地球地殼的矽含量至少從太古宙早期開始一直保持恆定


地球擁有兩種在組成和形態上截然不同的地殼一個是海洋覆蓋的以玄武質成分為主的海洋地殼和具有較高矽含量的陸上地殼。地球海洋地殼與太陽系其它矽酸鹽星球的地殼成分類似,而長英質陸上地殼則是地球區別於其它行星的主要標誌,通常認為是地幔熔融並經過一系列的分異演化而成。很多研究者認為密度較小、酸性的陸上地殼通過風化作用降低了大氣中的二氧化碳含量,失控溫室效應(runaway greenhouse),從而使液態水能夠穩定在地球表面。因而,準確地定量評估冥古宙(Hadean)和太古宙(Archean)時期的陸上地殼成分,對於完整把握生命起源初期的自然地理條件、構造樣式和氣候特徵,具有十分重要的意義。

在對地球陸上地殼的形成和生長缺少任何共識的背景下,出現了陸上地殼成因的兩種概念性模型:一個是在地球形成之初的十至二十億年時間裏,地殼偏基性並且大都位於海面以下,由此導致當時缺乏調解氣候的有效機制;另一個是均變論模型,認為冥古宙和太古宙時期的陸殼僅比現今的陸殼稍微偏基性。美國達特茅斯學院(Dartmouth College)布倫欣·凱勒(Brenhin Keller)與加州大學馬克·哈里森(Mark Harrison) 研究提出了一個基於均變論的陸上地殼形成和演化模型:至少從太古宙早期開始,地球地殼的矽含量就保持基本恆定。

【圖、文:節錄自中國科學院地質與地球物理研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】 研究全文刊登在2020年9月1日出版的《美國國家科學院院刊》

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