令人驚嘆的視頻展示了地球在 18 億年中發生了多大的變化

利用地球表面巖石內部的信息，我們重建了地球在過去 18 億年中的板塊構造。

這是地球的地質記錄第一次被這樣使用，回顧如此遙遠的過去。這使我們能夠嘗試繪制這顆行星過去 40% 的歷史地圖，您可以在下面的動畫中看到。

這項工作由中國海洋大學的 Xianzhi Cao 領導，現已發表在開放獲取期刊上地球科學前沿.

美麗的舞蹈

通過悠久的歷史繪制我們的星球，創造了一種美麗的大陸舞蹈——本身就令人著迷，是一件自然藝術作品。

它從大家熟悉的世界地圖開始。然后印度迅速向南移動，緊隨其后的是東南亞作為岡瓦納的過去大陸在南半球形成。

大約 2 億年前（馬 或兆年幣在重建中），當恐龍在地球上行走，岡瓦納與北美、歐洲和北亞相連，形成了一個稱為盤古大陸的大型超級大陸。

然后，重建繼續穿越時間。Pangaea 和 Gondwana 本身是由較舊的板塊碰撞形成的。隨著時間倒流，出現了一個名為 Rodinia 的早期超大陸。

它并不止于此。反過來，羅迪尼亞是由大約 13.5 億年前一個名為 Nuna 的更古老的超大陸分裂而成的。

為什么要繪制地球的過去？

在太陽系的行星中，地球因其板塊構造而獨一無二。它的巖石表面被分裂成碎片（板塊），這些碎片（板塊）相互磨合并形成山脈，或者分裂并形成裂縫，然后被海洋填滿。

除了引起地震和火山外，板塊構造還將巖石從深處推向山脈的高處。這樣，遠在地下的元素可以從巖石中侵蝕，最終沖入河流和海洋。從那里，生物可以利用這些元素。

這些必需元素包括磷和鉬，前者形成 DNA 分子的框架，后者被生物體用來從大氣中去除氮并制造蛋白質和氨基酸——生命的基石。

板塊構造還暴露了與大氣中的二氧化碳反應的巖石。巖石鎖住二氧化碳是地球氣候在很長一段時間內的主要控制因素——比動蕩要長得多氣候變化我們負責今天。

理解深層時間的工具

繪制地球過去的板塊構造圖是能夠通過地球歷史構建完整數字模型的第一階段。

這樣的模型將使我們能夠檢驗關于地球過去的假設。例如，為什么地球的氣候會經歷極端“Snowball Earth” 波動或原因當它發生時，氧氣在大氣中積聚.

事實上，它將使我們能夠更好地理解深行星和地球表面系統之間的反饋，這些系統支持著我們所知道的生命。

還有更多內容要學習

如果我們要了解營養物質如何可用于推動進化，那么對地球的過去進行建模是必不可少的。這復雜細胞的初步證據與所有動植物細胞一樣，細胞核可以追溯到 16.5 億年前。

這接近重建的開始，接近超大陸 Nuna 形成的時間。我們的目標是測試 Nuna 形成時生長的山脈是否可能為復雜細胞進化提供了動力。

地球上的大部分生命都在進行光合作用并釋放氧氣。這將板塊構造與大氣的化學作用聯系起來，其中一些氧氣溶解到海洋中。

反過來，許多關鍵金屬（如銅和鈷）更易溶于富氧水。在某些條件下，這些金屬會從溶液中沉淀出來：簡而言之，它們會形成礦床。

許多金屬形成于火山的根部，沿著板塊邊緣出現。通過重建古代板塊邊界隨時間的變化，我們可以更好地了解世界的構造地理，并幫助礦物勘探者找到現在埋藏在更年輕的山脈下的富含金屬的古老巖石。

在這個探索太陽系及其他世界的時代，值得記住的是，我們自己的星球上有很多東西我們才剛剛開始瞥見。

有 46 億年的時間需要研究，我們走過的巖石包含了地球在這段時間內如何變化的證據。

繪制地球過去 18 億年歷史的首次嘗試是繪制世界地圖這一科學重大挑戰的一次飛躍。但這只是 – 第一次嘗試。從我們現在的起點開始，未來幾年將看到相當大的改進。

作者要承認這項研究主要由 Xianzhi Cao、Sergei Pisarevsky、Nicolas Flament、Derrick Hasterok、Dietmar Muller 和 Sanzhong Li 完成;作為合著者，他只是研究網絡中的一個齒輪。

作者還感謝來自阿德萊德大學構造學和地球系統小組的許多學生和研究人員，以及從事本研究基礎地質工作的國內和國際同事。

艾倫·柯林斯， 地質學教授，阿德萊德大學

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