“奇怪的”很久不见的岩石可以解释地狱般的地球是如何变得适合居住的

早期地球通常被描述为“冥古宙”是有充分理由的。一场碰撞产生了我们的月球，原始时代的特征是在厚厚的二氧化碳和水蒸气层下被困住了地狱般的热量。

奇怪的是，这些环境不适宜居住的时间应该比现在长得多。大约40亿年前，在经历了几亿年左右的降温之后，我们的星球已经开始看起来非常适合居住了。

任何对地球剧烈变化的解释都必须考虑到温室气体的快速流失，从而使地球降温，使水蒸气凝结成海洋。

唯一的问题是，地球历史上的这一时期几乎没有留下地质痕迹。在岩浆海洋上漂浮的结晶矿物痂可能早已沉入深渊，并带走了地球表面状况的证据。

因此，我们提出的任何解决失踪气体之谜的假设都必须依赖于间接的证据。

耶鲁大学的两名研究人员最近对一种相当推测的情景进行了计算，其中涉及到不再存在于地球表面的“奇怪”岩石，它们吸收了所有的二氧化碳。这个想法似乎得到了验证。

“不知何故，大气中大量的碳必须被清除，”行星科学家宫崎骏说，他现在在加州理工学院工作。

“因为没有从早期地球保存下来的岩石记录，我们开始从零开始为非常早期的地球建立一个理论模型。”

我们对地球上冥古宙的了解很大程度上来自天体物理学和行星形成的地球化学模型。

我们的地月系统很可能是两颗原行星碰撞的产物，其中一颗和火星差不多大，另一颗和今天的地球差不多大。

从那堆挥发物和岩石中沉淀下来的，是由旋转的矿物质和气体组成的熔化块，通过不断从太空倾泻下来的碎石保持温暖。

从这些起源来看，我们可以想象一段漫长的高温和混乱时期，由二氧化碳和水组成的温室气体使其得以延续。我们只需要看看我们的邻居金星，就能知道它可能是什么样子。

在我们所掌握的来自冥古宙的少量矿物证据中，有迹象表明，在经历了几亿年的冷却之后，冥古宙已经拥有了海洋。

在大约40亿年前，碳循环似乎已经将温度稳定到生命可以快乐生存的程度。

一种可能性是大气中的碳可能溶解到海洋中，转化成固体碳酸盐，这些碳酸盐可能下沉并嵌入地幔的洋流中。

这是一个很好的想法，但即使只是稍微考虑一下，也值得知道数字是否加起来。

因此，宫崎骏和他的同事小永俊(Jun Korenaga)将流体力学、热运动和大气物理学的模型整合在一起，看看他们是否能让这个假设成立。

研究结果表明，如果某种岩石暴露在地球表面，它就可能存在。

宫崎骏说:“这些岩石富含一种叫做辉石的矿物，它们很可能呈深绿色。”

“更重要的是，它们富含镁元素，其浓度水平在现代岩石中很少观察到。”

充满辉石的潮湿熔融岩石快速翻动的地壳可能是二氧化碳在稳定过程中迅速流失的原因，这一过程需要数百万年，而不是数十亿年。

然后，随着冷却给了我们一个由少量缓慢移动的板块组成的再生地壳，所有那些富含镁的岩石都将被远远地留在我们的脚下。

随着地壳迅速翻转，富含水分的矿物质会迅速脱水，将海洋填满到我们今天看到的水平。

这是一个有趣的场景，尤其是因为这样的现象会在其他方面帮助启动生命。

Korenaga说:“另一个额外的好处是，早期地球上的这些‘奇怪的’岩石很容易与海水反应，产生大量的氢，这被广泛认为是生物分子生成的必要条件。”

这是一种需要确凿证据的科学，这些证据既埋藏在时间的深处，也深藏在表面之下。

毫无疑问，地球的“地狱”期将继续保持它的神秘。但渐渐地，我们开始理解为什么我们的星球变成了我们今天看到的天堂。

这项研究发表在《自然》杂志上。

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