原文網址：https://news.northwestern.edu/stories/2024/12/prehistoric-rock-in-japan-reveals-clues-to-major-ocean-anoxic-event/
By Amanda Morris
在研究日本盧別岳一帶出露的遠古岩石與化石之後，研究人員對於海洋缺氧事件1a(OAE
1a)的發生年代與持續時間重新得到了更加精準的數值。這場極為嚴重的環境惡化事件使得地球海洋無法吸到氧氣，造成大量生物滅絕，又以浮游生物受到的打擊特別嚴重。
在新研究當中，研究人員探討的對象並非深海，而是日本北海道盧別岳的西北側露出的古代岩層。這些稱為凝灰岩的岩石是由經年累月堆積下來的火山灰固結而成。圖片來源：Luca Podrecca
原文網址：https://www.ucl.ac.uk/news/2024/dec/massive-asteroid-impacts-did-not-change-earths-climate-long-term
根據倫敦大學學院的新研究，大約在3565萬年前有兩顆大型小行星撞上地球，但它們並未對地球氣候造成任何持續性的影響。
藝術家描繪一顆小行星正在接近地球的場景。圖片來源：iStock / dottedhippo
倫敦大學學院的研究人員參與的新研究指出，格陵蘭偏遠地區發生的一場山崩產生的巨大海嘯在一座峽灣內部來回晃動了九天，造成了傳遍整個地球的震動。
事件之前(上)與過後(下)的實地拍攝照片。黃色為崩落的山體區塊。紅色虛線為濺起的水花(backsplash)與海嘯(tsunami)到達的高度。圖片來源：UCL
原文網址：https://phys.org/news/2024-09-electricity-generated-earthquakes-secret-giant.html
金塊經常發現成團堆積於石英脈當中，科學家長久以來都對其形成過程深感興趣。由蒙納許大學的科學家主持的新研究，認為過程可能比我們之前所想的還要「刺激」。
金塊因為產量稀有及美麗的色澤而價格不斐，數個世紀以來都是驅動淘金熱的核心動力。
此研究即將發表於《自然—地球科學》(Nature
Geoscience)，主持人為蒙納許大學地球、大氣與環境學院的Chris
Voisey博士。
「高溫且富含水分的液體流過地殼的裂隙時會把金沉澱出來，這是標準的解釋，」Voisey博士表示。
「當這些液體冷卻或是經歷化學變化，金便會分離出來並且包裹在石英脈裡面，」他說。
「雖然大多數人接受這道理論，但它無法完全解釋大型金塊如何形成，尤其是考量到金的濃度在這些液體當中其實非常的低。」
研究團隊測試了一道新的想法，其跟壓電性有關。這些堆積下來的金塊一般位於石英這種礦物當中，它有一種特殊的性質稱為壓電性，意味著石英受到壓力的時候會產生電荷。其實此現象對我們來說並不陌生，在某些日常用品，像是石英錶和烤肉用的點火槍當中，只要施加一點機械力就能產生強大的電壓。如果地震產生的壓力也能在地球內部達成類似的功用呢？
為了測試這道假說，研究人員設計了一項實驗來複製石英在地震時可能經歷的情況。他們首先把石英晶體浸泡在富含金的流體當中，然後用馬達模擬地震造成的晃動來施加壓力。實驗結束後，他們把石英晶體放到顯微鏡下，檢查是否有金子堆積下來。
「結果讓我們很驚訝，」共同作者，蒙納許大學地球、大氣與環境學院的教授Andy
Tomkins表示。
「受壓的石英不只會因為電化學反應而有金堆積在表面，而且還有聚集成團的奈米金粒。」
「值得注意的是，金傾向堆積在已經出現的金粒表面，而不是形成新的顆粒。」
原因在於雖然石英是電的絕緣體，但金卻是導體。
一但有些金堆積下來，就會變成之後的成長中心，實際來說就是把這些金的顆粒鍍上更多金子。
「我們的發現提供了一個可行的說法，來解釋為什麼石英脈裡面會形成大型金塊，」Voisey博士表示。
隨著石英因為地震而反覆受壓，由壓電性產生的電壓便能還原周遭液體中的溶解金，使其堆積下來。
此作用經年累月下來可以聚集大量的金，最後產生讓寶藏獵人以及地質學家都著迷不已的巨大金塊。
「基本上，石英的作用就像是自然的電池，金則是電極，隨著每一次的地震事件就能累積越來越多金子，」Voisey博士表示。
這道過程可以解釋為什麼大型金塊如此常見於和地震有關的沉積物當中的石英脈。
研究人員對於含有金塊的地層得出的新理解，不只闡明了這道歷時已久的地質難題，也顯現了地球的物理作用與化學作用之間有著相當密切的關係。
Electricity
generated by earthquakes might be the secret behind giant gold nuggets
Scientists have long been fascinated by
the formation of gold nuggets, often found nestled within quartz veins. New
research led by Monash University geologists suggests that the process might be
even more electrifying than we previously thought—literally.
