45亿年前地壳秘密：重塑地球演化及行星地壳形成看法，重塑地球早期历史：45亿年前地壳化学特征大揭秘

一项新的研究展开，该研究揭示了地球第一层地壳形成于45亿年前，且具有现代大陆的化学特征，这一发现颠覆了长期以来关于板块构造与大陆地壳形成关系的理论，还对地球早期历史及其他行星地壳形成的认知产生影响。

近日，一项全新的研究成果引起了科学界的广泛关注。研究表明，早在45亿年前，地球的第一层地壳便已形成，并且已经具备了现代大陆所拥有的化学特征。这一惊人的发现，彻底颠覆了长期以来的传统理论，即大陆地壳的痕迹必须依赖板块构造才能形成。

现代大陆岩石携带着地球历史初期的化学特征，这无疑是对目前关于板块构造理论的一次重大挑战。图片来源：麦考瑞大学莫里斯·麦克伦南。

这项新发现正在全面重塑科学家们对地球早期历史的认知，尤其是关于大陆究竟是如何形成以及板块构造究竟何时开始的问题。

在4月2日发表于《自然》杂志上的这项研究中，研究人员有了突破性的发现：地球的第一个地壳大约形成于45亿年前，其化学特征与如今的大陆地壳极为相似。这也就意味着，在现代大陆上所发现的独特化学特征，很有可能从地球历史的最初阶段就已经存在了。

该研究由麦考瑞大学科学与工程学院名誉教授西蒙·特纳领衔，来自澳大利亚、英国和法国等多个机构的研究人员也共同参与其中。

特纳教授指出：“这一发现对于我们思考地球最早的历史具有极其重大的意义。长期以来，科学家们一直认为，板块之间需要相互俯冲才能够形成我们在大陆上所看到的化学指纹。然而，我们的研究表明，这种指纹早在地球最初的地壳——原地壳中就已经存在了，这也就意味着现有的这些理论需要重新进行考量。”

几十年来，科学家们始终致力于确定板块构造开始的时间，因为这一事件标志着生命最早的进化历程。俯冲带（即一个板块滑入另一个板块之下）所形成的岩石具有显著的化学特征，其中铌元素的含量较低。科学家们认为，找到最早的低铌岩石的年龄是确定板块构造开始时间的关键所在。然而，尽管一系列研究小组都试图追踪这一点，但每项研究所得出的结果却存在着极大的差异。

“我开始怀疑我们是否提出了正确的问题。”特纳教授说道。他与六所大学的合作者们共同创建了数学模型，模拟了早期地球的状况。当时，地球的核心正在逐渐形成，熔岩海洋覆盖着整个地球表面。研究小组的计算结果显示，原地壳——也就是地球最早的地壳，形成于冥古代（45亿至40亿年前），它会自然形成与当今大陆相同的化学特征，而并不需要板块构造来促使这些特征的形成。

铌和地球的化学指纹

该模型的初步结果显示，在早期地球的还原条件下，铌元素会转变为亲铁元素，或者说会被金属所吸引，进而通过全球岩浆海沉入地球的核心。

特纳教授表示：“我意识到早期核心的形成、高亲铁元素模式以及大陆地壳中所观察到的显著的负铌异常之间可能存在着某种联系。”大陆地壳的独特特征与在核心形成之后、陨石轰击早期地球之前从地幔中提取的物质的可能特征相吻合，这也就解开了为什么几乎所有大陆岩石中，无论其年龄大小，都会出现这种化学特征的谜团。

特纳教授还提到：“我们的研究表明，我们在大陆地壳中所看到的化学特征是在地球最早的时期形成的，无论当时地球表面呈现出怎样的状态。由于陨石撞击、地壳大块剥落以及板块运动的开始，早期地壳被不断重塑，并含有了更丰富的二氧化硅。”

第一层地壳可能会分裂成许多碎片，在某些区域逐渐变得更厚，从而形成了大陆的雏形。当这些碎片横向移动时，它们之间的熔融岩浆便形成了类似于我们如今在海底所发现的地壳。早期的猛烈流星轰击造成了地壳的大面积破坏和再循环。

板块构造可能是时断时续地发挥作用的，最初是由流星撞击所引发。直到大约38亿年前，随着早期太阳系的混乱状态逐渐被更有序的轨道所取代，流星轰击的频率急剧减少，板块构造随后才形成了一种连续、自我维持的模式。

特纳教授总结道：“这一发现彻底改变了我们对地球最早地质过程的理解，同时也为我们思考大陆如何在宇宙中其他岩石行星上形成提供了全新的视角。”

本文介绍了一项新研究，该研究发现地球第一层地壳形成于45亿年前且有现代大陆化学特征，颠覆了板块构造形成大陆地壳痕迹的传统理论。研究通过模拟早期地球状况得出结论，还解释了铌元素与地球化学指纹的关系，以及早期地壳的演变和板块构造模式的形成，这一发现重塑了对地球早期历史和其他行星地壳形成的认知。