地質學家認為早期的地球是一個水世界


地質學家研究已露出的澳洲三十二億年前的海洋地殼,並利用這些岩石數據建立了一個定量的古海水反演模型。該模型顯示,早期地球可能是一個完全由水覆蓋的水世界,有淹沒的大陸。這可能會對生命起源產生重大影響。

地質學家班傑明·莊臣(Benjamin Johnson)和博斯韋·榮(Boswell Wing)團隊的一項硏究發現,一個沒有大陸的早期地球可能類似於一個水世界,為地球上生命的起源和進化以及在其它地方的可能存在提供了重要的環境約束。

在採集的岩石樣本並搜尋當地現有地球化學資料庫之後,莊臣建立了一個岩石中發現的氧同位素和溫度值的橫截面網格(cross-section grid)。同位素(Isotopes)是某種特定化學元素之下的不同種類,同一種元素下的所有同位素都具有相同質子數目,但中子數目不同。在這種情況下,古老岩石保存的氧同位素的差異為數十億年前的岩石與水的相互作用提供了線索。

一旦有了基於全岩數據網格,莊臣就可以建立一個反演模型來估算遠古海洋中的氧同位素。他們的結論是:古代海水中氧的重同位素比今天的無冰海洋多出約千分之四。

如何解釋隨著時間的推移,重同位素的減少?硏究團隊提出了兩種可能的解釋:水在古代海洋地殼中的循環與今天的海水不同,具有更多的高溫相互作用,這可能使海洋含有豐富的氧重同位素。或者,來自大陸岩石的水循環可能降低了海水中重同位素的百分比。

莊臣表示:我們更傾向於這樣一種最簡單的假設-陸地上的大陸風化開始於三十二億年前的某個時候,並開始减少海洋中的重同位素。這些模型告訴我們生命起源和進化的環境-如果沒有大陸和海平面以上的陸地,第一批生態系統進化的唯一地方將是海洋。

【圖:互聯網;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】

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