Gold nuggets, prized for their rarity and beauty,
have been at the heart of gold rushes for centuries.
The study is led by Dr. Chris Voisey from the Monash
University School of Earth Atmosphere and Environment and will be published in Nature Geoscience.
"The standard explanation is that gold
precipitates from hot, water-rich fluids as they flow through cracks in the
Earth's crust," said Dr. Voisey.
"As these fluids cool or undergo chemical changes,
gold separates out and becomes trapped in quartz veins," he said.
"While this theory is widely accepted, it
doesn't fully explain the formation of large gold nuggets, especially
considering that the concentration of gold in these fluids is extremely
low."
The research team tested a new concept,
piezoelectricity. Quartz, the mineral that typically hosts these gold deposits,
has a unique property called piezoelectricity—it generates an electric charge
when subjected to stress. This phenomenon is already familiar to us in everyday
items like quartz watches and BBQ lighters, where a small mechanical force
creates a significant voltage. What if the stress from earthquakes could do
something similar within the Earth?
To test this hypothesis, researchers conducted an
experiment designed to replicate the conditions quartz might experience during
an earthquake. They submerged quartz crystals in a gold-rich fluid and applied
stress using a motor to simulate the shaking of an earthquake. After the
experiment, the quartz samples were examined under a microscope to see if any
gold had been deposited.
"The results were stunning," said study
co-author Professor Andy Tomkins, from the Monash University School of Earth,
Atmosphere and Environment.
"The stressed quartz not only electrochemically
deposited gold onto its surface, but it also formed and accumulated gold
nanoparticles," he said.
"Remarkably, the gold had a tendency to deposit
on existing gold grains rather than forming new ones."
This is because, while quartz is an electrical
insulator, gold is a conductor.
Once some gold is deposited, it becomes a focal point
for further growth, effectively "plating" the gold grains with more
gold.
"Our discovery provides a plausible explanation
for the formation of large gold nuggets in quartz veins," said Dr. Voisey.
As the quartz is repeatedly stressed by earthquakes,
it generates piezoelectric voltages that can reduce dissolved gold from the
surrounding fluid, causing it to deposit.
Over time, this process could lead to the formation
of significant gold accumulations, ultimately producing the massive nuggets
that have captivated treasure hunters and geologists alike.
"In essence, the quartz acts like a natural
battery, with gold as the electrode, slowly accumulating more gold with each
seismic event," said Dr. Voisey.
This process could explain why large gold nuggets are
so often associated with quartz veins formed in earthquake-related deposits.
This new understanding of gold nugget formation not
only sheds light on a longstanding geological mystery but also highlights the
interrelationship between Earth's physical and chemical processes.
