大陸到底是哪裡來的?

賴斯大學地球科學家唐明在去年夏天的業餘時間習慣了在全球礦物數據庫中比較各種岩石中的鈮含量。他發現值得與朋友一起度過幾天的夜晚。

在大自然通訊組織本月發表的一篇論文中,唐,水稻岩石學家Cin-Ty Lee及其同事為地球科學的一個基本問題提供了答案:大洲從何而來?

“如果我們的結論是正確的,那麼我們現在所坐的每一塊土地都是從安第斯山脈或西藏等地開始的,那裡的地勢非常險峻,”該研究的主要作者,賴斯大學系博士後研究員唐說。地球,環境與行星科學(EEPS)。 “今天,大多數地方都是平坦的,因為那是大陸殼的穩定階段。但是我們發現,當地殼形成時,必須從造山過捕魚達人程開始。”

鈮是地球上最稀有的元素之一,它與大陸形成之間的聯繫是一個故事,故事涉及數十億年的歷史,規模小到分子大到山脈。領先者是鈮和鉭,稀有金屬如此之多,以至於地質學家經常將它們視為二次世界大戰。娛樂城appns。

唐說:“它們具有非常相似的化學性質,並且在大多數地質過程中幾乎具有相同的行為。” “如果測量鉭和鈮,它們在地幔中的比率幾乎恆定。這意味著當您在岩石中發現更多捕魚達人交易的鈮時,您會發現更多的鉭,而當發現更少的鈮時,您將會發現更少的鉭註冊送點數lum。”

地幔是地球上最厚的一層,橫跨在行星核心和外層薄殼之間約1800英里。地球科學家認為,在地幔和核心之間幾乎沒有移動,但地幔及其上方的所有東西(海底,海洋,大陸和大氣層)都是相互連接的,當今地球表面上的許多原子,包括人類中的原子和其他生物在地球46億年中已經在地幔中循環了一次或多次。

大陸上的岩石是個例外。地質學家發現其中一些具有40億年的歷史,這意味著它們是在地表附近形成並停留在地表的,沒有被回收到地幔中。部分原因是大陸殼的性質,其密度遠低於地球海洋下方的玄武岩。 Lee,EEPS系主任兼教授說,地球是已知唯一擁有大陸和生命的岩石行星,這並非偶然。

“我們每天生活在各大洲,我們大部分資源都來自各大洲,”李說。 “我們空氣中的氧氣可以呼吸,而溫度恰到好處,可以維持複雜的生活。這些事情是如此普遍,以至於我們認為它們是理所當然的,但是地球並不是從這些條件開始的。它們是在地球歷史的後期發展的。大陸的出現是塑造我們的星球並使它變得更宜居的因素之一。”

科學家們仍然缺乏關於大陸是如何開始的以及它們如何生長以覆蓋地球30%的表面的細節,但是地球化學孿生子與鈮和鉭有關的一個重要線索。

湯說:“與我們在其他地方看到的岩石相比,大陸殼中的岩石平均含鈮量要少20%左右。” “我們認為這種缺失的鈮與各大洲的神秘息息相關。通過解決或發現缺失的鈮,我們可以獲得有關大洲形成方式的重要信息。”

幾十年來,地質學家都知道這種不平衡。這當然表明產生大陸殼的地球化學過程也能去除鈮。但是失踪的鈮在哪裡?

這個棘手的問題促使唐(Tang)花費空閒時間仔細研究馬克斯·普朗克研究所(Max Planck Ins。titute)的GEOROC數據庫中的記錄,該數據庫是全球範圍內已發表的火山岩分析綜合資料集。

基於這些搜索和幾個月的跟踪測試,Tang,Lee及其同事提供了第一個物理證據,表明“ arclogite”(發音為ARC-loh-jyts)是造​​成鈮缺失的原因。積雲石是堆積物,剩餘的浮渣堆積在大陸弧的底部附近。在極少數情況下,這些大塊的堆積物會從火山噴發到地表。

賴斯小組首先送出arc石樣品財神娛樂李在亞利桑那州收集給他們的合作者,中國大學研究人員姜晨的論文娛樂城推薦武漢地球科學大學。 Chen用了一個月的時間來精確讀取樣品中鈮和鉭的相對含量。岩石是在高山脈成為活躍的大陸弧時產生的,就像今天的安第斯山脈一樣。

Chen的測試證實了鈮和鉭的比率很高,但是為了更好地理解這種特徵的形成機理,Tang和Lee在萊斯大學Lee實驗室中使用了高精度激光燒蝕和“電感耦合等離子體六合彩全車質譜法”來揭示金紅石是造成這種情況的原因。

他說:“金紅石是承載鈮的礦物。” “這是天然存在的二氧化鈦形式,實際上是’看到’鈮和鉭之間的區別,並比另一種捕捉更多的事實。”

但這僅在特定條件下發生。例如,唐說,在高於攝氏1000度的溫度下,金紅石會捕獲正常比例的鉭和鈮。當溫度降至1000攝氏度以下時,它才開始偏愛鈮。唐家璇說,唯一有這種條件的地方是在大陸弧的深處,例如今天的安第斯山脈或大約8000萬年前的高山脈。

他說:“需要高壓的原因是二氧化鈦相對稀少。” “您需要非常高的壓力來迫使其結晶並脫離岩漿。”

在去年五月發表在《科學進展》上的一份較早的arc石研究中,唐和李發現了一種微妙的化學特徵,可以解釋為什麼大陸地殼貧鐵。李說,發現和有關金紅石和鈮的發現說明了娛樂城賺錢在地球歷史上,大陸弧至關重要。

李說:“大陸弧就像一個魔術系統,將所有事物連接在一起,從氣候和大氣中的氧氣濃度到礦床。” “它們死後是二氧化碳的匯。它們可以驅動溫室或冰屋,它們是各大洲的組成部分。”

本文已從萊斯大學提供的材料中重新發布。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。

參考
湯明(Ming Tang),李新泰(Cin-Ty A.Lee),陳康,莫妮卡·埃德曼(Monica Erdman),格魯·科斯汀(Gelu Costin),江赫和Nb / Ta系統在弧岩漿分化中的作用以及弧石在大陸形成中的作用。 《自然通訊》,2019年; 10(1)DOI:10.1038 / s41467-018-08198-3。