新证据指出大陆地壳的形成和陨石撞击有关

地球的大陆地壳是如何形成的,以及它们为何会在那里形成? 有理论认为在很久以前,地球遭受到巨大陨石的撞击才形成大陆地壳,但还没有什么证据来支持它。

一项发表在自然期刊上的新研究指出,来自西澳大利亚的古代锆石矿物,发现了一些线索,表明巨大撞击假说可能是正确的。

新证据指出大陆地壳的形成和陨石撞击有关

见图说图说:地球的内部构造。

岩石圈位于地球的表层,薄而坚硬,由一部分的上部地函和地壳所组成。 地壳又可分成大陆和海洋地壳。 海洋地壳很薄,由黑色、密度较大的玄武岩构成。 相较之下,大陆地壳较厚,主要是由密度较低、颜色较浅、富含二氧化硅的花岗岩组成。

岩石圈下方有一层部分熔融的岩浆称为软流圈,位于地壳和地核之间的地函顶部。 如果岩石圈的一部分被移除,其下的地函物质会随着上面压力的释放而熔融。 来自太空中直径数十或数百公里的小行星撞击,正是大陆地壳一种极其有效的形成方式。 巨大的撞击会造成一个斑状(blob-like)的厚玄武岩地壳,这个区域被称为海洋高原(oceanic plateau)。 这个过程有点像你的头部被高尔夫球或卵石重击后,海洋高原就如同头部所产生的肿块一样。 研究表明,这些海洋高原可能通过地壳分异的演化过程逐渐形成花岗岩大陆地壳。

海洋高原还有其他形成方式,如夏威夷和冰岛下面的厚地壳,然而它们并不是通过巨大的撞击所形成,而是通过地函热柱(mantle plume)。 所谓地函热柱是指由下部地函上升的热物质流,有点像熔岩管道。 当上升的地函热柱到达岩石圈时,引发了大规模的地函熔化,便形成海洋高原。

锆石是已知最古老的地壳物质,根据放射性铀的定年,可以非常准确得知它的形成年代,更重要的是,藉由锆石所含氧同位素的相对比例可了解其形成的环境。

研究指出,许多最古老的锆石含有更多的轻氧同位素,表明来自较浅层的熔融物质,但较年轻的锆石含有更像地函的氧同位素比例,表明来自较深层的熔融物质。 这种「由上而下」的氧同位素模式可推测和巨大陨石撞击有关,例如可在加拿大和格陵兰岛得到识别。 相较之下,地函热柱是一个「由下而上」的过程。

本研究的下一步是重新分析其他地方的古老岩石,以证实大陆地壳是在巨大陨石撞击的地点所形成。 (编译/吴典谚)

资料来源:phys.org

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