地球1/3地壳，10亿立方公里物质神秘失踪，究竟是谁干的？
- 2019-01-07 11:49:33
- 来源：徐德文O戴维科学
- 作者：徐德文
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科罗拉多大峡谷是一个巨大的地质宝库，断裂的地层就是一页页历史，讲诉着远古时期地球沧海桑田的故事。然而诡异的是，在这些巨大的断层中，却缺少了大约10亿年的地层——在寒武纪5.25亿年历史的塔皮斯砂岩下方，紧接着就是古元古代的毗湿奴片岩。这就相当于地球是一本45页的书，中间却少了10页，这中间缺少的岩层到哪儿去了？
这就是著名的大不整合面（Great Unconformity）——所谓不整合面是指地质记录中的一段空档，在地球上很多地方都存在，然而大峡谷中的不整合面却是相当巨大的。在12月31日的《美国国家科学院院刊》上，伯克利地质年代学中心博士后布伦欣·凯勒领导的一个国际团队发表了一项研究，可能已经找到了“偷走”地球地壳的罪魁祸首。
大不整合面在全球各地都有发现，研究人员认为，可能有厚达3-5公里，占大陆三分之一的地壳都消失得无影无踪。这些失踪的地壳都到哪里去了呢？
研究人员猜想，这巨量的物质可能已被雪球地球时期全球性的冰川侵蚀，由此产生的沉积物被倾倒在冰雪覆盖的海洋中，然后通过构造板块俯冲被吸入了地幔。换言之，这些沉积下来本该成为地球地质历史的物质，却被地幔给偷走了！
雪球地球（Snowball Earth）是一个假说，该假说认为，在新元古代地球上曾发生过一次严重的冰河期，几乎所有的海洋都被冻结，全球大部分地区都被冰雪覆盖，冰层厚达两公里，只在冰层下有少量因地热而融化的液态水——可以参考的是，目前南极的冰盖平均厚度约2.9公里。
为了验证这一想法，研究人员在古代锆石中找到了新线索。这些锆石是矿物质结晶时在岩石中形成的，锁定了当时的地球化学条件。锆石含有各种放射性同位素，比如铀、铪等，通过分析这些同位素的情况，科学家们可以测定锆石形成的时间，了解地壳地幔发生的情况。
凯勒的团队从锆石中的氧和铪同位素发现，在雪球地球时期，地壳经历了低温热液变化，这意味着这些锆石位于地壳顶部，由于与水冰的接触而被剃掉，进入海洋并俯冲到地幔里，而不是从更深处来到地面。这一证据表明，当时地球发生了巨大的侵蚀事件，虽然在整个地球范围内并不均匀，但研究人员估计，当时可能平均有3到5公里的沉积层被冰川扫入了海底，循环到地幔中。
这真是一个不幸的事件，如果我们能以上帝视角观察地球45亿年的历史，我们就会发现，地球表面的岩石风化、火山喷发不断产生岩石颗粒，在大气、水流的作用下，它们被到处搬运并最终层积下来，形成一层层的岩石。然而，到了大约7亿年前的时候，整个地球却几乎被冰雪完全封冻，看起来就像现在的土星卫星土卫二。
但在这一段时期，地球并未停止活动，海平面也比现在低780多米，其内部产生的热量不断融化冰盖底部的冰块，冰盖也在重力作用下不断流动，最终将3-5公里厚，体积达10亿立方公里的地表层积岩擦掉，倒进海洋中随着板块俯冲回到地幔。
这一推断的证据还包括，地球上很少发现有六七亿年前的陨石坑，说明以前的地表确实是在那个时候被擦掉了；另外，在雪球地球后期，一种尚无定论的机制融化了地球上的冰盖，地球重新变得温暖，由此发生了寒武纪生命大爆发。
