30億年前地球光景:所及之處皆有水,唯獨大陸是例外

天文在線 發佈 2020-03-04T21:25:02+00:00

在30億年前,我們的地球並不想現在這樣生機勃勃,通過對岩石中的物質進行化學分析,人們發現那時的地球沒有陸地,所有的表面都被一種物質覆蓋,那就是——水,無窮無盡的水。

你知道生命誕生之前的地球是什麼樣的嗎?

在30億年前,我們的地球並不想現在這樣生機勃勃,通過對岩石中的物質進行化學分析,人們發現那時的地球沒有陸地,所有的表面都被一種物質覆蓋,那就是——水,無窮無盡的水。

圖片:無盡的水面

32億年前,地球表面是什麼樣的呢?所有的最新學術研究結果都指向一個結果,這顆行星在遙遠的32億年前,所有的表面被汪洋大海覆蓋。

科學研究者們發現:大陸的產生是由於板塊運動時,巨大的岩石被推進上來,冒出海面,逐漸形成了陸地,山峰等等。這個發現源自於澳大利亞西北部的內陸一塊特殊的陸地,地球還被海洋覆蓋時,這塊陸地還沉睡在古老的海底,而現在,由於板塊的積壓運動,它已經成為了澳大利亞的一塊土地,數億年的時間造成了如此翻天覆地的變化。

回到45億年前,地球開始形成的時候,星體碰撞產生了大量的塵埃、太空岩石,它們之間由於靜電、高速碰撞、引力的作用相互吸引融合,最終形成了地球的初形態:一個直徑數千英里的岩漿球體,碰撞產生的能量導致地球表面的熔岩經久流動。在這之後,漫長歲月里,地球旋轉、冷卻,最終,100萬年甚至1000萬年後,這些岩漿終於冷卻,在地殼中形成了第一個礦物晶體。

這時的地球還沒有水,那麼,地球上的第一滴水來自於哪裡呢?這一滴水有很多的可能,宇宙的魅力就在於它的不確定性。可能是太陽系外彗星攜帶冰來到這裡的,也可能是在地球形成的時候,太陽系中繞著軌道運行有其他行星,這些行星的粒子云中帶有水,這些粒子云的部分混進塵埃中,而塵埃帶著水形成了地球。

當然,在碰撞中,這些水會被產生的高熱量蒸發出來,就像愛荷華州立大學地質與大氣科學系助理教授班傑明·詹森(Benjamin Johnson)所說的:"當地球是一個熾熱的岩漿海洋時,水蒸氣和氣體逃逸到大氣中。"他的研究報告還提出有趣的現象:"當天氣變得足夠涼爽時,大氣中就開始下雨了。"

「我們不能確切地說水的來源是源於我們的工作,但我們提議,無論來源是什麼,當岩漿海洋存在的時候它就已經存在了,」詹森在郵件中向科學在線說道。

在大約32億年前,這些枕狀玄武岩填滿整個海底。(圖片所有:班傑明·詹森)

在研究中,詹森和他的合作作者,美國科羅拉多大學波德分校的一位地質科學副教授,博斯韋爾·溫,致力於澳大利亞內陸獨特的全景地貌。它的岩石景觀保存了一個可以追溯到32億年前的海底水熱系統。「並且記錄了從其表面往下到驅動其環流的自然熱機的整個海洋地殼。」詹森說道。

被保存在崎嶇海底的是不同的氧同位素;隨著時間的過去,這些同位素之間的關係可以幫助科學家們解碼古代海洋溫度和全球氣候的轉變。

然而,通過對超過100份沉積物樣品的分析,科學家們發現了意想不到的事情。他們發現32億年前,海洋中容納更多的氧-18,相對於氧-16而言(後者在現代海洋中更常見)。他們的電腦模型表明在全球範圍內,大陸陸塊從海洋中濾去氧-18。在沒有大陸的情況下,海洋中會攜帶更多的氧-18。研究發現,這兩種氧的同位素之間的比率暗示在那個時期根本沒有大陸。

「在最容易被解釋為沒有出現大陸型地殼的這方面而言,此重要性有別於現代海洋。」詹森在郵件中說道。

其他研究者以前已經提出了地球曾經被海洋覆蓋的觀點,詹森說。然而,在海平面以上究竟有多少岩石是可見的這一點上並沒有達成一致。這個新發現「提供了在海平面以上陸地存在的實際地球化學條件」他解釋道。

一顆古老的被水覆蓋的星球(地球)的前景為一個有趣的問題提供了一種新的視角,研究者們在研究報告中寫道:這顆星球最早的生命形式出現在哪裡?它們又是怎樣進化演變的?

Johnson說道:「關於生命的起源有兩大陣營的觀點:陸地上的熱泉和池塘湖泊」「如果我們的研究成果是準確的,這意味著適合生命起源和進化的陸地上的生態環境的數量十分稀少,或者一直稀缺直到32億年後才增加。」

相關知識

早期的地球(有時被稱作蓋婭,以古希臘女神命名)在它最初的十億年里被粗略地定義為地球。地質年代表包含整個冥古宙時期(始於大約46億年前地球的形成),同樣也包含始太古代(始於40億年前)和處於太古宙的古太古代(始於36億年前)的部分年代。

地球形成史中的這一段時期包含從太陽星雲經過我們已知的堆積過程的星球的形成。這段時期包括劇烈的隕石轟擊以及巨大的撞擊,同時包括月球形成導致的一系列岩漿海和岩芯形成期產生的影響。在岩芯形成後,隕石的撞擊或者處於後增薄層的彗星物質可能已經傳送了水和其他揮發性化合物到地球表面上。

儘管幾乎沒有地殼物質從這段時期保留下來,最古老的標本是位於西澳大利亞的片麻岩地體的Jack山上一個封閉在一塊變質砂礫岩中的規格為4.404±0.008範圍內的鋯石礦物。最早的地表形成(例如伊蘇亞綠岩帶)可以追溯到目前所處地球時期的後半期,大約3.8gya,在幾乎同一時期作為後重轟炸期的高峰期。


參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Mindy Weisberger - Senior Writer-米亞我很懶,依樂

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