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天顺娱乐冰川沉积物润滑了板块构造的齿轮

作者: 天顺娱乐 来源: 天顺娱乐 发布时间:2019-06-15

  招商主管QQ:31017天顺娱乐地球的外层由巨大的板块组成,这些板块一起研磨,滑过或相互倾斜,产生地震和火山。这些板块也在海底山脊处分离,熔岩从海洋盆地中心扩散开来。

  但情况并非总是如此。在地球历史的早期,这个星球被一个点缀着火山的单一外壳覆盖 - 就像今天的金星表面一样。随着地球的冷却,这个壳开始折叠和裂缝,最终形成了地球板块构造体系。

  根据一项新的研究,向板块构造的过渡始于润滑沉积物的帮助,这些沉积物被地球上第一大陆斜坡的冰川刮掉。随着这些沉积物沿着世界年轻的海岸线收集,它们有助于加速新形成的俯冲断层的运动,其中较薄的海洋板块在较厚的大陆板块下方浸入。

  这项于2019年6月6日发表在“ 自然 ”杂志上的新研究首次提出沉积物在全球板块构造的出现和演化中的作用。马里兰大学地质学教授迈克尔布朗与波茨坦GFZ德国地球科学研究中心地球动力学教授Stephan Sobolev共同撰写了这份研究论文。

  研究结果表明,沉积物润滑控制着地壳研磨和搅拌的速度。索博列夫和布朗发现,全球冰川化的两个主要时期,导致大量冰川沉积的沉积物沉积,每一次都可能导致全球板块构造速度的提升。

  最近的这类事件发生在大约6.35亿年前的“雪球地球”之后,导致地球的现代板块构造系统。

  “地球并不总是有板块构造,它并不总是以同样的速度发展,”布朗说。“它已经经历了至少两个加速期。有证据表明,构造学也减缓了近10亿年的相对爬行。在每种情况下,我们发现与冰川沉积物的相对丰度或稀缺性有关。”

  正如机器需要润滑脂以保持其零件自由移动一样,板式构造在润滑时更有效地运行。虽然可能很难将粘土,淤泥,沙子和砾石的坚韧一致性与光滑的油脂混淆,但在大陆尺度上,在构造板块相遇的海沟中,效果大致相同。

  “钻地球的地壳存在同样的动力。你必须使用泥 - 一种混有水或油的非常细的粘土 - 因为单独的水或油也不会起作用,”布朗说。“泥浆颗粒有助于减少钻头上的摩擦。我们的结果表明,构造板块也需要这种类型的润滑来保持运动。”

  以前对南美洲西海岸的研究是首次确定沉积物润滑与俯冲断层摩擦之间的关系。在智利北部海岸附近,断层沟中相对缺乏沉积物会产生高摩擦力,因为海洋纳斯卡板块在南美洲大陆板块下方淹没。当大陆板块被压扁和变形时,这种摩擦有助于推动安第斯山脉中部的最高峰。

  相比之下,在南部,沟槽中的沉积物负荷较高,导致摩擦较小。这导致大陆板的变形较小,因此产生较小的山峰。但这些发现仅限于一个地理区域。

  对于他们的研究,Sobolev和Brown使用板块构造的地球动力学模型来模拟沉积物润滑对俯冲速率的影响。为了验证他们的假设,他们检查了已知的广泛冰川期和之前公布的数据之间的相关性,这些数据表明海洋和沟渠中存在大陆沉积物。在这一步骤中,索博列夫和布朗依靠两条主要证据:大陆沉积物对海洋化学影响的化学特征以及俯冲相关火山中沉积物污染的指标,就像那些构成今天“环”的那些“太平洋周围的火灾。

  根据Sobolev和Brown的分析,板块构造可能在地球上第一个大陆开始形成之前的3到25亿年前出现在地球上。这个时间框架也与该行星的第一次大陆冰川作用相吻合。

  板块构造的一个重大推动因此发生在220到18亿年前,继另一个全球冰河时期之后,它将大量沉积物清洗到大陆边缘的断层沟中。

  从17.5亿年到7.5亿年前的下一个十亿年,全球板块构造速度下降。相比较而言,地球历史的这个阶段是如此平静,以至于它在地质学家中获得了“无聊的十亿”的绰号。

  后来,在大约6.35亿年前结束的全球“雪球地球”冰川作用之后,地球历史上最大的地表侵蚀事件可能已经从大陆表面擦洗了超过一英里的厚度。根据索博列夫和布朗的说法,当这些沉积物到达海洋时,他们开始了活跃板块构造的现代阶段。

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