shí)），每秒大約代表5萬3000年，而大爆炸與宇宙形成的時(shí)刻，則大約在137億年前[1]，以此模擬時(shí)間來說約等于三日前，即地球誕生前兩日。

BY:Daisy Dobrijevic

FY:阿Z

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