小行星撞地球模擬圖。圖片來自網(wǎng)絡

據(jù)英國《自然·地球科學》雜志24日在線發(fā)表的一篇論文稱，澳大利亞科學家最新進行的數(shù)字模擬顯示，40多億年前小行星撞擊地球，觸發(fā)了地球地殼物質(zhì)循環(huán)。該研究對早期地球構造作用靜止的假設提出了挑戰(zhàn)。

我們生活的地球已有46億年的歷史，其從誕生至今分為四個宙：冥古宙、太古宙、元古宙和顯生宙。迄今為止，人們對40多億年前冥古宙時期的地球知之不多，但是普遍認為當時的自然條件非常殘酷——地球內(nèi)部溫度過高，無法支持板塊構造，并有部分證據(jù)表明當時地殼和地幔之間少有混合。

但也有另一些證據(jù)，譬如現(xiàn)存最古老的地質(zhì)材料——古代鋯石的顆粒提供的信息表明，早期地殼存在物質(zhì)循環(huán)，它們與在現(xiàn)代俯沖區(qū)可見的物質(zhì)循環(huán)十分類似。對此可能的解釋是撞擊作用，這一現(xiàn)象在早期太陽系里比現(xiàn)在要普遍得多，很可能正是撞擊作用觸發(fā)了我們所知的板塊構造開始之前的俯沖。

此次，麥考瑞大學研究人員克萊格·奧尼爾及其同事，使用數(shù)字模型模擬了大型撞擊對地球構造演變的影響。他們發(fā)現(xiàn)，撞擊事件產(chǎn)生的能量會加熱地球內(nèi)部，引起地幔物質(zhì)上涌，這反過來會驅(qū)動早期地球薄而弱的下沉板塊俯沖進地幔。與現(xiàn)代地球構造板塊邊界周圍的俯沖區(qū)形成對比的是，模擬的俯沖事件是局域性的，而且是短暫的。因此，根據(jù)撞擊的規(guī)模和頻率的不同，地球當時在構造作用靜止和構造作用活躍這兩種狀態(tài)之間變換。

根據(jù)這項新研究，科學家繪制了早期地球在發(fā)生撞擊事件和沒有發(fā)生撞擊事件兩種場景下，不同的動力學演變情況，并作為該論文相應的手繪示意圖。