地质学家重新估算地球陆核年龄将陆地出现时间向前推进7.5亿年

2021-12-21 10:51:02 来源：科普时报

近日，地质学家重新估算了地球第一个克拉通古陆核的年龄，发现约32亿年前就浮出海平面，比过去研究估计的25亿年早了很多，将陆地出现的时间向前推进了7.5亿年。

克拉通一词由德国构造地质学家施蒂勒1936年提出，即岩石圈长期不受造山运动的影响，是与造山带相对应的大陆稳定区。

约40亿年前的冥古宙，地球上可能只有一个超级大陆。在新太古代，这个超级大陆裂解成10多块。之后，这些被称之为稳定克拉通的大陆岩石圈就一直漂游在软流圈之上。

我国华北陆块就是这些古老克拉通之一，且华北克拉通一直被国内外学者视为世界上研究古老岩石圈减薄、改造、破坏的最佳场所。近百年来，我国四代地球科学工作者对华北克拉通做了大量工作，取得了一系列重要成果。

作为地球上最古老的陆块之一，华北克拉通自18亿年前最终形成以后，曾长期保持稳定。但是在一亿多年前，强烈地震成为华北克拉通的主要特征。华北陆块发生了大规模的构造变形、强烈的岩浆活动和盆地形成，并伴有大量的金属和其他资源形成，此时的华北陆块已不具有古老克拉通的性质。

大陆内部古老的岩石，记录着地球的早期形成和演化过程。如何让经历多少亿年沧桑的岩石说话是摆在固体地球科学家面前的难题。科学家们从这些来源很深的古老岩石入手，利用现代科学技术手段和方法，揭示大陆的形成与演化规律。大陆由稳定的克拉通和相对活动的造山带构成。研究发现，大规模熔体活动造成的岩石圈组成和性质的变化，是稳定克拉通能够被破坏的根本原因。但是，熔体来自哪里，是什么原因引起的?这些问题令科学家们费解。

以岩石学记录的构造事件为切入点，科研人员发现克拉通的破坏与周边造山带的形成和演化密切相关，率先提出并论证了克拉通周边板块的俯冲和碰撞作用造成的熔体(流体)活动，是克拉通深部物质和能量交换的一级外部控制因素。通过研究发现全球古老克拉通周缘造山带的持续活动引起的大规模熔体上侵是克拉通破坏的关键。

地幔交代作用是地球内部的一种化学变化，是当前地学研究的热点和难点。科研人员通过大量研究证据，揭示了大量的软流圈熔体与古老方辉橄榄岩反应能够形成相对年轻的二辉橄榄岩的事实，改变了科学界对地幔交代作用的传统认识。

我国东部地区显生宙时期强烈的岩浆活动、岩石圈的巨厚减薄，甚至含能源盆地的形成都是壳幔物质交换的结果。然而，引起如此强烈壳幔物质交换的深层原因一直是困扰着地球科学家们的难题。

通过橄榄岩同位素研究，最终揭示了华北岩石圈地幔显生宙以来经历了两次重大转变，先从古生代典型克拉通型转变为中生代富集型地幔，再转变为晚中生代以来“大洋型”地幔;通过系统对比华北与全球克拉通2100余件样品，证明橄榄岩—熔体相互作用在全球大陆岩石圈地幔中普遍存在。(张宏福)

关键词：地质学家地球陆核年龄推进陆地出现