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地球曾经消失10亿年?100多年前的谜团科学家们至今无法解开

地球曾经消失10亿年?100多年前的谜团科学家们至今无法解开

  2021年9月,BBC发表了文章《追查地球失踪的十亿年》,这篇文章引用了美国地质学教授马沙克的话,他说在世界的任何地方,无论是美国、西伯利亚还是欧洲,如果向地层下钻得足够深,就会碰到一种神秘的两层岩石层不整合的现象。这个地质现象很普遍,它告诉我们在地球历史中,有一个我们还未搞明白的、非常非常重要的故事。

  这篇文章试图解释一个让科学家们困扰了100多年的谜题:在地球的地质记录中,曾经消失了10亿年。

  现在主流的科学家们都认为地球大约有45.4亿年的历史,初生的地球表面,是由岩浆组成的“海洋”。大约在40亿年前地球表面开始冷却凝固,形成了坚硬的岩石。

  在1669年,著名的地质学家尼古拉斯斯泰诺提出了叠置定律,他认为地球上的岩石层,会按照年代顺序排列,下面的比较老、上面比较年轻,它们层层堆叠,最终形成了由下到上、“老到年轻”的层序。而每一层,都像是时光的留声机一样,忠实地记录着地球在那个时期的历史。

  但是随着时间的流逝,地质学家们却惊奇地发现,地球上曾经有些时间段没有留下任何的痕迹,就好像这段历史被刻意抹去了一样。

  比如在18世纪,被称为“现代地质学之父”的苏格兰地质学家詹姆斯赫顿,就曾在苏格兰的西卡角,发现了3.45亿年前的泥盆纪老红砂岩,直接覆盖在了4.25亿年前的志留纪硬砂岩上,这个中间缺失了大约8000万年的岩层也就是说,地球有8000万年的历史莫名的消失了,后来地质学上称这种现象为“赫顿不整合”。

  又过了100年,美国地质学家约翰威斯利鲍威尔,在科罗拉多大峡谷的发现,再次印证了“赫顿不整合”现象,而这一次缺失的时间,竟然是10亿年!

  1869年,有“独臂探险家”之称的鲍威尔,带领一个10人小组,在科罗拉多大峡谷展开了一项长达10个月的探险之旅。探险过程中虽然危机重重,却也是乐趣无穷。作为一名地质学家,鲍威尔最感兴趣的,是大峡谷两边的悬崖。

  所谓外行看热闹,内行看门道,在我们眼里鬼斧神工的自然奇观,在鲍威尔眼里却是“众神的图书馆”,五颜六色的岩层在他的眼中,构成了“一本伟大的著作”,一页一页的翻阅它,可以知道地球形成的历史。

  然而当鲍威尔的眼光,扫过一坚硬的结晶岩石时,却发现了一个不可思议的现象,这片结晶岩石大部分是花岗岩、以及叶片状的片岩,和一般的岩层水平堆叠不同,这片岩层竟然是不同寻常的垂直排列。在它的上方,是305米厚的红色砂岩带,这层红色砂岩带才是正常的水平排列。

  让鲍威尔非常不解的是,地质学家们普遍认为坚硬的结晶岩石,最年轻的也有17亿年的历史,而砂岩层中最古老的岩石,最早在5.5亿年前形成。那么从这个数据来看,这上下两层、排列迥异的岩层之间,缺失了超过10亿年的岩层,这就意味着,地球的地质记录中有超过10亿年是空白的。后来鲍威尔将这个发现,称为“地层大角度不整合”。

  按照地质学家的说法,地球的年龄是46亿年,那么,到底发生了什么全球性的超级事件,让整个地球将近1/4的历史都消失了呢?而更让人奇怪的是,这个地层不整合现象,又发生在另一个让现代科学家挠头的大谜团之前,那就是5.4亿年前的寒武纪生命大爆发。

  在距今5.4亿年前的寒武纪时期的化石记录显示,绝大多数动物的门类,都是在这一时期出现的。而更神奇的是,这个生命的突然大爆发,发生在2000万~2,500万年之间,那么这区区的500万年,对地球的历史来讲,就是一眨眼功夫。那么在世界各地发现的化石群,共同印证了这一物种大爆发的壮观景象。

  比如,中国云南澄江的古生物化石群,加拿大洛矶山脉的伯吉斯页岩化石群等等,就相当的典型,它们就证明了在这个时期,有非常多的不同种类的生物,几乎是同时出现的。

  那么这些事实证据曾经让达尔文非常的困惑,他在《物种起源》中写道:“这件事情到现在为止都还没办法解释,所以,或许有些人刚好就可以用这个案例,来驳斥我提出的演化观点”。