原始論文：Christopher
R. Voisey, Nicholas J. R. Hunter, Andrew G. Tomkins, Joël Brugger, Weihua Liu,
Yang Liu, Vladimir Luzin. Gold nugget
formation from earthquake-induced piezoelectricity in quartz. Nature Geoscience, 2024 DOI:
10.1038/s41561-024-01514-1
南安普敦大學的科學家解開了關於板塊運動的一大謎題：為什麼某些陸地的「穩定」部分可以逐漸抬升成地球最雄偉的地形特徵？又是透過什麼樣的作用？
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從Sentinel Hub Earth Observation Browser下載非洲南部大斷崖的衛星影像。該影像取自哨兵2號(Sentinel-2)的L1C資料庫。圖片來源： Tom Gernon教授，南安普敦大學。
地函是層在地殼下方的岩石，也是地球的組成中佔比最大的部分。最近科學家首度從地函取回一段相當長的岩石紀錄。
海洋鑽探船「聯合果敢號」2023年春季進行了航次399「生命基石——亞特蘭提斯地塊」。期間船上的科學家取出了一段延續將近1268公尺長的地函岩石。(圖片來源：Thomas Ronge)
原文網址：https://www.ucl.ac.uk/news/2024/jul/gulf-stream-wind-powered-and-could-weaken-climate-change
由倫敦大學學院的科學家主持的新研究，發現了新的證據可以用來了解末次冰期期間灣流如何變化，也顯示出未來氣候變遷可能會對灣流造成更多影響。
近年來全球暖化在南極冰層留下了明顯的痕跡。這些「亙古不變」的南極冰雪融化速度比過往預估的還快，而南極西部又比南極東部超出更多。這種現象的根本原因或許存在於冰層的形成過程——如同最近阿佛列•韋格納研究所主持的國際團隊得到的發現：他們透過岩芯裡的沉積物樣本並結合複雜的氣候與冰層模擬，發現大約距今3400萬年前開始，南極便一直處在冰河期；但是跟之前推測的不一樣，當時冰層還沒有覆蓋到整個南極大陸，而只侷限在東部。至少要再經過700萬年，冰層才有辦法擴展到南極西部的海岸。研究人員在著名期刊《科學》(Science)中敘述了這項新的發現，顯示南極東部和西部對外在作用力的反應有重大差異。
位於派恩島海灣的極星號研究船。圖片來源：英國南極調查局 / R. La
原文網址：https://www.geosociety.org/GSA/News/pr/2024/24-05.aspx
疊層石是地球生命留下的最早地質紀錄。這些奇特的生物結構是由朝向陽光生長的藻毯跟碳酸鹽沉澱物組成。在距今34億8000萬年前初次出現之後，將近30億年的時間疊層石都是唯一的活體碳酸鹽工廠而主宰了地球。
永凍土融化可能是環境品質退化的原因
by Emily C.
