地球停止轉動的那一天

數十億年前,大陸和火山幾乎停止了運動,形成了一個巨大的行星壓力鍋

上升的熔岩創造了地球表面的新部分。

我們的星球總是在運動。地球的表面是由巨大的地殼板塊組成的拼圖,這些板塊不斷地互相推擠、滑入和分離,在強大的過程中建造高聳的山脈,用新鮮的熔岩鋪設新的土地,並雕刻出巨大的海洋。但在 23 億年前,這種運動減緩到了爬行速度。

這種奇怪的中斷現象出現在地質記錄中一個神秘的空白中,在 1 月 29 日發表在《自然地球科學》雜誌上的研究中揭示出來。“這裡的最終結果是,地球歷史上缺失了一個章節,”澳大利亞科廷大學的地質學家、合著者羅斯·米切爾說。由於推擠運動會在我們的星球上留下痕跡和軌跡,包括新岩石的形成,而這些岩石的缺失表明運動急劇減少,彷彿地球大約在 23 億年前猛踩剎車並保持了很長時間。“這幾乎就像有一個 1 億年的速度限制,”米切爾說。地球的板塊減速到蝸牛般的速度,山脈被削短,火山陷入休眠。世界變得安靜而靜止。

儘管各種資料集都暗示可能存在這樣的差距,但許多科學家仍然持懷疑態度。例如,耶魯大學的地質學家大衛·埃文斯(David Evans)沒有參與這項研究,他認為隨著地質學家隨著時間的推移翻開越來越多的岩石,這些差距肯定會填補上。為了試圖解決這個問題,來自科廷大學的地質學家克里斯托弗·斯賓塞(Christopher Spencer)以及米切爾和其他同事決定彙編迄今為止最大的統計樣本。他們仔細研究了包括超過 40 萬種礦物和 70 萬個各種型別的岩石樣本的資料集——從由硬化岩漿形成的岩石到當大陸板塊褶皺並被向上推起形成山脈時形成的岩石。但最終,他們根本找不到任何出現在 23 億到 22 億年前的岩石或礦物。


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這讓埃文斯信服了。儘管他承認他忍不住擔心南極洲廣闊的冰蓋下許多無法到達的岩石,但他更確定這種平靜期將經受住時間的考驗。“這篇論文無疑是對這個主題最詳細的研究,”他說。“在這方面,它是最先進的,應該讓我們長時間討論這個問題。”

斯賓塞和他的同事認為,這種停頓反映了地球歷史上大陸被焊接成一個名為“蘇佩里亞”的超大陸的時期。這是一個地質學家很熟悉的故事:大陸似乎有秩序地結合在一起和分離。大約在 2.75 億到 2 億年前,地球上的所有大陸都聚集在一起,形成了一個名為“盤古大陸”的超大陸。再將時鐘撥回更早的時候,就會出現其他超大陸,如努納和羅迪尼亞。但時間更早的蘇佩里亞是不同的。事實上,一個更合適的稱呼它可能是“迷你超大陸”,因為斯賓塞和他的同事認為它只有南極洲的大小。當時大陸板塊的表面根本不大。

地質停頓可能是這些表面增長的原因。當陸地像一塊新完成的拼圖一樣聚集在一起時,它們停止了推擠並保持不動。但隨著板塊構造的停止,地球也失去了它排出熱量的機制——這意味著長達 1 億年的平靜期實際上將地球變成了一個壓力鍋。米切爾說,把蓋子蓋上一段時間,積蓄的能量將導致板塊構造捲土重來。岩漿房最終開始爆發,導致蘇佩里亞伸展和撕裂,再次分裂成幾個不同的大陸。更重要的是,這些岩漿房向地球表面傾注瞭如此多的液態岩石,以至於它硬化成固體陸地——建造了比以前更大的大陸。多虧了這種平靜期後的爆發,地球在其大陸板塊上增加了一大塊質量,為大約 16 億年前形成的第一個真正強大的超大陸努納鋪平了道路。“它超越了以前的任何事物,”米切爾說。

並非所有科學家都相信這種爆發產生了如此多的新地殼。但許多人確實認為這是真正的地質差距的第一個證據,並且很可能與超大陸的週期有關——即使細節需要充實。如果全球性的地殼混合創造了這樣的一個停頓,那麼其他超大陸的聚集也可能創造了其他停頓。事實上,沒有參與這項工作的伍茲霍爾海洋研究所的地質學家馬克·本(Mark Behn)在 2008 年與他人合著了一項研究,發現大約在 9 億年前,在超大陸羅迪尼亞形成後,可能出現了一次平靜期。因此,他渴望看到斯賓塞和他的同事開發的相同方法應用於更近的時期。它可以幫助他們理解世界是如何一次又一次地被塑造和重塑的。

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