地质学家认为早期的地球是一个水世界

地质学家研究已露出的澳大利亚32亿年前的海洋地壳,并利用这些岩石数据创建了一个定量的古海水反演模型。该模型表明,早期地球可能是一个水世界(water world),有淹没的大陆。这可能会对生命起源产生重大影响。

地质学家认为早期的地球可能是一个水世界

地质学家Benjamin Johnson和Boswell Wing在Nature Geoscience的线上期刊发布的一篇论文中写道:一个没有新兴大陆的早期地球可能类似于一个水世界,为地球上生命的起源和进化以及在其他地方的可能存在提供了重要的环境约束。

在采集的岩石样本并搜索当地现有地球化学数据库之后,Johnson创建了一个岩石中发现的氧同位素和温度值的横截面网格(cross-section grid)。同位素(Isotopes)是某种特定化学元素之下的不同种类,同一种元素下的所有同位素都具有相同质子数目,但中子数目不同。在这种情况下,古老岩石保存的氧同位素的差异为数十亿年前的岩石与水的相互作用提供了线索。

一旦有了基于全岩数据的二维网格,Johnson就创建了一个反演模型来估算远古海洋中的氧同位素。其结论是:古代海水中氧的重同位素(含8个质子和10个中子的氧,记为18O)比今天的无冰海洋多出约千分之4。

如何解释随着时间的推移,重同位素的减少?

Johnson和Wing提出了两种可能的解释:水在古代海洋地壳中的循环与今天的海水不同,具有更多的高温相互作用,这可能使海洋富含氧的重同位素。或者,来自大陆岩石的水循环可能降低了海水中重同位素的百分比。

Johnson说:我们更倾向于这样一种最简单的假设-陆地上的大陆风化开始于32亿年前的某个时候,并开始减少海洋中的重同位素。这些模型告诉我们生命起源和进化的环境-如果没有大陆和海平面以上的陆地,第一批生态系统统进化的唯一地方将是海洋。