최초의 대륙은 생각보다 5억년 더 일찍 지구 표면으로 뛰어올랐다

대부분의 사람들은 우리 모두가 살고 있는 육지가 지구 표면의 30%만 차지하고 나머지는 바다로 덮여 있다는 것을 알고 있습니다.

대륙의 출현은 지구 생명체의 역사에서 중추적인 순간이었습니다. 특히 그것이 대부분의 인간의 겸손한 거처였기 때문입니다. 그러나 이 대륙성 육지 덩어리가 지구에 언제 처음 나타났는지, 그리고 어떤 구조적 과정이 그것들을 생성했는지는 여전히 명확하지 않습니다.

우리의 연구, 출판 안에 국립과학원 회보, 암석의 나이는 인도, 호주 및 남아프리카에서 가장 오래된 대륙 부분(크라톤이라고 함)에서 추정됩니다. 이 암석을 만든 모래는 한때 세계 최초의 해변을 형성했습니다.

우리는 최초의 큰 대륙이 약 30억 년 전에 해수면 위로 올라갔다고 결론지었습니다. 이는 이전 연구에서 추정한 25억 년보다 훨씬 더 이른 것입니다.

30억년 된 해변

대륙이 바다 위로 떠오르면 침식되기 시작합니다. 바람과 비는 암석을 모래알로 부수고 강으로 하류로 운반되어 해안선을 따라 축적되어 해변을 형성합니다.

오늘날 해변을 여행하는 동안 실제로 관찰할 수 있는 이러한 과정은 수십억 년 동안 작동해 왔습니다. 암석 기록에서 고대 해변 퇴적물의 흔적을 스캔함으로써 지질학자들은 먼 과거에 일어난 대륙 형성 에피소드를 연구할 수 있습니다.

지르콘 사암 구조물

왼쪽: 사암층(측정 눈금자 포함); 오른쪽: 지르콘 입자의 현미경 사진. 크레딧: 저자 제공

인도 아대륙의 동부를 구성하는 고대 대륙 지각 조각인 Singbhum Craton에는 여러 고대 사암층이 있습니다. 이 층은 원래 해변, 강어귀 및 강에 퇴적된 모래로 형성되었으며, 이 모래는 묻혀서 암석으로 압축되었습니다.

우리는 이 사암 안에 보존되어 있는 지르콘이라는 광물의 미세한 입자를 연구하여 이 퇴적물의 나이를 결정했습니다. 이 금속에는 방사성 붕괴를 통해 매우 천천히 납으로 변하는 미량의 우라늄이 포함되어 있습니다. 이를 통해 우리는 이 지르콘 알갱이의 나이를 추정할 수 있습니다. 우라늄 탄환의 역사, 아주 오래된 암석의 연대 측정에 매우 적합합니다.

지르콘 알갱이는 Singbhum 사암이 약 30억 년 전에 퇴적된 것으로 밝혀져 세계에서 가장 오래된 해변 퇴적물 중 하나가 되었습니다. 이것은 또한 적어도 30억 년 전에 현재의 인도에 대륙 육지 덩어리가 출현했음을 나타냅니다.

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흥미롭게도 대략 이 시대의 퇴적암은 호주(Pilbara Welgarn Craton)와 남아프리카(Kapval Craton)에서 가장 오래된 분화구에도 존재하며, 이는 이 시기에 전 세계적으로 많은 대륙 대륙이 출현했음을 나타냅니다.

그 위로 올라

암석 대륙은 어떻게 바다 위로 솟아올랐습니까? 대륙의 독특한 특징은 두껍고 부력이 있는 지각으로, 물 속의 코르크처럼 지구의 맨틀 위에 떠 있을 수 있습니다. 빙산처럼 두꺼운 지각(보통 45km 이상)을 가진 대륙의 상부는 물 위로 돌출되어 있는 반면, 약 40km보다 얇은 지각을 가진 대륙 덩어리는 물속에 잠겨 있습니다.

따라서 대륙의 부흥의 비결이 두께에 있다고 한다면 처음에 대륙이 어떻게 그리고 왜 두꺼워지기 시작했는지 이해할 필요가 있습니다.

화강암 부양 암석

화강암은 밀도가 가장 낮고 부력이 가장 큰 암석(등급 연필) 중 하나입니다. 크레딧: 저자 제공

Singhbhum Craton을 포함한 고대 대륙의 대부분은 지각의 기저부에 있는 기존 암석을 녹여 형성된 화강암으로 이루어져 있습니다. 우리의 연구에서 우리는 Singhbhum Craton의 화강암이 약 35억 년에서 30억 년 전에 점점 더 깊은 깊이에서 형성되었음을 발견했습니다. 이는 이 기간 동안 지각이 더 두꺼워졌다는 것을 의미합니다.

화강암은 밀도가 낮은 암석 유형 중 하나이기 때문에 Singbhum Craton의 고대 지각은 두께가 증가함에 따라 더 부력을 갖게 되었습니다. 우리는 약 30억 년 전에 Singhbhum Craton의 대륙 지각이 약 50km 길이로 성장하여 해수면 위로 상승하기 시작할 만큼 부력이 있다고 계산합니다.

대륙의 출현은 초기 지구의 기후, 대기 및 해양에 지대한 영향을 미쳤습니다. 이 대륙의 침식은 초기 광합성 생물이 번성했던 해안 환경에 화학적 영양소를 제공했을 것입니다. 산소 생산 급증 그리고 마지막으로 만드는 데 도움이 됩니다. 산소가 풍부한 분위기 오늘날 우리가 번성하는 곳.

초기 대륙의 침식은 또한 대기에서 이산화탄소를 격리하는 데 도움이 되었을 것이며, 이는 초기 지구의 전 지구적 냉각을 초래했을 것입니다. 실제로 가장 오래된 빙하 퇴적물도 발생합니다. 지질기록에 나온다 약 30억 년 전, 최초의 대륙이 바다에서 나온 직후.

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작성자:

  • Priyadarshi Choudhary – 박사후 연구원, Monash University
  • 잭 멀더 – 퀸즐랜드 대학교 연구원
  • Oliver Nebel – Monash University 부교수
  • Peter Cawood – Monash University 교수 겸 ARC 수상자 펠로우

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