科学猜想文集 (609) 《地质大历史:南美洲挖掘锆石》二
如果我们将九亿年的锆石衰变看成是一个地质事件,那么什么样的地质事件可以使全球的锆石突然发生统一的、强烈的衰减现象呢?我们认为:这个动力只能来自地球与天体逻辑关系的滑动,是九亿年的锆石快速衰变发生在地球雪球事件之前,等同于锆石的衰变与地球的环境变化存在密切的关系的重要因素。
要解释锆石衰变现象为什么会在地球雪球事件发生之前,并具有全球性质,首先要提出一个问题:为什么锆石在九亿年前不发生强烈的衰变现象,非要在地球雪球事件发生之前发生强烈的衰变现象?而且这一强烈的锆石衰变现象很容易被马丁-贝利-佩珀研究团队抓住。
既然锆石衰变现象发生在地球雪球事件之前,锆石的衰变现象显然与地球雪球事件发生的成因存在因果关系。我们认为:九亿年前地球本质上是一颗类木行星,地球由远离太阳的天体区域向近太阳的天体区域推进时,遇到强烈的太阳剥离地球原始大气的过程,使地球的熔幔运动急速下降,地球表层快速降温,地球的密度突然增强,导致地球物理环境处在两个完全不同的状态。
锆石是在不同地史时期诞生的,应当存在不同的衰变时间。假如锆石在诞生后受到类木行星热辐射的庇护而获得足够多能量(天体中的陨石也有能量增强现象),势必使其衰变速度接近于零。或者由于中元古时期的地幔的热运动、热膨胀处在巅峰状态,这势必会造成仅在中元古时期的锆石衰变接近于零。这是典型受到类木行星热运动、热辐射、热膨胀的保护,才能使锆石衰变变得十分迟缓。
可是在类木行星快速脱去原始大气外衣的过程中,锆石在类木行星时期能获得的高质量微粒子环境消失,低温环境侵蚀着锆石的能量,从而使锆石的衰变现象加速,形成了一个特殊的地史现象-锆石衰变现象。这种现象应该不是孤立现象。
锆石的衰变事件还必须与一个重要因素有关,就是当时的地球比今天大许多,地幔软流圈层非常大,地幔软流体虽然分异,但软流体在地球运动中还占主导地位,还处在地壳下的岩浆海时代,构成软流体的运动力度、空间都比较大。
地幔软流体的运动交流的力度较大,出露于地层与表层的锆石结构、质量等都比较相似或者相近,在地球突然大幅度的向心收缩的过程中,也形成了大幅度的岩浆岩出露,这也是不同时期地球演环境不一样所造就的结果。
不同地史时期的地幔软流圈层的结构、运动方向、空间大小不同,构造运动的动力环境就会不同。太古代至元古代末,地球虽然非常巨大,但受到太阳边缘区域超低温的挤压,地幔软流体无法向外膨大,形成了高压环境。
宇宙超低温环境的挤压使地壳体处在慢长的发育阶段的,而不是一蹴而就。地幔软流体的均匀分布不会发生扭曲的构造运动,只会发生轻微接触关系。此时期形成的岩浆岩也十分相似,也相对比较简单。
在地球不断向心收缩的过程,实体地球的体积越来越小,密度越来越大。地壳体的相互挤压,使一部分板块变得厚实起来,为板块构造运动创造了条件。同时也为地幔软流体分异成轻质流体、重质滞流体的分异创造了条件。
地球不断向心收缩,软流圈层的运动空间越来越来小,使得软流体需要更强大挤压力度才能形成膨胀,地壳体失去同心圆的平衡,为后来发生强烈的构造运动创造了条件。
在重质滞流圈层不断的增厚及运动过程中,板块出现了被动式的漂移,板块漂移过程出现侧向堆积,这是典型的地壳物质质量在此阶段存在明显差异的结果。
板块由地盾发展为地块、至陆块,陆块在漂移的过程中逐渐汇聚成更大的陆块。这个过程发生在新元生代前至成冰纪之后,这个时间正好是地球膨胀至收缩的初始阶段。
从地幔膨胀到地幔收缩,来自于地球原始大气圈层被剥离的过程。剥离使宇宙冷压直接侵入到地壳层,薄薄的地壳层开始冷凝增厚,迫使岩浆岩更多的出露于地表,由于这个过程的环境与太古宙十分相似,所以重述了一些太古宙的或岩环境,这也是锆石衰变速率增强的重要因素。
锆石的突变性衰变并不是南美大陆与非洲大陆分离的铁的证据,它无法求证南美大陆与非洲大陆存在6亿年的拼合。这么漫长的地史时间只能说明锆石的突变性衰变是由其它因素引起的。
