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古时候晶体揭示,地球板块构造比我们想象的早数亿年爆发

地球 2026-02-25 菜科探索 +
简介:显示地球及其核心各层的插图。

(图片uux.cn/Rost-9D/盖蒂图片社)据美国生活科学网站(Stephanie Pappas):新的研究发现,导致地震、山脉和大陆分裂的板块构造可能始于地球的婴儿期,比许多科学家之前认为的要早得多。

这项新的研究表明,板块构造始于40多亿年前,也就是45亿年前行星形成后不久。

在这个被称为冥古宙的时代,地球是新鲜的,滚烫的,氨和甲烷

【菜科解读】

显示地球及其核心各层的插图。

(图片uux.cn/Rost-9D/盖蒂图片社)据美国生活科学网站(Stephanie Pappas):新的研究发现,导致地震、山脉和大陆分裂的板块构造可能始于地球的婴儿期,比许多科学家之前认为的要早得多。

古时候晶体揭示,地球板块构造比我们想象的早数亿年爆发

这项新的研究表明,板块构造始于40多亿年前,也就是45亿年前行星形成后不久。

在这个被称为冥古宙的时代,地球是新鲜的,滚烫的,氨和甲烷的大气层充满了足够的水,最终凝结成一个全球性的海洋。

在此期间,地球冷却到足以形成坚固的外壳。

今天,地壳是由构造板块的研磨运动形成的,这些板块位于下面更温暖、更具流动性的地幔上。

但没有人确切知道这种板块构造的排列是什么时候开始的。

此前,研究人员认为它始于冥古宙,几乎是在地壳冷却的时候。

其他人认为板块构造始于大约32亿年前,当时地球化学揭示了地壳组成的一些关键变化。

古时候晶体揭示,地球板块构造比我们想象的早数亿年爆发

其他人则认为,这种现象是最近才出现的,在过去的几十亿年里演变成了现代形式。

科学家们一直在努力确定板块构造的确切开始时间,因为没有超过40亿年的幸存岩石,因此进入冥古宙的唯一直接窗口来自被称为锆石的微小而坚硬的晶体,其中最古老的晶体可以追溯到44亿年前。

其中一个子集,即S型锆石,可以揭示板块构造的存在。

这些特殊的锆石是在陆地沉积岩中形成的晶体,然后被构造推入地幔,并在变质花岗岩中再次出现。

问题是,S型锆石不容易通过一个单一的特征来识别,而是通过一整套微量矿物来识别。

在7月8日发表在《美国国家科学院院院刊》上的这项新研究中,研究人员使用了一种机器学习模型来简化这项任务。

科学家们首先输入了300个已知来源的锆石的模型数据,然后测试了该模型确定另外74个锆石是否为s型的能力。

通过训练该模型来区分锆石类型,研究小组接下来将其应用于澳大利亚杰克山的971颗新锆石,那里发现了地球上大多数最古老的锆石。

古时候晶体揭示,地球板块构造比我们想象的早数亿年爆发

结果表明,Jack Hills锆石中35%为S型。

其中一些可以追溯到42亿年前,这表明板块构造在冥古宙期间将岩石从地壳移动到地幔,然后再移动回来。

这项研究并不是第一个暗示非常古老的构造运动的研究。

2023年的一项高温熔融岩石的实验表明,最古老的大陆地壳是由俯冲形成的,俯冲是一个构造板块俯冲到另一个板块之下的过程。

一些研究甚至表明,在冥古宙时期可能存在早期大陆。

但这项新研究可能无法调和所有的争议。

布里斯托尔大学的地球化学家Chris Hawkesworth没有参与这项新研究,他告诉《科学杂志》,板块构造之外的其他力量,如巨大的流星撞击,也可能在地球早期在地壳和地幔之间移动岩石。

识质存在地球仪互动暗藏日本喜剧梗,引发本土玩家热议

已有不少玩家体验过科幻动作游戏识质存在,并在其中发现了一处耐人寻味的细节。

这一细节或许不易被多数西方玩家察觉,却在日本玩家群体中引发广泛关注――它藏身于一段看似寻常的地球仪互动场景之中,实则暗含一段源自本土喜剧文化的巧妙致敬。

游戏中,玩家可获得一种名为“地仪”的特殊全息投影装置。

该装置能根据数据重建现实世界中的各类物品,而地球仪正是最早可复原的物件之一。

当角色戴安娜成功激活这一模型后,她随即开始旋转球体,并逐一指向不同国家的地理位置。

表面看来,这只是角色探索世界设定的自然延伸。

但熟悉日本喜剧风格的玩家很快意识到,这一连串动作与某位知名喜剧艺人的标志性桥段惊人地吻合:在那段广为流传的表演中,演员突然亮出地球仪,以夸张的节奏快速转动,继而猛然定格、高声报出国家名称,荒诞感与节奏感共同构成笑点核心。

