古代地球可能全是海洋 / credit: shutterstock / source: https://www.livescience.com/

發表在《自然地球科學》雜誌(Nature Geoscience)的一項研究指出,32 億年前的地球完全被海洋覆蓋,沒有任何大陸。相關線索來自澳洲西北部內陸的古老海底。

同位素

該研究的主要作者,愛荷華州立大學(Iowa State University)地質與大氣科學系助理教授班傑明·強生(Benjamin Johnson)和科羅拉多大學博爾德分校(University of Colorado Boulder)地質科學系副教授博斯韋爾·翼(Boswell Wing)對澳洲內陸地區的獨特樣貌感興趣。

強生教授表示,這裡保存了可追溯到 32 億年前的海底熱液系統(hydrothermal system),記錄從地表一直到地底下如引擎般驅動循環的整個海板塊地殼。在這片崎嶇的地貌中保存著不同形式的氧同位素,隨著時間的流逝,這些同位素之間的關係可以幫助科學家解讀古代海洋溫度和全球氣候的變化。

科學家分析一百多個沉積物樣本後發現了意想不到的東西:32 億年前,海洋中的氧-18 比氧-16 多(後者在現代海洋中更常見)。他們的模型表明,以全球規模考量,大陸會從海洋中吸收氧-18。在沒有大陸的情況下,海洋將攜帶更多的氧-18,研究發現,這兩個氧同位素之間的比率說明當時沒有大陸的存在。

強生教授表示:「此值與現代海洋的差異,可解釋為沒有大陸地殼的假設。」其他研究人員先前提出地球曾經被海洋覆蓋的類似說法,但海平面上出現多少陸地卻少有共識。他解釋,此發現為海平面以上土地的存在提供了實際的地球化學(geochemical)限制。

萬物起源

地球最初的水可能來自彗星攜帶的冰,或在地球形成時便隨塵埃進入。當地球還是一片滾燙的岩漿海時,水蒸氣和氣體逸出到大氣中,冷卻下來後便是第一場降雨。

強生教授表示:「從我們的研究無法判斷水的來源為何,但無論是哪種,我們確實表明,存在岩漿海時,地球便已有水了。」

研究人員表示,古代地球的水世界論也為另一個有趣問題提供了新的視角:地球最早的生命在何處出現以及如何演化。

強生教授表示:「有兩個主要的生命起源地:海底火山口和陸地上的池塘。如果我們的研究準​確,那就意味著在 32 億年之前,能在陸地上出現生命並演化的環境很少或根本沒有。」

參考資料:

  1. Johnson, B. W., & Wing, B. A. (2020). Limited Archaean continental emergence reflected in an early Archaean 18O-enriched ocean. Nature Geoscience, 13(3), 243–248. doi: 10.1038/s41561-020-0538-9
  2. Weisberger, M. (2020, March 3). 1.5 billion-year-old Earth had water everywhere, but not one continent, study suggests. Retrieved March 10, 2020.
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