研究人员深入研究地质遗忘症-寻找数十亿年的地质记录失踪事件

一名徒步旅行者沿着科罗拉多州曼尼通斯普林斯附近的一条道路走，露露的露头露出了被称为“严重不整合”的特征。

由CUBoulder领导的一组地质学家正在研究可能是地球上最著名的地质遗忘案例。

研究人员在北美洲各地，包括大峡谷和科罗拉多州派克峰基地发现了这种现象，称为“严重不整合”。那里缺少时间，在这里，相对年轻的岩石可以追溯到5.5亿年前，就位于更古老的石头之上，有时甚至超过30亿年。

换句话说，巨大的地质历史从此之间消失了。

地质科学系副教授丽贝卡·弗洛斯（Rebecca Flowers）表示：“研究人员长期以来一直将其视为地质历史的基本边界。”

丽贝卡花站在科罗拉多州派克峰的露头附近。

在2020年4月27日发表于《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，她和她的同事们采用了一种称为“热年代学”的技术，以重新审视这一基本边界。他们发现，严重不整合可能并非像许多科学家认为的那样，是地球过去发生过一次灾难性事件造成的。相反，一系列较小的灾难可能在世界范围内引发了许多不同的不符合规定。

这些结果可以帮助科学家更好地理解这种动荡定下来后不久（大约5.4亿年前）在“寒武纪爆炸”时代中发生的复杂生活的繁荣。

弗劳斯说：“有很多地质记录遗失了。”“但是，仅仅因为缺少它并不意味着这段历史很简单。”

派克峰

为了研究不那么简单的历史，Flowers和她的同事们转向了派克峰。在山区城镇曼尼通温泉附近的花岗岩露头中，地质学家可以找到最明显的不整合面之一。

顺着地层往下走，您会看到年轻的岩石（不到5.1亿年的历史）和古老的“基底”岩石（可追溯到约10亿年）。但是您不会在两者之间找到任何东西。

鲜花们说，地质学家知道过去一定发生了什么事，才能抹掉所有历史。然而，那是什么以及何时确切发生，仍然是一个谜。

她说：“直到最近，我们才有能力及时回溯到足够的距离，以填补这一空白。”

花说，岩石带有一种记忆。通过探测锁定在地质样品中的特定原子，精明的科学家可以创建这些岩石的基于热的历史记录，从本质上来说，可以确定样品在其生命周期中各个时刻的温度是多少。

研究人员使用这种方法发现了派克斯峰地下室岩石被带到大约7亿年前的行星表面。对于Flowers的团队而言，这一发现至关重要。

她解释说，当所有的岩石都浮出水面时，它会突然受到风，雪和其他极端情况的摆布。这些元素可能导致了侵蚀-许多侵蚀-本质上是将区域的地质历史抹干净了。想象一下，在极高的水平上摇动蚀刻版画。

“地球是一个活跃的地方，” Flowers说。“例如，珠穆朗玛峰上坐着更多的岩石。但它们已被溪流侵蚀并转移到其他地方。”

怪罗迪尼亚

但是，首先抬起那些岩石的是什么？鲜花和她的同事们认为，这与罗迪尼亚（Rodinia）有关。那就是大约十亿年前在地球表面形成的巨大超大陆的名称-想想Pangea，它的年龄要大得多。

“在大洲相撞的罗迪尼亚（Rodinia）的边缘，您会看到像喜马拉雅山这样的山脉开始形成，” Flowers说。“那可能会造成大量侵蚀。”

研究人员还意识到了其他事情：首先，巨大的不整合可能不是那么严重。当Rodinia坠毁在一起，然后破裂了几亿年时，所有这些地质活动可能导致了全世界许多单独的记忆丧失案例，而不仅仅是一个。

弗洛特斯说：“实际上，当我们可能存在多个严重不整合之处时，我们就拥有了一个在世界范围内看起来都很相似的功能，”“如果我们想将“严重不整合”问题视为更为复杂的问题，可能会需要更改语言，这是在不同时间，不同地点，出于不同原因而形成的。

下次您去派克峰徒步旅行时，需要考虑一下。

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参考：Rebecca M. Flowers，Francis A.Macdonald，Christine S.Siddoway和Rachel Havranek的“新元古代雪球地球之前的严重不整合面的异同发展”，2020年4月27日，美国国家科学院院刊。DOI：
10.1073 / pnas.1913131117

这项新研究的共同作者包括CU Boulder的地质科学研究生Rachel Havranek；以及加州大学圣塔芭芭拉分校的弗朗西斯·麦克唐纳（Francis Macdonald）；和科罗拉多学院的克里斯汀·西多维（Christine Siddoway）。