지구의 대륙은 어떻게 형성되었나요? 주요 이론은 의심스러울 수 있음

Dec 21, 2023

새로운 연구는 궁극적으로 답변보다 더 많은 질문을 제기합니다.

과학자들은 지구 대륙의 기원 가능성 중 하나를 제거했습니다.

지구 대륙, 즉 바다를 나누는 행성 지각의 거대한 조각의 중요성에도 불구하고, 우리 행성을 태양계에서 독특하게 만들고 행성을 수용하는 데 중요한 역할을 하는 이러한 거대한 대륙을 생성한 원인에 대해 알려진 바는 거의 없습니다. 삶.

수년 동안 과학자들은 화산 아래 마그마에 있는 석류석의 결정화가 지각에서 철을 제거하여 지각이 지구의 바다에서 부력을 유지할 수 있도록 하는 역할을 한다는 이론을 세웠습니다. 이제 새로운 연구가 그 이론에 도전하고 있으며, 지질학자와 행성 과학자들은 이 철이 오늘날 지구상에서 볼 수 있는 대륙을 형성하기 위해 계속해서 물질에서 제거되었을 수 있는 방법을 다시 생각하도록 강요하고 있습니다.

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행성의 외부 껍질인 지구의 지각은 대략 두 가지 범주로 나뉩니다. 더 오래되고 두꺼운 대륙 지각; 더 젊고 밀도가 높은 해양 지각입니다. 새로운 대륙 지각은 대륙 호 화산에서 그 구성 요소가 지구 표면으로 전달될 때 형성됩니다. 이들은 해양판이 대륙판 아래로 가라앉는 지구의 일부, 즉 섭입대라고 불리는 지역에서 발견됩니다.

건조한 대륙 지각과 해양 심해 지각의 차이점은 대륙 지각에 철분이 부족하다는 것입니다. 이는 대륙 지각이 부력을 갖고 해수면 위로 올라와 육지 생물이 존재할 수 있는 건조한 땅 덩어리를 형성한다는 것을 의미합니다.

대륙 지각에서 발견되는 낮은 수준의 철은 대륙 호형 화산 아래의 마그마에서 석류석이 결정화된 결과로 가정되었습니다. 이 과정은 지표판에서 산화되지 않은 철을 제거하는 동시에 녹은 마그마에서 철을 고갈시켜 대륙 지각을 형성하면서 더 산화되게 만듭니다.

코넬대학교 메건 홀리크로스(Meghan Holycross) 조교수와 스미소니언 국립자연사박물관 지질학자 엘리자베스 코트렐(Elizabeth Cottrell)이 이끄는 연구팀은 테스트를 시작하고 결국 2018년에 처음 공식화된 이 가설을 제거함으로써 대륙에 대한 이해를 향상시켰습니다.

"석류석을 안정하게 만들려면 높은 압력이 필요하며, 지각이 그다지 두껍지 않아 압력이 그다지 높지 않은 곳에서 이 저철분 마그마를 발견할 수 있습니다"라고 Cottrell은 발표문에서 말했습니다. 대륙 지각의 부력에 대한 설명으로서 석류석의 결정화에 회의적입니다.

가넷 이론을 테스트하기 위해 팀은 스미소니언 박물관의 고압 실험실과 코넬 대학에 있는 피스톤 실린더 프레스를 사용하여 대륙 아크 화산 아래에서 발견되는 엄청난 압력과 열을 재현했습니다. 강철과 텅스텐 카바이드로 구성된 이 소형 냉장고 크기의 피스톤은 작은 암석 샘플에 막대한 압력을 가하는 동시에 주변 원통형 용광로에 의해 가열됩니다.

유도된 압력은 지구 대기에 의해 생성된 압력의 15,000~30,000배에 해당하며 생성된 온도는 약 화씨 1,740~2,250도(섭씨 950~1,230도) 사이로 암석을 녹일 만큼 뜨겁습니다.

팀이 수행한 일련의 13가지 실험실 테스트에서 Cottrell과 Holycross는 지각 깊은 곳의 마그마 챔버 내부 조건을 모방한 압력과 온도 하에서 녹은 암석에서 가넷 샘플을 성장시켰습니다.

이 실험실에서 자란 가넷은 X선 흡수 분광법을 사용하여 분석되었으며 X선을 흡수하는 방식에 따라 물체의 구성을 밝힐 수 있습니다. 결과는 산화철과 산화철의 농도가 알려진 가넷과 비교되었습니다.

이는 지구 내부와 유사한 조건에서 암석에서 성장한 가넷이 대륙 지각을 형성하는 마그마에서 나타나는 철분 고갈 및 산화 수준을 설명할 만큼 충분한 산화되지 않은 철분을 흡수하지 않는다는 것을 보여주었습니다.

Cottrell은 "이러한 결과로 인해 가넷 결정화 모델은 대륙 호 화산의 마그마가 산화되고 철이 고갈되는 이유에 대한 설명이 극히 불가능해졌습니다."라고 말했습니다. "대륙 지각 아래 지구 맨틀의 조건이 이러한 산화 조건을 설정하고 있을 가능성이 더 높습니다."