新研究说,地球缺失的地壳被冰川清除了。

经过:马克·曼奇尼

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橙色标记的区域显示,在倾斜的大峡谷超组岩石顶部,寒武纪时期的水平tonto群之间不整合。维基百科

如果你是地球学学家- 研究我们星球及其岩层的年龄的人 - 您花了很多时间在锆石周围。它们是在各种岩石中发现的耐用晶体,并且由于它们保留了有关深层过去的关键数据,因此锆石被精心称为“时胶囊”。最近,研究人员使用锆石在史前最伟大的谜语之一上裂开。

大约5.4亿年前,寒武纪开始了。地球上生命的重要时期,它留下了多样的化石记录后面并标记了我们目前的曙光。在世界各地的许多地方,例如大峡谷,我们发现坎布里亚岩石矿床位于岩石层的顶部,年龄在2.5亿至12亿年之间。不用说,这是一个很大的代沟。叫做极大的不整合,这两层之间的鸿沟是科学家的难题。那里的故事是什么?数百万年的岩石突然失踪了吗?

2018年12月的一项研究旨在发现并声称在大多数(或全部)世界表面都涂有冰的时候,冰川将外壳剪掉了。史诗般的推土会议可能还为像我们自己的祖先这样的复杂生物体创造了正确的条件。纸,”大不整合的新元古代冰川起源,“ 曾是出版在美国国家科学院的期刊论文集中。

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水晶凝视

加利福尼亚大学伯克利地质学家C. Brenhin Keller领导研究。他在一封电子邮件中写道,他的团队借鉴了现有文献,以编译有关地球化学和岩石层的大量相关信息。凯勒(Keller)说,他们积累的数据代表了“数百年来数百人进行的数千小时的现场工作和分析时间”。

锆石是主要重点。通常,当富含二氧化硅时会产生锆石晶体岩浆冷却下。“像任何自然系统一样,岩浆是丰富的啤酒,充满了其他元素”,研究员合着乔恩·侯森(Jon Husson)通过电子邮件解释。“其中一些元素能够将[自己]替换为锆石的结构。”

例如,锆石通常包含,慢慢腐烂并转化为铅。因此,当科学家看一下锆石内铀/铅样品的组成时,他们可以找出晶体的年龄。它是最好的辐射测年。

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奇怪的元素

凯勒(Keller)和公司(Keller and Company)审查了44亿年级保存的锆石晶体的数据。早期寒武纪岩石的人在商店里有几个惊喜。

地壳坐在一个名为地幔。一个厚的缓冲区,主要由坚硬的岩石,地幔使我们与地球的内部核心分开。某些元素在地幔中比在地壳上更倾向于倾斜。lutetium是一个很好的例子。正如铀衰减的铅一样,卢蒂族随着时间的推移逐渐转化为一定的Hafnium同位素。

凯勒说,当地球坚固的地幔“部分地[融化)...更多的lutetium倾向于停留在地幔中。”在此过程中,“更多的hafnium进入新的岩浆”,这很容易被推动火山,溢出到表面上,变硬。

伊丽莎白·贝尔- 另一位从事这项研究的科学家 - 通过电子邮件解释,Hafnium同位素可以帮助我们弄清“融化成岩浆的材料”的年龄。这是一个有用的品质。通过查看Cambrian锆石中的Hafnium同位素比率,Bell和她的同事们意识到晶体来自岩浆,岩浆曾经很老,非常坚固。

不知何故,这种原材料被驱动到地幔中或更深的地壳中,融化了。一路上,良好的岩石与冷液体水接触,这是通过在同一锆石中发现的讲述的氧同位素信号证明的。

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冰,岩石和岩浆

由于冰川是侵蚀的特工,凯勒(Keller)的团队建议,当冰川活动在雪球地球时期将大量的星球驱动到海洋时,造成了极大的不整合性。

所谓的“雪地地球”假设声称,在750到6.1亿年前,冰川定期覆盖了我们的星球,从杆子一直延伸到赤道。听起来很疯狂,基本前提在地质学家中很受欢迎(尽管一些研究人员不认为海洋冻结了- 至少,不是完全)。

凯勒(Keller),胡森(Husson)和贝尔(Bell)设想了冰的墙壁像巨型镰刀一样。世界上所有的主要地产都将被修剪。典型的大陆壳可能损失了1.8至3英里(3至5公里)的垂直岩石,并输给了剪切冰川。被推到海底后,流离失所的地壳岩石最终被俯冲到地球地幔中,然后再回收。新假设也是如此。

(在这一点上,我们应该提到,最近发表的研究与2月相矛盾2018年发表在《地球与太空科学》杂志上猜测雪球时期可能发生了大规模侵蚀的时期造成了极大的不整合性。)

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生活仍在继续

如果凯勒(Keller)的团队在其假设上是正确的,那么我们可能会说明为什么不多陨石撞击陨石坑这早于雪球阶段。从理论上讲,冰声冰川会剥离大多数较老的冰川。在途中,冰可能还为复杂的生命形式打开了大门,直到大约635至4.31亿年前才开始出现。

凯勒解释说:“虽然雪球[地球]本身本来是一个非常严峻的生活环境,但[我们的研究]的意义是,这种巨大的外壳的侵蚀可能会释放出许多被火成岩岩石中的磷。”他指出,磷是“ DNA和ATP的关键部分”,也是所有当代生物要求

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