科学家们发现地球早期大气和地幔深处化学成分之间的一个重要联结

发布时间：2023-09-06 14:00:19 所属栏目：外闻来源：

导读：科学家们发现了地球早期大气和地幔深处化学成分之间的一个重要联系，这项研究是由朴茨茅斯大学和蒙彼利埃大学的研究人员领导的，它形象地揭示了古时候地球上最初生命的演化和那个时候大气中可溶性氧气的急剧增加。

科学家们发现了地球早期大气和地幔深处化学成分之间的一个重要联系，这项研究是由朴茨茅斯大学和蒙彼利埃大学的研究人员领导的，它形象地揭示了古时候地球上最初生命的演化和那个时候大气中可溶性氧气的急剧增加。

这个团队研究了古代俯冲带形成的岩浆，俯冲带使地壳的一部分重新回到地幔的地方，这个时期是地球历史上一个关键的时刻——大氧化事件（GOE）。这个事件发生在大约21亿到24亿年前，是地球大气中氧气水平快速增加并改变了地球上的生命和环境的一段时间。

这项新研究发表在《自然地球科学》杂志上，它探讨了板块构造——指地球外壳移动和重塑地表的过程——在大气、地表和深层地幔之间循环和交换元素的作用。尽管直到现在，可能理解这些基本相互作用的基本可靠实用的方法还很难令人信服地找到。

通过研究GOE前后形成的岩浆，这个团队发现了从还原到更氧化的岩浆的转变。这是由于来自山脉经过风化和侵蚀变成沉积物的氧化沉积物深层俯冲的结果——揭示了沉积物再循环为大气提供了进入地幔的途径。

这个发现意味着这些氧气的“一阵”可能改变了地幔，导致了大规模的钙形式的碱性岩浆的氧化过程的增加，因此改变了大陆地壳的化学物质的组成，并导致了后世的地球上矿床的形成。

首席作者，蒙彼利埃大学和朴茨茅斯大学访问研究员卢卡·纳波尼埃洛博士说：“通过这些发现，我们对地球古代‘呼吸’的理解有了重大进展。它不仅提供了关于地球地质演化的重要见解，而且还揭示了深层地球和其地幔与大气变化之间密切的联系。它让我们更好地理解了地球外部和内部储备之间的关系。

研究团队使用了法国欧洲同步辐射设施的ID21束线，来分析从巴西米内罗带发现的两亿年前的锆石晶体中的矿物中的硫元素状态。这些锆石晶体像时间胶囊一样，保留了它们原来的成分。他们发现，在大氧化事件之前结晶的岩浆中的矿物有一个还原的硫状态。但是，在第二次大氧化事件之后，这些高品位的矿物可能会变得更容易被氧化了。

“它为我们提供了一种强有力的工具，来理解地球外部和内部储备之间的关系。硫的微量存在形式和岩浆硬度是一个动态的参数，它们可以在所有岩浆从形成活跃到最后结晶的过程中连续不断地发生变化。虽然我们的研究考虑了压力和温度等因素，但还需要进一步的分析来追踪从岩浆生成到最终结晶的完整‘逸度路径’。”

合作者之一，朴茨茅斯大学地质学教授克雷格·斯托里说：“我们的研究开辟了令人兴奋的新研究领域，提供了对地球古代历史的更深入的理解，以及它与我们大气发展的深刻联系。它让我们思考关于世间上岩浆类型的演化和板块构造与大气循环之间复杂相互作用的问题。”

这项研究涉及了来自朴茨茅斯大学、法国布雷斯特、蒙彼利埃和索邦大学、巴西奥鲁普雷托联邦大学和圣保罗大学以及欧洲同步辐射设施的研究人员。

（编辑：汽车网）

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