一个国际科学家小组发现了地球早期大气与其深部地幔化学成分之间的重要联系。
这项研究由朴茨茅斯大学和蒙彼利埃大学的研究人员领导，为我们星球上生命的进化和大气中氧气的增加提供了新的视角。
研究小组调查了在地球历史上的一个关键时刻——大氧化事件(GOE)——形成于古代俯冲带的岩浆，在那里部分地壳下沉到地幔中。据估计，这一事件发生在21亿到24亿年前，当时地球大气中的氧气含量迅速增加，改变了地球上的生命和环境。
然而，关于大气变化如何在地幔上留下印记的研究却很少。
这项新研究发表在该杂志上自然地球科学他研究了板块构造在大气、地球表面和深层地幔之间循环和交换元素中的作用。板块构造是地球外壳运动和重塑其表面的过程。直到现在，了解这些相互作用的可靠方法都是难以捉摸的。
通过研究GOE前后的岩浆，研究小组发现了从还原岩浆到氧化岩浆的转变。这是由于来自山脉的氧化沉积物在风化和侵蚀过程中被深俯冲转化为沉积物，然后通过俯冲过程再循环到地幔中，这揭示了沉积物循环如何为地幔提供大气通道。
这一发现表明，这些氧气的“气息”可能通过增加钙碱性岩浆的氧化作用，改变大陆地壳的组成，并导致地球上矿床的形成，从而改变了地幔。
该研究的主要作者、来自蒙彼利埃大学的雨果·莫雷拉博士是朴茨茅斯大学的客座研究员，他说:“有了这些发现，我们对地球古代‘呼吸’的理解有了重大飞跃。它不仅提供了对地球地质演化的重要见解，而且还揭示了地球深处及其地幔如何与大气变化密切相关。它使我们更好地了解地球外部和内部储层之间的关系。
“此外，它还提出了一些有趣的问题，比如氧气在塑造地球历史方面所起的作用，以及为我们所知的生命铺平道路的条件。”
研究小组使用法国欧洲同步辐射设施的ID21光束线分析了在巴西米内罗带的20亿年前的锆石晶体中发现的矿物质中的硫态，这些锆石晶体起到了时间胶囊的作用，保留了它们原来的成分。他们发现，在GOE之前结晶的岩浆中的矿物具有降低的硫态。然而，在GOE之后，这些变得更加氧化。
莫雷拉博士说:“简单来说，地幔氧逸度是氧气在岩浆中驱动化学反应能力的一种衡量标准，对了解火山活动和矿石形成至关重要。然而，在过去，我们缺乏一种可靠的方法来追踪地球古代历史中这个参数的变化——直到现在。
“它为理解这种关系提供了一个强大的工具地球外部和内部储层之间的关系。硫形态和岩浆逸度是动态参数，在岩浆从形成到结晶的整个过程中会发生变化。而我们的研究考虑到压力和温度等因素，需要进一步分析以追踪从岩浆产生到最终结晶的完整'逸出路径'。”
朴茨茅斯大学地质学教授克雷格·斯托里(Craig Storey)教授说:“我们的研究开辟了令人兴奋的新研究途径，让我们对地球的古代历史及其与大气发展的深刻联系有了更深入的了解。它挑战我们思考岩浆类型随时间演变的问题，以及板块构造和大气循环之间复杂的相互作用。”
莫雷拉博士补充说:“随着我们的发展如果我们继续探索地球地质历史的奥秘，有一件事是肯定的——地表之下还有更多的东西有待发现。”
这项研究的研究人员来自朴茨茅斯大学、布雷斯特大学、蒙彼利埃大学和索邦大学(法国)、欧鲁普雷图联邦大学和
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