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科学者たちは、地球の大陸の起源の可能性を 1 つ排除しました。
地球の大陸の重要性と、その海を分割する惑星地殻の巨大な部分にもかかわらず、太陽系で私たちの惑星をユニークにし、それがホストできるようにする上で主要な役割を果たしているこれらの大きな陸塊を生み出したものについてはほとんど知られていません人生。
何年もの間、科学者たちは、火山の下のマグマ中のオパールの結晶化が地球の地殻から鉄を除去し、地殻が惑星の海に浮いていることを可能にしていると考えていました. 現在、新しい研究はその理論に異議を唱えており、地質学者や惑星科学者は、今日地球上で見られる大陸を形成する材料からこの鉄を取り除く方法を再考する必要があります.
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地球の外殻である地球の地殻は、大まかに 2 つのカテゴリに分類されます。 そして、若くて密度の高い海洋地殻。 新しい大陸地殻は、その構成要素が大陸弧火山から地表に移動するときに形成されます。 これらは、海洋プレートが大陸プレートの下に沈む地球の一部、沈み込み帯と呼ばれる領域に見られます。
乾燥した大陸地殻と海洋性深海地殻の違いは、大陸地殻に鉄が不足していることです。 これは、大陸地殻が浮力があり、海面から上昇し、陸上生命を可能にする乾燥した陸塊を形成することを意味します。
大陸地殻に見られる低レベルの鉄は、これらの弧状火山の下のマグマでザクロ石が結晶化した結果であるという仮説が立てられています。 このプロセスは、地球のプレートから酸化されていない鉄を除去すると同時に、溶融マグマから鉄を枯渇させ、大陸地殻を形成するにつれて鉄をより酸化させます.
コーネル大学の助教授ミーガン・ホーリー・クロスとスミソニアン国立自然史博物館の地球科学者であるエリザベス・コットレルが率いる研究者チームは、2018 年に最初に定式化されたこの仮説をテストし、暴くことに着手することで、大陸の理解を深めました。
コットレルは本で言った 発売 (新しいタブで開きます)、そしてチームは大陸地殻の浮力の説明としてガーネットの結晶化に懐疑的だったと付け加えた.
実験室で地面から過酷な条件を作り出す
ガーネット理論をテストするために、チームはスミソニアン博物館に収容されているピストンシリンダーレーキを使用して、大陸弧火山の下に見られる巨大な圧力と熱を再現しました。 高圧実験室 (新しいタブで開きます) そしてコーネル大学で。 スチールとタングステン カーバイドで構成されたこれらのコンパクトなプレスは、周囲の円筒状炉によって同時に加熱されながら、小さな岩石サンプルに莫大な圧力をかけることができます。
発生した圧力は地球の大気の 15,000 ～ 30,000 倍で、発生した温度は華氏 1,740 ～ 2,250 度 (摂氏 950 ～ 1,230 度) で、岩石を溶かすのに十分な温度でした。
チームが実施した一連の 13 の異なるラボ テストで、Cottrell と Holicros は、地球の地殻の奥深くにあるマグマ溜まりの内部の状態をシミュレートする圧力と温度の下で、溶融岩石のガーネット サンプルを成長させました。
これらのラボで製造されたガーネットは、X 線吸収分光法を使用して分析されました。 結果は、既知の濃度の酸化鉄と非酸化鉄を含むガーネットと比較されました。
これは、地下のような条件で岩から成長するカルセドニーが、大陸地殻を構成するマグマに見られる鉄の枯渇と酸化のレベルを説明するのに十分な未酸化の鉄を取り込まないことを明らかにしました.
「これらの結果は、大陸火山からのマグマが酸化され、鉄が枯渇する理由について、ガーネット結晶モデルを説明する可能性が非常に低いものにします」とコットレルは言いました。 「大陸地殻の下にある地球のマントルの状態が、これらの酸化状態を作り出している可能性があります。」
地質学者は、チームの結果が現在できないことは、大陸地殻の形成を説明するための代替仮説を提供することであると付け加えました.
「酸化剤または枯渇鉄の作用は何ですか?」 コットレルは尋ねた。 「瑪瑙が地殻で結晶化しておらず、マグマがマントルからどのように出てきたかに関係している場合、マントルで何が起こっているのでしょうか?それらの組成はどのように変更されましたか?」
これらの質問に答えるのは難しいが、コットレルは現在、スミソニアン協会の研究者を指導しており、酸化硫黄が地表下の鉄の酸化を引き起こすという考えを研究している.
チームの研究は、木曜日 (5 月 4 日) にジャーナルに掲載されました。 科学。 (新しいタブで開きます)
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