과학자들은 지구 대륙의 기원 중 하나를 제거했습니다.
지구 대륙의 중요성과 바다를 나누는 거대한 행성 지각 조각에도 불구하고 무엇이 우리 행성을 태양계에서 독특하게 만들고 지구를 호스트할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 하는 이 거대한 육지 덩어리를 생성했는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 삶.
수년 동안 과학자들은 화산 아래 마그마에서 오팔의 결정화가 지구의 지각에서 철을 제거하여 지각이 행성의 바다에 떠 있게 하는 원인이 된다고 가정했습니다. 이제 새로운 연구는 그 이론에 도전하여 지질학자와 행성 과학자들이 오늘날 지구에서 볼 수 있는 대륙을 형성하기 위해 계속될 물질에서 이 철을 제거하는 방법을 재고하도록 강요합니다.
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행성의 외피인 지구의 지각은 두 가지 거친 범주로 나뉩니다: 더 오래되고 더 두꺼운 대륙 지각; 더 젊고 밀도가 높은 해양 지각. 새로운 대륙 지각은 대륙 활화산에서 지각의 구성 요소가 지구 표면으로 전달될 때 형성됩니다. 이들은 해양판이 대륙판 아래로 가라앉는 섭입대라고 하는 지역에서 발견됩니다.
건조한 대륙 지각과 해양 심해 지각의 차이점은 대륙 지각에 철이 부족하다는 것입니다. 이것은 대륙 지각이 부력이 있고 해수면 위로 솟아올라 육지 생활을 가능하게 하는 건조한 육지 덩어리를 형성한다는 것을 의미합니다.
대륙 지각에서 발견되는 낮은 수준의 철은 이 아치형 화산 아래의 마그마에서 석류석의 결정화로 인해 발생하는 것으로 가정됩니다. 이 과정은 지구의 판에서 산화되지 않은 철을 제거하는 동시에 녹은 마그마에서 철을 고갈시켜 대륙 지각을 형성함에 따라 더 산화되도록 합니다.
코넬 대학교 조교수 Megan Holy Cross와 스미소니언 국립 자연사 박물관의 지구과학자 Elizabeth Cottrell이 이끄는 연구팀은 2018년에 처음 공식화된 이 가설을 테스트하고 반박하기 시작함으로써 대륙에 대한 이해를 향상시켰습니다.
코트렐은 책에서 시작하다 (새 탭에서 열기)팀은 대륙 지각의 부력에 대한 설명으로 석류석의 결정화에 대해 회의적이라고 덧붙였습니다.
실험실의 지면에서 가혹한 조건을 만듭니다.
석류석 이론을 테스트하기 위해 팀은 스미소니언 박물관에 보관된 피스톤 실린더 갈퀴를 사용하여 대륙 아크 화산 아래에서 발견되는 엄청난 압력과 열을 재현했습니다. 고압 실험실 (새 탭에서 열기) 그리고 코넬 대학교에서. 강철과 텅스텐 카바이드로 구성된 이 소형 프레스는 주변의 원통형 용광로에서 동시에 가열되는 동시에 작은 암석 샘플에 엄청난 압력을 가할 수 있습니다.
생성된 압력은 지구 대기의 15,000 ~ 30,000배였으며 생성된 온도는 화씨 1,740 ~ 2,250도(섭씨 950 ~ 1,230도)로 암석을 녹일 정도로 뜨거웠습니다.
Cottrell과 Holicros는 팀이 수행한 일련의 13가지 실험실 테스트에서 지각 깊숙이 있는 마그마 챔버 내부의 조건을 시뮬레이션한 압력과 온도에서 녹은 암석의 석류석 샘플을 성장시켰습니다.
실험실에서 재배한 이 석류석은 X선 흡수 분광법을 사용하여 분석했는데 X선 흡수 분광법을 사용하여 X선을 흡수하는 방법에 따라 신체 구성을 밝힐 수 있습니다. 그 결과는 알려진 농도의 산화철과 비산화철을 가진 석류석과 비교되었습니다.
이것은 지하와 같은 조건에서 암석에서 자라는 칼세도니가 대륙 지각을 구성하는 마그마에서 볼 수 있는 철 고갈 및 산화 수준을 설명하기에 충분한 양의 산화되지 않은 철을 흡수하지 않는다는 것을 밝혔습니다.
Cottrell은 “이러한 결과는 석류석 결정 모델이 대륙 화산의 마그마가 산화되고 철이 고갈되는 이유를 설명할 가능성이 매우 낮다”고 말했습니다. “대륙 지각 아래 지구 맨틀의 조건이 이러한 산화 조건을 만들 가능성이 있습니다.”
지질학자는 팀의 결과가 현재 할 수 없는 것은 대륙 지각의 형성을 설명하기 위한 대안적 가설을 제공하는 것이며, 이는 결과가 궁극적으로 대답하는 것보다 더 많은 질문을 제기한다는 것을 의미한다고 덧붙였습니다.
“산화제 또는 고갈된 철분의 작용은 무엇입니까?” 코트렐이 물었다. “마노가 지각에서 결정화되지 않고 마그마가 맨틀에서 나온 것과 관련이 있다면 맨틀에서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 그들의 구성이 어떻게 수정되었습니까?”
이러한 질문에 대답하기는 어렵지만 Cottrell은 현재 산화된 황이 지구 표면 아래에서 철의 산화를 유발한다는 아이디어를 연구하는 Smithsonian Institution의 연구원들을 지도하고 있습니다.
팀의 연구는 저널에 목요일(5월 4일) 게재되었습니다. 과학. (새 탭에서 열기)
