美国《发现》月刊网站:《地球上为何有大陆?》
简介:美国《发现》月刊网站:《地球上为何有大陆?》(Image credit: Volodymyr Goinyk/Shutterstock)(神秘的地球uux.cn)据参考消息
美国《发现》月刊网站:《地球上为何有大陆?》(Image credit: Volodymyr Goinyk/Shutterstock)
(神秘的地球uux.cn)据参考消息网:美国《发现》月刊网站近日刊登题为《地球上为何有大陆?》的文章,作者是埃里克·克莱梅蒂。文章主要内容编译如下:
如果你之前从未见过我们的太阳系,而现在即将抵达这里,那么你会对这里的多样性印象深刻。带行星环的气态巨行星,体型悬殊的各种卫星,从太阳系边缘飞驰而过的冰冷彗星,外面全都包裹着厚薄不一的大气层的岩石行星。虽然似乎没有哪两颗行星/卫星的形成方式完全相同,但其中一颗真的与众不同,堪称另类。
它就是地球。我们的星球上有液态水(奇怪!),有生命(更奇怪!),有不停运动的板块构造(还是奇怪!),甚至有巨大的岩块,它们不同于太阳系中的其他任何物质(奇怪极了!)。这些巨大的岩块就是大陆,由花岗岩、砂岩、片麻岩、板岩、安山岩、流纹岩等岩石构成。
除了地球,其余行星几乎全是玄武岩或类似物质。地球将其大部分玄武岩隐藏在深海之下,反而把陆相岩石高高托起,展示给一切过客。
所有这些独一无二的特点都是相互关联的。板块构造可以存在于地球上,是因为地球表面有液态水。生命或许是丰富的水以及活跃的火山活动的产物。地球上大陆的构成或许是生命与岩石相互作用的产物。正是矿物质、岩石和有机体的一切深时演变才使得地球变成现在的模样。
那么大陆究竟是什么呢?
关于大陆的形成还有许多未解之谜。我们可以相当肯定的是,其他任何行星上都没有像地球上这样富含二氧化硅的大陆块体。火星上或许有一点点地质学家所说的“进化的”岩石。金星上可能也有一点。月球上有斜长岩高地,它有点像地球上的大陆,只是它是由漂浮在原始岩浆海洋中的质量较轻的矿物质形成的。
没有哪颗行星上有地球大陆那样复杂的混合体,包括火山岩、沉积物、变质岩和冷却的岩浆。基于在澳大利亚发现的锆石晶体的“年龄”,目前的理论认为,地球上的大陆或许在40亿年前就开始形成了。然而,它们是迅速形成并拥有当前大小的面积,还是随着时间的推移慢慢变大,这是一个悬而未决的问题。
是什么让大陆如此特殊呢?
与海洋板块相比,大陆板块密度小,但厚得多。海洋盆地之所以存在,主要是因为其下面的地壳是密度更大、更薄的玄武岩层。这意味着在地球柔软的地幔上方,其位置更低。另一方面,各大陆较高是因为其密度更小、更厚,就像在泳池中漂浮的排球比网球高度更高一样(我们将这一概念称为“地壳均衡”)。
这一差异不只是创造了地球表面的不同地形。大陆的浮力非常大,以至于它们无法像密度较大的大陆地壳那样被推回到地幔中。由此产生了以下地貌,比如大陆碰撞形成的山带,还有海洋地壳俯冲到大陆地壳之下形成的俯冲带(及其火山)。
大陆也会发生变化。板块构造带来了“超大陆旋回”(又称“威尔逊旋回”),即大陆碰撞形成像泛大陆这样巨大无比的超大陆,然后在数亿年的时间里又分裂开来。如今,唯一接近超大陆的就是亚欧板块和印度板块的综合体。
地球上的大陆,其最古老的部分被称为“克拉通”(如果这些岩石露出地面,它们就被称为“地盾”)。“克拉通”是每块主要大陆的核心,通常比整块大陆要小得多。在数亿至数十亿年的时间里,这些地区并未发生过太多像碰撞和张裂这样活跃的构造过程。
在北美,“克拉通”从加拿大北部和格陵兰岛向南一直延伸至美国得克萨斯州,但只有部分露出地面。多数大陆都不只有“克拉通”,因此我们知道,在地球的早期历史上,这些大陆并非突然形成。
最大的难题之一可能是,大陆是何时开始形成的……以及是什么让其持续下去的。太阳系的其他岩石行星上似乎没有发生过这种情况。这意味着,地球上很可能存在一些固有因素——液态水和熔融状态/固体地核——帮助大陆实现了充分发展。然而,这还不是全部。
一些新研究表明,让大陆开始形成的初始因素可能来自遥远的太空。与此同时,让我们的大陆保持太阳系中独特构造的过程可能与生命本身有关联。
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