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地理未解之謎


勵志雜貨鋪一部分原因是 ,早期地球留存的實物證據非常之少。而那些留存下來的物質, 是可以被各種解釋的。所以 ,兩名研究同一個樣本的科學家可能會得到迥異的結論。但我們還是有一種調查的辦法:通過使用像蛇綠岩這樣的礦石樣本,來試圖確定板塊運動的開始時期。蛇綠岩是存留在大陸地殼中的洋殼碎片,它們只有在板塊已經相互...

- 2020年10月28日
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勵志雜貨鋪

一部分原因是 ,早期地球留存的實物證據非常之少。而那些留存下來的物質, 是可以被各種解釋的。所以 ,兩名研究同一個樣本的科學家可能會得到迥異的結論。但我們還是有一種調查的辦法:通過使用像蛇綠岩這樣的礦石樣本,來試圖確定板塊運動的開始時期。蛇綠岩是存留在大陸地殼中的洋殼碎片,它們只有在板塊已經相互碰撞或滑動的情況下才能形成。所以我們若能在某一時期的岩石中發現它們,就可以將其作為證明板塊運動當時已開始的證據。

我們發現的一些最古老的蛇綠岩, 有38億年歷史。這說明板塊運動很久以前就以某種形式存在了,也有其他證據表明開始日期可能處於40億年前地球剛形成時。至不到10億年前, 這一時間段 之間跨度有點大。與此同時, 科學家也在通過創建並測試電腦模型來研究該問題。

比如 2015年一項研究利用模型來調查地幔柱,地幔柱是指從地球深處湧出的大量岩漿。該研究發現 ,遠古時期一次或多次的地幔柱運動,就擁有足夠撞裂早期地殼的力量,從而開啟板塊運動。

如果從宇宙飛船上俯視此過程的話, 會相當壯觀。但在地球上就另當別論了,揭開這個難題很重要,因為這能讓我們理解不僅地球上的生命,還有宇宙裏的。因為板塊運動除了塑造了地球的外表,還通過增加或去除二氧化碳,維持了大氣的穩定。

這讓我們的地球避免了極寒或極熱的氣候,因此, 一些科學家認為。板塊可能也是其他星球上生命發展和繁榮的必要條件,不管是如何開始的,板塊運動的確是開始了緩慢重塑地球的樣貌,這也引出了我們的第二個謎題。

大約2.5億到3.5億年前各大洲擠壓在一起 ,合並成為一塊巨大的陸地被稱為“盤古大陸”。一片科學家們所說的超大陸,但這不是在地球初次發生了, 也不會是最後一次。從更廣的層面上看,超大陸的反複循環 ,就像板塊運動一樣。對地球的地殼, 大氣, 海洋, 以及生命有著深刻的影響。

舉個例子, 盤古大陸的分裂有導致全球性氣候變化的可能性。這是因為剛裂開的縫隙會向大氣中釋放二氧化碳,但是, 解釋該循環存在的原因及其動力要更棘手。就像剛才說的, 許多實物證據是可以有多種解釋的,而且有可能, 每個超大陸的形成原因都是不同的。

舉個例子,科學家們正在研究超大陸形成背後的動力。其中一個可能的解釋叫做“外向”,這個“外向”跟性格“外向”沒有任何關系。這個過程起始於一個超大陸,接著, 一個大洋在中間形成並將其他板塊擠走。最終, 由於大洋擴張得太大了,導致那些板塊在地球上轉了一圈,最後擠成一片。

但是2018年一篇論文指出,盡管單靠外向這個理論 ,也許能解釋一些超大陸的存在。但外向很難解釋超大陸形成的每個步驟,包括盤古大陸的形成。盤古大陸的成因可能正和外向相反:“內向”

