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数十亿年前 高温过程锻造了造就生命的大陆
发布日期:2025-10-27 23:47:41  稿源:cnBeta.COM

宾夕法尼亚州立大学和哥伦比亚大学的最新研究发现,地球大陆之所以能长期稳定存在,关键在于数十亿年前地壳深处极端高温带来的特殊地质过程。据报道,科学家揭示,地球下地壳的温度需超过900摄氏度,才能促使放射性元素如铀和钍向上迁移。

这些元素在向表面移动过程中释放热量,并带走深层积热,使下地壳逐渐冷却并固化,由此形成了坚固稳定的大陆基础。

过去,地球大陆为山脉、生态系统和人类文明提供了基础,科学界长期疑惑它们为何如此持久稳定。最新发表在《自然地球科学》(2025年10月13日)的论文,首次明确指出,超过900℃的高温对于形成持久大陆至关重要。极端热度促使铀和钍等放射性元素向上迁移,释放热量,使深层地壳得以冷却和硬化。

科学家对阿尔卑斯山和美国西南部岩石进行化学分析,发现经历高温熔融(高于900℃)的岩石,其铀和钍含量远低于低温熔融的岩石。这一发现得到跨地域一致验证,显示大自然在高温过程下确实“锻造”了大陆。

研究者指出,这项发现不仅有助于理解地球早期历史,也为重要矿产(如锂、锡、钨等稀土元素)寻矿,以及寻找太阳系外适居行星提供线索。高温过程促使稀有元素向地表迁移,揭示古代矿产富集机制,或能指导未来资源勘查。此外,类似热力机制可能在其他岩质行星上出现,有助于确定外星生命宜居环境。

论文作者表示,稳定的大陆是可居住环境的前提。要实现这种稳定,地壳必须冷却,而冷却过程离不开将产生热量的元素(如铀、钍、钾)向表面迁移,否则它们会留在深处制造热量并导致地壳熔化。现代大陆地壳约形成于30亿年前,高温熔融过程促进了硅含量丰富的新型大陆板块诞生,也显著高于此前科学界的温度预估,约高出200℃。

研究将大陆锻造过程类比为钢铁锻造:高温下金属被反复锤打重塑,去除杂质,并提升结构韧性。大陆生成过程中,同样需要极高温度和板块构造运动的共同作用。

研究人员对数百份来自全球不同地区的岩石样本进行化学分析,将样本按最高变质温度分类,发现900℃高温熔融岩石铀钍含量显著降低,体现高温促成大陆稳定的关键性。

地质学家补充,三十亿年前地壳中的放射性元素含量约为今日的两倍,系统热量更为充足,有利于大陆锻造和稀土元素迁移。理解这些高温反应如何重分布矿产资源,有助于现代关键金属的勘查与开采。

编译自/ScitechDaily

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