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一个小小的岩浆团可能改写地球板块构造史

一团埋在一个比人类头发宽度还小的气泡中的岩浆,在南非被发现,这可能会使地球上第一个构成其外壳的岩石板块慢舞的时钟倒转。

这个小团中的化学物质暗示着所谓的板块构造在第一次出现的时候加速了20世纪50年代以来,地球科学家们已经认识到地球的地壳是由巨大的板块组成的,称为构造板块,漂浮在地球的熔融地幔之上。这些巨大的板块在俯冲带相遇,较轻的板块在较重的板块之下滑入地幔深处。下沉的地壳,注入从地球表面收集的矿物,在地球内部的极端压力和温度下融化成岩浆。[照片中:隐藏在地球表面下的海洋]

究竟是什么时候开始这一行星回收利用的,一直是人们热议的话题。估计从10亿到40亿年前。现在,一个国际科学家小组发现,地壳俯冲可能始于35亿年前。他们的研究结果发表在7月15日的《自然》杂志上。

“板块构造可能是地球上与太阳系其他行星不同的主要过程,这对于研究地球上的生命可能非常重要,”该论文的主要作者、格勒诺布尔阿尔卑斯山大学的地球化学家亚历山大·索博列夫说在法国,

这一发现的根源是一个微小的冷却岩浆珠,在其橄榄石晶体墓穴的保护下,未受周围环境的影响,休眠了33亿年之久。它是地球历史上最早的一个时代的时间胶囊。

橄榄石晶体,大小不超过一粒沙子,是在科马提岩中发现的,以发现这种岩石的南非科马提河命名。它们形成于太古代(25亿至40亿年前),当异常炽热的岩浆柱从地幔上升到地球表面(一旦岩浆到达地球表面,称为熔岩)时。这些稀有的岩石对地质学家来说是非常珍贵的,因为它们让我们看到了地球地幔的早期状态。

晶体嵌岩岩浆团是在科马提岩中发现的,以南非科马提河(如图所示)命名。(Alexander Sobolev)

为了研究这个微小的岩浆包裹体,Sobolev和他的团队将卵形晶体加热到2700华氏度(1500摄氏度)以上,并在冰水中迅速冷却,形成一个玻璃状的样品。随后,他们使用最先进的仪器测量了玻璃状岩浆的化学成分,并确定了其来源。

研究人员发现,岩浆中含有许多俯冲大洋地壳的特征,包括高浓度的水和氯,以及低水平的氘(氢的重质版本)。他们得出结论,岩浆起源于一个远古海洋海底的熔解残骸。

“如果是这样,那就意味着很多,”索博列夫说这意味着近33亿年前海水改变了地表的地壳进入地幔。因为所有这些过程都是缓慢的,你可以预期,从这个源头下降到它再次到达地表的那一点,至少需要1亿到2亿年的时间。这意味着这个过程在地球历史的前十亿年内就开始了。

50个关于地球的有趣事实7眨眼间地球的变化25个谷歌地球上最奇怪的景象

最初发表在《生命科学》杂志上。

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