36 억년 전에 시작된 지구의 판 구조론

지구는 복잡한 유기물을 가지고 있는 것으로 알려진 유일한 행성이며, 이 능력은 부분적으로

또 다른 기능으로 인해행성을 독특하게 만드는 것은 판 구조론입니다. 과학에 알려진 다른 어떤 행성도 지구처럼 역동적인 지각을 가지고 있지 않습니다. 대륙판은 영겁의 세월에 걸쳐 서로 움직이고 부서지고 충돌하는 대륙판으로 나누어져 있습니다. 판구조론은 대기 중의 산소부터 기후를 조절하는 이산화탄소 농도에 이르기까지 지구 내부의 화학적 "반응기"와 거주 가능한 행성을 만든 표면 사이의 연결을 제공합니다. 그러나 판구조론이 언제, 어떻게 시작되었는지는 미스터리로 남아있습니다.

새로운 연구는 지르콘을 사용합니다.지구에서 발견된 가장 오래된 광물로 지구의 고대 과거를 엿볼 수 있습니다. 이 연구에서 가장 오래된 지르콘은 서호주의 Jack Hills에서 공급된 것으로 약 43억 년 전으로, 이 거의 파괴되지 않는 광물이 지구 자체가 약 2억 년 동안 초기 단계에 있었을 때 형성되었음을 의미합니다. 최대 30억 년 전 지구의 초기 역사에서 Jack Hills에서 수집된 다른 고대 지르콘과 함께 이 광물은 초기 세계의 지속적인 화학 기록에 가장 가까운 연구자입니다.

"우리는 지구처럼 재건됐어요돌과 금속이 녹은 덩어리에서 오늘날의 모습으로 진화했습니다. 다른 행성에는 대륙, 액체 바다 또는 생명체가 없습니다. 어떤 의미에서 우리는 지구가 왜 독특한지에 대한 질문에 답하려고 노력하고 있으며 이 지르콘을 통해 그 질문에 답할 수 있습니다."

마이클 애커슨(Michael Ackerson), 스미소니언 국립자연사박물관 지질학 연구

수십억 년 동안 지구의 과거를 살펴보기 위해연구원 팀은 Jack Hills에서 자몽 크기의 돌 15개를 수집하고 가장 작은 구성 요소로 갈아서 모래로 분쇄했습니다. 다행히 지르콘은 밀도가 매우 높아 금세척과 유사한 기술을 사용하여 나머지 모래와 비교적 쉽게 분리할 수 있습니다.

팀은 각각 3,500개 이상의 지르콘을 테스트했습니다.레이저로 사람의 머리카락 몇 개를 폭파시킨 다음 질량 분석기로 화학 성분을 측정하면 됩니다. 이 테스트를 통해 각 지르콘의 나이와 화학적 조성이 밝혀졌습니다. 테스트된 수천 개 중 약 200개는 이 광물이 탄생한 이후 수십억 년 동안 견뎌온 황폐함으로 인해 연구할 수 있었습니다.

지르콘의 나이는 높은 값으로 결정할 수 있습니다.모든 지르콘에는 우라늄이 포함되어 있기 때문에 정확도가 높습니다. 우라늄의 알려진 방사능 특성과 잘 정의된 붕괴율을 통해 과학자들은 이 광물의 수명을 재구성할 수 있습니다.

연구팀도 관심을 보였다.각 지르콘의 알루미늄 함량. 현대의 지르콘에 대한 테스트에 따르면 알루미늄 함량이 높은 지르콘은 제한된 수의 방법으로만 얻을 수 있으므로 연구원들은 알루미늄의 존재를 사용하여 지르콘이 형성되는 동안 지질학적으로 말해서 무슨 일이 있었는지 추론할 수 있습니다.

수백명의 연구 결과를 분석한 후테스트한 수천 개의 유용한 지르콘 중에서 과학자들은 약 36억 년 전에 알루미늄 농도가 현저하게 증가한 것을 발견했습니다. 궁극적으로 그들은 암석이 지구 표면 아래에서 더 깊이 녹고 있으며, 이는 지구의 지각이 두꺼워지고 냉각되기 시작한다는 것을 의미하며, 지각이 두꺼워지는 것은 현대 판 구조론으로의 전환이 일어나고 있다는 신호라고 결론지었습니다.

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