天地对撞塑造地球大陆

参考消息网8月24日报道据英国《经济学人》周刊网站8月10日报道，地球是一个糟糕的档案保管员。它外层的刚性构造板块不断运动，彼此重叠，吞噬掉了几乎所有过去的记录，将其融入地幔中，然后重铸。这使得再现这颗有45亿年历史的星球形成时期的状况十分困难。一个特殊的问题是关于最初的大陆形成过程的至关重要的“传记”细节。对古岩石的研究表明，固态地壳的碎片早在40亿年前就已存在，当时地球大部分为水所覆盖，但这些碎片的起源仍存在争议。虽然板块构造论是如今有关新大陆地壳形成过程的主流机制，但人们普遍认为，在遥远的过去，地表下的温度太高，无法形成板块。资料图片（视觉中国）本周发表在英国《自然》周刊上的一篇论文试图解决这个难题。澳大利亚科廷大学的蒂姆·约翰逊及其同事认为，导致这颗星球转变的力量并非来自内部，而是来自外太空——其以陨石撞击的形式，破坏了地表，导致地壳碎片熔化，水的存在使其冷却并形成一片片漂浮的地块，这后来成为新大陆的核心。约翰逊论文的观点并不新鲜，但缺乏直接证据意味着，这种观点之前从未站稳脚跟。围绕最初的大陆的形成过程，更流行的解释指向从地幔上升到地表的羽状热物质，它们就像熔岩灯中的气泡。然后，如果足够热，它们的底部会形成漂浮的花岗岩，进而形成最初的大陆高原。这项新研究提供的证据与这一理论相悖。约翰逊及其同事研究了皮尔巴拉稳定地块，这是澳大利亚西北部一个约有35亿年历史的地块，面积大致与德国相当，是早期地球大陆地壳为数不多的残留碎片之一。该团队穿越这个稳定地块收集锆石晶体，这种矿物质的两种特性非常适合用于这项任务。首先，它们含有的放射性铀衰变为铅的速度可以用于计算它们的“年龄”。其次，在它们的结构中发现的氧同位素代表了其“成长环境”。例如，有些锆石中氧-18与氧-16的比值比海水中锆石的相应比值高0.5%，这表明前者可能起源于远低于地球表面的地方。与海水中锆石的相应比值更接近的锆石则是在更靠近地壳的地方形成的。分析结果使研究人员得出结论：皮尔巴拉稳定地块上最古老的晶体——大约形成于35亿年前——必定起源于靠近地表的地方。这令撞击形成论显得更站得住脚，因为地幔羽状物运输的锆石应该来自更深的地方。约翰逊说：“巨大的撞击加上水是形成大陆的一种非常好的方式。”教科书不会在一夜之间改写。法国克莱蒙-奥弗涅大学的地质学家玛丽昂·加尔松发现，撞击形成论的证据在局部范围内是合理的，但称需要更多的证据来推断全球范围内的情况。幸运的是，这是可以做到的。古代大陆碎片存在于澳大利亚其他地区以及加拿大和南非。对其所含锆石进行分析能够提供有价值的证据，证明地球大陆的存在应归因于来自外太空的天体。但是，研究人员还需要解释为什么以前在其他地点（有些甚至更古老）发现的锆石没有显示出同样的撞击产物的特征。这项工作可能在其他方面也意义重大。虽然早期地球遭遇小行星撞击的频率随着时间的推移总体在下降，但撞击活动可能在约39亿年前一个被称为“后期重轰炸期”的假设事件中激增。然而，地球持续的活动摧毁了该事件的任何迹象。如果约翰逊是对的，那么大陆的形成可能是太阳系最戏剧性时刻之一的首个地球上的证据。

转载请注明：http://www.abuoumao.com/hyls/6289.html