小行星撞击曾触发地壳物质循环

张梦然

2017年09月26日08:15  来源:科技日报
 
原标题:小行星撞击曾触发地壳物质循环

  小行星撞地球模拟图。图片来自网络

  据英国《自然·地球科学》杂志24日在线发表的一篇论文称,澳大利亚科学家最新进行的数字模拟显示,40多亿年前小行星撞击地球,触发了地球地壳物质循环。该研究对早期地球构造作用静止的假设提出了挑战。

  我们生活的地球已有46亿年的历史,其从诞生至今分为四个宙:冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。迄今为止,人们对40多亿年前冥古宙时期的地球知之不多,但是普遍认为当时的自然条件非常残酷——地球内部温度过高,无法支持板块构造,并有部分证据表明当时地壳和地幔之间少有混合。

  但也有另一些证据,譬如现存最古老的地质材料——古代锆石的颗粒提供的信息表明,早期地壳存在物质循环,它们与在现代俯冲区可见的物质循环十分类似。对此可能的解释是撞击作用,这一现象在早期太阳系里比现在要普遍得多,很可能正是撞击作用触发了我们所知的板块构造开始之前的俯冲。

  此次,麦考瑞大学研究人员克莱格·奥尼尔及其同事,使用数字模型模拟了大型撞击对地球构造演变的影响。他们发现,撞击事件产生的能量会加热地球内部,引起地幔物质上涌,这反过来会驱动早期地球薄而弱的下沉板块俯冲进地幔。与现代地球构造板块边界周围的俯冲区形成对比的是,模拟的俯冲事件是局域性的,而且是短暂的。因此,根据撞击的规模和频率的不同,地球当时在构造作用静止和构造作用活跃这两种状态之间变换。

  根据这项新研究,科学家绘制了早期地球在发生撞击事件和没有发生撞击事件两种场景下,不同的动力学演变情况,并作为该论文相应的手绘示意图。

(责编:张歌、熊旭)

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