- 給忙碌青少年講地球科學:重新認識生命家園
- (英)《新科學家》雜志編著
- 1105字
- 2025-06-05 14:20:28
真的是地獄嗎?
早期太陽系的混亂無疑會使天體四處奔襲。我們通過觀察月球表面的隕石坑就能想象到一些撞擊的規模。我們在地球上幾乎看不到這種破壞,因為它已經被風、雨和植被所侵蝕。
阿波羅號宇航員帶回地球的月巖表明,最猛烈的撞擊發生在后期重轟炸期。在這次撞擊之前和期間,人們普遍認為我們的星球是一個熔巖地獄,極熱、極干燥,對生命充滿敵意。直到在太古宙時期(見第2章)結束了轟擊,條件才有了大幅改善,生命才有了立足之地。
然而,近年來,后期重轟炸期開始在幾個方面受到質疑。最激進的是,一些科學家認為,關于月球撞擊可能只是阿波羅在證據收集過程中的人為想象而已。
阿波羅號采集的樣本來自月球上不同的地點。即便如此,研究人員指出,它們可能都來自單一事件的影響——一次或者多次撞擊形成了雨海盆地,這是月球上的一個大而暗的斑塊。這次事件中的巖石碎片可能污染了月球表面不同的部分,這意味著最初看起來像是一系列同時發生的撞擊可能只是少數。如果撞擊的痕跡被抹得更勻,早期地球就不會像最初想象的那么可怕。
還有一些其他關于冥古宙的證據,包括最微小的“證人”。鋯石是硅酸鋯的堅硬晶體,通常長約1毫米或更短,是地球上最古老的礦物之一。它們能在1600℃的高溫烘烤下幸存下來,而且在河里被沖刷也能保持不碎。對地質學家而言,最重要的是,它們可以在數噸沉積物下幸存,而不像其他物質那樣經歷變形或熔融。
鋯石在地球上隨處可見,在幾乎所有的花崗巖中都能被發現,它們形成于花崗巖上升和冷卻之前在地球內部重新熔融之時。當花崗巖凝固時,巖漿中的鋯會吸收硅酸鹽并結晶成鋯石。一旦侵蝕作用把它們從原始花崗巖中釋放出來,它們在沉積巖中也就會變得很常見。
這些質疑冥古宙的鋯石來自澳大利亞西部杰克山的巖石,這些巖石本身可以追溯到37億年前。通過比較鈾和它的放射性衰變產物的比例(見第2章)來確定年代之后,研究人員發現這里的鋯石更加古老。其中有一塊鋯石形成于44億年前,也就是說,僅僅在地球誕生2億年之后,這種固體物質就已經存在于地球表面了。
此外,研究人員還發現了“包裹體”——鋯石中夾有石英、云母和長石的痕跡。這表明鋯石是由熔融、發生了變質作用的沉積物形成的,這些沉積物最初可能與泥巴或黏土相似。分析還發現,古鋯石的同位素氧-18的含量很高。在潮濕、低溫條件下形成的巖石往往會比其他巖石吸收更多的氧-18。
對鋯石中其他元素的檢測支持了這一發現。現在看來,44億年前的地球是固態、涼爽且潮濕的,根本就不是沒有大氣層的“巖漿海”。水坑和海洋需要一個堅實的表面來支撐,這意味著早期地殼就已經就位。如果有液態水,那么就必須有厚厚的大氣層;否則水就會蒸發掉。如此說來,44億年前的地獄好像突然變得相當舒適宜人了。