地球的地殼演化涉及到這顆行星表面的岩石外殼的形成、破壞和更新。與其他地球行星相比,地球地殼的成分變異更為顯著。火星、金星、水星等行星的地殼相對均勻,而地球則擁有海洋板塊和大陸板塊的獨特特性。這一特性反映了整個行星歷史上發生的一系列複雜的地殼過程,包括不斷進行的板塊構造。關於地球地殼演化的提議機制採取了理論導向的方法,片段性地質證據和觀察為早期地球系統問題提供了假設性的解決方案。因此,這些理論的組合既構成了當前理解的框架,也為未來的研究提供了平台。
早期的地球完全處於熔融狀態,這是由於以下過程所產生和維持的高溫:壓縮的早期大氣、迅速的軸向旋轉以及與鄰近星體的頻繁撞擊。隨著行星聚合的減緩,內部的熱量通過輻射散失到太空,地球逐漸冷卻。關於熔融岩漿固化啟動的一種理論認為,當冷卻至足夠時,熔融的岩漿海洋底部首先開始結晶。這一過程中所生產的晶體成分隨著深度的變化而變化。
在地球早期歷史中,熔融岩漿的結晶形成了地殼的最初結構,定義了我們今天所見的地球地殼。
地殼的二分法指的是海洋和大陸板塊在成分和性質上的明顯對比。當今的海洋和大陸地殼是通過板塊構造過程生成和維持的。然而,這些機制不太可能在早期岩石圈中產生地殼的二分法。提議的相對時間表認為,地殼的二分法在全球板塊構造開始之前就已經開始,這樣才能建立起地殼密度的差異,便於板塊的隱沒。
在整個太陽系的行星體上,許多大型衝擊坑顯然存在。這些坑被認為是源自所謂的晚期重轟炸時期,該時期約在40億年前結束。這意味著地球在此期間也遭受到與其他星體同樣頻繁的撞擊。由於地球高的侵蝕率和持續的板塊構造,許多衝擊坑至今並未可見。
衝擊坑的形成對早期地殼的塑造影響重大,至少有50%的初始地殼被衝擊盆地覆蓋。
早期岩石圈中衝擊坑的主要影響包括:
熔融岩漿的最初結晶形成了原始地殼,這一過程大約發生在44.3億年前。隨著時間的推移,隨著其它星體的頻繁撞擊,這一地殼經歷了不斷的破壞和重塑。
二次地殼的形成主要是通過原始地殼的回收和部分熔融,這通常發生在海底擴張的地區。三級地殼即現今的陸地地殼,它是地球上最為差異化的地殼,含有大量的礦物質元素。
在早期地幔中,熱柱的形成與發展促進了地殼在地球表面的側向運動。這些將影響地殼的運動並促進了板塊的形成。對於如何在地球的早期歷史中引發板塊構造的各種理論相繼出現,並引發了進一步的研究。
衝擊坑不僅對早期地幔的建立有影響,也與全球板塊構造的形成有著密切的聯繫,這些機制很可能在後來的地球歷史中進一步增強了地震活動和火山噴發的頻率。
現代的冰島地質與早期地殼的某些特徵,有著驚人的相似性。科學家們通過對比發現冰島的某些岩石在成分上與早期地球的岩石有著高度的一致性,這表明了在地球歷史長河中,岩石形成的過程有著相似的模式。
考慮到早期巨大隕石的影響,今天的地殼演化給了我們什麼啟示,以幫助我們更好理解地球的未來?