板塊運動始于小行星轟擊

丹丘生

當我們登上高山遠眺，極目雄偉的群山和峽谷，心中一定會產生“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都是拜地球的板塊構造運動所賜。它也是造成今日地震、火山爆發的主因。此外，生命所必需的元素，也是通過板塊運動才從地球內部逸出的。因此板塊運動的歷史，牽涉到地球原始生命最早出現的歷史。

板塊運動如此重要，但這一過程始于何時，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，那個時候地殼都還沒形成呢。即使有了地殼，也要等地球內部冷卻到一定程度才能啟動。為什么呢？因為推動板塊運動的是地幔物質的對流;在對流時，熔融態的巖漿靠粘力拖著板塊一起運動。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板塊。這樣一算的話，過去普遍認為，地球板塊運動始于30億年前。

但是，最近瑞士日內瓦大學的一位科學家提出，板塊運動可能比我們想象的要早至少5億年，促成時間提前的原因，竟然是小行星撞擊。

板塊運動比原先認為的

要開始得早

為了追溯地球板塊運動的起始時間，這位科學家調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;另一類是長英質巖，這類巖石類似花崗巖，質地比較輕。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。根據這一點，可以推算出它們所在的頁巖的年齡。

其中，長英質巖石的形成條件比較特殊，僅當高溫有水的條件下，才能形成。一般僅當海底的兩個板塊相互擠壓，一塊俯沖到另一塊下面時，在俯沖帶上才具備這個條件。換句話說，長英質巖石正是板塊運動的產物。

這位科學家通過考察距今35億年的頁巖，發現早在35億年前，大陸地殼的55～60%就已經是由長英質巖石組成的了，這意味著大規模的板塊運動至少在那之前就開始了。

小行星撞擊推動板塊運動

可是前面說了，那個時候地球內部還太熱，地幔物質的粘性還較差，似乎不足以拖動板塊運動。那么，板塊運動的動力來自何處呢？他提出一個大膽的猜測，是小行星撞擊幫了大忙。

他建了一個計算模型，模擬不同大小的小行星與地球相撞，看看地殼和地球內部會發生什么。他發現，只要一次比較大的撞擊，就可能在撞擊地產生一條俯沖帶，俯沖帶可以持續活躍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候，曾經經受過很多小行星的狂轟濫炸，那么發生全球規模的板塊運動也不是不可能。

此外，按這一設想，板塊運動停停歇歇，可能啟動過不止一次，因為在地球的歷史上，密集的小行星撞擊也是歇歇停停，不止發生過一次。直到地球內部冷卻到一定程度，地幔物質足夠粘稠，板塊運動才不再需要借助小行星撞擊，靠地球內部自己的力量就可以維持。