图片来源：多伦多大学 |
四十亿年前，地球大陆开始形成。科学家长期以来认为这个过程是逐渐展开的。他们推断，花岗岩作为大陆地壳的主要成分，需要数百万年才能在地幔中形成并迁移到上地壳。但新的研究表明，这些事件可能以相当不同的速度进行。根据今天发表在《自然》杂志上的一份报告，花岗岩的出现是通过迅速、动态且可能是灾难性的事件发生的，这些事件持续了1000到100000年。
多伦多大学地质学家亚历山大·克鲁登和他的同事们转向实验研究——例如熔化岩石样本——来探索花岗岩岩浆是如何形成的以及它能移动多快。他们的结果令人惊讶。“过去我们认为花岗岩岩浆——它冷却并结晶形成非常大的花岗岩侵入体——以每年约一米的速度，以大型固体团块的形式穿过数公里厚的地壳向上移动，”克鲁登说。“但我们发现岩浆实际上具有相当低的粘度并且相对稀薄。由于它很稀薄，它能够从地幔和下地壳通过小至一米厚的裂缝和裂隙向上流动。这样，岩浆可以相当迅速地向上上升20到30公里进入上地壳。” 事实上，克鲁登将这个过程比作地下火山爆发。随着时间的推移，这些短暂、快速的熔融花岗岩爆发随后冷却并积累，形成了大陆地壳。
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根据这个模型，格陵兰岛（上图）或加拿大地盾的花岗岩侵入体，根据其大小，只需要数千年就能形成——克鲁登指出，从地质学的角度来看，这是非常快的。“这项研究对于我们如何理解地壳形成过程的基本物理和化学，”他评论道，“以及经济矿床——例如黄金和铜——的形成具有重要的意义，其中许多矿床与花岗岩侵入体有关。”