知識(shí)科普:地球上的巖石是如何銹蝕變紅的
發(fā)布時(shí)間:2021-03-22
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知識(shí)科普:地球上的巖石是如何銹蝕變紅的


位于美國亞利桑那州石化森林國家公園內(nèi)、欽利組(Chinle Formation,*上三疊統(tǒng)【地質(zhì)學(xué)名詞,上三疊紀(jì)形成的地層】的一套陸相地層,由河流相、湖相、沼澤相及風(fēng)成沉積組成)中具有彩色條帶的錐狀隆起,是“藍(lán)色彌撒”(*人們?yōu)榫皡^(qū)內(nèi)顏色鮮艷的砂巖山丘取的昵稱之一)的一部分,同時(shí)也是2.2億到2.25億年前形成的一種地質(zhì)特征。圖源:@ NPS
地球上的巖石是怎么銹蝕然后變紅呢?由羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一支研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的見解,有助于解決距今超過2億年前的晚三疊紀(jì)時(shí)期的遺留問題。那時(shí)候地球上溫室氣體含量極高,如此高的溫室氣體含量可以作為預(yù)測(cè)未來地球情況的模型。
“我們?cè)谛聺晌髦莺兔绹髂喜繋r石上看到的所有紅色,均緣于一種自然礦物——赤鐵礦。據(jù)了解,紅色赤鐵礦分布如此廣泛的地方很少:其一是地球上的‘紅層’地貌,另外則是火星表面。我們的研究為理解這種紅色的形成時(shí)間,其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及赤鐵礦所扮演的角色提供了重要幫助。”在羅格斯大學(xué)新布朗斯維克(New Brunswick)校區(qū)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院地球與行星科學(xué)系任教學(xué)助理教授,同時(shí)也是論文第一作者的Christopher J. Lepre談到。
研究成果由Lepre和哥倫比亞大學(xué)一位科學(xué)家共同發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》。這項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了人們的傳統(tǒng)認(rèn)知,以往認(rèn)為赤鐵礦在解釋遠(yuǎn)古現(xiàn)象中作用非常有限,因?yàn)樗亲匀换瘜W(xué)變化的一種產(chǎn)物,出現(xiàn)時(shí)間較紅層開始沉積的時(shí)間晚許多。


圖源:Pixabay
Lepre認(rèn)為赤鐵礦濃度準(zhǔn)確記錄了晚三疊紀(jì)1450萬年間,位于泛大陸(古代超級(jí)大陸)的佐治亞科羅拉多平原上的季風(fēng)和降雨(信息)。借助這一信息,他評(píng)估了環(huán)境變化、氣候及陸地脊椎動(dòng)物演化之間的關(guān)系。
Lepre檢測(cè)了在美國亞利桑那州石化森林國家公園(彩繪荒漠)欽利組中鉆取的、現(xiàn)位于羅格斯大學(xué)的1700英尺長巖芯中的一部分。羅格斯大學(xué)新布朗斯維克校區(qū)教授Emeritus Dennis V. Kent為一支由羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了同樣的巖芯,發(fā)現(xiàn)由于木星和金星的引力牽引,地球軌道每隔405,000年會(huì)被略微拉長,且此變化將對(duì)地球氣候產(chǎn)生至少2.15億年的影響,這一發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家們可以更好地確定恐龍繁衍等事件(發(fā)生的)時(shí)間。
Lepre根據(jù)紅色巖石的可見光譜,確定其中的赤鐵礦濃度。據(jù)科學(xué)家們了解,該方法首次被用于研究如此古老的巖石樣本,紅色巖石樣本可以追溯到距今超過2億年的晚三疊紀(jì)。很多科學(xué)家認(rèn)為巖石中的紅色是距今不久前,其中的鐵元素和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的,就像自行車生銹那樣。因此幾十年來,科學(xué)家們一直認(rèn)為赤鐵礦和它的紅色并不重要。


圖片來源:Pixabay
Lepre認(rèn)為,“實(shí)際上,這些赤鐵礦很古老,有可能是古代土壤和氣候變化間相互作用的產(chǎn)物。這些氣候信息有助于我們梳理出獸腳亞目恐龍(雷克斯霸王龍和現(xiàn)代鳥類的早期祖先)正處于上升趨勢(shì)時(shí),陸地動(dòng)物和植被情況發(fā)生變化的誘因和產(chǎn)生的效應(yīng)——比如,這些是由于氣候變化導(dǎo)致還是受小行星撞擊加拿大Manicouagan的影響?!?br> 與納瓦霍族(Navajo Nation)成員合作的科學(xué)家們已經(jīng)提交了一份價(jià)值百萬美元的基金申請(qǐng)書,希望在科羅拉多平原鉆取更多巖芯,其中包括能夠記錄大氣二氧化碳濃度快速變化的巖石。近年來由于人類活動(dòng),導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度翻倍的結(jié)論也是通過相似的方法進(jìn)行研究驗(yàn)證的。
翻譯:張宇哲
審校:董子晨曦
引進(jìn)來源:美國羅格斯大學(xué)
引進(jìn)鏈接:https://phys.org/news/2021-02-rusted-earth-red.html
本文來自:環(huán)球科學(xué)


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