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位于西澳大利亚皮尔巴拉地区卡里吉尼国家公园的诺克斯峡谷。（图片来源：uux.cn/Posnov/Getty Images）

（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（Evan Howell）：科学家可能在澳大利亚西北部偏远的沙漠中发现了世界上最古老的弧形断层。这一发现表明，板块构造过程至少在30亿年前就已经开始运作，这加剧了正在进行的科学争论。

“这项研究清楚地表明了30亿年前的水平板块运动，”该研究的合著者、中国地质大学全球构造中心主任Timothy Kusky告诉Live Science。

在7月15日发表在《地质学》杂志上的这项新研究中，研究人员透露，大约30亿年前，大型城市大小的岩石块水平移动了至少19英里（30公里）。这些模式类似于地质学家所说的弧形切割转换断层，在安第斯山脉和苏门答腊岛等活动火山弧中可见。研究人员表示，如果这些发现是正确的，这些破碎的岩石可能是水平板块运动的最早证据，尽管并非所有专家都相信。

板块构造是支撑地球地质活动的理论，它通过山脉、大陆移动和地震动荡塑造了我们的星球。然而，确定这一基本过程的起源仍然是一个有争议的争论。

模型表明，早期地球驱动板块构造所需的对流不太发达，这表明厚而坚硬的地壳形成了一个“停滞的盖子”，限制了动态的水平运动。虽然岩浆体可能已经上升并固化，但刚性板块无法碰撞或俯冲形成今天观察到的火山山脉。争论的焦点是对流何时形成，使地球的“停滞盖”破裂成单个构造板块。

一些科学家认为，板块构造始于40多亿年前的冥古宙。其他人认为，直到大约10亿年前，原始的“单盖”或“停滞盖”主导了早期地球。

最近的人工智能建模表明，构造活动可能可以追溯到40多亿年前的冥古宙。然而，用地球上最古老、保存很少的岩石的直接线索来验证模型是一个巨大的挑战。

由于古代岩石的稀缺，研究这些早期过程很困难。但澳大利亚皮尔巴拉克拉通及其35.9亿年前的岩石是了解板块构造起源的重要地区。Kusky说：“皮尔巴拉克拉通是地质学家首次定义‘停滞盖’假说的地方。”。Mulgandinnah剪切带——皮尔巴拉克拉通内一个广泛的强烈变形区域，包括水平断层——可以为这场争论提供关键的见解。

西澳大利亚皮尔巴拉克拉通的假彩色航空图像。（图片来源：uux.cn美国国家航空航天局地球观测站图片，由Joshua Stevens拍摄，使用了美国国家航空和宇宙航行局/日本经济产业省/日本航空航天技术研究所/日本ASTER科学团队的数据。）

研究人员使用经典的现场观测和高分辨率的磁性数据将埋藏特征与地表地质联系起来。他们基于之前的研究，将这一运动追溯到大约30亿年前，利用结构地质学技术重建了大型曾经连接的岩体的位移至少19英里（30公里）。

当板块在今天的火山弧中以奇怪的角度碰撞时，弧形切割转换断层就会发育，从而实现水平和垂直运动。由于Mulgandinnah剪切带的岩石类型和破坏模式与现代火山弧非常相似，Kusky解释说，只有一个板块在另一个板块下方滑动的深俯冲才能解释这些观测结果。因此，这些发现验证了最近的人工智能模型，该模型表明板块构造至少在30亿年前是活跃的，可能在40亿年前就已经活跃了。

Kusky说，这些研究“代表了停滞的盖子主宰早期地球的神话的最后一根钉子”。

并非所有人都认为这项新研究解决了这场争论。瑞士苏黎世联邦理工学院地球科学教授Taras Gerya没有参与这项研究，他仍然持谨慎态度。他告诉《生活科学》杂志：“关于皮尔巴拉的俯冲证据，目前还没有达成共识。”。他建议其他过程也可以产生类似的观察结果。“这种断层模式也可能在所谓的软盖状态下发展，”他补充道，并指出了一种中间状态，即地球的岩石圈表现得像一个“软”或半刚性层，而不是一个完全刚性的板块。

然而，新西兰惠灵顿维多利亚大学Te Herenga-Waka地质学副教授Simon Lamb对这项研究进行了审查，发现这些证据很有说服力。兰姆告诉《生活科学》杂志：“很难想象在没有俯冲的情况下会发生如此大的位移。因此，我认为这是板块构造的有力证据。”。

Kusky总结道：“如果它看起来像，闻起来像，那很可能就是它。”

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