研究推翻傳統認知:板塊運動並非形成早期地殼的必要條件
地球
04-14
最新研究發現,地球現今地殼的化學組成竟與最原始的「原始地殼」驚人相似。這項發表於《自然》期刊的突破性研究,對學界長期爭論的「板塊運動何時開始」議題提出全新見解。
過去學界普遍認為,只有在板塊隱沒作用(即一個板塊潛入另一板塊下方)過程中形成的現代大陸地殼,才會出現特定的化學特徵。然而,澳洲昆士蘭科技大學地球物理學家克雷格·歐尼爾領導的團隊證實,這些特徵其實無需板塊運動就能形成。
這項發現直接挑戰了傳統理論——過去學者發現冥古宙時期(地球形成後最初十億年)的原始地殼中,存在與現代板塊運動相關的化學特徵,因而推斷板塊運動早在40億年前就已開始。歐尼爾直言:「這種推論現在看來存在根本缺陷。」
關鍵在於釱、鈮等微量元素在巖漿冷卻結晶過程中的行為模式。研究團隊透過建模發現,早期地球的巖漿化學環境與現代截然不同。隨著富含鐵質的巖漿下沉形成地核,地函中的鐵含量逐漸降低,這導致現代隱沒帶(如環太平洋火環帶)的巖漿特性與地球初期大相逕庭。
「某些被用來佐證早期板塊運動的證據,實際上可能只是反映了更古老地殼的特徵。」歐尼爾強調。不過他補充說明,這並不代表當時完全沒有板塊活動——年輕太陽系中四處飛散的太空碎片經常撞擊地球,某些劇烈撞擊確實可能造成區域性性的隱沒作用。
研究團隊推測,全球性的板塊構造系統應該形成於32億至27億年前,因為該時期岩石迴圈的證據明顯增加。歐尼爾表示:「未來的研究重點將是釐清這兩種特徵隨時間的互動作用,以及如何有效區分它們。」