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地球板块运动的启动时间和机制一直是构造地质学领域备受争议的一个科学问题。近日刊登于《自然》的一篇文章《地球上板块构造由地幔柱诱导俯冲产生》提出，第一次板块运动是由地幔柱诱导产生，但是对于这一运动发生的最初时间一直未有定论。一种观点认为这一过程在45亿年前地球形成不久之后便已经产生，另外一种观点则认为其产生于8亿年前后。近日，《科学》文章《太古代上地壳由镁铁质向长英质的过渡标志着板块运动的开始》报道了马里兰大学的一项最新研究成果，研究人员基于对镁元素相关的微量元素的比值分析，认为最早的板块运动始于30亿年前。
古岩石中的镁组分是经历漫长的地质历史而形成的，因此其也可以揭示地壳岩石何时向低镁的状态的转化。但是这种证明过程是困难的，因为直接的证据“镁”一旦暴露在岩石表面就会被淋洗至海洋中。该研究中，科研人员利用微量元素不溶于水的特征，成功避免了这一问题。研究发现包括镍、钴、铬、锌在内的微量元素在镁元素被淋失之后可以存在很长的时间。研究人员通过对比这些元素比例特征得出：镍钴比和铬锌比与原岩中高的镁含量具有一定的相关性，可以有效指示过去镁元素的含量，这也是首次发现和使用这种相关性。
通过对形成于太古宙（4亿~25亿年）以前的大量古老岩石的分析，研究人员获得了其微量元素数据，基于这些数据，建立了早期地球的地球化学成分模型。该模型可以解释镁元素（尤其氧化镁）在地壳中的含量变化过程。模拟结果表明：在30亿年前，地壳中约有11%的氧化镁，在5亿年前后，这一数值下将至4%，几乎与现代的约2%~3%的含量十分接近。因此，研究人员推测板块构造或开始于30亿年前，并且在那时起开始形成了我们看到的大陆。研究人员表示，由于大陆地壳的演化与地球上许多重大地质过程联系紧密，这项研究将可以为未来地球历史研究提供有力证据，对进一步了解地球大陆的形成机制有着积极的作用。（刘文浩）
该报告的关键结论包括：①全球每年因恶劣的空气质量所导致的死亡人数比不安全饮水导致的死亡人数高5倍多；②全球饮用水缺乏的人口数从2000年的9.6亿减少至目前的5.5亿，减少近一半，约占世界总人口的8%；③34%的全球鱼类资源被过度开发或出现萎缩，在2014年有252万平方公里的森林消失，面积相当于两个秘鲁的大小；④23%的国家没有污水处理设施，只有20%的国家达到氮肥利用效率目标；⑤超过35亿人口（约占世界总人口的一半）暴露于不安全的空气质量下；⑥仅15.4%的陆地栖息地和8.4%的海洋栖息地得到保护；⑦1/3的国家因其碳排放强度的减少而在气候和能源方面获得了得分。（王宝）
人为排放到大气和水体中的活性氮会损害人体健康和生态系统。为衡量一个国家对这种潜在损害的贡献程度，一个国家的氮足迹被定义为商品在生产、消费和运输中排放的活性氮的数量，而不论这些商品是在国内生产还是国外生产。澳大利亚悉尼大学、日本横滨国立大学和九州大学的研究人员利用全球排放数据库、全球氮循环模型和国内外贸易的全球投入产出数据库，计算了188个国家的氮足迹，作为向大气中排放的氨气、氮氧化物和一氧化二氮的总和，以及潜在地向水体中输出的氮。
