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32亿年前,地球可能是一个“水世界”

2020-03-06 00:41:59    来源:前瞻网    责任编辑:刘杰    

  最新一项研究表明,早期的地球——我们星球上一些最早的生命形式的家园,可能是一个现实生活中的“水世界”,根本看不到一片大陆。

  这项研究发表在3月2日的《自然地球科学》上,它利用水热化学的一个有趣角度,提出在32亿年前,地球表面可能被海洋覆盖。它甚至看起来有点像凯文·科斯特纳那部科幻电影《水世界》中描绘的那种后末日、无陆地的未来。

  这一研究的共同作者之一Boswell Wing说,该小组的发现可以帮助科学家更好地理解单细胞生物是如何以及在哪里首次出现在地球上的。

  “地球上生命的历史显示了现有的生态位。”科罗拉多大学博尔德分校地质科学系的副教授Wing说。“如果你有一个水世界,一个被海洋覆盖的世界,那么干生态位将是不可用的。”

  这项研究还引发了一场关于古代地球可能是什么样子的持续争论:地球是否比现在热得多?

  该研究的第一作者本杰明·约翰逊(Benjamin Johnson)在科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)的Wing的实验室进行了这项研究。“我们认为尝试不同的东西可能是个好主意。”

  一个疯狂的地方

  对他和Wing来说,这是一个不同的东西,它围绕着一个叫做全景区(Panorama district)的地质遗址,位于澳大利亚西北部的内陆深处。

  “如今,这些低矮起伏的山丘被干涸的河床分割开来。”约翰逊说,他现在是艾姆斯市爱荷华州立大学的助理教授。“这是一个疯狂的地方。”

  它也是一块32亿年历史的海洋地壳的歇息地,这块地壳已经翻了个身。

  在全景区上,你可以在一天的时间里走过曾经坚硬的地球外壳——从地壳的底部一直到水曾经通过热液喷口从海底冒泡的地方。

  研究人员认为这是一个独一无二的机会,可以找到数十亿年前有关海水化学性质的关键线索。

  “周围没有真正的古代海水样本,但我们确实有岩石与海水相互作用,并记住了这种相互作用。”约翰逊说。

  他解释说,这个过程就像分析咖啡渣来收集有关倒进去的水的信息。为了做到这一点,研究人员分析了100多个来自干燥地带的岩石样本的数据。

  他们特别寻找两种不同的东西——或者说“同位素”——被困在石头里的氧:一种稍重的原子叫做氧-18,另一种较轻的原子叫做氧-16。

  这两位科学家发现,这两种氧同位素的比例在32亿年前的海水中可能有一点偏差,当时的氧-18原子只比现在多一点点。

  “虽然这些质量差异看起来很小,但它们非常敏感。”Wing说。

  事实证明,它们对大陆的存在非常敏感。Wing解释说,今天的陆地被富含粘土的土壤所覆盖,这些土壤不成比例地从水一样的矿物真空中吸收更重的氧同位素来产生氧-18。

  研究小组推断,对古代海洋中过量的氧-18最有可能的解释是,周围根本没有任何富含土壤的大陆来吸收同位素。然而,这并不意味着周围没有任何干燥的陆地。

  “在我们所做的一切中,没有任何东西表明你不能让微小的、微型的大陆从海洋中伸出来。”Wing说,“我们只是不认为有像我们今天这样的全球性大陆土壤形成。”

  这就留下了一个大问题:板块构造是什么时候推动大块的岩石最终形成我们所熟知和喜爱的大陆的?

  Wing和约翰逊不确定。但他们正计划在从亚利桑那州到南非的一些地点搜寻其它更年轻的岩层,看看是否能发现大陆板块第一次咆哮着出现的时间。

  约翰逊说:“试图填补这一空白非常重要。”

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