大自然是一個偉大的藝術家,這個藝術家的創作靈感就是來自地球的板塊運動,地球板塊至少已經持續運動44億年,它創造了我們的山川和海洋,同時也帶來了可怕的地震和火山爆發。
由於板塊運動,地球上每一秒鐘都有新的陸地誕生,但沒有什麼是永恆的,最終,地幔會冷卻下來,當冷卻到一定程度時,板塊運動也將停止。
當那一刻來臨時,我們將告別碳循環,以及不斷重塑的大陸,而這些都是億萬年來生物進化的重要驅動力。
如果你之前讀過太陽將會在54億年後膨脹成紅巨星而摧毀地球,那麼不用擔心,那一刻來臨前,地球板塊就已經停止運動了,地質學家認為這個時間可能是14.5億年。
雖然許多專家不贊同14.5億年後大自然這位藝術家就會江郎才盡,但是所有人都相信這一天終究會來臨,只是時間問題。
那麼,當這些主要的行星活動消失後,我們的地球會變成什麼樣子呢?
板塊構造的工作原理
在我們深入了解板塊停止運動的後果前,我們首先要知道板塊構造是如何工作的。
現在普遍認為,地球誕生於 45.4億年前的早期太陽系,原始地球在旋轉和凝聚的過程中,由於本身的凝聚收縮和內部放射性物質的核裂變生熱,溫度不斷增高。
隨著地球逐漸穩定,它開始慢慢冷卻,之後地球進入了我們熟悉的層狀結構,有一個緻密的內鐵核,一個液態的外核,上下地幔和地殼組成。
大約在6到35億年前,由地殼和上地幔(統稱為巖石圈)構成的板塊變得寒冷而稠密,密度的增加使其能夠沉入下地幔,從而開啟了地球板塊構造時代。
至此巖石圈(厚約60~120公裡)變成了一個地球板塊的拼圖,這些板塊不斷地在地球表面相互碰撞,推動著全球的地質運動。
在洋脊(海底山脈系列),地幔物質上升,減壓,並引發大量融化,形成海洋巖石圈,這種圈薄、冷重、緻密、剛硬的巖石圈是海洋板塊的特點。
當海洋板塊和大陸板塊碰撞時,海洋板塊中較冷、較密的邊緣有助於將巖石圈板塊拉到深處,這就形成了俯衝帶,而這種活動將在地表產生火山爆發和新大陸。
當兩塊大陸板塊碰撞時,它們會發生彎曲,形成像喜馬拉雅山脈或阿爾卑斯山這樣的山脈。上湧的地幔柱有時會出現在大陸板塊之下,這種不斷移動的融化中心將形成火山鏈。
所有這一切都是因為下地幔的溫度足夠高,密度相對小,板塊可以下沉或者移動。不過,地球也在冷卻,總有一天下地幔會冷卻到板塊無法再下沉的程度。
為什麼是14.5億年?
雖然我們一直在試圖了解地球,但是我們知道的還是太少了,人類最深的地質探測活動——科拉超深鑽孔也不過才12,262米,這相對於巖石圈的120,000米相差甚遠。
但是基於我們對地球30億年前到現在的巖漿活動強度的了解,可以計算出地幔的冷卻速度,於是得到了14.5億年這個時間。
不管這個數字有多精確,板塊構造將不可避免地消亡,當那一天到來的時候,很可能就是我們所說的世界末日。
地球很可能會進入一個單一的「蓋層」狀態,只剩一個巨大板塊組成的完整拼圖,它將不再漂移或下沉。
造山將會停止,不過地球仍然會有大氣層,所以風和海浪的侵蝕會把那些雄偉的山峰削成丘陵或高原,最終,大部分被夷為平地的大陸將被海水淹沒。
俯衝帶將不復存在,因此儘管地震仍會不時發生,但7級以上驚天動地的事件將只存在以書中,與此同時,儘管火山也仍會存在,但不會有超級火山爆發。
在逐漸冷卻的過程中會發生什麼
太陽系內的四個巖石行星,除了地球外都有著失敗的板塊構造,在它們身上我們可能可以找到一些答案。
火星是一個最受關注的板塊構造失敗的世界,它成功塑造了一些令人印象深刻的火山特徵,包括太陽系中最大的火山——奧林帕斯山。
這座高達21171米的山峰,你很難想像是在沒有板塊運動的情況下形成的,並且是由於火山活動形成的。
這是因為一個長期存在的上升流地幔柱將大量的地殼融化物集中在這一個點上,在沒有板塊運動的情況下這個熱點能維持固定,使火山持續累積熔巖而增高。
當未來地球的地幔仍保持足夠的溫度時,我們也會得到類似但分散的上升流驅動火山作用的靜止熱點。
但是地球上永遠不會出現奧林帕斯山那樣巨大火山,因為地球的引力場太強了,任何這麼大、這麼高的東西都會直接沉入地殼。相反,地球的火山會顯得更平坦,更分散。
正如現在所發生的一樣,巖石圈下部的部分將繼續落入地幔特別熱的區域中,這將導致地幔物質上升,推高地殼,形成孤立的山脈和相關的盆地。
這種活動會引起輕微的地震,甚至可能引起更多的火山活動,但不會形成高大的山脈,就像現在的金星表面(太陽系另一個板塊構造失敗的世界)。
但最終,隨著冷卻的繼續,這些機制也將不復存在,地球上最後的火山光輝也將被熄滅。地幔將相對寒冷,地球將成為一個死星,就像水星一樣。
最後
也許在這之前,地球的液體內核會冷卻到足以停止對流,導致地球的保護磁場失效,太陽的高能粒子流會帶走我們的大氣層,海洋將被蒸發掉。
在板塊構造消亡之後,沒有什麼值得期待的,地球會變得越來越平坦,越來越無聊,沒有任何生機。
在地質災害面前人類是渺小的,我們害怕它的發生,但是我們一定要知道這些是讓地球生機勃勃的動力。