在南非发现的小晶体包含 38 亿年前地球表面突然变化的证据。
这些晶体，每个都不大于一粒沙子，表明大约在那个时候， 土地地壳破裂并开始移动——这是被称为板块构造过程的前兆。
这些发现提供了有关地球作为行星演化的线索，并有助于回答有关它们之间可能存在联系的问题 构造板块 “生命的进化，”该研究的主要作者、哈佛大学地球与行星科学教授 Nadia Drapon 说。
“地球是唯一拥有生命的行星；地球是唯一具有板块构造的行星，”Drapon 告诉 Live Science。
生命引擎
如今，坚硬的地壳碎片漂浮在地幔中，即地球中层的炽热、粘稠的岩浆海洋上。 这些地壳碎片相互磨擦，在所谓的俯冲带中相互下沉并相互推动，形成山脉和洋脊，裂谷 火山 并引起经常震动地球的地震。 构造板块的下沉也会在俯冲带产生新的岩石，这些岩石与大气相互作用以吸收它。 碳 二氧化碳。 这个过程使大气对生命更加友好，并使气候更加稳定，Drapon 说。
但事情并不总是这样。 当地球年轻而炎热时，在哈迪安时代（从 46 亿到 40 亿年前），地球首先被岩浆海洋覆盖，然后随着地球冷却，形成坚固的岩石表面。
究竟是什么时候这个表面破裂并且它的一部分开始移动已经引起了激烈的争论。 一些研究估计板块构造仅开始于 8 亿年前，而另一些研究则表明该系统的年龄至少有 20 亿年， Live Science 之前曾报道过.
但由于这颗行星不断地将其地壳循环到地幔中，因此地表几乎没有古老的岩石来帮助解决争议。 在这项研究之前，岩石大小在 2.5 [billion] Drapon 说，40 亿年的历史仅占地表岩石的 5%。 40 亿年前，没有保存完好的岩石。
突然转变
这种情况在 2018 年发生了变化，当时 Drapon 和她的同事在南非巴伯顿-格林斯通山脉的绿色砂岩层中发现了锆石晶体。 该团队发现了 33 颗锆石，年龄从 41 亿年到 33 亿年不等。
在 4 月 21 日发表在期刊上的新研究中 祖先 AGU该团队分析了这些古代锆石以及地球上其他时间和地点的许多锆石中的不同同位素或具有不同中子数量的不同形式的元素。
在同位素中，科学家们发现了大约 38 亿年前突然过渡到原始板块构造的证据。 这一结果表明，到那时，地球上至少有一个地方已经开始了一种次要的俯冲形式。 无论这是否发生在全球范围内，Drapon 说，今天存在的“有效的板块相互运动引擎”可能尚未出现。
氧、铌等元素的同位素分析 铀 它还表明，地表的岩石在 38 亿年前就有了水，这表明锆石曾经被困在埋在原始海底的洋壳中。 Drapon 说，从 41 亿年前最古老的样本推断，这颗行星不迟于 42 亿年前有一个坚固的地壳。
这意味着地球上的岩浆海只持续到了现代晚期。 此前，Drapon 说，“人们认为地球直到 36 亿年前才被岩浆海洋覆盖。”
新的研究表明，在固体地壳形成之前，熔岩海洋最多存在了几亿年。
那么是什么导致了这种转变？ 一种理论是，一旦地球足够冷却，板块构造就会出现。 也有可能，就像甜点勺子敲碎焦糖布丁的酥脆顶部一样，巨大的太空岩石可能已经撞击地球并粉碎了地壳。
Drapon 补充了另一个有趣的问题，即地球向早期板块构造的过渡是否以某种方式帮助了生命的进化。
虽然早期的化石 地球上生命的证据可以追溯到大约 35 亿年前，在碳同位素的比例中发现的生物过程的化学指纹更老。 有些可以在 38 亿年前发现——大约与最早的板块构造出现的时间相同，Drapon 说。
最初发表在 Live Science 上。
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