流星飛向地球的圖示。 (solarseven/iStock/Getty Images Plus)

迄今為止,地球是我們所知道唯一有大陸的行星。

它們究竟是如何形成和演變的還不清楚,但我們確實知道——因為相距數千英里的大陸邊緣是一致的,在很久以前,地球的陸地集中在一個巨大的大陸上。

既然這不是地球今天的樣子,那麼一定是有什麼東西觸發了那個超級大陸的分裂。現在,我們有新的證據表明,是因為巨大的隕石撞擊而起了重要作用。

由鋯石礦物晶體組成是確鑿的證據,該礦物鋯石是從西澳大利亞的一個克拉通中挖掘出來的,這塊地殼已經穩定了十億多年。

它被稱為「皮爾巴拉克拉通」,是地球上保存最完好的地殼塊,其中的鋯石晶體包含大陸分裂前古代隕石撞擊的證據。

科廷大學的地質學家 Tim Johnson 解釋說:「在澳大利亞,研究這些鋯石晶體中氧同位素的組成揭示了一個自上而下的過程,從地表附近的岩石熔化開始並逐漸深入,這與巨型隕石撞擊的地質效應一致。」

「我們的研究提供了第一個確鑿的證據,表明最終形成大陸的過程始於巨大的隕石撞擊,類似於導致恐龍滅絕的那些,但發生在數十億年前。」

這項工作是在 26 個含有鋯石碎片的岩石樣本中進行的,這些樣本的年齡在 3.6 到 2.9 億年之間。

研究小組仔細分析了氧的同位素;具體來說,分別是具有 10 個和 8 個中子的氧 18 和氧 16 的比率。這些比率在古地質學中用於確定發現同位素岩石的形成溫度。

基於這些比率,該團隊能夠區分皮爾巴拉克拉通形成和演化的三個不同的基本階段。

第一階段是大部分鋯石的形成,與地殼的部分熔融相一致。研究人員表示,這種部分融化很可能是隕石轟擊的結果,隕石在撞擊時加熱了行星地殼。

根據該團隊的解釋,這些鋯石中最古老的集群是一次巨大撞擊的結果,導致了克拉通的形成。

第二階段是地殼核再加工和穩定的時期,隨後是第三階段——熔融和花崗岩形成時期。這個穩定的地核將在很久以後演變成今天的大陸,就像在世界其他大陸上發現的克拉通一樣。

然而,許多隕石在過去的億萬年中曾撞擊過地球,其數量遠高於大陸的數量。 只有最大的撞擊才能產生足夠的熱量來形成克拉通,克拉通的厚度似乎是周圍岩石圈的兩倍。

研究人員表示:這些發現與之前提出的世界各地克拉通形成模型是一致的,這些模型構成了該理論最有力的證據。

然而,這只是已知的大約 35 個克拉通中的其中一個。 為了使證據更加有力,該團隊需要將他們的結果與來自其他克拉通更多樣本進行比較,看看他們的模型是否在全球範圍內保持一致。

約翰遜說:「與地球上其他古代大陸地殼區域有關的數據似乎顯示出與西澳大利亞州相似的模式。我們想在這些古老的岩石上測試我們的發現,看看我們的模型是否像我們懷疑的那樣更廣泛適用。」

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參考資料:

  1. Michelle,S., (2022,Aug 10). Continents on Ancient Earth Were Created by Giant Meteorite Impacts, Scientists Find. ScienceAlert
  2. Johnson, T.E., Kirkland, C.L., Lu, Y. et al. Giant impacts and the origin and evolution of continents. Nature 608, 330–335 (2022).Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-04956-y
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/the-continents-were-created-on-early-earth-by-giant-meteorite-impacts(圖:solarseven/iStock/Getty Images Plus)
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