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2025-04-05 04:51:00
この新しい研究は、数十年の仮定に挑戦し、地球の地殻が最初から現代の大陸の署名を抱えていることを示しています。構造運動の誕生をマークするのではなく、この指紋は常に惑星の最も初期の化粧の一部であり、時間とともにリサイクルされただけでした
地球は、今日プレートテクトニクスを備えた唯一の既知の惑星です。惑星のマグマ上のこれらの巨大な岩のスラブの絶え間ない動きは、大陸を作り出し、生命を創造するのを助けたかもしれません。 Nature Todayで公開された新しい論文で、同僚と私は45億年前に地球の地殻の秘密を明らかにしています。その過程で、私たちはまた、最大の永続的な科学的謎の1つにアプローチする新しい方法を提供します。プレートテクトニクスはいつ始まったのですか？
人生の発展に密接に関連しています
地球は約45億年前です。一部の科学者は、その初期の形では、惑星にはプレートテクトニクスがなく、代わりに停滞した地殻によって特徴付けられている可能性があると主張しています（火星のものと同様の停滞した地殻（固定蓋を想像してください）。
他の人は、それがエピソードのストップスタートテクトニクスによって特徴付けられた可能性があると言います。後者は、早期に一般的だったが、時間の経過とともに数が減少した主要なmet石の影響によって引き起こされた可能性があります。プレートテクトニクスは、プレートの絶え間ない動きが炭素や他の要素を動かしているため、海洋と大気の組成に密接に関連しています。また、地球の内部から熱がどのように放出されるかと密接に関連しています。このため、プレートテクトニクスは、地球上の生命の発達に密接に関連していると考えられています。
独特の化学的指紋
構造プレートの動きは、境界で火山活動を生成します。しかし、太平洋を囲むいわゆる火の環などの島のアークでは、この火山活動は、今日の平均的な大陸地殻とほぼ同じ特徴的な化学指紋を持っています。たとえば、希土類元素に対する元素ニオビウムの枯渇があります。このため、科学者は、プレートテクトニクスがいつ始まったかを決定するための鍵は、古代の岩でこの指紋の最初の登場を見つけることであると長い間考えてきました。
残念ながら、プレートテクトニクスの作用は、地球の地殻の岩を圧縮、溶かし、再処理します。その結果、古代の岩は非常にまれであり、おそらくハデアン・エオン（45億から4億年前）からはまだ残っていないでしょう。
興味深いことに、何十年にもわたって多くの努力にもかかわらず、プレートテクトニクスの開始のタイミングを決定しようとするそのような試みの結果は、8億から45億年の範囲の年齢推定をもたらしました。このような大きな範囲は、アプローチの大きな問題を示唆しています。
新しいアプローチ
2024年初頭から、私が率いた研究チームは新しいアプローチを試みました。チームは、オックスフォード大学、カーティン大学、テクノロジークイーンズランド大学、リヨン大学の他の4人の研究者で構成されていました。数学モデルを使用して、地球の核がまだ形成されている期間をシミュレートし、その表面が泡立つ溶融岩の海で構成されていました。具体的には、地球の初期マントルの融解の程度と、このプロセス中の化学元素の挙動を調査しました。
私たちの結果は、ハデアンEONの間に形成されたプロトクラストとして知られる地球の最も初期の地殻（プロトクラストとして知られている）が、現代の平均大陸地殻と同一の化学組成を持つことを示しています。たとえば、ニオビウムは金属に抽出され、地球の核に除去されますが、希土類元素は結晶化して地殻を形成するマグマの表面に上昇します。
化学指紋は常にそこにありました
主要なmet石の影響は、初期の地殻の融解と再処理につながりましたが、そのようなプロセスは、それを作成するのではなく、大陸の化学的指紋をリサイクルしただけでした。これらの初期の大きな影響のいくつかは、最終的に私たちが観察する連続した自立したパターンに落ちた構造プレートの定期的な沈み込み（下向きおよび横方向の動き）を開始した可能性もあります。
しかし、私たちの研究は、この移行がいつ発生したかを判断することは長い思考よりも複雑であり、新しい研究方法が必要になることを示しています。地球の初期地殻の地球力学のさらなるモデリングは、不安定になり、沈み始めたときによりよく理解するために必要です。地球の進化と生命の究極の発展に対するこの意味の再評価も同様です。また、この作品は、他の岩だらけの惑星で大陸と生命がどのように形成されるかについて考える新しい方法を提供します。
（著者はマッコーリー大学に関連付けられています）
#研究者は地球の地殻化学を惑星の起源に追跡します