钛分析为地球大陆地壳提供了新的数据

研究人员分析了古代页岩中两种钛同位素的比例，他们说，在过去的35亿年里，地壳没有太大变化。他们的发现表明，板块构造开始的时间比以前的大多数模型都要早得多。

地质学家把地壳分为两大类岩石。构成海底的镁铁质岩石密度大，颜色深，富含镁和铁等矿物质。大陆由长英质岩石组成，如花岗岩，重量较轻，硅和铝含量较高。长英质岩是由镁铁质岩熔融再结晶形成的，主要发生在构造板块相互滑动的俯冲带。研究人员此前认为，板块构造直到大约30亿年前才开始在地球上出现，在那之前，地壳主要是基性的。

尼古拉斯水鸟美国芝加哥大学的教授和同事们决定通过研究页岩沉积物的组成来研究这一问题，页岩沉积物中含有地壳风化的颗粒。长英质岩石中钛-49与钛-47的比例高于镁性岩石，因为钛-47优先被纳入高温岩浆结晶出来的矿物中，留下剩余的熔体，最终结晶成长英质岩石，富集钛-49。

研究人员研究了来自世界各地的78个页岩样本，这些样本可以追溯到35亿年前。“我们发现，自35亿年前以来，长英质岩石构成了地球地壳的主要组成部分，”目前在瑞士日内瓦大学工作的Greber说。“在我们看来，俯冲带是产生如此大比例长英质物质的必要条件。”

Greber和他的同事们还利用他们的发现来研究岩石风化作用中各种营养物质的可用性是如何变化的。他们发现，在35亿到22.5亿年前，富含镍的岩石减少了，这将大大减少镍流入海洋的量。镍是微生物用来产生甲烷的酶的一种金属辅因子，所以这可能会减少这些生物的数量。他们还得出结论，进入水柱的磷通量会增加，这可能会促进植物生长。他们认为，这些因素共同为大约25亿年前的大氧化事件铺平了道路，当时地球的大气从还原变成了氧化。

地球化学家说:“火成岩中钛同位素的差异非常惊人，所以利用沉积岩中的钛同位素来告诉我们地壳的平均差异是一个好主意。罗伯塔鲁德尼克美国加州大学圣巴巴拉分校教授。然而，她对数据中的散射量感到困扰，并希望看到对高度风化的岩石进行更详细的研究，以确定钛同位素是否随着时间的推移不受同位素分馏的影响。关于大氧化事件，她指出最近的另一项研究提出了“完全相反”的建议，即30亿年前以镁性为主的地壳实际上抑制了氧气的上升。她总结道:“这还不是一个定论。”