Dooley
發表於《自然》集團的期刊《通訊—地球與環境》(Communications: Earth and Environment)的新研究發現，在阿拉斯加極為偏遠的地區，有數十條河川溪流從澄清的藍色變成混濁的橘色，這些色彩的來源可能是因為永凍土融化而與外界接觸的礦物。
阿拉斯加北極門國家公園Kutuk河的空照圖，顯示河水變成了鐵鏽一般的顏色。永凍土融化造成礦物受到風化作用，使河水變酸，進而讓鐵、鋅、銅釋放出來。照片來源：Ken Hill，美國國家公園管理處
by Matthew
Carroll
一類古老、遼闊、稱為穩定地塊的大陸地殼幫助地球的陸地數十億年來，即便經歷了陸塊漂移、山脈隆起與海洋形成等作用，仍然處在相當穩定的狀態。距今大約30億年前穩定地塊是透過什麼作用形成，在地球歷史的相關研究中是個歷時已久的問題。最近賓州州立大學的科學家提出的新機制或許能夠加以解釋。
這些稱作片麻岩的古老變質岩發現於北極海海岸。現今出露在地表的這些岩石，過去曾是陸地的根部。科學家表示穿插在這類岩石當中的沉積岩，就像熱機一樣具有讓陸地穩定下來的功能。圖片來源：Jesse Reimink
侵蝕與風化如何影響地球數百萬年來的碳預算
地球表面的平均溫度數億年來的波動幾乎不超過20℃，而有助於生命存活在地球上。要維持如此穩定的溫度，地球勢必擁有一種「恆溫裝置」能以地質時間尺度來調節大氣中的二氧化碳濃度，進而影響全球溫度。在此恆溫裝置當中，岩石的侵蝕與風化作用是相當重要的一環。由慕尼黑大學的地質學家Aaron
Bufe跟德國地球科學研究中心的Niels
Hovius主持的研究團隊，最近模擬了這些作用對於大氣二氧化碳的影響。他們得到了令人驚訝的結果：透過風化反應捕捉到最多二氧化碳的地方為地勢較低、侵蝕速率一般的山脈，而非侵蝕速率最快的山區。
風化作用發生在岩石與水和空氣接觸的地方。「矽酸鹽風化的時候會從大氣中移除二氧化碳，之後以碳酸鈣的形式沉澱下來。相較之下，其他礦物相的風化作用，比方說碳酸鹽、硫化物或是岩石中的有機碳，則會釋放出二氧化碳。這些反應一般來說比矽酸鹽的風化速率快上許多，」Hovius表示。「結果便是造山作用對碳循環產生的影響是相當複雜的。」
Aaron Bufe正在觀察岩石受到的風化作用。 來自：C. Trepmann
原文網址：https://science.ubc.ca/news/researchers-uncover-source-rocks-first-real-continents
地球科學家揭露了陸地形成謎團中缺失的環節，他們修改後的起源故事不需要板塊構造運動開始運作，或是其他外來因素來解釋陸地的形成。反之，上周發表於《自然通訊》(Nature Communications)的發現，只需要在地球歷史最初數億年形成的海底高原，內部發生的地質內營力就可以解釋陸地的形成。
三種花崗岩類：英雲閃長岩(tonalite)、奧長花崗岩(trondhjemite)和花崗閃長岩(granodiorite)，合稱TTG。
人為地震，或稱為誘發地震(induced
seismicity)，引起了越來越多人的關注。在油氣儲集層、廢水處置場址、地熱儲集層，有流體注入或抽出來的時候可能會造成這些事件。少數規模較大而被稱為「失控性誘發地震」(runaway induced earthquakes)的案例，發生的強烈震動會讓公眾關注而造成計畫暫停(像是2006瑞士巴賽爾的事件)，甚至是造成嚴重損害(2017年韓國浦項)。不過詳細的研究可以成功地避免這類失控事件發生，像是2018年赫爾辛基的地熱計畫。若要有系統地避免大型誘發地震，關鍵是要更加深入了解這些事件背後的物理機制。
位在地質力學高壓實驗室的這座儀器，可以對內部的圓柱型岩石樣品施加通常在地殼內部數公里深才有的壓力，甚至還能繼續施加更大的壓力來引發斷層滑移。圖片來源：GFZ。
原文網址： https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240111113207.htm
研究人員最近鑑定出一片立體的皮膚化石，年代至少比之前描述過的還早了2100萬年。這片皮膚屬於一種古生代的原始爬蟲類，表面有顆粒狀的小突起，跟現在最相似的動物為鱷魚。此化石是保存至今的表皮(epidermis)中最古老的案例——表皮是陸生爬蟲類、鳥類和哺乳類皮膚的最外層，在生命登陸的過程中是個重要的演化革新。描述這具化石的文章1月11日發表在期刊《當代生物學》(Current Biology)，內容還有同樣採自美國奧克拉荷馬州Richards
Spur石灰岩洞穴系統中的其他幾副樣品。
皮膚化石。圖片來源：Current Biology/Mooney et al.
