英國第一位重要的浪漫主義詩人威廉·布萊克(William Blake),在詩的開頭寫道:“從一粒沙子中看到一個世界”,這樣的境界不但是人文的浪漫,也承載著科學的道理。
最不起眼的沙石,也蘊含著世界的真理。
過去,人們通過了解那些比人類頭發(fā)絲還細的礦物顆粒,然后推斷成型的化學過程,來思考我們星球本身的構造。
現(xiàn)在,科學家把那注意力帶到了一個全新的高度——將微小的晶體顆粒與地球在銀河系環(huán)境中的位置聯(lián)系起來。
展望宇宙
在更大的思考尺度上,天體物理學家試圖了解我們在宇宙中的位置。他們利用物理定律建立能描述天體軌道的模型。
盡管我們可能認為地球表面是由星球內(nèi)部的變化過程塑造的,但實際上,地球毫無疑問受到了宇宙環(huán)境的影響——這包括地球軌道的周期性變化、太陽能量的變化、伽馬射線爆發(fā),當然還有隕石撞擊。
只要看看月球的“麻子臉”,我們就會想起隕石的存在。事實上,最近的科研工作已經(jīng)指出了隕石撞擊在地球大陸地殼形成中的重要性,尤其是在地球年輕的時候(比如,一些觀點認為,有證據(jù)指明是巨型隕石創(chuàng)造了地球的大陸)。
藍色和白色發(fā)光恒星在黑暗背景下形成的漩渦,我們的銀河系被認為與其他棒狀螺旋星系類似,如NGC 4394
地球上地殼生產(chǎn)的節(jié)奏
地球上的許多巖石是由熔融或半熔融巖漿形成的。
這些巖漿要么直接來自地?!饕堑厍虻貧は碌募词枪腆w,又流動緩慢的層——要么來自于對先前存在的更古老的地殼的重新加熱。
當液態(tài)巖漿冷卻時,它最終凍結成固體巖石。
通過巖漿結晶的冷卻過程,礦物顆粒"生長"出來,可以捕獲鈾等元素,這些元素隨著時間的推移而衰變,并產(chǎn)生一種精準的"秒表",記錄它們的年齡。不僅如此,晶體還捕獲其他元素,可以追蹤其母巖漿的成分,就像我們用姓氏去追溯一個人的家族。
有了這兩條信息——年齡和成分——科學家就可以重建地殼的時間線。
接下來,可以利用一個名為"傅立葉變換"的數(shù)學技巧對其主頻進行解碼——這個工具基本上可以解碼事件的頻率,嗯,舉個簡單的例子,就像解讀一塊蛋糕中的到底有什么配料成分一樣。
我們從這一方法得出的結果表明,早期地球的地殼產(chǎn)生大約有2億年的律動。
我們在宇宙中的位置
科學家們發(fā)現(xiàn),有另一個類似的律動。
太陽系和銀河系的四個旋臂都圍繞銀河系中心的超大質量黑洞旋轉,當然,它們的運動速度不同。
螺旋星系的發(fā)光圖像,有藍色的臂和淡金色的中心
螺旋臂的軌道速度為每秒210公里,而太陽的速度為每秒240公里,這意味著我們的太陽系正在星系的旋臂上"沖浪",進進出出。
這個模型的結果是,我們的太陽系每次進入銀河系的旋臂,間隔大約有2億年。
因此,科學家判斷:地球上地殼形成的時間和繞銀河旋臂運行的時間之間似乎存在著可能的聯(lián)系。
求證
在我們太陽系的遙遠區(qū)域,一團被稱為奧爾特云的冰巖碎片被認為圍繞著我們的太陽運行。
當太陽系周期性地移動到銀河螺旋臂中時,它和奧爾特云之間的相互作用將物質從云中移出,使其更靠近太陽系內(nèi)部。其中一些物質甚至可能撞擊地球。
地球受到小行星帶巖石體相對頻繁的撞擊,平均速度為每秒15公里。但從奧爾特云噴出的彗星到達的速度要快得多,平均每秒52公里。
科學家認為,這些周期性的高能撞擊就是可追蹤的證據(jù)——彗星撞擊,導致地幔減壓融化,元素被保存在微小礦物顆粒中,作為地殼記錄可以被追蹤。
這種富含硅、鋁、鈉和鉀等輕元素的熔融巖石有效地漂浮在密度更高的地幔上。雖然有許多其他方法可以產(chǎn)生大陸地殼,但很可能是撞擊讓我們這顆行星在早期形成了地殼"種子"。后期地質作用產(chǎn)生的巖漿會附著在這些早期種子上。
厄運的預兆,還是地球生命的園?。?/strong>
大陸地殼在地球的大多數(shù)自然循環(huán)中都至關重要——它與水和氧相互作用,形成新的風化產(chǎn)物,承載著大多數(shù)金屬和生物碳。
大型隕石撞擊是可能毀滅生命的災難性事件。然而同時,撞擊很可能是我們賴以生存的大陸地殼發(fā)展的關鍵。
隨著最近星際小行星穿過太陽系,一些人甚至認為它們正在宇宙之間運送生命。
生命是如何來到這顆星球的?沒人能確定。
驅車去到郊外,在一個晴朗的夜晚仰望天空,沉醉于滿天星斗,再低頭看看腳下,感受踩著的礦物顆粒、巖石乃至整個大陸的地殼,這一切都是令人驚嘆的,是通過一個非常宏大的銀河律動聯(lián)系在一起的。
天地不仁,以萬物為芻狗,我們一切在意的偉大都很渺小?;钪捅M人事以聽天命,心態(tài)輕松些吧。
來源:宇宙解碼