尽管戴安娜并未复述原桥段中的经典台词,但她旋转地球仪的方式、停顿的时机以及指向动作的力度与节奏,均与该喜剧段子高度一致。

不少玩家推测,开发团队很可能有意借鉴了这一表现形式,将其转化为专为日本玩家设计的隐藏式幽默。

当前,日本玩家社群正围绕这一发现展开热烈讨论,普遍认为其相似度已远超偶然范畴。

也有玩家半开玩笑地指出,对缺乏相关文化背景的海外用户而言,这段动画或许仅显得略显突兀,难以领会其中蕴藏的会心一笑。

好诡异的景象!科学家:土卫六上存在“慢速推进的巨浪”

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同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪,却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 麻省理工学院(MIT)博士生 Una Schneck 等人,近日在《地球物理研究:行星(Journal of Geophysical Research: Planets)》杂志上刊发表了一篇文章,称他们开发了一个名叫“行星波浪(PlanetWaves)”的新模型,可以精确描述地球之外天体表面液体形成的波浪形态。

据称该模型综合考虑了行星的气压和液体的特性,包括其密度、粘度和表面张力——这些参数能够量化波浪在形成过程所受到的阻力——而非仅考虑行星的引力。

研究人员发现,在地球以外的天体表面,波浪的形态和强度可能与地球迥然不同。

仅够地球泛起涟漪的微风,在土星的卫星土卫六(Titan)表面,却能掀起高达3米的巨浪。

同样的微风可以在土卫六表面激起巨浪,却仅够在地球上泛起涟漪。

Schneck / Ashton et al. 研究人员称,人们可能已经习惯了地球上特定的波浪形态,但通过这个模型,我们可以非常直观地看到在不同的液体、不同的大气和不同的引力条件下波浪运动方式的差异,而这种差异很可能会挑战我们的直觉。

土卫六是迄今为止已知地球以外唯一一个表面存在大量液态物质的天体。

但土卫六表面的液体并不是水,而是油性的甲烷、乙烷等碳氢化合物(烃类物质)。

这些物质只在-179℃的极寒环境中才保持液态。

但是迄今为止事实上没有人直接看到过土卫六表面的这些湖泊或海洋,要想知道那里会产生什么样的波浪,只能靠模拟。

研究人员通过模拟发现,由于土卫六的引力仅为地球的14%,其湖泊或海洋中液体的密度较低,且更易流动,因此仅够地球泛起涟漪的微风,也能在那里掀起3米高的巨浪。

所以如果我们站在土卫六的海边,可能会看到这样一幕超现实主义的景象:尽管迎面而来的只是轻柔的微风,海中却已掀起巨大的波浪——更让人感觉诡异的是,这些巨浪却在以非常慢的速度缓缓移动,其推进的速度像是慢镜头。

由此也引出了另一个让人好奇的谜——在地球上,海浪的长期拍打,会对海岸构成严重侵蚀——那么在土卫六上,这些“巨浪”是否也有同样的能力? 如果我们将地球和土卫六进行比较,会发现在地球表面,河流入海口通常有所谓的“三角洲(Delta)”;

但在土卫六上,尽管也有河流和海岸线,却几乎看不到类似三角洲的地貌。

这种差异是否与波浪的差异有关? 了解这种差异,也有助于工程师设计出能够在土卫六湖泊或海洋表面漂浮的探测器。

这样的探测器必须能够承受“当地”海浪的冲击。

此外,尽管火星表面现在已经没有液态水,但在几十亿年前,却并非如此。

通过该模型,研究人员发现, 当时仅需较小的风力,就可在液态水的表面掀起波浪;

而随着火星大气层的逐渐散失,其表面气压和温度下降,在此过程中产生波浪所需的风力也越来越强。

在太阳系以外,行星 LHS 1140b 位于宜居带,它的密度表明其有高达 19% 的含水量。

LHS 1140b 是一颗“超级地球”,其引力比地球强得多。

那里如果有海洋,那么在相同风速下产生的海浪要比地球上小得多。

一个更为奇异的范例可能是 Kepler-1649b——这颗酷热的系外行星,其引力强度与地球相近,且大气环境可能与金星差不多——富含大量硫酸。

如果 Kepler-1649b 表面存在硫酸湖,那么由于硫酸的密度是液态水的两倍,若要在其湖面上掀起硫酸的涟漪,所需的风力要比在地球上强得多。

而巨蟹座 55e(55 Cancri e)表面则可能覆盖着熔岩湖。

熔岩的黏性非常大,与此同时这颗行星的引力也比地球强,所以要在这些熔岩湖表面掀起涟漪,则需要时速近 130 千米的狂风。

土卫六。

NASA / JPL-Caltech 参考 Waves hit different on other planets https://news.mit.edu/2026/waves-hit-different-on-other-planets-0416 Modeling Wind-Driven Waves on Other Planets: Applications to Mars, Titan, and Exoplanets https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2025JE009490

古时候晶体揭示,地球板块构造比我们想象的早数亿年爆发

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