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摘要:早期地球的意境。现在,一项新的研究表明,罪魁祸首可能是构成地球外壳的巨大岩石板。“KdSPE”“KDSPs”直到大的氧化事件,地球的大气是氮、二氧化碳、水蒸气和甲烷的混合物。“KdSPE”“KDSPs”邓肯使用了大气的计算机模型,显示了二氧化碳和水的反应。结果表明,在可能存在的条件下,碳能在岩石中溶解研究称,在早期的地幔中。邓肯在一封电子邮件中写道:“其他的证据似乎表明,早期地球最初可能没有板块构造,而且这一过程开始得较晚。”
地球历史上至今仍未解开的谜团之一是,数十亿年前地球是如何充氧和透气的。现在,一项新的研究表明,罪魁祸首可能是构成地球外壳的巨大岩石板。
当这些所谓的板块移动时,在一个被称为板块构造的过程中,它们会在其他板块下陷时将富含碳的死生物遗骸埋在下面。科学家们说,在地球的地幔中,在地壳下面,碳不能与氧气反应,留下了大气中的这一重要成分。“KdSPE”“KDSPs”直到大的氧化事件,地球的大气是氮、二氧化碳、水蒸气和甲烷的混合物。然后,25亿年前,一类单细胞生物开始使用二氧化碳并产生氧气作为废物。但是氧是高度活性的;与地表岩石的反应和从死生物体的残骸中渗出的碳会很快耗尽这种元素。[地球的8大谜团]
掩埋碳德克萨斯州莱斯大学梅根·邓肯和拉吉德普·达斯古塔的最新研究认为,死亡生物的碳被推到地壳下,或被俯冲,形成石墨和古代钻石。因此,两人说,这一巨大的氧合事件在某种程度上是由“现代”板块构造的开始所驱动的,在这种构造中,地壳被分成巨大的板块,它们相互碰撞、碰撞、滑动。
这个过程足够有效,以至于碳没有时间与氧反应,所以氧-所有这些早期生物的废物都留在大气中,积累到了今天的水平。其结果是:一个能够适应未来氧气呼吸的大气。邓肯在接受《生活科学》杂志采访时说:“照片时间轴:地球是如何形成的”
“这项工作是从今天俯冲带发生的过程开始的。”然后我们继续思考古俯冲带中发生了什么。“KdSPE”“KDSPs”邓肯使用了大气的计算机模型,显示了二氧化碳和水的反应。当两者发生反应时,它们生成分子氧(由两个氧原子组成)和甲醛(由碳、氢和氧组成的化合物)。甲醛并不一定是生物所能生产的,它是更复杂有机碳化合物的支撑物,邓肯说,“KdSPE”“KDSPs”通常是反应平衡的,氧循环回来产生更多的二氧化碳(CO2)和水,留下一个没有氧气的大气。研究人员说,这就是板块构造产生的原因。根据这项新的研究,撞击板将所有的甲醛推到地下,使空气中含有更多的氧气。同时,研究人员在他们的计算机模型中发现,如果没有甲醛驱动“平衡”的化学反应,多余的二氧化碳将留在大气中,帮助二氧化碳呼吸管茁壮成长,并产生更多的氧气作为废物。
让碳保持在的控制之下,以验证他们的假设,研究人员使用了古老的古地壳碳测量 ... 和实验室实验。例如,在一些古老的钻石中,有一定数量的碳-13,一种存在于生物体组织中的碳同位素。研究人员说,这些数据表明,一定数量的有机碳明显地进入了地幔(在地壳之下),接下来的问题是,这些碳是否会留在地幔中。邓肯熔化了一块硅酸盐玻璃,并在其中加入了石墨。邓肯说,玻璃模拟了古代地壳,石墨代表了来自生物体的碳。然后她增加了压力和温度,从大约14800个大气压开始,增加到29000个大气压(大约是每平方英寸435000磅)。结果表明,在可能存在的条件下,碳能在岩石中溶解研究称,在早期的地幔中。这项研究还表明,在火山再次爆发之前,碳很可能在地壳下停留数百万年。邓肯说,
确定大氧合事件的确切机制并非易事,而且可能涉及多种机制,而不仅仅是一种。她说,一个挑战是俯冲开始的时间线,
“如果现代板块构造过程一直在起作用,这就不起作用了,”邓肯说。邓肯在一封电子邮件中写道:“其他的证据似乎表明,早期地球最初可能没有板块构造,而且这一过程开始得较晚。”到底有多少有机碳到达了海底(这可能取决于远古的海洋化学)。我们知道今天会发生。我们可以出去测量一下。我们在古老的岩石中,甚至在钻石中都能看到它,所以我们相信有机碳在整个地球的历史中都是存在和被消减的。
问题是对其数量和速度的精确限制,她说。
Tim Lyons,加州大学河滨分校的生物地球化学教授,同意将这一模式与已知的岩石记录联系起来是一项挑战。”“我的一个问题是,这些数据是否能与俯冲历史的有力记录联系起来,”莱昂斯说,
“已经有许多机制被提出,导致GOE[大氧合事件];没有一种机制能够单独重新创造从记录中观察到的氧[氧]增加的幅度,”邓肯说这很可能是包括俯冲在内的许多机制的结合,使得氧气水平上升,并在地球历史的其余时间内保持不变。
这项研究发表在4月25日的《自然地球科学》杂志上。
是关于生命科学的原始文章。
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