为什么地球上的大多数岩石比地球本身年轻得多?

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地球上的岩石并不都是同一年龄的。 事实上,大多数都比地球本身年轻得多。 海洋地壳最古老的部分被认为有 2 亿年的历史——这在地球 10 亿年的寿命中只是一眨眼的功夫。 这里发生了什么?

“地球是一颗活跃的行星,”法国克莱蒙奥弗涅大学的地球化学家 Boyet 解释说。 “这使得它不同于我们太阳系中的其他行星,也不同于我们的月球。”

这实际上意味着我们星球不断移动的板块构造在不断地回收岩石。 当大洋板块遇到大陆板块时,它会从其下方滑入地幔——这一过程称为俯冲——旧岩石在此处被破坏。 然后由熔化的地幔形成较新的岩石。

已经发现了一些非常古老的岩石层,例如加拿大哈德逊湾拥有数十亿年历史的 Nuvvuagittuq 绿岩带,以及澳大利亚、中国、格陵兰和南非的类似古老露头。 但即使是这块非常古老的岩石也有着复杂的历史。 “在过去的碰撞中暴露在高温下会改变化学成分,”Boyet 指出。 “这扰乱了我们用于测定岩石年代的同位素系统。”

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因此,准确确定地球的年龄一直是一个挑战。 在其创建的最早阶段存在的原始岩石根本不存在了。 迄今为止,我们这个星球的创造,我们不得不超越我们自己的世界。

“我们的月球没有板块构造,”Boyet 解释道。 “我们可以肯定地说,大约 80% 的月球表面非常古老——至少有 30 亿年。”

放射性测年法通过观察两种不同同位素的比例来确定岩石的年龄。 放射性同位素在可预测的时间内分解,使地质学家能够确定样品的年龄。

因此,对月球岩进行年代测定让我们对太阳系的年龄有了更清晰的认识。 另一个关键因素是陨石的辐射测年,这些陨石形成于太阳系形成的最初几千万年。 所有这些数据——来自地球和更远的地方——使科学家们能够将地球的年龄定在 45 亿年左右。

揭示我们星球的进化

尽管如此,缺乏 45 亿年前的岩石意味着科学家们仍然无法确定地球在那些气体和尘埃云凝结形成我们的星球时的真实情况。 这很重要,因为为了准确绘制地球的演化图,我们需要知道最初几百万年发生了什么。

Boyet 试图通过最近的 ISOREE 项目来应对这一挑战。 特别是,她分析了原始陨石中化学元素钕的成分。

她补充说:“我们的结论是,在太阳系形成的头一百万年里,地球因多次碰撞而富集了钕,这些碰撞摧毁了地球质量的 20%。” “我们能够突出碰撞在塑造行星和影响它们的组成方面的作用。”

这项研究有助于加深我们对地球和太阳系是怎样形成的理解。 展望未来,Boyet 对在地球深处、夏威夷等大火山下方采集岩石样本的可能性很感兴趣。

“也许我们可以在这里找到早期形成的岩石储层,并且一直没有混合,”她说。 “测量这些点的微小同位素变化可以为我们提供有关地球早期演化的更多信息。”