地球的早期演化来自35亿年前形成的岩石的新见解

我们的地球已有大约45亿年的历史。早在早期，广阔的海洋就占据了主导地位。火山喷发频繁，由于大气中没有游离氧，因此没有臭氧层。这是一个充满活力且不断发展的星球。

科学家们知道这一切——但是，当然，我们的知识仍然存在差距。例如，虽然我们知道35亿年前地球的不同部分正在形成什么样的岩石，但我们仍然了解哪些地质过程驱动了这些形成。

幸运的是，这些问题都有答案。证据保存在古代火山和沉积岩中，其历史可以追溯到40亿至25亿年前的太古宙时代。

这些岩石是在当今大陆最古老的部分(称为克拉通)中发现的。克拉通是数十亿年前形成的古代大陆的碎片。研究它们为了解过去地球内部和表面的过程如何运作提供了一个窗口。它们拥有各种不同的岩石群，包括绿岩和花岗岩。

一个例子是位于印度东部奥里萨邦戴塔里绿岩带的Singhbhum克拉通。在之前的研究中已经发现了地壳的这个古老部分，其历史可以追溯到35亿年前。克拉通最古老的岩石组合主要是火山岩和沉积岩，也称为绿岩层序。绿岩是主要由海底火山岩和少量沉积岩组成的岩石组合。

我和我的研究团队最近发表了一项研究，其中我们将辛格布姆克拉通与南非和澳大利亚的克拉通进行了比较。我们选择这些地点是因为它们保存了来自同一时期(大约35亿年前)的相同种类、相同条件(没有剧烈变形或变质)的岩石。它们是研究早期地球表面过程的最佳档案。

我们的主要发现是，大约35亿年前，爆炸式火山喷发在今天的印度、南非和澳大利亚很常见。这些喷发大多发生在海洋下方，但有时也发生在海洋上方。

了解这些早期地球过程对于拼凑地球的进化历史和不同地质时期可能维持生命的条件至关重要。此类研究也提醒我们，我们周围有古老的地质奇观，而且还有更多的东西有待发现，以了解我们星球的故事。

这个调查

我们从SinghbhumCraton采集了一些岩石样本，以便在实验室中进行研究。来自同一站点以及南非和印度站点的现有数据用于比较目的。

我们详细的实地研究得到了铀铅(U-Pb)放射性年龄测定的补充。这种常见且行之有效的方法提供了有关岩浆何时结晶的信息;换句话说，它告诉我们岩石何时形成。通过这种方式，我们能够建立关键的地质时间表来说明正在发生什么过程以及何时发生。

我们还发现，该地区的地质与南非巴伯顿和农德韦尼地区以及澳大利亚西部皮尔巴拉克拉通记录的绿岩带有着明显的相似之处。

最特别的是，所有这些地区在3.5至33亿年前都经历了广泛的海底镁铁质(即氧化镁含量高)火山喷发，并以枕状熔岩和科马提岩的形式保存下来。

这与硅质(二氧化硅浓度升高)火山作用不同，研究表明硅质火山作用在大约35亿年前就很普遍。

这些发现丰富了我们对古代火山和沉积过程及其在地球地质和生物进化的更广泛背景下的意义的理解。

我们星球的形成时期

我们的发现之所以至关重要，有几个原因。首先，它们提供了关于太古宙时期地球早期构造活动的更清晰的图景，有助于我们了解地球的形成年代。

其次，辛格布姆克拉通独特的地质特征，包括其绿岩带，提供了有关地球表面和大气过程的宝贵信息。这对于假设早期宜居条件和地球上生命的出现至关重要。

此外，通过将辛格胡姆克拉通与南非和澳大利亚的类似克拉通进行比较，我们可以构建一个与太古宙地质过程相关的更全面的模型。这有助于揭示年轻地球不同地区普遍存在的古代地球动力学过程。

这项研究强调需要进一步探索全球古代克拉通的地质历史。了解这些早期地球过程对于拼凑地球的进化历史和可能维持生命的条件至关重要。