研究揭示了地球发展刚性构造板块的方式和时间

时间：2021-09-22 14:25:04 来源：

耶鲁大学领导的一项新研究表明，地球如何以及何时发展出其最独特的特征之一-刚性构造板块-以及为什么地球的双胞胎状邻居维纳斯从未如此。（沃尔特·迈尔斯的插图）

耶鲁大学和法国里昂大学最新发表的研究表明，地球如何以及何时发展其刚性构造板块，以及为什么金星从未如此。

耶鲁大学地球物理学家戴维·贝尔科维奇（David Bercovici）说，“我们认为一切都归结于岩石中矿物的细小颗粒的行为，”该研究的主要作者于4月6日在线发表在《自然》杂志上。

地球在其冰冷多岩石的最外层岩石圈中嵌入了一个独特的错层板网络。这些板块的运动驱动了许多地球过程，包括地震和火山喷发，同时也稳定了地球的气候，并使生命得以维持。

尽管有证据表明地球的固体表面早在40亿年前就已经运动了，但全球板块构造（充满了刚性板块和各种板块边界类型）似乎还没有发展十亿年。尽管金星在大小，成分和引力上都与地球非常相似，以至于有时被称为“地球的双胞胎姐妹”，但金星却从未如此。

Bercovici和法国里昂大学的合著者Yanick Ricard认为，在地球的早期，地幔对流导致岩石圈的薄弱区域。这些区域持续存在，发展成板块边界，并最终连接形成一个构造板块的全球网络。他们认为，薄弱带是由于岩石变形时岩石中矿物质晶粒收缩的趋势所致。

贝科维奇说：“如果岩石在变形处变弱，那么变形会集中在那里，使晶粒收缩得更快，从而使岩石变弱。”“薄弱区域会逐渐变窄并加剧，直到您获得明确的边界为止。这些是板块边界。”

他说，这种过程不会在没有板面的金星上发生，因为其极高的表面温度会导致晶粒长大，而薄弱的区域也会愈合。

为了说明他们的假设，科学家开发了一个理论模型，该模型解释了岩石颗粒如何控制岩石圈的强弱。

Bercovici说：“该模型使用1毫米岩石尺度的物理学来解释整个行星的行为，以及板块构造如何在地球上出现，而不是在她的双胞胎上出现。”

该论文的标题为“板块构造，破坏与传承”。

国家科学基金会和国家研究机构为这项研究提供了支持。

出版物：David Bercovici和Yanick Ricard，“板块构造，破坏与传承”，《自然》，2014年； doi：10.1038 / nature13072

图像：沃尔特·迈尔斯（Walter Myers）

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