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32 億年前地球或為水世界 只有極少陸地露出

2020/3/3 — 17:19

盤古初開時,地球地貌並非如現在一樣。最新刊於《自然地質科學》的研究分析約 32 億年前的岩層樣本,發現當時地球由海洋覆蓋著,只有極少甚至完全沒有陸地。

如說法得到其他學者確認,發現將有助了解為何 35 億年前生命如何出現的問題,尤其是到底生命是在鹹水還是陸上淡水水體開始,因為沒有陸地的話,後者不再有研究意義。

報告由科羅拉多大學波德分校的地球生物學家 Benjamin Johnson 與 Boswell Wing 合作撰寫,團隊原本只想分析早期地球的溫度。這個問題長期以來一直未有定論,學界不知到底遠古地球生命開始出現之時的溫度是比現在暖、寒冷,還是與現在相若。

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不過,氧兩種同位素氧 18 (18O) 與氧 16 (16O) 的比例變化,與遠古海洋溫度有關:較低溫的海水 16O 較多,相反較高溫的海水則有較多 18O 。

現時並無太多 32 億年前的海水樣本可被分析,學界只能分析例如西澳皮爾布拉地區 (Pilbara) 的 Panorama 附近的古老海床岩石,這些岩石保留了海洋化學歷史,包括一些保存完好的海式熱泉系統。

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當團隊估算 32 億年前該地區的溫度變化後,發現 18O 的含量比預期多 3.3% ,與現代無冰海洋相比, 18O 亦大約高出 4% ,且比過去估計值要高得多。

2012 年的一篇論文曾有類似發現: 38 億年前的海洋中,海水 18O 含量富略高於預期,為 0.8–3.8% 。雖然差異小,但對於陸地非常敏感,因為陸地泥土會不成比例地吸收水中的 18O 。

根據 Johnson 與 Wing 的模型,岩層樣本中的 18O 比率比想像多,可能與缺乏大陸有關。這並不代表地球一定是完全被海水覆蓋,但比現在的地球濕潤得多,可能無大洲規模的陸地出現。

然而,發現又引伸出另一問題:各大洲究竟是何時由地殻板塊相互擠壓被推出海洋形成?團隊則計劃調查較年輕岩層,試圖解答此問題。

來源:
Science Alert, Earth Could Have Once Been a Waterworld Covered by a Global Ocean, Study Suggests, 2 March 2020

報告:
Johnson, B.W. & Wing, B.A. (2020). Limited Archaean continental emergence reflected in an early Archaean 18O-enriched ocean. Nat. Geosci. 13, 243–248. doi: 10.1038/s41561-020-0538-9

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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