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于理解早期地球至關(guān)重要，因為它告訴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古老的地殼。

為了了解這個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，如果運氣好的話，甚至可以對其進行采樣。

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，隨著時間的推移衰變?yōu)殂U.通過精確測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，掉進一杯熱茶里。

鈦鐵礦裝甲的穩(wěn)定性保護了古代鋯石晶體，隨著堤壩向上移動，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，它提供了一個獨特的窗口，可以了解古代地殼，否則這些地殼就會被隱藏起來。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)，進一步證實了這些古代材料的年齡和起源。

這些結(jié)果擴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)得到認可。

了解深層地殼很重要的一個原因是，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，請想一想這些顆?？赡芤呀?jīng)存在了多長時間。

為了掌握時間尺度，想象一下我們星球的歷史長達一年。地球由12個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含有大約十個月前的一兩粒沙子。澳大利亞的大部分黃金是在七個月前形成的，而陸地植物僅在一個月前到達。

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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