日前發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的一項研究估算出了來自印度、澳大利亞和南非最古老的陸地碎片(稱為板塊)的巖石的年齡。據(jù)悉，創(chuàng)造這些巖石的沙子曾經(jīng)形成了世界上最早的一些海灘。

研究得出的結(jié)論是，第一批大的陸地是在約30億年前使其高于海平面--比以前的研究估計的25億年要早得多。

30億年前的海灘

當(dāng)陸地上升到海洋之上時，它們開始被侵蝕。風(fēng)和雨將巖石分解成沙粒，這些沙粒則被河流運(yùn)送到下游并沿著海岸線堆積，進(jìn)而形成海灘。

這些我們今天在海灘上旅行時可以觀察到的過程已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)十億年了。通過在巖石記錄中尋找古代海灘沉積的跡象，地質(zhì)學(xué)家可以研究在遙遠(yuǎn)的過去發(fā)生的陸地形成事件。

辛格布姆(Singhbhum)板塊是構(gòu)成印度次陸地東部地區(qū)的一塊古老的陸地地殼，它包含了數(shù)個古老的砂巖地層。這些地層最初是由沉積在海灘、河口和河流的沙子形成，然后被掩埋并壓縮成巖石。

我們通過研究保存在這些砂巖中的一種叫做鋯石的礦物的微觀顆粒來確定這些礦床的年齡。這種礦物含有極少量的鈾，它通過放射性衰變非常緩慢地變成了鉛。這使得研究人員能夠估計這些鋯石顆粒的年齡，他們通過使用一種稱為鈾-鉛測年的技術(shù)來實現(xiàn)。據(jù)悉，這種技術(shù)很適合為非常古老的巖石測年。

鋯石顆粒顯示，辛格布姆砂巖是在約30億年前沉積的，這使得它們成為世界上最古老的一些海灘沉積。這也表明，至少在30億年前，現(xiàn)在的印度已經(jīng)出現(xiàn)了一個陸地性陸地。

有趣的是，在澳大利亞(皮爾巴拉和伊爾加恩板塊)和南非(卡普瓦爾板塊)最古老的板塊中也有差不多這個年齡的沉積巖，這表明在這個時候全球可能出現(xiàn)了多個陸地地塊。

巖石陸地是如何設(shè)法上升到海洋之上的?陸地的一個獨(dú)特特征是其厚實的、有浮力的地殼，這使它們能夠漂浮在地球的地幔之上，就像水中的軟木塞一樣。像冰山一樣，地殼厚的陸地(通常超過45公里厚)的頂部伸出水面，而地殼薄于約40公里的大陸塊則保持在水下。

因此，如果陸地上升的秘密是由于它們的厚度，那么我們需要了解它們首先是如何和為什么開始變厚的。

大多數(shù)古老的陸地--包括辛格布姆板塊--都是由花崗巖構(gòu)成的，花崗巖是通過地殼底部原有巖石的熔化而形成。據(jù)了解，辛格布姆板塊的花崗巖在約35億年前和30億年前之間形成的深度越來越大，這意味著地殼在這個時間窗口中變得更厚。

由于花崗巖是密度最小的巖石類型之一，辛格布姆板塊的古代地殼會隨著它的變厚而逐漸變得更具浮力。根據(jù)計算，到約30億年前，辛格布姆板塊的陸地地殼已經(jīng)長到了約50公里厚，這使其具備了足夠的浮力并開始上升到海平面以上。

而陸地的上升對早期地球的氣候、大氣和海洋產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。而這些陸地的侵蝕將為早期光合作用生命蓬勃發(fā)展的沿海環(huán)境提供化學(xué)營養(yǎng)物質(zhì)、帶來氧氣產(chǎn)生的繁榮景象并最終幫助創(chuàng)造我們今天的富氧大氣。

早期大陸的侵蝕還有助于封存大氣中的二氧化碳并帶來早期地球的全球冷卻。事實上，最早的冰川沉積物也恰好出現(xiàn)在約30億年前的地質(zhì)記錄中--即第一批陸地從海洋中出現(xiàn)后不久。

關(guān)鍵詞： 印度 澳大利亞 南非 陸地碎片巖石