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杨皓辰,Sept. 12, 2024
地球系统是一个由大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和地幔等相互作用的复杂系统，大陆也作为地壳的基本组成单元之一，它们的长期演化涉及多个时间尺度的过程，包括地球内部的物质循环、能量流动以及地球表面的生物、化学和物理变化等，这些过程共同塑造了地球的地质结构、环境、气候和生态系统，并对地球上的生命演化产生了深远影响。它们的长期演化对深入理解地球内部结构和动力学过程、探索地球生命演化历史和拓展人类对行星的认知边界有着极大帮助。
图1
Cawood, P. A.,et al (2022)通过构造模式、生命历史、大气氧化历史、大陆体积历史、构造阶段、圈层结构以及地幔温度历史将地球长期演化历史划分成四个地质历史时期和七个阶段（图1），并讲解了陆地、陆壳、岩石圈、造山带、海陆分布、克拉通、盆地等关键术语的结构、特征与模式，方便读者理解。作者所详细解释的自己划分的地球地质历史的七个阶段包括：原地球、初始地球、原始地球、幼年地球、年轻地球、中地球和现代地球。
七个阶段循序渐进各有特点，最终形成当今的地球地质格局：原地球受到吸积和撞击，大部分处于熔融状态使得亲铁元素、难熔金属和一些铁可溶元素能够快速偏聚到核心。初始地球形成了早期地壳，岩浆海凝固过程中的脱气作用形成了早期可能以蒸汽为主的大气，在此阶段可能形成了RNA。原始地球特点是存在花岗岩-绿岩地体、科马提岩和古太古代沉积岩，古太古代沉积岩是绿岩带火山序列中相对次要的组成部分，且意味着它们所在克拉通至少在局部和短暂地出现，并为风化作用提供了证据。幼年地球发生克拉通岩石圈的增厚和稳定导致大陆地壳的广泛出现。年轻地球存在的超级克拉通分解成今天所认识的较小的克拉通，且发生了大氧化事件、大规模冰川作用和海洋氧化还原的变化。中地球环境、生物圈和岩石圈有关的记录中的活动明显有限，长期处于较稳定状态。最终通过一系列地质作用与各圈层活动形成了现代地球。
图2
此外，作者还详细解释了基于地幔的长期冷却和相关的岩石圈特性的变化，以及地球上可能曾发生过三种主要的构造模式（图2）：停滞盖层、松软盖层和板块构造。其中松软盖层模式可能贯穿了太古代的大部分时期，并与大陆稳定内部（克拉通）的形成有关。这些克拉通在太古代后半期的稳定与刚性岩石圈的发展和向板块构造模式的过渡有关，这种模式一直持续到今天。进一步的变化可能是对超大陆周期的反应，导致地球系统在约 18 至 8亿年前之间出现细分。
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