耗时两年，荷兰科学家破解火星冰雕谜题

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数十亿年来，地球的大陆板块始终保持着惊人的稳定性，为山脉的崛起、生态系统的繁荣乃至人类文明的演进奠定了基础。然而，其长期稳固的奥秘，困扰了科学家一个多世纪。如今，来自美国宾夕法尼亚州立大学与美国哥伦比亚大学的一支研究团队发现了关键证据，揭示了大陆形成并保持持久稳固的核心要素——高温。

一项发表在《自然·地球科学》期刊上的新研究指出，持久大陆地壳的形成，需要一个关键条件：其下地壳必须达到900摄氏度以上的极端高温。这种极端环境促使铀、钍等放射性元素向上迁移，这些元素在衰变过程中会持续释放热量，当它们从地壳深处向更高层级迁移时，也带走了热能，从而让下地壳得以冷却、固结，并最终获得了超强的稳定性。

研究人员指出，这一发现不仅深化了我们对地球地质演化的认知，还能为关键矿产的勘探工作提供助力——这些矿产对于智能手机、电动汽车和可再生能源系统等现代技术至关重要。同时，这也为我们在宇宙中寻找其他宜居行星提供了新的指引。

论文第一作者、宾夕法尼亚州立大学地球科学副教授安德鲁·斯迈 (Andrew Smye) 将这一过程比作锻造钢铁。

“金属需要被加热到恰好柔软，才能通过捶打进行机械塑形。”斯迈解释道，“在极端温度下使金属变形的过程，既能重塑其结构，也能去除杂质——这两者共同增强了金属的强度，最终形成了锻造钢特有的韧性。与此类似，造山运动中施加的构造应力也在‘锻造’大陆，而我们的研究证实，这种地壳的锻造需要一个具备超高温能力的‘熔炉’。”

为了得出这一结论，研究团队分析了来自欧洲阿尔卑斯山脉和美国西南部的岩石样本，并结合了既往的科研数据。他们检测了数百份构成下地壳主体的变质沉积岩与变质岩的化学信息，并依据其经历的峰值变质温度进行分类。

研究团队对比了在高温（HT）与超高温（UHT）条件下形成的岩石。斯迈与合著者、哥伦比亚大学地球与环境科学教授彼得·凯勒曼 (Peter Kelemen) 发现，当熔融温度超过900摄氏度时，岩石中的铀和钍含量，始终显著低于在相对低温环境中形成的岩石。

“在如此多不同地域的岩石中观察到完全一致的信号，实属罕见，”斯迈指出，“这正是那种令人恍然大悟的时刻——你意识到，大自然正在向我们传递某种明确的信息。”

斯迈解释说，在地球的早期历史中，构成地壳的放射性元素——铀、钍和钾——所产生的热量大约是今天的两倍。“当时的地球系统内有更多的热量可供利用，”他表示，“我们不应期望今天还能形成如此稳定的大陆地壳，因为可用于塑造它的热量已经大幅减少了。”

这一机制也重新分布了锂、锡、钨等稀土元素，为探明这些珍贵矿产的现代分布提供了新线索。斯迈补充道，理解这些超高温反应如何调动地壳中的元素，对于解析关键矿物的分布与富集具有深远的意义。如果我们能够破译最初重塑这些珍贵元素分布的反应机制，理论上将有助于更精准地定位当代的新矿床。

我们脚下这片坚实的大陆，其安稳并非与生俱来，而是在数十亿年前，于地心深处超过900°C的烈焰中淬炼而成。这场古老的地质“热锻”，不仅驱散了足以熔化岩石的内部热量，铸就了板块的万年基业，也无意间将深藏的宝藏推向了更易触及的浅层。下一次，当我们握住智能手机时，或许可以想象，构成其核心的稀有金属，它们的旅程，正是始于那场塑造了整个星球宜居性的远古“热风暴”。

从脚下的大陆到遥远的宜居行星，这项研究连接了宏观与微观。你对此有什么联想或思考？欢迎在评论区分享。

机构介绍 该研究由美国国家科学基金会资助。