大陸為什么會分成幾大板塊？

賈沖

地球表面的大陸板塊一直在不斷移動，這種緩慢的過程重新塑造著地表構造。這在太陽系里是獨一無二的。然而，關于板塊運動的推動力，以及運動開始的時間，我們所知甚少。最近，一項新的研究可能會幫助我們解開這個謎題：地球表面在什么時間，以什么方式分離為板塊，然后開始了漫長的漂移？

由于地表構造的不斷循環和覆蓋，如今留下的地質證據明顯不足，但地質學家的確發現了一些線索。巖石圈板塊下沉到地幔的部分熔融產生了花崗巖。這種板塊鑲嵌產生的花崗巖里有一種質地堅硬的晶體——鋯石。古老鋯石的存在，讓地質學家推測，大約在4 0億年前的某個時候，地殼上發生了斷斷續續的鑲嵌現象。其他可以證明這一現象的證據在地球的最深處——太平洋的馬里亞納海溝。太平洋板塊下沉到地幔，形成了馬里亞納海溝，這里包含有4 4億年前的古老熔巖，可能是地球上最早的鑲嵌地帶。

但是對古老巖石中花崗巖化學成分的研究和分析表明，地球的板塊構造大約開始于2 7億至3 0億年前。那時候的巖石圈并沒在地表形成堅實的殼，而是分為很多厚厚的板塊，板塊被下面流動著的地幔驅動著滑來滑去，分開或者相撞。這種移動的方式還不能用現在所謂的“拼圖”來形容，但是板塊已經開始四處走動了。

耶魯大學地球物理學家大衛· 伯科維奇提出，地表構造開始運動的過程中，地球早期的時間或許會停滯。巖石變形產生的彎曲，以及板塊下沉到地幔，導致地表產生了痕跡和“弱區”。隨著時間推移，“弱區”被一次又一次削弱，像一個不斷受到跑步產生的壓力的腳踝，直到被破壞。為了更好地理解這些“弱區”的發展，以及它們如何導致板塊產生邊界，伯科維奇和法國里昂大學的地球物理學家理查德做了一項研究，以弄清什么樣的破壞能使巖石圈強烈變形。地幔作為巖石圈非常重要的一部分，是一個相對簡單的結構，主要由橄欖石和輝石構成。晶體小的巖石更容易變形，在鑲嵌過程中，巖石被扭曲，同時在剪應力作用下發生性狀改變、晶體變小，“弱區”變得明顯。盡管地幔中的熱量可能會幫助巖石中的橄欖石和輝石晶體再次長大，或者說“治愈弱區”，但這兩種類型的巖石將會競爭生存空間：一種的存在就抑制了另一種的生長。一旦晶體變得足夠小，一直存在的“弱區”就變成了板塊邊界。伯科維奇和理查德在《自然》上發表了這些內容。

這個過程不僅解釋了地球的板塊邊界可以在休眠一段時間后繼續擴大的原因，也說明了板塊構造不會發生在和地球大小類似、質量相近的金星上的原因。因為金星的表面溫度高出地球表面4 0 0℃，這種極高的溫度能使巖石增長得更快，從而“治愈弱區”， 板塊邊界就不會形成。

“人們一直猜測，存在小顆粒的巖石圈促成了板塊的構成。伯科維奇的研究向我們解釋了板塊第一次是如何形成的，以及巖石圈為什么能把這些‘弱區保留很長時間。”蘇黎世瑞士聯邦理工學院的保羅· 塔科利教授這樣談到。他還補充說，無論板塊構造是什么時間開始的，這種“顆粒尺寸減小”機制對在巖石圈產生的“弱區”是非常重要的。

但這樣的機制還不能消弭關于板塊構造開始時間的爭論。研究者構建的地球早期模型非常簡單，在幾十億年前，地球內部的溫度非常高，地球物質也異常活躍，很多火山在地表和地幔翻騰。所以巖石圈總是不安分，活躍和沉默互相摻雜，而不是像伯科維奇研究中模擬的那樣隨著時間的推移均勻地消長。

最數字

4 3 . 7 4 億

研究人員在澳大利亞西部發現了一塊已有4 3. 7 4億年歷史的遠古鋯石晶體。這是迄今為止在地球上發現的最古老的鋯石，也表明它們所在的區域的巖石是目前已知的最古老的巖石。美國威斯康星大學的約翰·維勒教授說：“這個年代比以前測定的最古老的（巖石的）年代早3億年。當時，地球開始形成原始大陸地殼，與地幔存在很大的不同。從鋯石獲得的化學證據完全符合我們關于中間組成物的猜想，即處于花崗巖和玄武巖的過渡階段。”

1 9 . 4 4 兆位

2 0 1 4年5月底， 科學家模擬了月球寬帶連接，證明太空不是互聯網的禁區。馬薩諸塞州麻省理工學院林肯實驗室的研究人員，第一次驗證了可為太空居民提供與地球相同的網絡服務的技術。它可支持大宗數據傳送甚至高清視頻數據流。另外，還可以以每秒1 9. 4 4兆位的傳輸速度在地球和月球間傳送數據。這個速度是迄今所用的最好的無線電頻率上行鏈路的4 8 0 0倍。

9 0 0 0 倍

美國科學家研制了一款全新的電路板，它能夠像人類大腦一樣工作。這種電路板名為“N e u r o g r i d”， 能夠模擬1 0 0萬個神經元細胞以及數十億個突觸連接。專家表示， 這種電路板的運算速度可達到當前電腦的9 0 0 0倍。Neurogrid 的尺寸與一部iPad相當， 制造成本高達4萬美元，所能模擬的神經元細胞和突觸數量遠遠超過相同能耗情況下在平板電腦上進行的其他大腦模擬。

1 7 0 0 萬年

科學家在澳大利亞昆士蘭州發現了世界上最古老且保存最完好的精子。該精子藏身于距今約1 7 0 0萬年的化石里。這個精子是在一只已經石化了的雌性遠古物種介形蟲的性器官內發現的。科學家稱，這只介形蟲在死前剛剛交配過。相對于這種動物的體型而言，該精子顯得非常大。阿徹教授說：“9 9.9%的動物的精子與體積相比都非常小。這只介形蟲的軟組織能保存得如此完好，令我們感到異常驚訝。”endprint