板块构造是在地球上生命首次形成时发生的吗？

罗切斯特的研究人员Wriju Chowdhury和Dustin Trail使用微小的锆石晶体揭示了早期地球的信息，这些晶体已有数十亿年的构造历史，大小不到一毫米(比例尺以微米为单位，地球其中1微米= 0.000001米)。上生研究人员使用一种叫做阴极发光的命首成像技术，这种技术从阴极向样品发射电子。次形成晶体上的发生孔来自激光，激光去除了部分颗粒，板块使研究人员能够获得化学信息。构造鸣谢:史密森学会
（神秘的地球地球uux.cn）据University of Rochester：地球是一个动态的、不断变化的上生星球。从山脉和海洋的命首形成到火山的爆发，我们星球的次形成表面处于不断变化的状态。这些变化的发生核心是板块构造的强大力量——地球地壳板块的运动。这一基本过程塑造了我们星球目前的板块地形，并将在未来继续发挥作用。
但是早期地球的板块构造活动是什么样的呢？这个过程甚至发生在生命被认为已经形成的时期吗？
“现代地球的动态构造性质是今天生命存在的原因之一，”罗彻斯特大学地球和环境科学副教授Dustin Trail实验室的博士后研究员Wriju Chowdhury说。“探索早期地球的地球动力学和岩性多样性可能会揭示生命最初是如何在我们的星球上开始的。”
Chowdhury是发表在《自然通讯》上的一篇论文的第一作者，该论文概述了罗切斯特研究人员如何使用小锆石晶体来解开关于早期地球岩浆和板块构造活动的信息。这项研究提供了化学证据，证明板块构造很可能发生在42亿年前，当时生命被认为首次在我们的星球上形成。这一发现可能有助于寻找其他星球上的生命。
板块构造推动了地壳的形成和毁灭
特雷尔说，现代地球上的板块构造“极其重要”，因为它是“地壳生成和毁灭的主要机制。”
地球是唯一一个已知的拥有移动的上地壳的行星，上地壳周期性地被摧毁和创造。这一过程将铁和镁等关键元素从地球内部输送到地球表面，并控制地球的水循环和碳循环。但是，对地质学家来说更重要的是，板块构造融化并混合岩石，产生具有特定化学成分的岩浆，这取决于所涉及的岩石和“毁灭”发生的位置。因此，岩浆的化学组成可以显示出创造它的构造样式。
古老的水晶就像微小的时间胶囊
Chowdhury和他的同事使用锆石进行了他们的研究，锆石是岩石中的微小晶体，就像小型时间胶囊。锆石含有微量的化学元素，这些元素在晶体形成时就被锁定在晶体中了。研究人员确定了锆石的年代，然后反向研究，锆石揭示了锆石从中结晶的母岩浆的化学组成信息。然后，研究人员利用有关岩浆的信息来重建锆石形成期间早期地球的物理和化学环境，并推断板块构造类型。在这种情况下，锆石的年龄约为38至42亿年。
根据Chowdhury的说法，大多数研究人员使用锆石来推断早期地球的信息，以创建概率模型来呈现不同的构造场景。乔杜里和他的同事们更进一步，不仅描述了锆石，还描述了母岩浆。
“母岩浆更加直接和可靠，因为它们更接近源头——实际的构造样式，”乔杜里说。“我们的研究描述了锆石的硅和氧同位素含量以及母岩浆的微量元素含量，这是以前没有合并和介绍过的。”
Chowdhury，Trail和他们的同事发现了早期地球岩浆和现代岩浆之间的化学相似性，这些岩浆产生于构造活跃的板块边界，如喀斯喀特和阿留申群岛链或日本和安第斯山脉的区域。
“这表明了从古代到现代的构造连续性，”特雷尔说。“也就是说，我们的研究表明，几十亿年前的地球可能会像今天这样运作。”
可居住星球的一个关键特征
研究人员没有确定板块构造开始时生命是否存在——“生命和构造都没有准确的开始日期，”乔杜里说，并指出地质学界在这些问题上存在分歧。但是新的数据提供了化学证据，表明板块构造可能发生在42亿年前。
他继续说，不管是什么情况，板块构造是地球目前拥有温和生活环境的一个关键原因——也可能是在其他星球上寻找可居住生活环境的一个重要因素。
“如果有一些行星动力，生命起源的机会会成倍增加，”他说。

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