新研究稱板塊構造在地球形成早期便已開始

從構造板塊之間的相互碰撞和摩擦來看，地球的「活躍度」還是相當高的。比如冰島的辛格韋德利公園，就有一個由兩個構造板塊相互遠離而形成的山谷。但是耶魯大學的一項新研究，卻對構造板塊的歷史源頭進行了追溯。結果發現，其在行星形成之後很快便已開始，較當前學界共識還提前了十億年。

比鄰星 b 想像圖（來自：ESO / M. Kornmesser，via Yale University）

據悉，地殼由堅硬的巖石組成，它們沿著流動的地幔頂部滑動。但它並不是一個整體，而是被分成了多個構造板塊，然後逐漸在地表周圍移動。

這種過程形成了深海溝、巨大的山脈、大洲本身、甚至引發地震和火山爆發等事件。根據一系列地質證據，學界普遍認為構造板塊運動始於 30~35 億年前。

然而這裡有一個明顯的問題 —— 從本質上講，構造板塊的活動，很可能擦除其本身曾經留下的痕跡。

研究資深作者 Jun Korenaga 表示：「這是一個持續已久的難題，隨著時間的推移，我們能找到的地質記錄就會更少」。

為化解這方面的困難，耶魯大學研究團隊決定回溯另一個不容易被輕易擦除的線索 —— 空氣中的氬氣（argon / 18 號元素）含量。

（研究配圖 - 1：觀測約束和成功模型解的分布）

作為一種惰性氣體，它也是當今地球大氣中含量第三高的氣體，且絕大部分是由於地殼的放射性衰變而積聚的。此外氬氣的自重，決定了它不會散逸到太空。

基於此，研究團隊對地球早期進行了化學模擬，同時兼顧其它方式產生的氬氣含量，最終將板塊構造活動的歷史反推到了 44 億年前 —— 大約在地球自身形成 1 億年後便已出現。

然而早前的另一項研究，卻提出了截然不同的觀點（稱始於距今僅 6 億年前），理由是災難性的「雪球地球」事件。

有關新研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學進展》（Science Advances）期刊上。

原標題為《Argon constraints on the early growth of felsic continental crust》。