地球曾有一個完美球殼,後來卻到處裂縫,究竟是什麼原因?

2021-02-15 徐德文科學頻道

你心目中的地球是什麼樣的?藍天,白雲?安寧,祥和?絕大多數男人心目中的地球可能是這樣的:一顆美麗的星球,極端適合一種從猿類進化而來的,自以為是星球上唯一的高等級生物,躺在沙灘上,曬著太陽,打望另一些綴著三小片鮮豔布料的猿類生物,腦子裡泛起一幅幅旖旎的圖像。但科學家心目中的地球可能是這樣的:黑暗太空中一個巨大的球體,中間是個巨大的火紅的鐵芯,周圍炙熱的鐵流慢慢湧動,鐵流的熱量通過地幔向外滲透,在地殼底部積聚,通過板塊的縫隙噴發出去,形成火山和地震。簡言之,地球表面不是我們想像中那麼完美,而是由六塊到處都是裂縫,不斷向外噴發巖漿的千瘡百孔的破爛板塊縫補而成。如果把上億年的時間縮短為一天,我們就可看到地球是個地核熱量不斷外洩,巖漿四處亂竄,把幾大板塊擠來擠去,在球體表面到處遊走的恐怖「煉獄」。

以前科學界認為,大陸地殼第一次形成的模型通常有兩種,一種是涉及現代板塊特徵的構造模型,地球形成後就馬上開始了板塊構造。另一種則是先形成一個整體的外殼,經歷了較長時間後才開始板塊構造。科學家們幾十年來一直就這兩種模式爭論不休,誰也說服不了誰。後來馬裡蘭大學、科廷大學和西澳大利亞地質調查局的一個科學家團隊構建了一系列熱力學模型,研究了通常與火山島弧相關的花崗巖的化學成分,試圖尋找地球板塊究竟是如何形成的。之所以要研究與火山島弧相關的花崗巖,是因為這些巖石處於構造板塊的邊界,彼此會發生相互作用。基於對這些巖石在不同溫度和壓力條件下相位平衡的研究,研究人員發現,皮爾巴拉(Pilbara)花崗巖是在高熱梯度環境中通過融化庫卡爾(Coucal)玄武巖或類似材料而產生的,而這極有可能是在星球被單一外殼覆蓋的情況下發生的。研究人員因此得出結論,覆蓋整個地球的單一地殼的壓力和溫度會熔化玄武巖,形成花崗巖。在板塊構造開始之前,地球可能曾長期處於只有一個完整地殼的階段。地球形成時,先經歷了熔巖冷卻成為完美球殼的過程,之後才在內部熱能的作用下,地殼起皺開裂,逐漸形成了現在的板塊結構。所以地球可能並不一直是「煉獄」模式,在它剛剛形成,逐漸冷卻的時候,很可能是首先形成了一個沒有巖漿沒有地震全無縫隙的堅實外殼,然後才逐漸形成皺褶和裂縫,分裂成幾大板塊和一些小板塊,開始了火山地震等自然現象。幸好有了這樣的過程,才造就了地球上豐富多彩的生命形式,如果地球到現在都還是一個單一地殼的話,我們看到的或許是一個沒有火山地震的完美天堂,卻不會給那些猿類生物在陽光下旖旎遐想的機會了。有時候天堂並不是想像中那麼天堂,有時候地獄並不是恐懼中那麼地獄,它們隨時可能交換位置,就看你的目光停留在那一個角度。

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