板塊構造涉及地球表面大板塊的水平運動和相互作用。新的地球的出研究表明，39億年前，生命地球上沒有發生移動板塊構造——被認為是現并創造宜居星球的必要條件。鳴謝:羅徹斯特大學插圖/邁克爾·奧薩西
（神秘的不需板塊地球uux.cn）據羅徹斯特大學（林賽·瓦里奇）：科學家們通過使用被稱為鋯石的微小礦物晶體來研究數十億年前的板塊構造，進行了一次時光倒流之旅，構造以揭開地球早期歷史的研究神秘面紗。這項研究揭示了早期地球的地球的出狀況，揭示了地殼、生命地核和生命出現之間復雜的現并相互作用。
板塊構造讓熱量從地球內部逃逸到地表，不需板塊形成了生命出現所必需的構造大陸和其他地質特征。因此，研究羅切斯特大學地球與環境科學系教師約翰·塔爾杜諾說:“一直以來，地球的出人們都假設板塊構造對生命是生命必要的。”。但是新的研究對這一假設提出了質疑。
小威廉·r·凱南(William r . Kenan Jr .)地球物理學教授塔爾杜諾(Tarduno)是發表在《自然》(Nature)雜志上的一篇論文的主要作者，該論文研究了39億年前的板塊構造，當時科學家認為地球上出現了第一批生命跡象。
研究人員發現，移動板塊構造在這段時間沒有發生。相反，他們發現，地球是通過一種被稱為停滯的蓋子狀態來釋放熱量的。結果表明，盡管板塊構造是維持地球生命的關鍵因素，但它不是生命起源于類地行星的必要條件。
“我們發現，當生命首次被認為起源時，沒有板塊構造，并且在其后的幾億年里也沒有板塊構造，”Tarduno說。“我們的數據表明，當我們尋找孕育生命的系外行星時，這些行星不一定需要板塊構造。”
鋯石研究的意外轉折
研究人員最初并沒有著手研究板塊構造。
“我們正在研究鋯石的磁化，因為我們正在研究地球的磁場，”塔爾杜諾說。
鋯石是含有磁性顆粒的微小晶體，可以在鋯石形成時鎖定地球的磁化強度。通過測定鋯石的年代，研究人員可以構建一個追蹤地球磁場發展的時間線。
地球磁場的強度和方向隨著緯度的變化而變化。例如，目前的磁場在兩極最強，在赤道最弱。有了鋯石磁性的信息，科學家可以推斷出鋯石形成的相對緯度。也就是說，如果地球發電機(產生磁場的過程)的效率不變，而磁場強度在一段時間內不斷變化，那么形成鋯石的緯度也一定在變化。
但Tarduno和他的團隊發現了相反的情況:他們研究的南非鋯石表明，在大約39億至34億年前的時期，磁場的強度沒有變化，這意味著緯度也沒有變化。
因為板塊構造包括各種大陸塊的緯度變化，Tarduno說，“板塊構造運動可能不會在這段時間發生，肯定有另一種方式地球消除熱量。”
進一步加強了他們的發現，研究人員在他們研究的西澳大利亞鋯石中發現了相同的模式。
“我們并不是說鋯石形成于同一個大陸，但看起來它們形成于相同的不變緯度，這加強了我們的論點，即當時沒有發生板塊構造運動，”塔爾杜諾說。
停滯蓋構造:板塊構造的替代物
地球是熱機，板塊構造最終是地球釋放熱量。但是停滯的蓋子構造——導致地球表面的裂縫——是另一種允許熱量從地球內部逸出以形成大陸和其他地質特征的方式。
板塊構造涉及地球表面大板塊的水平運動和相互作用。Tarduno和他的同事報告說，平均來說，過去6億年的板塊在緯度上移動了至少8500公里(5280英里)。相比之下，停滯的蓋子構造描述了地球最外層如何表現得像一個停滯的蓋子，沒有活躍的水平板塊運動。
相反，當行星內部冷卻時，外層保持不變。源自地球內部深處的大量熔融物質會導致外層破裂。在從地球的地幔釋放熱量方面，停滯的蓋子構造不如板塊構造有效，但它仍然可以導致大陸的形成。
“早期的地球并不是一個表面萬物都死寂的星球，”塔爾杜諾說。“地球表面的事情仍在發生；我們的研究表明它們不是通過板塊構造發生的。停滯的lid過程至少提供了足夠的地球化學循環，產生了適合生命起源的條件。”
維持一個可居住的星球
塔爾杜諾說，雖然地球是唯一已知的經歷板塊構造的行星，但其他行星，如金星，經歷停滯的蓋子構造。
“由于金星上正在發生的事情，人們傾向于認為停滯的蓋子構造不會建造一個可居住的星球，”他說。“金星不是一個非常適合居住的地方:它有令人窒息的二氧化碳大氣層和硫酸云。這是因為熱量沒有被有效地從地球表面帶走。”
如果沒有板塊構造，地球可能會遭遇類似的命運。雖然研究人員暗示，板塊構造可能在34億年后不久就在地球上開始了，但地質學界對具體日期存在分歧。
“我們認為，從長遠來看，板塊構造對于消除熱量、產生磁場以及保持我們星球上的生物適宜居住非常重要，”塔爾杜諾說。“但是，在最初，以及十億年后，我們的數據表明我們不需要板塊構造。”

最新評論