30亿年前地球光景:所及之处皆有水,唯独大陆是例外

你知道生命诞生之前的地球是什么样的吗?

在30亿年前,我们的地球并不想现在这样生机勃勃,通过对岩石中的物质进行化学分析,人们发现那时的地球没有陆地,所有的表面都被一种物质覆盖,那就是——水,无穷无尽的水。

图片:无尽的水面

32亿年前,地球表面是什么样的呢?所有的最新学术研究结果都指向一个结果,这颗行星在遥远的32亿年前,所有的表面被汪洋大海覆盖。

科学研究者们发现:大陆的产生是由于板块运动时,巨大的岩石被推进上来,冒出海面,逐渐形成了陆地,山峰等等。这个发现源自于澳大利亚西北部的内陆一块特殊的陆地,地球还被海洋覆盖时,这块陆地还沉睡在古老的海底,而现在,由于板块的积压运动,它已经成为了澳大利亚的一块土地,数亿年的时间造成了如此翻天覆地的变化。

回到45亿年前,地球开始形成的时候,星体碰撞产生了大量的尘埃、太空岩石,它们之间由于静电、高速碰撞、引力的作用相互吸引融合,最终形成了地球的初形态:一个直径数千英里的岩浆球体,碰撞产生的能量导致地球表面的熔岩经久流动。在这之后,漫长岁月里,地球旋转、冷却,最终,100万年甚至1000万年后,这些岩浆终于冷却,在地壳中形成了第一个矿物晶体。

这时的地球还没有水,那么,地球上的第一滴水来自于哪里呢?这一滴水有很多的可能,宇宙的魅力就在于它的不确定性。可能是太阳系外彗星携带冰来到这里的,也可能是在地球形成的时候,太阳系中绕着轨道运行有其他行星,这些行星的粒子云中带有水,这些粒子云的部分混进尘埃中,而尘埃带着水形成了地球。

当然,在碰撞中,这些水会被产生的高热量蒸发出来,就像爱荷华州立大学地质与大气科学系助理教授本杰明·约翰逊(Benjamin Johnson)所说的:"当地球是一个炽热的岩浆海洋时,水蒸气和气体逃逸到大气中。"他的研究报告还提出有趣的现象:"当天气变得足够凉爽时,大气中就开始下雨了。"

“我们不能确切地说水的来源是源于我们的工作,但我们提议,无论来源是什么,当岩浆海洋存在的时候它就已经存在了,”约翰逊在邮件中向科学在线说道。

在大约32亿年前,这些枕状玄武岩填满整个海底。(图片所有:本杰明·约翰逊)

在研究中,约翰逊和他的合作作者,美国科罗拉多大学波德分校的一位地质科学副教授,博斯韦尔·温,致力于澳大利亚内陆独特的全景地貌。它的岩石景观保存了一个可以追溯到32亿年前的海底水热系统。“并且记录了从其表面往下到驱动其环流的自然热机的整个海洋地壳。”约翰逊说道。

被保存在崎岖海底的是不同的氧同位素;随着时间的过去,这些同位素之间的关系可以帮助科学家们解码古代海洋温度和全球气候的转变。

然而,通过对超过100份沉积物样品的分析,科学家们发现了意想不到的事情。他们发现32亿年前,海洋中容纳更多的氧-18,相对于氧-16而言(后者在现代海洋中更常见)。他们的电脑模型表明在全球范围内,大陆陆块从海洋中滤去氧-18。在没有大陆的情况下,海洋中会携带更多的氧-18。研究发现,这两种氧的同位素之间的比率暗示在那个时期根本没有大陆。

“在最容易被解释为没有出现大陆型地壳的这方面而言,此重要性有别于现代海洋。”约翰逊在邮件中说道。

其他研究者以前已经提出了地球曾经被海洋覆盖的观点,约翰逊说。然而,在海平面以上究竟有多少岩石是可见的这一点上并没有达成一致。这个新发现“提供了在海平面以上陆地存在的实际地球化学条件”他解释道。

一颗古老的被水覆盖的星球(地球)的前景为一个有趣的问题提供了一种新的视角,研究者们在研究报告中写道:这颗星球最早的生命形式出现在哪里?它们又是怎样进化演变的?

Johnson说道:“关于生命的起源有两大阵营的观点:陆地上的热泉和池塘湖泊”“如果我们的研究成果是准确的,这意味着适合生命起源和进化的陆地上的生态环境的数量十分稀少,或者一直稀缺直到32亿年后才增加。”

相关知识

早期的地球(有时被称作盖娅,以古希腊女神命名)在它最初的十亿年里被粗略地定义为地球。地质年代表包含整个冥古宙时期(始于大约46亿年前地球的形成),同样也包含始太古代(始于40亿年前)和处于太古宙的古太古代(始于36亿年前)的部分年代。

地球形成史中的这一段时期包含从太阳星云经过我们已知的堆积过程的星球的形成。这段时期包括剧烈的陨石轰击以及巨大的撞击,同时包括月球形成导致的一系列岩浆海和岩芯形成期产生的影响。在岩芯形成后,陨石的撞击或者处于后增薄层的彗星物质可能已经传送了水和其他挥发性化合物到地球表面上。

尽管几乎没有地壳物质从这段时期保留下来,最古老的标本是位于西澳大利亚的片麻岩地体的Jack山上一个封闭在一块变质砂砾岩中的规格为4.404±0.008范围内的锆石矿物。最早的地表形成(例如伊苏亚绿岩带)可以追溯到目前所处地球时期的后半期,大约3.8gya,在几乎同一时期作为后重轰炸期的高峰期。


参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.Mindy Weisberger - Senior Writer-米亚我很懒,依乐

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