地球是我们所知道的唯一一个拥有大陆的星球，大陆是为人类提供家园的巨大陆地和地球上大部分的生物质。
然而，对于一些关于大陆的基本问题，我们仍然没有确切的答案：它们是如何形成的，为什么它们会在它们形成的地方形成？
一种理论认为它们是很久以前撞击地壳的巨大陨石形成的。这个想法已经被提出了好几次，但直到现在几乎没有证据支持它。
在《自然》杂志上发表的一项新研究中，我们研究了来自西澳大利亚的古代矿物，并发现了一些诱人的线索，表明巨大的撞击假说可能是正确的。
你如何打造一个大陆？
大陆是岩石圈的一部分，岩石圈是地球坚硬的岩石外壳，由海底和大陆组成，其中最上层是地壳。
海洋下面的地壳很薄，由深色、致密的玄武岩组成，其中仅含有少量二氧化硅。相比之下，大陆地壳很厚，主要由花岗岩组成，花岗岩是一种密度较低、颜色较浅、富含二氧化硅的岩石，使大陆“漂浮”。
地球的内部结构。图片来源： Kelvin Song / Wikimedia ， CC BY
岩石圈下面是一块厚厚的、缓慢流动的几乎融化的岩石，它位于地幔顶部附近，地幔顶部是地壳和地核之间的地球层。
如果岩石圈的一部分被移除，其下方的地幔将随着来自上方的压力释放而融化。巨大陨石（来自太空数十或数百公里的岩石）的撞击是一种非常有效的方法！
巨大影响的后果是什么？
巨大的撞击几乎瞬间爆出大量物质。地表附近的岩石将在撞击地点周围融化数百公里或更远。撞击还释放了对下方地幔的压力，使其融化并产生“斑点状”厚玄武岩地壳。
这个质量被称为海洋高原，类似于现在的夏威夷或冰岛下面的那个。这个过程有点像你的头部被高尔夫球或鹅卵石重击时发生的情况——由此产生的颠簸或“鸡蛋”就像海洋高原。
我们的研究表明，这些海洋高原可能通过一个被称为地壳分化的过程演变成大陆。撞击形成的厚厚的海洋高原在其底部会变得足够热，以至于它也会融化，产生形成浮力大陆地壳的那种花岗岩。
还有其他方法可以制作海洋高原吗？
海洋高原还有其他形成方式。夏威夷和冰岛下面的厚厚地壳不是通过巨大的撞击形成的，而是“ 地幔柱”，从地球金属核心边缘升起的热物质流，有点像熔岩灯。当这种上升的羽流到达岩石圈时，它会引发大量地幔融化，形成海洋高原。
那么羽流会创造大陆吗？根据我们的研究，以及矿物锆石微小颗粒中不同氧同位素的平衡，这种矿物通常在大陆地壳的岩石中少量发现，我们不这么认为。
锆石是已知最古老的地壳材料，它可以完好无损地存活数十亿年。根据它所含放射性铀的衰变，我们还可以非常准确地确定它的形成时间。
更重要的是，我们可以通过测量锆石所含氧同位素的相对比例来了解锆石的形成环境。
我们研究了来自世界上现存最古老的大陆地壳之一——西澳大利亚皮尔巴拉克拉通的锆石颗粒，它在 30 亿多年前开始形成。许多最古老的锆石晶粒含有更多的轻氧同位素，这表明熔化较浅，但较年轻的晶粒含有更多类似于地幔的同位素平衡，表明熔化更深。
来自皮尔巴拉克拉通的个别岩浆锆石颗粒的锆石 δ18O (‰) 与年龄 (Ma)。水平灰色带显示地幔锆石中的δ18O阵列（5.3 +/- 0.6‰，2 sd）。如本文所述，垂直灰色带将数据细分为三个阶段。粉红色的方框代表皮尔巴拉克拉通和更广泛的高能撞击沉积物（球体床）的沉积年龄。
这种“自上而下”的氧同位素模式是在巨大的陨石撞击后你可能会预料到的。相比之下，在地幔柱中，融化是一个“自下而上”的过程。
听起来很合理，但还有其他证据吗？
就在这里！皮尔巴拉克拉通的锆石似乎是在几个不同的时期形成的，而不是随着时间的推移而连续形成的。
除了最早的晶粒外，其他具有同位素轻锆石的晶粒与皮尔巴拉克拉通和其他地方的球粒床年龄相同。
球体床是由陨石撞击“溅出”的物质液滴沉积物。锆石年龄相同的事实表明它们可能是由相同的事件形成的。
太阳在皮尔巴拉落山，寻找柴火开始了。图片来源：克里斯·柯克兰，2021
此外，同位素的“自上而下”模式可以在古代大陆地壳的其他地区被识别，例如在加拿大和格陵兰岛。然而，其他地方的数据还没有像皮尔巴拉数据那样经过仔细过滤，因此需要更多的工作来确认这种模式。
我们研究的下一步是重新分析来自其他地方的这些古老岩石，以证实我们的怀疑——这些大陆是在巨大陨石撞击的地点生长的。繁荣。 
本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。