  那么说到这里呢,喱头哥认为达尔文这么说其实是不恰当的。大胆假设、小心求证的探索精神是科学家必备的,但提出质疑,甚至是敢于质疑权威,更是一个优秀科学家的素质,既然《物种起源》的演化观点受到了质疑,达尔文应该做的去证明,而不是先预设个阴谋论,先给质疑他的人扣个大帽子,这点其实是不符合科学精神的。

  从18世纪赫顿的“赫顿不整合”理论提出,到1869年“独臂探险家”鲍威尔的“地层大角度不整合”,再到美国地质学教授马沙克,这一百多年以来,一直有科学家们前赴后继的,想要把地球丢失的10亿年这事搞明白,随之而来的各种理论也是层出不穷,比较流行的有这么三种,分别是雪球说、超级死亡说和多次事件的综合效应说。

  雪球理论这个假说的前提是,地球在某个时间,是一个覆盖着冰川的大雪球,这个灵感来自格陵兰冰盖。这个巨大的、方圆约170万平方公里的冰川,覆盖了格陵兰80%的面积。就像河流一样,冰川也会移动,但是速度非常缓慢。

  地质学家认为,当时有两种冰川,一个叫做湿冰川,它会流动;另一个叫做冷冰川,它是静止的。在流动过程中,湿冰川会在重力作用下啃咬地面,就像巨大的犁把地面犁开一样,形成深谷和峡湾,就像阿拉斯加海岸线的地貌一样。

  美国达特茅斯学院的凯勒教授和他的团队,在2018年发表了一篇研究报告,认为这个雪球理论是可能的。他们认为这个阶段,大约从7.17亿年前开始,到5.8亿年前的前寒武纪大冰期结束。这个时代的湿冰川有能力切割表面,移除3000-5000米厚的岩层,所以这种雪球理论好像解释了“地球丢失的10亿年”,但在某些岩层中却找不到这种现象。

  但是这里有一个非常严重的BUG,我们前面提到的砂岩层,最古老的形成时间是5.5亿年前,但雪球运动在5.8亿年前结束了。从5.8亿年前到5.5亿年前,这中间的3000万年的间隔的岩层,去了哪里呢?所以这个看上去不错的理论,因为没有办法解释这3000万年的地质缺失,从而没有得到大家的认可,遭受同样境遇的,还有超级理论。

  超死亡理论假设在10亿年前,地球上有一个超级叫罗迪尼亚(Rodinia),它包括了现在的南极洲东部、印度、西伯利亚、中国、南美洲、北美的一大块地区和非洲的一部分,几乎包括了现在地球上所有的版块。这种理论认为,地球内部的大部分热能,都是通过海床上的山脉释放的,这个海床山脉也被称为海洋山脊。

  如果只有一个超,那么几乎就没有海洋山脊,所以就会导致地球内部的热能很难释放。罗迪尼亚超就像坐在燃烧的火炉上,在热能持续不断的冲击下,地壳开始上升,有些地方甚至升高了6~8公里。然后超开始断裂,经历了大约2亿多年,到了大约7.5亿年前,这块超级被成了几个板块。

  那么问题来了,且不管罗迪尼亚超级是否真的在地球上存在,从时间上来看,在7.5亿年以后形成的那些岩层,又去哪里呢?

  多事件的综合效应假说实际上是雪球假说和超死亡假说的组合,是由冰川和板块运动的交替作用引起的,在这个过程中,冰川下沉、板块上升,就将一些岩层给抹掉了。

  科罗拉多大学的弗劳尔斯教授是这个理论的坚定支持者,他发现环绕加拿大东北部哈德逊湾的一古代岩石盘,也出现了消失的岩层,不过它和科罗拉多大峡谷大峡谷的时期不同,所以他认为这10亿年的地层缺失,不是单一的孤立现象,而是一系列较小地层缺失的组合。

  弗劳尔斯更认为,或许没有什么冰川侵蚀的作用,有可能是地壳大幅上升后,高海拔使得沉积物难以沉积成岩石,所以在这个时期,就几乎无岩石层可言。

  那么以上的这三种观点中,不管脑洞有多大,也都以地球内部的力量为起因,而且都有一种渐变的观点在里面,也就是说在数亿年的地质演变历史中,“地球失忆”的这种奇怪现象,是逐渐形成的,它们在科学界是一种主流观点。但是还有另外一种非主流的观点,那就是灾变论。

  支持这种观点的人认为,这种怪事是在极短的时间内完成的,它是一种突然而来的力量造成的。那么这个极短的时间,并不是以地质年龄为尺度,如果以地质年龄为尺度的话,极短的时间可能也会有几十万年。这里说的极短的时间,就是极短的时间,甚至可能在几个小时内完成的。

  受时间限制,这个灾变论今天我们先不展开来讲,如果小伙伴想听的话,在评论区里留言,我尽快专门安排一期来讲。透过现象洞察本质,我是喱头哥,那么今天的内容就是这些了,我们下期再见

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