美媒:地球上為何有大陸?

2022年12月08日17:10

【美媒:#地球上為何有大陸#?】美國《發現》月刊網站近日刊登題為《地球上為何有大陸?》的文章,作者是埃里克·克萊梅蒂。文章主要內容編譯如下: 如果你之前從未見過我們的太陽系,而現在即將抵達這裏,那麼你會對這裏的多樣性印象深刻。帶行星環的氣態巨行星,體型懸殊的各種衛星,從太陽系邊緣飛馳而過的冰冷彗星,外面全都包裹著厚薄不一的大氣層的岩石行星。雖然似乎沒有哪兩顆行星/衛星的形成方式完全相同,但其中一顆真的與眾不同,堪稱另類。 它就是地球。我們的星球上有液態水(奇怪!),有生命(更奇怪!),有不停運動的板塊構造(還是奇怪!),甚至有巨大的岩塊,它們不同於太陽系中的其他任何物質(奇怪極了!)。這些巨大的岩塊就是大陸,由花崗岩、砂岩、片麻岩、板岩、安山岩、流紋岩等岩石構成。 除了地球,其餘行星幾乎全是玄武岩或類似物質。地球將其大部分玄武岩隱藏在深海之下,反而把陸相岩石高高托起,展示給一切過客。 所有這些獨一無二的特點都是相互關聯的。板塊構造可以存在於地球上,是因為地球表面有液態水。生命或許是豐富的水以及活躍的火山活動的產物。地球上大陸的構成或許是生命與岩石相互作用的產物。正是礦物質、岩石和有機體的一切深時演變才使得地球變成現在的模樣。 那麼大陸究竟是什麼呢? 關於大陸的形成還有許多未解之謎。我們可以相當肯定的是,其他任何行星上都沒有像地球上這樣富含二氧化矽的大陸塊體。火星上或許有一點點地質學家所說的“進化的”岩石。金星上可能也有一點。月球上有斜長岩高地,它有點像地球上的大陸,只是它是由漂浮在原始岩漿海洋中的質量較輕的礦物質形成的。 沒有哪顆行星上有地球大陸那樣複雜的混合體,包括火山岩、沉積物、變質岩和冷卻的岩漿。基於在澳州發現的鋯石晶體的“年齡”,目前的理論認為,地球上的大陸或許在40億年前就開始形成了。然而,它們是迅速形成並擁有當前大小的面積,還是隨著時間的推移慢慢變大,這是一個懸而未決的問題。 是什麼讓大陸如此特殊呢? 與海洋板塊相比,大陸板塊密度小,但厚得多。海洋盆地之所以存在,主要是因為其下面的地殼是密度更大、更薄的玄武岩層。這意味著在地球柔軟的地幔上方,其位置更低。另一方面,各大陸較高是因為其密度更小、更厚,就像在泳池中漂浮的排球比網球高度更高一樣(我們將這一概念稱為“地殼均衡”)。 這一差異不只是創造了地球表面的不同地形。大陸的浮力非常大,以至於它們無法像密度較大的大陸地殼那樣被推回到地幔中。由此產生了以下地貌,比如大陸碰撞形成的山帶,還有海洋地殼俯衝到大陸地殼之下形成的俯衝帶(及其火山)。 大陸也會發生變化。板塊構造帶來了“超大陸旋回”(又稱“威爾遜旋回”),即大陸碰撞形成像泛大陸這樣巨大無比的超大陸,然後在數億年的時間里又分裂開來。如今,唯一接近超大陸的就是亞歐板塊和印度板塊的綜合體。 地球上的大陸,其最古老的部分被稱為“克拉通”(如果這些岩石露出地面,它們就被稱為“地盾”)。“克拉通”是每塊主要大陸的核心,通常比整塊大陸要小得多。在數億至數十億年的時間里,這些地區並未發生過太多像碰撞和張裂這樣活躍的構造過程。 在北美,“克拉通”從加拿大北部和格陵蘭島向南一直延伸至美國得克薩斯州,但只有部分露出地面。多數大陸都不只有“克拉通”,因此我們知道,在地球的早期曆史上,這些大陸並非突然形成。 最大的難題之一可能是,大陸是何時開始形成的……以及是什麼讓其持續下去的。太陽系的其他岩石行星上似乎沒有發生過這種情況。這意味著,地球上很可能存在一些固有因素——液態水和熔融狀態/固體地核——幫助大陸實現了充分發展。然而,這還不是全部。 一些新研究表明,讓大陸開始形成的初始因素可能來自遙遠的太空。與此同時,讓我們的大陸保持太陽系中獨特構造的過程可能與生命本身有關聯。

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