古代岩石表明，水塑造了地球31亿年

Whundo组中的变粒质枕状熔岩实例。黑斑是一种被称为变形体的特征，形成于富含水的熔岩中。 图片来源：阿德莱德大学  

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（劳拉·拜萨斯）：关于我们星球起源——甚至生命本身——的主要线索，都被锁在来自西澳大利亚、大约三十亿年前的火山岩中。这些古老岩石表明，三十多亿年前，水很可能已经开始塑造地球内部并推动火山活动。

今天发表在《自然通讯》期刊上的发现表明，地球已经在运行一种塑造当今地球的水循环过程，尽管我们的家园在数十亿年前已经是截然不同的地方。地质学家发现了大约三十亿年前水流深入地表的迹象，帮助形成了形成像今天太平洋爆炸性火环火山那样的岩浆。

每天，地球的水都通过一种称为板块构造的过程不断循环再生。海水被带入地球的中层，即地幔。随后，水会被从俯冲带拉下。在这些区域，一个构造板块滑入另一个板块之下，滋养出足以形成大陆的火山。然而，数十亿年前，这种内部水循环过程完全不同——甚至可能根本没有。

澳大利亚阿德莱德大学地球化学家、研究合著者埃里克·范登堡博士在一份声明中表示：“早期地球太热，板块无法以那种方式（将水拉下到地幔）。”“因此直到现在，地表水是否能在三十多亿年前完成这段旅程尚不清楚，如果是，具体是如何实现的。”

换句话说，地球早期的板块可能太热，无法像今天这样将水输送到地幔。

为了深入了解，团队研究了西澳大利亚皮尔巴拉克拉通的岩石。这些岩石形成于36亿至28亿年前之间，是地球上最古老的岩石之一。这些富含铁的岩石在地球大气中尚未出现氧气，甚至生命出现之前就已开始形成。皮尔巴拉仍是地质学家们能够研究年轻地球的少数地点之一。

这张图片展示了西澳大利亚哈默斯利盆地的一部分，位于南部皮尔巴拉克拉通上。克拉通是古大陆中稳定且地质上不活跃的核心。皮尔巴拉克拉通自太古宙（40亿至25亿年前）以来一直保持完整，历经板块构造和侵蚀的冲击。图片来源：NASA。

团队分析了皮尔巴拉克拉通岩石中保存的化学指纹，并重建了31亿年前发生的事件。令人惊讶的是，他们发现大量水已经深入地球内部。所有这些水也影响了火山岩的形成。团队认为，虽然现代板块构造可能尚未在地球上出现，但另一种过程可能是将水引入地幔。

那么，没有板块构造，水是如何深入地球的呢？团队提出这是因为一种他们称为滴引的机制。在滴灌过程中，地球冷外壳中富含水的致密部分会偶尔下沉，然后坍塌到更热的地幔中。当这些地壳崩塌时，它们带着水一起下沉。随后，这些水被释放到地幔中，形成岩浆，滋养火山喷发。当岩浆与水相互作用时，强烈的热量会将水转化为蒸汽。蒸汽随后随着岩浆一起膨胀并喷发。这些岩浆随后凝固成岩石，地质学家至今仍在研究这些岩石。

范登堡说：“地球的运作方式并不完全像现在这样，但看起来一些关键过程已经到位。”

对于地质学家来说，了解水最初何时开始在地下深处流动，有助于解释地球上最关键的过程之一。板块构造影响着从火山喷发到大陆生长的方方面面。移动的板块甚至可能产生生命存在所需的一些化学元素。这些发现为地球大陆的形成以及地球如何演化成我们今天所知的模样提供了线索。

团队表示，这些新发现表明地球内部和表面可能比我们想象的更早就已连接。地球似乎是一个出人意料地充满活力的年轻星球，已经开始回收其最重要的成分之一：水。