皇冠信用盘开户:最小的生物,参与创造了最雄伟的山脉

本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:John Parnell(亚伯丁大学地质学与石油地质学教授),编译:Måka,头图来自:unsplash



喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉、落基山脉、安第斯山脉……我们几乎没有办法想象一个没有山的地球。


山脉不仅仅是度假照片里美丽的背景,它们对世界的运转至关重要,它们影响着天气、气候、淡水分布和岩石侵蚀等许多方面。


但山脉并不是在地球形成的最初时刻起就存在的。它们直到大约20亿年前才开始在地球上广泛形成,这时,地球的历史进程实际上已经走过了约25亿年。


 地球山脉形成的时间线。|图片来源:John Parnell via The Conversation


虽然山脉的形成通常与构造板块的碰撞有关,板块之间的碰撞会导致巨大的岩石被推高隆起。但近日,一项新研究揭示了原始海洋生命如何以我们意想不到的方式,“参与”了造山运动



在地球上出现山脉之前,重塑海洋和大陆分布的板块运动只在有限的范围里发生。但是,这些板块的运动对造山至关重要。


一个板块对另一个板块的压力(通常是海洋板块撞击大陆板块)会导致海洋岩石板块的断裂,这些岩石会在推动的过程中互相堆叠在一起。经过数百万年的时间,它们不断堆积,山脉便形成了。


但是,以如此的规模堆积起巨大的石块一定需要“润滑剂”,否则摩擦力会让这个过程最终停止。这种“润滑剂”就是碳。而新的研究表明,古老海洋中大量生物碳在此发挥了关键作用,为地球带来了山脉


研究认为,在约20亿年前,当丰富的营养物质进入水中时,海洋中浮游生物等生命形式的数量出现了爆发式增长。这有可能对大氧化事件的响应,在大氧化事件中,能进行光合作用的细菌开始产生大量氧气,它能够支持新形式的单细胞生命,比如大量的海洋浮游生物。


当时,还没有出现更复杂的生命形式,但这些单细胞生物的细胞变得更大了,而且含有更多碳。


这些微小的生物在死亡后便迅速下沉到海底,很快被掩埋在海底的泥土中,形成了含有超高水平的碳的岩石。这些碳在热和压力的影响下变成了石墨


石墨是一种绝佳的润滑剂。我们都知道,在生活中,有了石墨,无论是锁、铰链、齿轮还是车轮,甚至拉链都会变得更容易移动。当然,岩石也不例外。


 造山过程的简化示意图。石块堆叠,在碳的润滑下逐渐形成山脉。|图片来源:John Parnell via The Conversation


虽然20亿年前形成的最古老的山脉如今已经被磨平,但是我们仍然可以找到它们的根基。在这些地方仍然可以找到石墨参与造山的证据。

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研究考察了世界各地20个造山案例,它们遍布世界各地,从澳大利亚到中国,从南美到北极。比如,在苏格兰西北部,可以找到位于哈里斯、爱奥那岛和盖尔洛赫地区的古老山脉中含有石墨的岩石的滑动面,这些滑动面正是伴随着最早的造山地震中形成的。


这些证据证明,微小的海洋生物累积下的丰富的石墨,通过润滑造山的过程,以一种意想不到的方式带来了深远的影响。



事实上,这个过程一直在继续,其他地质层,比如盐,同样发挥了一定作用。但20亿年前的石墨矿床则格外“丝滑”,而且有些可能不止一次地参与了造山运动。


 喜马拉雅山脉。|图片来源:Karunakar Rayker via Flickr under CC BY


比如,地球上最雄伟的山脉,也就是喜马拉雅山脉,正是由印度和欧亚大陆之间的海洋岩石堆积而成的。从地质学的角度来说它其实很年轻,只有约5000万年的历史。


科学家通过在海拔数千米的青藏高原上发现的海洋化石得知,这些山脉最初来自海洋。岩石被一路向北推,直到海洋消失,遗留下高耸的岩石。


在这一过程中,来自更古老海洋的富碳岩石彼此滑动,使得造山过程得以顺利进行。这些岩石在形成后的最初几百万年里已经产生了滑动,然后在一段“长期休眠”后,再次产生滑动,最终帮助了喜马拉雅山脉崛起。


事实上,在遥远的未来,它们可能还会产生滑动。换句话说,即使在人类消失很久之后,那些古老的浮游生物仍然会继续对地球产生影响



在研究探索的所有古山脉中,每条山脉都拥有大量石墨的记录。先前已有研究认为,石墨会让构造板块变得更脆弱,从而有利于山脉形成。而新的研究发现,来自海洋生物的生物碳正是这一过程更关键的开端。


如果没有来自无数浮游生物细胞的生物碳,构造板块的分布可能会演变得相当不同,我们甚至不会看到如今这些山脉。


从这个角度上来说,生命的确塑造了我们的星球。


参考来源:

https://theconversation.com/how-plankton-helped-create-the-earths-mountains-2-billion-years-ago-173076

https://www.nature.com/articles/s43247-021-00313-5

https://phys.org/news/2021-11-explosion-ocean-life-built-mountains.html


本文来自微信公众号:原理(ID:principia1687),作者:John Parnell(亚伯丁大学地质学与石油地质学教授)

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     发布于 2021-12-19 00:01:28  回复
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