Science | 牛年开门红！北京大学唐铭等人地质领域取得重大进展

iNature 2021年

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地球是已知太阳系中唯一一颗宜居的行星。地表宜居环境的形成与地球的大陆息息相关。大部分大陆位于海平面以上，是所有陆地物种的家园，但是大陆对地球的意义不仅于此。如果地球没有形成大陆，地球的演化轨迹将会截然不同，高等生命或许永远也不会在地球上出现。地球各大洲的高度分布高度偏斜。由于侵蚀和沉积之间的平衡，大多数大陆地区都接近海平面。但是，在收敛的板块边界处，称为造山运动的活跃山地构建过程会产生大量隆升。这些山地虽然面积不大，但对陆地上的全球剥蚀和水文过程产生了深远的影响。

2021年2月12日，北京大学唐铭等人在Science 在线发表题为“Orogenic quiescence in Earth’s middle age”的研究论文，该研究该研究使用最近校准过的基于锆石的地壳厚度重建了山地构建历史。锆石来自各种地壳岩石，并且自然地对暴露于侵蚀的大陆壳大片进行了采样。由于锆石的耐火性质，它们在大多数侵蚀和风化过程中都可以幸存，在化学上保持完好无损，因此可以提供连续的岩浆历史记录。

总之，随着大陆上山脉的重新出现，向海洋的营养供应增加了，这催化了生物生产力的激增并恢复了表面氧化。从那时起似乎一直保持着有效的造山作用，持续的高侵蚀和风化速率促进了有机碳的埋藏。随着完全氧化的大气-海洋系统的出现，最终为后生动物到达寒武纪做好了准备。

地球是已知太阳系中唯一一颗宜居的行星。地表宜居环境的形成与地球的大陆息息相关。大部分大陆位于海平面以上，是所有陆地物种的家园，但是大陆对地球的意义不仅于此。如果地球没有形成大陆，地球的演化轨迹将会截然不同，高等生命或许永远也不会在地球上出现。

地球各大洲的高度分布高度偏斜。由于侵蚀和沉积之间的平衡，大多数大陆地区都接近海平面。但是，在收敛的板块边界处，称为造山运动的活跃山地构建过程会产生大量隆升。这些山地虽然面积不大，但对陆地上的全球剥蚀和水文过程产生了深远的影响。

高山带的高海拔归因于地壳增厚，而地壳增厚又受到构造压缩和岩浆膨胀的驱动。同时，隆升提高了侵蚀效率并引起了重力扩展，这抵消了地壳的增厚。在岩浆作用和构造压缩作用终止之后，造山带开始遭受侵蚀和塌陷，并且随着年龄的增长，地壳会迅速失去其厚度和高度。因此，山脉是短暂的，并且山脉建设的历史不断被抹去和套印，残余物的厚度不能代表其形成时的外壳。这个保存问题对跟踪深层造山运动提出了巨大的挑战。

在这里，该研究使用最近校准过的基于锆石的地壳厚度重建了山地构建历史。锆石来自各种地壳岩石，并且自然地对暴露于侵蚀的大陆壳大片进行了采样。由于锆石的耐火性质，它们在大多数侵蚀和风化过程中都可以幸存，在化学上保持完好无损，因此可以提供连续的岩浆历史记录。

该研究表明，活动大陆壳的平均厚度在十亿年的时间尺度上变化，其中最厚的地壳形成于太古代和半生代。相比之下，元古代的地壳厚度不断减小，直到大纪元末，大陆都没有高山。该研究将此逐渐减少的造山运动与寿命长的努纳-罗迪尼亚超大陆联系起来，后者改变了地幔的热结构并削弱了大陆岩石圈。

参考消息：

https://science.sciencemag.org/content/371/6530/728

编者按：本文转载自微信公众号：iNature(ID：Plant_ihuman)

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