為什麼有些老大陸可以一直存在於地球表面?

在地球表面存在有許多老的大陸核心—地盾(Craton),形成年齡可以回推到二十億年之前。這些廣達數百公里寬、厚達180到250公里深的古老地塊,其底部的岩石圈地函為什麼沒有被地函熱對流所侵蝕,至今仍沒有定論。最新的研究結果顯示,這些老地盾底部的橄欖石含水量偏低,增加了岩石圈地函的黏滯性,因而能夠抵抗地函熱對流的影響,不被消滅。

許多存在於地表上的大陸岩石圈,隨著年齡的增長,岩石圈地函的密度增加、脫落下沈之後,常常會導致岩漿活動,並抹去岩石中古老的紀錄。但是仍有少部分非常古老的大陸岩石圈被保留下來,例如北美洲的加拿大、南非、和澳洲地區,其大陸岩石圈的形成年代都可以回溯到距今二十億年以前。但為什麼只有這些少數的古老大陸岩石圈可以被保留下來,迄今一直都沒有定論。

Peslier等人在最新一期的自然期刊上,發表他們針對南非Kaapvaal地盾,Finsch和Kimberley礦區所採集到,來自約二百公里深的地函捕擄岩標本,分析了古老岩石圈地函中橄欖石的含水量。結果發現橄欖石標本中的含水量只有不到10ppm,遠小於中洋脊地區的40ppm和洋島地區的100ppm。由於橄欖石中的含水量越低,地函的黏滯性越高,也就越不容易受到地函熱對流的影響而侵蝕,古老的大陸岩石圈才得以被保存下來。

不論如何,越是古老的紀錄,也就越難被這個活躍的地球給保存下來。能夠利用從地底深處「不小心」被帶上來的捕擄岩,去一窺地球內部的奧秘,就顯得更為珍貴又有趣了。

原始論文:
Peslier, A. H., A. B. Woodland, D. R. Bell and M. Lazarov, 2010, Olivine water contents in the continental lithosphere and the longevity of cratons, Nature, V467, P.78–81

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