两个构造板块在冰岛辛格维利尔国家公园交汇。uux.cn视觉制作/Shutterstock

地球过去 18 亿年历史的板块构造。uux.cn

（神秘的地球uux.cn）据《对话》（Alan Collins）：利用地球表面岩石内部的信息，我们重建了过去18亿年来地球的板块构造。

这是地球地质记录第一次被这样使用，追溯到很久以前。这使我们能够尝试绘制地球历史上最后40%的地图，您可以在下面的动画中看到。

该研究由中国海洋大学的曹宪志领导，现已发表在开放获取期刊《地球科学前沿》上。

通过绘制我们星球的悠久历史，创造了一种美丽的大陆舞蹈――本身就令人着迷，也是一件自然艺术作品。

它始于每个人都熟悉的世界地图。然后，印度迅速向南移动，随后是东南亚部分地区，因为过去的冈瓦纳大陆在南半球形成。

大约2亿年前（马或重建中的兆年），当恐龙在地球上行走时，冈瓦纳大陆与北美、欧洲和北亚相连，形成了一个名为泛古陆的大型超级大陆。

然后，重建会穿越时间。盘古大陆和冈瓦纳大陆本身是由较古老的板块碰撞形成的。随着时间的推移，一个名为罗迪尼亚的早期超级大陆出现了。它不会就此止步。反过来，罗迪尼亚大陆是由大约13.5亿年前一个更古老的超级大陆努纳的分裂形成的。

在太阳系的行星中，地球具有独特的板块构造。它的岩石表面分裂成碎片（板块），这些碎片相互摩擦并形成山脉，或者分裂形成裂缝，然后被海洋填满。

除了引发地震和火山外，板块构造还将岩石从地球深处推到山脉的高处。这样，远在地下的元素就会从岩石中侵蚀出来，最终流入河流和海洋。从那里，生物可以利用这些元素。

在这些必需元素中，磷形成了DNA分子的骨架，钼被生物体用来从大气中去除氮，制造蛋白质和氨基酸――生命的基石。

板块构造也暴露了与大气中的二氧化碳发生反应的岩石。在很长一段时间内，封存二氧化碳的岩石是地球气候的主要控制因素，比我们今天造成的动荡的气候变化要长得多。

绘制地球过去的板块构造图是建立完整的地球历史数字模型的第一步。

这样的模型将使我们能够检验关于地球过去的假设。例如，为什么地球的气候经历了极端的“雪球地球”波动，或者为什么当它发生时，大气中会积聚氧气。

事实上，它将使我们更好地了解地球深部和支持我们所知生命的地球表面系统之间的反馈。

如果我们想了解营养物质是如何为进化提供动力的，那么对地球的过去进行建模是至关重要的。与所有动物和植物细胞一样，具有细胞核的复杂细胞的第一个证据可以追溯到16.5亿年前。

这接近重建的开始，也接近超级大陆努纳形成的时间。我们的目标是测试努纳形成时生长的山脉是否为复杂的细胞进化提供了动力。

地球上的大部分生命进行光合作用并释放氧气。这将板块构造与大气化学联系起来，其中一些氧气会溶解到海洋中。反过来，许多关键金属，如铜和钴，在富氧水中更易溶解。在某些条件下，这些金属会从溶液中沉淀出来：简而言之，它们会形成矿床。

许多金属形成于板块边缘火山的根部。通过重建古代板块边界随时间的变化，我们可以更好地了解世界的构造地理，并协助矿物探险家找到现在埋在更年轻山脉下的富含金属的古代岩石。

在探索太阳系内外其他世界的这段时间里，值得记住的是，我们自己的星球上有很多我们才刚刚开始看到的东西。

有46亿年的时间可以研究，我们走过的岩石包含了地球在这段时间内如何变化的证据。

首次尝试绘制地球历史最后18亿年的地图，是绘制世界地图这一重大科学挑战的一次飞跃。但这只是第一次尝试。未来几年，我们将从现在的起点上看到相当大的进步。

更多信息：曹先志等，18亿年来地球构造和板块边界演化，地球科学前沿（2024）。DOI:10.1016/j.gsf.2024.101922