地球“地质档案”为什么缺了10亿年

来源：科技日报

科技日报记者 张佳欣

地球已经有46亿岁了。在漫长的岁月里，地表不断发生变化，新的岩层一层层形成，覆盖在古老岩石之上。可是，在美国大峡谷等地，科学家发现了一个奇怪现象：形成于约5.4亿年前的岩层，下面紧挨着的竟是形成于十几亿年前的古老岩石。中间几亿年的岩层不见了。

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这些岩层去了哪里？是什么力量让地球的“地质档案”缺了近10亿年？科学家把这种现象称为“大不整合面”。长期以来，它一直是地质学界试图解开的谜题。科学家曾提出多种解释，例如冰川侵蚀可能带走了大量岩石。但这些解释一直难以完整说明，为什么北美洲、北欧和中国华北等相距遥远的地区，都出现了类似的地质现象。

近日，来自澳大利亚伍伦贡大学的科学家为这个谜题提供了一种新的解释。他们通过模拟地球深处的地幔对流发现，可能是古老大陆经历的长期隆升和沉降，共同塑造了大不整合面。

地球内部并不像一个静止的岩石球。地壳下面是地幔，虽然地幔中的岩石总体呈固态，却会在高温和巨大压力作用下缓慢流动，这种运动被称为地幔对流。可以把它想象成一锅正在缓慢翻滚的浓稠热粥，内部物质不断移动，也会带动上方的大陆发生变化。

科学家发现，在十多亿年前至5.4亿年前的新元古代，地幔对流推动劳伦大陆、波罗的大陆和华北地区等古老大陆核心区域缓慢隆升。大陆抬升后，原本覆盖在地表的岩石更容易暴露在外，受到风化和侵蚀。渐渐地，大量岩石逐渐被剥蚀带走，留下更加古老的岩石表面。

随后，地球进入显生宙，也就是过去约5.4亿年的地质时期。这些大陆核心区域又开始经历长期沉降。随着地势逐渐降低，海水漫过陆地，泥沙和其他沉积物不断堆积，最终覆盖了那些更古老的岩石表面。后来形成的年轻岩层，也是这样直接叠在了更古老岩石之上。

一本地质档案中间的空白，就此形成。

科学家模拟了数亿年间地幔对流的变化，并将预测结果与实际地质记录进行比较。结果发现，模型中经历隆升和沉降的区域，与大不整合面保存最完整的北美洲、北欧和华北地区高度吻合。

有趣的是，地质记录中的空白并不意味着什么都没有发生。恰恰相反，岩层缺失本身也可能藏着重要线索。科学家通过研究这些消失的部分，或许能更好地理解地球深处的运动，以及大陆和海洋在漫长岁月中的演变。

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