地質之謎：地球某些部分30億年間幾乎沒有變化

位於西澳大利亞皮爾巴拉的米爾溪國家公園。

上個世紀，在地球是如何形成的，以及板塊運動如何持續塑造陸地、海洋和山脈方面，我們取得了飛快的進展。但是地質學家尚未達成共識的是：板塊形成前的地球是什麼樣子的?

有一種理論認為早期的地球火山活動非常活躍，並且今天還能看到板塊活動的證據，發表在《地質學》雜誌上的一項新研究對這種理論提供了支持。

在墨爾本大學攻讀博士期間主要研究早期地球動力學的Adam Beall認為，地質學建立在均變論這個想法之上，即我們可以研究今天發生的地質過程，並利用這些過程來理解地球如何在數百萬年的過程中進行運轉的。但這種方法無法用來理解早期的地球，因為早期的地球非常熱，並以完全不同的方式運轉。在構想地球上最古老的陸地如何形成上，地質學家們面臨著困難。

墨爾本大學地球科學學院的Louis Moresi教授介紹，一種觀點認為在板塊運動之前只存在著塵霧；另一種觀點是地球最初的10億年與現代板塊構造完全不同。

地球內部的放射現象對地球進行持續的加熱，而這種熱量需要釋放到某處。板塊運動（有時被稱為大陸漂移）就是地球釋放熱量的一種方式。

科學家們認同，早期的地球要比如今更熱，放射現象也更多。如果沒有板塊運動，這些熱量哪裡去了？

地質學家們開始在太陽系中尋找另一種解釋。Io是木星的69個衛星之一，也是太陽系中火山活動最活躍的地方，Moresi教授認為，這可能是古代地球的一個模型。「在Io上，內部的熱量以火山的形式釋放出來，所以就有無止境的火山噴發。」這個知名度越來越高的理論被稱為「熱管地球」(Heat-pipe Earth)。

在Louis Moresi的指導下，Beall博士和來自於華盛頓州立大學的Katie Cooper助理教授利用一個名為Underworld的程序為早期地球版塊構造的變遷建立了一個模型。

來自澳大利亞西部皮爾巴拉的一個克拉通。

利用這個工具，他們可能會解決第二個地質之謎——為什麼地球上的某些地區不受板塊構造的影響?

雖然地球上的大部分地殼受到板塊運動不斷的擠壓、融化、抬升和侵蝕，但被稱為克拉通的某些區域在數十億年里都沒有改變。這些大量的平坦地貌位於西澳大利亞、亞馬遜盆地、非洲南部和加拿大部分地區。我們仍然在某些地區看到40億年前原始的、早期的結構。

澳大利亞的部分地球就是由這些古老的克拉通構成的，它們還是當今很多礦產的來源，包括西澳地球大量的鐵礦儲備。

Moresi教授認為，熱管理論解釋了這些岩石起初是如何形成的，但卻沒能解釋為什麼他們如此堅硬。

通過對較厚火山岩層的研究，地質學家們認為克拉通地殼起初是通過多次火山噴發而形成的。但該過程應該形成比較薄的岩層，而克拉通非常厚，超過200公里，沒人能解釋其中的緣由。

幾年前，副教授Katie Cooper提出了一種假設，即隨著冰冷的地幔岩石下沉，克拉通變得越來越厚。研究人員用計算機模型測試了這個想法，在模擬中，在從熱管到板塊構造的劇烈過渡過程中形成了克拉通。

Moresi教授說：「在過渡到板塊構造的過程中，地球經歷了這個徹底的顛覆過程。它在很短的時間內釋放出儲存了約10億年左右的大量能量，因此創造出這些令人難以置信的堅硬岩石，然後持續幾十億年，並且在地球演化歷史上沒有重複。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！