在一部新动画中见证 18 亿年来板块在地球表面的舞动

Josiah02 · 发表于 2024-9-9 18:37:06

利用地球表面岩石内部的信息，我们重建了过去 18 亿年的地球板块构造。
这是地球地质记录首次被如此利用，回顾如此久远的过去。这使我们能够尝试绘制地球过去 40% 的历史地图，您可以在下面的动画中看到。
该项研究由中国海洋大学的曹先志领导，目前已发表在开放获取期刊《地球科学前沿》上。
优美的舞蹈
通过绘制地球的悠久历史，我们可以创造出一场美丽的大陆舞蹈——这本身就令人着迷，也是一件自然艺术作品。
故事从我们熟知的世界地图开始，然后印度迅速向南移动，接着是东南亚部分地区，因为南半球的冈瓦纳古大陆已经形成。
大约 2 亿年前（重建中的百万年或巨型年），当恐龙在地球上行走时，冈瓦纳古陆与北美洲、欧洲和北亚相连，形成了一个巨大的超级大陆，称为盘古大陆。
然后，重建继续追溯过去。盘古大陆和冈瓦纳大陆本身就是由更古老的板块碰撞形成的。随着时间的推移，出现了一个更早的超级大陆，名为罗迪尼亚。重建并没有就此结束。罗迪尼亚又是由一个更古老的超级大陆努纳在大约 13.5 亿年前分裂而形成的。
地球历史上过去 18 亿年的板块构造。
为什么要绘制地球的过去地图？
在太阳系的行星中，地球是独一无二的，因为它具有板块构造。它的岩石表面分裂成碎片（板块），这些碎片相互磨合形成山脉，或者分裂形成裂缝，然后被海洋填满。
除了引发地震和火山之外，板块构造还将地底深处的岩石推向山脉高处。这样，地底深处的元素就会从岩石中侵蚀出来，最终流入河流和海洋。从那里，生物可以利用这些元素。
这些必需元素包括磷和钼，前者构成了 DNA 分子的框架，后者被生物体用来从大气中吸收氮，并制造蛋白质和氨基酸——生命的基石。
板块构造还暴露出与大气中的二氧化碳发生反应的岩石。岩石锁住二氧化碳是长期内控制地球气候的主要因素——比我们今天造成的剧烈气候变化要长得多。
理解深层时间的工具
绘制地球过去的板块构造图是建立地球历史完整数字模型的第一步。
这样的模型将使我们能够检验有关地球过去的假设。例如，为什么地球的气候会经历极端的“雪球地球”波动，或者为什么当时大气中氧气会积聚。
事实上，它将使我们更好地理解深层行星和支持我们所知生命的地球表面系统之间的反馈。
还有很多东西需要学习
如果我们想了解营养物质如何为进化提供动力，那么模拟地球的过去至关重要。复杂细胞与所有动物和植物细胞一样，其细胞核的最早证据可以追溯到 16.5 亿年前。
这是重建开始前不久的事情，也接近超大陆努纳形成的时间。我们的目的是测试努纳形成时生长的山脉是否可能为复杂细胞的进化提供了动力。
地球上的大部分生命都会进行光合作用并释放氧气。这将板块构造与大气化学联系起来，而部分氧气会溶解到海洋中。反过来，许多关键金属（如铜和钴）在富氧水中的溶解度更高。在某些条件下，这些金属会从溶液中沉淀出来：简而言之，它们会形成矿床。
许多金属都是在板块边缘的火山根部形成的。通过重建古代板块边界随时间的变化，我们可以更好地了解世界的构造地理，并帮助矿产勘探者寻找现在埋藏在更年轻山脉下的古代富含金属的岩石。
在探索太阳系内其他星球以及太阳系外其他星球的过程中，值得记住的是，我们对自己的星球的了解才刚刚开始。
有 46 亿年的时间可供研究，我们走过的岩石蕴含着地球在这段时间内如何变化的证据。
这是首次尝试绘制过去 18 亿年的地球历史，是绘制地球地图这一重大科学挑战的一次飞跃。但这仅仅是第一次尝试。未来几年，我们将从现在的起点上看到相当大的进步。

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