顯示地球及其核心各層的插圖 。（圖片來源：Rost-9D/蓋蒂圖片社）
據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站（Stephanie Pappas）：新的研究發(fā)現(xiàn) ， 導(dǎo)致地震、山脈和大陸分裂的板塊構(gòu)造可能始于地球的嬰兒期，比許多科學(xué)家之前認(rèn)為的要早得多 。
這項新的研究表明，板塊構(gòu)造始于40多億年前，也就是45億年前行星形成后不久 。在這個被稱為冥古宙的時代 ， 地球是新鮮的，滾燙的，氨和甲烷的大氣層充滿了足夠的水 ， 最終凝結(jié)成一個全球性的海洋 。在此期間，地球冷卻到足以形成堅固的外殼 。
今天，地殼是由構(gòu)造板塊的研磨運動形成的，這些板塊位于下面更溫暖、更具流動性的地幔上 。但沒有人確切知道這種板塊構(gòu)造的排列是什么時候開始的 。此前，研究人員認(rèn)為它始于冥古宙，幾乎是在地殼冷卻的時候 。其他人認(rèn)為板塊構(gòu)造始于大約32億年前，當(dāng)時地球化學(xué)揭示了地殼組成的一些關(guān)鍵變化 。其他人則認(rèn)為，這種現(xiàn)象是最近才出現(xiàn)的 ， 在過去的幾十億年里演變成了現(xiàn)代形式 。
科學(xué)家們一直在努力確定板塊構(gòu)造的確切開始時間，因為沒有超過40億年的幸存巖石 ， 因此進入冥古宙的唯一直接窗口來自被稱為鋯石的微小而堅硬的晶體，其中最古老的晶體可以追溯到44億年前 。其中一個子集，即S型鋯石 ， 可以揭示板塊構(gòu)造的存在 。這些特殊的鋯石是在陸地沉積巖中形成的晶體，然后被構(gòu)造推入地幔，并在變質(zhì)花崗巖中再次出現(xiàn) 。
問題是，S型鋯石不容易通過一個單一的特征來識別，而是通過一整套微量礦物來識別 。
在7月8日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院院刊》上的這項新研究中，研究人員使用了一種機器學(xué)習(xí)模型來簡化這項任務(wù) ?？茖W(xué)家們首先輸入了300個已知來源的鋯石的模型數(shù)據(jù) ， 然后測試了該模型確定另外74個鋯石是否為s型的能力 。通過訓(xùn)練該模型來區(qū)分鋯石類型，研究小組接下來將其應(yīng)用于澳大利亞杰克山的971顆新鋯石 ， 那里發(fā)現(xiàn)了地球上大多數(shù)最古老的鋯石 。
結(jié)果表明，Jack Hills鋯石中35%為S型 。其中一些可以追溯到42億年前 ， 這表明板塊構(gòu)造在冥古宙期間將巖石從地殼移動到地幔，然后再移動回來 。
這項研究并不是第一個暗示非常古老的構(gòu)造運動的研究 。2023年的一項高溫熔融巖石的實驗表明，最古老的大陸地殼是由俯沖形成的 ， 俯沖是一個構(gòu)造板塊俯沖到另一個板塊之下的過程 。一些研究甚至表明，在冥古宙時期可能存在早期大陸 。
但這項新研究可能無法調(diào)和所有的爭議 。布里斯托爾大學(xué)的地球化學(xué)家Chris Hawkesworth沒有參與這項新研究，他告訴《科學(xué)雜志》，板塊構(gòu)造之外的其他力量，如巨大的流星撞擊，也可能在地球早期在地殼和地幔之間移動巖石 。

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