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地球失憶10億年?!

熱年代學技術能否精確測定岩石的年齡,解開大峽谷的這10億年的失憶之謎呢?讓我們拭目以待吧。(123RF)
熱年代學技術能否精確測定岩石的年齡,解開大峽谷的這10億年的失憶之謎呢?讓我們拭目以待吧。(123RF)

文/「未解之謎」節目組製作
當今科學認為地球歷史大約46億年,地球上的岩石層按照年代順序排列,下面較老,上面較年輕。然而地質學家們卻驚奇的發現岩層竟有長達10億年的斷層!等於地球10億年的歷史像被刻意「刪除」了。

18世紀,「現代地質學之父」蘇格蘭地質學家赫頓(James Hutton)在蘇格蘭的西卡角(Siccar Point),發現3.45億年前的泥盆紀老紅砂岩直接覆蓋在了4.25億年前的志留紀硬砂岩上,中間缺失大約8千萬年的岩層。地質學上稱這種現象為「赫頓不整合」(Hutton's Unconformity)。

過了100年的1869年,有「獨臂探險家」之稱的美國地質學家鮑威爾(John Wesley Powell),他率團隊在科羅拉多大峽谷(Grand Canyon)展開探險,他發現一大片堅硬的結晶岩石層呈現反常的垂直排列,在其上的305公尺厚的紅色砂岩帶又呈現正常的水平排列。更令他不解的是,結晶岩石最年輕也有17億年的歷史,但砂岩層中最古老的岩石最早不過5.5億年前。中間超過10億年的岩層消失了!他將這一怪事稱為「地層大角度不整合」(The Great Unconformity)。

專家:不整合現象很普遍

地球發生過什麼全球性的超級事件,使這10億年消失了呢?去年9月,也就是鮑威爾發現地質不整合現象152年後,BBC發表長篇文章再次報導了這樁奇事,標題為《追查失蹤十億年的奇怪競賽》(The strange race to track down a missing billion years)。美國伊利諾伊大學地質學系名譽教授馬夏克(Stephen Marshak)在文章中說,在地球任何大陸的中心地帶向地層鑽,就會碰到這種神祕的兩岩石層不整合現象。「這個地質現象很普遍,這告訴我們地球歷史中有一個我們還沒搞明白的,非常非常重要的故事。」

四大理論挑戰斷層之謎

科學家們對地質不整合現象提出各種解釋理論。有科學家提出了「雪球地球理論」,認為消失的岩層是在7.17億年前至5.8億年前的前寒武紀大冰期,巨大的冰川將岩石層沖走;還有人提出「超級大陸理論」,認為約10億年前曾出現過超級大陸「羅迪尼亞大陸」(Rodinia),由於造山運動和自我膨脹,隆起高達8千公尺山脈,因長年侵蝕最終於7.5億年前完全解體。那些消失的岩層正是超級大陸的一部分;第三種理論則認為岩層消失是多個事件疊加的結果,例如超級大陸加雪球地球。但以上三種理論都沒被學界認可。

最後一種理論是利用「熱年代學」的技術,測量岩石形成以來的溫度變化來推斷岩石的歷史。以花崗岩為例,如果用以前的測定方法,測出它年齡為1億年,但這1億年其實是從岩漿冷卻成固體的時間,而不是岩石存在於地球上的時間。打個比方,就是蒸包子的時間,而不是包子蒸好的時間。而熱年代學則能測出這塊岩石大致是在什麼時候被推到地球表面的時間,相對來講更精確。

那麼熱年代學技術能否精確測定岩石的年齡,解開大峽谷的這10億年的失憶之謎呢?讓我們拭目以待吧。◇