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研究表明,地球大陆由于熔炉般的热量而稳定
数十亿年来,地球大陆一直保持着非常稳定的状态,构成了山脉、生态系统和文明的基础。但它们稳定性的秘密让科学家们困惑了一个多世纪。现在,宾夕法尼亚州立大学和哥伦比亚大学的研究人员进行的一项新研究为地貌如何变得并保持如此稳定提供了迄今为止最清晰的证据——而关键因素是热量。
来源:宾夕法尼亚州立大学研究人员区分了高温 (HT) 和超高温 (UHT) 条件。 Smye 和他的合著者、哥伦比亚大学地球与环境科学教授 Peter Kelemen 注意到,在 900°C 以上熔化的岩石的成分具有惊人的一致性:与在较低温度下熔化的岩石相比,它们的铀和钍浓度明显较低。
“在这么多不同地方的岩石中很难看到一致的信号,”他说。 “这是你灵光一现的时刻之一,你会觉得‘大自然试图在这里告诉我们一些事情。’”
他解释说,当温度超过 650 C 或比沸水热六倍多一点时,大多数岩石类型都会熔化。通常情况下,越深入地壳,每深入一公里,温度就会升高约 20°C。由于大多数稳定大陆板块的底部厚度约为 30 至 40 公里,因此 900 摄氏度的温度并不典型,需要他们重新考虑温度结构。
斯迈解释说,在地球历史的早期,构成地壳的放射性元素(铀、钍和钾)产生的热量大约是今天的两倍。
“系统中有更多的可用热量,”他说。 “今天,我们预计不会产生那么多稳定的外壳,因为可用于锻造它的热量较少。”
他补充说,了解这些超高温反应如何调动地壳中的元素对于了解关键矿物的分布和浓度具有更广泛的意义,这是一组备受追捧的金属,但事实证明开采和定位具有挑战性。如果科学家能够理解首先重新分配有价值元素的反应,理论上他们可以更好地找到当今材料的新沉积物。
美国国家科学基金会资助了这项研究。
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