板塊運(yùn)動(dòng)始于小行星轟擊

丹丘生

當(dāng)我們登上高山遠(yuǎn)眺，極目雄偉的群山和峽谷，心中一定會(huì)產(chǎn)生“山河壯美”的感受，并驚嘆于造化的神工。

如果追根溯源，這些地表的壯麗景觀其實(shí)都是拜地球的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所賜。它也是造成今日地震、火山爆發(fā)的主因。此外，生命所必需的元素，也是通過板塊運(yùn)動(dòng)才從地球內(nèi)部逸出的。因此板塊運(yùn)動(dòng)的歷史，牽涉到地球原始生命最早出現(xiàn)的歷史。

板塊運(yùn)動(dòng)如此重要，但這一過程始于何時(shí)，卻沒有人確切地知道。

這一過程顯然不可能在地球誕生之初（距今45億年前）就開始，那個(gè)時(shí)候地殼都還沒形成呢。即使有了地殼，也要等地球內(nèi)部冷卻到一定程度才能啟動(dòng)。為什么呢？因?yàn)橥苿?dòng)板塊運(yùn)動(dòng)的是地幔物質(zhì)的對流;在對流時(shí)，熔融態(tài)的巖漿靠粘力拖著板塊一起運(yùn)動(dòng)。但我們知道，溫度越高，巖漿的粘性越差（比如蜂蜜加熱之后粘性下降），所以只有巖漿溫度降到一定程度，粘力才大到足以拖動(dòng)板塊。這樣一算的話，過去普遍認(rèn)為，地球板塊運(yùn)動(dòng)始于30億年前。

但是，最近瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的一位科學(xué)家提出，板塊運(yùn)動(dòng)可能比我們想象的要早至少5億年，促成時(shí)間提前的原因，竟然是小行星撞擊。

板塊運(yùn)動(dòng)比原先認(rèn)為的

要開始得早

為了追溯地球板塊運(yùn)動(dòng)的起始時(shí)間，這位科學(xué)家調(diào)查了在地球歷史的不同階段存在的巖石類型。他專注于兩類巖石上：一類是鎂鐵質(zhì)巖石，這類巖石像玄武巖一樣，通常是暗黑色的;另一類是長英質(zhì)巖，這類巖石類似花崗巖，質(zhì)地比較輕。這兩類巖石常見于頁巖（一種薄片狀的巖石）中。它們都含有鈦的各種同位素，只是同位素比例不同而已。根據(jù)這一點(diǎn)，可以推算出它們所在的頁巖的年齡。

其中，長英質(zhì)巖石的形成條件比較特殊，僅當(dāng)高溫有水的條件下，才能形成。一般僅當(dāng)海底的兩個(gè)板塊相互擠壓，一塊俯沖到另一塊下面時(shí)，在俯沖帶上才具備這個(gè)條件。換句話說，長英質(zhì)巖石正是板塊運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。

這位科學(xué)家通過考察距今35億年的頁巖，發(fā)現(xiàn)早在35億年前，大陸地殼的55～60%就已經(jīng)是由長英質(zhì)巖石組成的了，這意味著大規(guī)模的板塊運(yùn)動(dòng)至少在那之前就開始了。

小行星撞擊推動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)

可是前面說了，那個(gè)時(shí)候地球內(nèi)部還太熱，地幔物質(zhì)的粘性還較差，似乎不足以拖動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)。那么，板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來自何處呢？他提出一個(gè)大膽的猜測，是小行星撞擊幫了大忙。

他建了一個(gè)計(jì)算模型，模擬不同大小的小行星與地球相撞，看看地殼和地球內(nèi)部會(huì)發(fā)生什么。他發(fā)現(xiàn)，只要一次比較大的撞擊，就可能在撞擊地產(chǎn)生一條俯沖帶，俯沖帶可以持續(xù)活躍1000萬年左右。

至于這條俯沖帶是怎么形成的呢？這是比較好理解的：小行星猛烈撞到地殼，把撞擊點(diǎn)的地殼擊碎成幾塊，在小行星的沖擊力和重力作用下，某塊地殼俯沖到另一塊的下面，于是就形成了俯沖帶。

如果考慮到地球年輕的時(shí)候，曾經(jīng)經(jīng)受過很多小行星的狂轟濫炸，那么發(fā)生全球規(guī)模的板塊運(yùn)動(dòng)也不是不可能。

此外，按這一設(shè)想，板塊運(yùn)動(dòng)停停歇歇，可能啟動(dòng)過不止一次，因?yàn)樵诘厍虻臍v史上，密集的小行星撞擊也是歇歇停停，不止發(fā)生過一次。直到地球內(nèi)部冷卻到一定程度，地幔物質(zhì)足夠粘稠，板塊運(yùn)動(dòng)才不再需要借助小行星撞擊，靠地球內(nèi)部自己的力量就可以維持。