在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的地球原始地殼的深層遺跡

我們的星球誕生于大約 45 億年前。要了解這段令人費(fèi)解的悠久歷史，我們需要研究巖石及其構(gòu)成的礦物。

澳大利亞最古老的巖石是地球上最古老的巖石之一，位于珀斯以北 700 公里的西澳大利亞默奇森區(qū)。它們的年代將近40億年。

在一項(xiàng)新的研究中，我們發(fā)現(xiàn)類似年齡的巖石的證據(jù)在珀斯以南的牧羊犬附近。這表明西澳大利亞的古老巖石覆蓋的面積比我們所知道的要大得多，深埋在地殼中。

古代大陸地殼

澳大利亞的古老地殼對(duì)于理解早期地球至關(guān)重要，因?yàn)樗嬖V我們大陸地殼是如何形成和演化的。

大陸地殼構(gòu)成了人類居住的陸地的基礎(chǔ)，支撐著生態(tài)系統(tǒng)，并為文明提供了必要的資源。沒有它，就會(huì)有沒有淡水.它擁有豐富的金和鐵等礦產(chǎn)資源，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

然而，探索古老的大陸地殼并不容易。它的大部分被深埋，或者被環(huán)境強(qiáng)烈地改變了。只有少數(shù)暴露的區(qū)域可以研究人員直接觀察這個(gè)古老的地殼。

為了了解這個(gè)隱藏的古老地殼的年齡和組成，科學(xué)家們經(jīng)常依靠間接方法，例如研究保存在上覆盆地中的侵蝕礦物，或使用聲波、磁力或重力的遙感。

然而，可能還有另一種方法可以窺視深層地殼，如果運(yùn)氣好的話，甚至可以對(duì)其進(jìn)行采樣。

將水晶從深處拖上來

我們星球的地殼經(jīng)常被富含鐵和鎂的巖漿切割，這些巖漿可以從地殼上部一直延伸到地幔。

這些被稱為堤壩的結(jié)構(gòu)可能來自至少50公里的深度（甚至比最深的鉆孔還要深得多，后者僅延伸12公里）。

這些堤壩可以從深處吸收少量礦物質(zhì)，并將它們一直輸送到地表，在那里我們可以檢查它們。

在我們最近的研究中，我們通過確定其中一個(gè)堤壩的鋯石顆粒的年代，發(fā)現(xiàn)了古代埋藏巖石的證據(jù)。

鋯石含有微量的鈾，隨著時(shí)間的推移衰變?yōu)殂U.通過精確測(cè)量鋯石晶粒中鉛與鈾的比例，我們可以知道晶粒結(jié)晶的時(shí)間。

這種方法表明，堤壩上的鋯石晶體可以追溯到 34.4 億年前。

鈦礦裝甲

鋯石被封裝在一種不同的礦物中，稱為鈦礦，在堤壩中比鋯石化學(xué)更穩(wěn)定。想想一粒鹽，被困在煮熟的糖糖里，掉進(jìn)一杯熱茶里。

鈦鐵礦裝甲的穩(wěn)定性保護(hù)了古代鋯石晶體，隨著堤壩向上移動(dòng)，化學(xué)、壓力和溫度條件的變化。堤壩中未屏蔽的鋯石晶體在旅途中被強(qiáng)烈修改，抹去了它們的同位素記錄。

然而，鈦礦鎧甲的顆粒完好無損地幸存下來，為地球的早期歷史提供了難得的一瞥。

這條堤壩本身的歷史可以追溯到大約14億年，它提供了一個(gè)獨(dú)特的窗口，可以了解古代地殼，否則這些地殼就會(huì)被隱藏起來。我們還在天鵝河（Swan River）向北的沙子中發(fā)現(xiàn)了類似的古代鋯石顆粒，天鵝河流經(jīng)珀斯并流經(jīng)同一地區(qū)，進(jìn)一步證實(shí)了這些古代材料的年齡和起源。

這些結(jié)果擴(kuò)展了已知的古代地殼區(qū)域，以前在默奇森區(qū)的Narryer地區(qū)得到認(rèn)可。

了解深層地殼很重要的一個(gè)原因是，我們經(jīng)常在地殼塊之間的邊界處發(fā)現(xiàn)金屬。繪制這些區(qū)塊的地圖可以幫助繪制出要調(diào)查采礦潛力的區(qū)域。

深邃時(shí)間的殘余

因此，下次當(dāng)你撿起一塊石頭，一些礦物顆粒在你的手上擦掉時(shí)，請(qǐng)想一想這些顆粒可能已經(jīng)存在了多長時(shí)間。

為了掌握時(shí)間尺度，想象一下我們星球的歷史長達(dá)一年。地球由12個(gè)月前的漩渦塵埃形成。你在珀斯附近撿到的任何一把沙子都會(huì)含有大約十個(gè)月前的一兩粒沙子。澳大利亞的大部分黃金是在七個(gè)月前形成的，而陸地植物僅在一個(gè)月前到達(dá)。

兩周前，恐龍出現(xiàn)了。在過去的30分鐘里，全人類都來了。還有你？清醒地，在這種規(guī)模上，你的生命將持續(xù)大約半秒鐘。

克里斯·柯克蘭，地質(zhì)年代學(xué)教授，科廷大學(xué)

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