陨石撞击形成了地球的板块构造吗？

澳大利亚麦考瑞大学（Macquarie University）的一项研究表明，陨石撞击可能形成了地球的板块构造，并且增强了地球的磁场强度。

该大学行星研究中心的 Craig O’Neil 对陨石撞击开展了研究，并将成果发表于《自然地球科学》，他解释了地球形成的前 5 亿年里发生了什么——这一时期被称为“冥古代”，更诗意的比喻是“地质黑暗时代”。

图丨艺术家对陨石撞击地球的想象

到目前为止，地球是否具有移动的板块的问题一直悬而未决，主要是因为早期的地壳几乎没有保留下来。

一些科学家认为，地球早期构造比较活跃，41 亿年前的锆石晶体颗粒可以作为证据。然而，另一些人更相信地球化学的数据，地化数据分析表明地球形成过程中，被一个静止的“盖子”包裹着，活动的构造板块是后来出现的。

直到最近，人们才逐渐接受“地球板块在太阳系内是独一无二的”这一观点。然而，2012 年加州大学洛杉矶分校科学家观察卫星图像发现，火星也经历过规模较小的板块运动。

图丨陨石撞击对板块构造形成的影响

不过，可以肯定地说，板块构造学说是地球的一种罕见的现象，这就引出了它是如何形成的这一问题。

O’Neil 和他的同事们已经给出了一个可能的答案。

他说:“研究结果表明，在地质历史时期，巨大的陨石撞击可能导致地球的固体外层（地壳）沿着海沟进入更深的地幔，这一过程被称为俯冲。”

“俯冲使得大面积的地壳进入地幔，导致地球表面地形地貌发生重大变化。”

假设冥古代的陨石碰撞事件可以在太阳系其他行星上寻求证据，月球表面凹凸不平的现象，就可以间接证明陨石撞击。这一模型可能会解释地化数据的矛盾，使早期地球构造活动问题变得明朗。

“我们已经找到一些地质活动的证据，表明早期地球发生了俯冲运动。但是这与其他地球动力模拟对应效果不是很好”，O’Neil 补充道。

“但是，如果我们把地球看作是演化早期太阳系的一部分，而不是孤立地研究地球，那么这就说得通了。”

这一模型在地磁场研究中也得到了证实：在 40 亿年前，地球磁场的强度突然从一个低值上升到今天的高值。

图丨锆石:微小的晶体是如何打开一扇通往地球历史窗口的

研究团队认为，陨石的撞击会使寒冷的地壳向地核方向相对移动。这一过程将改变核心内部对流的强度，从而影响“地球极性"——围绕着地核的液态铁的导电层，进而产生磁场。

“冥古代是太阳系内部一个非常重要的时期”, O’Neil 说，“研究表明，这一次小行星群中出现了巨大的扰动，会对地球产生巨大的影响。在这段时间内，大量的陨石撞击地球，加速了板块俯冲进程，这就解释了为什么在这一时期锆石数量突然增加，以及磁场强度变强。”

美国西南研究所的合作者 Simone Marchi 补充说：“这项研究提出了一个新的问题:数十亿年前陨石碰撞对地球和其他行星构造的形成到底起多大作用？研究表明，撞击和地球物理演化之间确实存在很强的联系，撞击能够显著地改变行星的演化。”

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