solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。

为什么地球地质记录存在长达 10 亿年的岩石缺失

科学 地球
WinterIsComing (31822)发表于 2021年09月06日 14时39分 星期一
来自部门
今天的地质学家知道,最早的坚硬结晶岩形成于约 17 亿年前,然而最古老的砂岩层形成于 5.5 亿年前。岩石的地质记录存在超过 10 亿年的缺失,没人知道期间的岩石到底哪里去了。这种现象在美国大峡谷内表现得特别明显。伊利诺伊大学地质系名誉教授 Stephen Marshak 表示,“很多人并没有意识到脚下的岩层存在这种重要特征。”他还强调,无论身在美国、西伯利亚还是欧洲,只要钻得足够深、任何一片大陆都存在这种神秘的岩层缺失现象。

但要想破解这个贯穿十亿年光阴的谜题绝非易事,具体原因有二。其一,它恰好发生在另外一个大事件之前——即 5.41 亿年前,地球上的生命多样性突然爆发式增长。在这段被称为寒武纪生命大爆发的时代当中,海洋当中的早期生物突然迎来一波演化高峰,并为如今众多主要生物分类群体奠定了基础。这一切在 1300 万至 2500 万年之间就快速完成——在整个生物演化史上只能算是短短一瞬。第二,人们认为这段“失落的岁月”中可能发生了剧烈的气候变化——地球也许成为一个巨大的冰球,表面几乎完全冻结。但是,大家对于这个大冰球是如何形成的、生命形态又是如何在这种环境下延续下去的知之甚少。

科学家提出了三个有趣的理论。首先就是“滚雪球”理论,即地球形成了一个全球性的冰盖,快速的冰川活动磨损掉了地表的岩石。第二种理论是,这部分岩层在超大陆 Rodinia 的侵蚀过程中全部消失了。第三种是混乱。新研究结果“表明地质记录中这种全球性的岩层缺失并不是独立的离散现象——其中实际上至少包含两轮事件,只是共同构成了一种看似大缺失的状态,二者几乎同时发生。”即使是美国大峡谷两侧缺失的岩石,“实际上也可能是在数亿年时间内的多次事件中逐渐消失的。”