太古宙
定義
太古宙以最古老的巖石為定義,大約距今40億年。更早的時期則定義為冥古宙。因此,若更早的巖石被發(fā)現(xiàn),太古宙的定義即可往更古時代推,冥古宙則會被縮短。
地質(zhì)
太古宙開始時, 地球的熱流 ( 英語 : Earth"s internal heat budget ) 是目前的三倍。太古宙結(jié)束時, 地球的熱流 ( 英語 : Earth"s internal heat budget ) 是目前的兩倍。這些熱量來自于行星吸積形成地核釋放出的引力勢能與當(dāng)時豐度更高的放射性元素衰變熱。
現(xiàn)存的太古宙巖石都是變質(zhì)巖或火成巖。火山活動極其猛烈、普遍,甚至噴出罕見的科馬提巖。殘留至今的太古宙地殼以花崗巖結(jié)晶為主。例如大面積熔巖或深成巖如花崗巖、二長巖、閃長巖、斜長巖、 讃岐巖 ( 日語 : 讃岐巖 ) 等。
太古宙早期的地球可能有不同于現(xiàn)今形態(tài)的板塊活動。一些學(xué)者認(rèn)為當(dāng)時地球的溫度過高,板塊活躍,因此 板塊回收循環(huán) ( 英語 : Crustal recycling ) 更快。這阻礙了克拉通的形成直至地幔降溫對流減緩。另外的學(xué)者認(rèn)為大洋巖石圈的浮力大以至于不能俯沖消減。而太古宙巖石的缺少是由于后來地質(zhì)侵蝕作用。
一派地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為沒有大型大陸地殼的存在直至太古宙末期,小型的原大陸(protocontinent)由于當(dāng)時劇烈的地質(zhì)活動不能聯(lián)合在一起。另一部分地質(zhì)學(xué)家以 Richard Armstrong ( 英語 : Richard Armstrong ) 為代表,認(rèn)為地球五億年時就有了現(xiàn)在規(guī)模的大陸,此后大陸地殼消減入地幔與新生保持著平衡。
懷疑大陸存在的學(xué)者認(rèn)為,長英質(zhì)大陸板塊形成于地幔熱點而不是俯沖帶。部分熔融的鐵鎂質(zhì)通過 底辟作用 ( 英語 : diapir ) 侵入洋殼產(chǎn)生中性或長英質(zhì)巖石。 其他學(xué)者認(rèn)為花崗質(zhì)形成于俯沖帶或聚合板塊邊緣的地質(zhì)活動,并在太古宙之初就開始了。
天體物理學(xué)家計算得到 青年太陽黯淡悖論 ( 英語 : faint young Sun paradox ) ,太古宙時期太陽的輻射熱量輸出僅為70–75%,但當(dāng)時地球表面溫度不低于目前水平。造成地球溫室效應(yīng)的原因仍沒有公論。由于較少的陸地與云層覆蓋,地球反照率可能更低。
太古宙存在液態(tài)水,可以從沉積 原巖 ( 英語 : protolith ) 深度變質(zhì)而形成的片麻巖得以確證。
太古宙末期,板塊構(gòu)造活動可能已經(jīng)類似于現(xiàn)今的地球。有完好保存地沉積盆地,以及火山弧、陸內(nèi)裂谷、陸陸碰撞、全球范圍的造山運動等證據(jù)暗示超大陸的形成與解體的循環(huán)。大洋盆地存在的證據(jù)可以從條帶狀鐵礦、燧石礦床、化學(xué)沉積、枕狀玄武巖得以證實。
地球表面發(fā)現(xiàn)的最古老巖石形成于太古宙早期。在格陵蘭、加拿大地盾、蒙大拿與懷俄明(屬于 懷俄明克拉通 ( 英語 : Wyoming Craton ) )、波羅的地盾、蘇格蘭、印度、巴西、西澳大利亞、南非都有發(fā)現(xiàn)。太古宙巖石僅覆蓋了當(dāng)今全世界的克拉通大約7%面積。即使考慮此后的侵蝕與解體,僅有5-40%的現(xiàn)今大陸地殼是在太古宙形成的。
外部鏈接
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