內向也始於一個大洋在大陸中間成型,但是 ,大洋之後停止了擴張, 並且整個過程逆轉了。把其他板塊拉回了原位 ,好似一個巨大的排水系統。科學家們在探究該過程某些步驟背後的動力時,可以使用的一種辦法是測試位於板塊碰撞帶的海洋沉積的年齡。這個方法可以測出這些沉積物是來自古老的洋殼,還是近代洋殼。來自古老的洋殼就說明是外向,來自近代洋殼就說明是內向。

板塊運動所造成的另一個可能的結果是墨西拿鹽度危機。約600萬年前, 由於古直布羅陀海峽被關閉,地中海從此與大西洋切斷。自然地 ,地中海從河流獲得的淡水量開始跟不上其水分蒸發量。所以 ,在沒有直布羅陀海峽補給水量的情況下,地中海開始幹涸。盡管關於幹涸了多少是存在爭議的,但可以確定的是那裏形成了厚達千米的鹽層。

該危機也對當地氣候和動物群落有著巨大影響,但海峽為什麼會關閉呢?只研究岩石本身是難以獲得答案的,因為確認岩層的年齡並非易事。舉個例子 ,通常可以充當“指路標”的化石很少。所以我們不得不使用其他方法,比如研究火山岩。2003年, 科學家們比較了位於同一處,但年代不同的岩石。他們發現 ,岩石中各種元素的比例有所變化。他們認為這表明 ,地幔中發生過變化。他們提出 ,在那場危機前後一個板塊移動了,導致高溫地幔物質上湧,並將直布羅陀海峽周圍的土地從海中抬起,從而關閉了海峽這個“大門”。

墨西拿鹽度危機最終還是過去了,地中海再次被海水注滿。而這究竟是怎麼發生的,又是一個難題了。當然 ,以上整個想法只是一個假設。所以一如既往地, 還需要更多的研究。

火山定期向地表噴射岩漿,重塑或是創造新陸地。大多數情況下 ,這只對小區域有影響,或是只在短時間內有影響。比如, 一次強烈的火山爆發, 有時可能會毀滅一個島嶼。或對世界氣候產生暫時性影響,但是 ,被稱為“流玄武岩”的更大規模的噴發也可能發生。

玄武岩漿厚達幾千米,並能覆蓋超過100萬平方千米的區域。其中, 西伯利亞和德幹高原的兩次噴發,還被指出導致了大滅絕事件。所以我們自然想知道發生的原因,通常被人引用的原因應該是地幔柱。地幔柱是從地心附近上湧的大量岩漿,另一個可能的原因是拆沉作用。

拆沉作用指部分岩石圈(地殼和上地幔的頂部)與本來上覆著的地殼剝離的過程,但這些現象是如何,為何發生的 。我們沒有肯定答案,畢竟這些是幾百萬年前發生在地球深處的事件,但仍然有一些辦法 ,有可能讓科學家們破解泛流玄武岩的成因。

比如 ,2006年一篇論文研究了多塊捕虜體的成分及年齡,捕虜體是指存在於其他火成岩間的岩石。該論文的作者們所研究的捕虜體,應該是會形成於地幔中, 緊貼地殼下方。並且 ,他們研究的那一層岩石應該是在發生泛流玄武岩噴發後迅速沉積的。他們依據的思路是,如果拆沉作用確實是布玄武岩的成因。那麼, 如此一大塊岩石圈的消失也應該會導致其中或其下方的捕的消失。科學家們可以利用任何找到的捕虜體的年齡,如果有拆沉作用的話,那麼就不應該存在比之更早的地幔捕虜體。通過研究這些岩石, 確實說明了,拆沉作用在某時期的中國發生過但無法說明其他事件。

一個新研究 ,就能重新打開探索的大門。地球是我們的家園

但它是一個由各股力量和各種變化過程塑造的家園,而其中很多力量和過程都是看不見的 ,或早已不複存在,或複雜程度令人一籌莫展。我們的地球不僅是一個布景,它本身還是偉大的科學謎題之一。

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