人們常說，一沙一世界，這句話似乎很好地描述了地質(zhì)學(xué)家的工作。地質(zhì)學(xué)家通過觀察那些微小礦粒的構(gòu)成，推斷它們經(jīng)歷過的化學(xué)過程，從而思考地球這顆星球本身的構(gòu)造。

現(xiàn)在，地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)將這種微小帶到了新的高度。在一項(xiàng)新研究中，研究人員將這些微小的顆粒與地球在銀河系環(huán)境中的位置聯(lián)系了起來。

望向宇宙

與地質(zhì)學(xué)家有所不同的是，天體物理學(xué)家會在更大的尺度上，試圖來理解宇宙以及我們在其中的位置。他們根據(jù)觀測數(shù)據(jù)和物理學(xué)定律來創(chuàng)建模型，描述宇宙中天體的運(yùn)行軌道。

盡管看起來，地球表面似乎完全是由地球的一些自身過程塑造的，但實(shí)際上，地球也會受到宇宙環(huán)境的影響。這包括地球軌道的周期性變化，太陽輸出的變化，伽馬射線暴的發(fā)生，以及隕石的撞擊。這一點(diǎn)，我們只需看看月球和它遍布瘡痍的表面就能想到。而質(zhì)量是月球 80 多倍的地球，顯然也曾經(jīng)歷過不少這樣的撞擊。

已經(jīng)有研究指出，隕石撞擊對地球大陸地殼的形成過程中起到了至關(guān)重要的作用。是這些巨大的撞擊，幫助產(chǎn)生了具有強(qiáng)大浮力的花崗巖，導(dǎo)致了漂浮大陸的最初形成。（詳見《轟！是什么浮出了水面》）

現(xiàn)在，在一項(xiàng)發(fā)表于《地質(zhì)學(xué)》雜志的新研究中，一個國際研究團(tuán)隊(duì)確定了早期大陸地殼形成的節(jié)奏，并發(fā)現(xiàn)這種節(jié)奏揭示了一個非常重要的驅(qū)動機(jī)制。

地球地殼形成的節(jié)奏

地球上許多巖石都是由熔融或半熔融的巖漿形成的。這些巖漿要么直接來自地幔（在地殼下主要是固體但緩慢流動的一層），要么來自被重新加熱的更古老的地殼。當(dāng)液態(tài)巖漿冷卻時，它最終會結(jié)成堅(jiān)硬的巖石。

通過巖漿結(jié)晶的這種冷卻過程，隨之生長的礦粒能捕獲鈾等放射性元素。這些元素會隨著時間的推移而衰變，它們可以表現(xiàn)得像鐘表一樣，記錄著礦粒的年齡。不僅如此，這些礦粒晶體還可以捕獲其他一些可用于追蹤其原本巖漿成分的元素，就像可以用姓氏來追蹤一個人的家族一樣。

有了年齡和成分這兩條信息，研究人員就可以建立一條地殼形成的時間線。接著，通過使用數(shù)學(xué)里的傅里葉變換，他們可以解碼這條時間線的主要頻率。

利用這些方法，研究人員得到的結(jié)果表明，在早期地球上，地殼形成有著一個大約 2 億年的節(jié)奏。

我們在宇宙中的位置

正是從這一節(jié)奏，研究人員發(fā)現(xiàn)了端倪。

無論是我們的太陽系，還是銀河系的四個旋臂，都在圍繞銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)，只不過它們的速度略有不同。

旋臂以每秒 210 千米的速度運(yùn)行，而太陽以每秒 240 千米的速度運(yùn)行，這意味著太陽系會穿梭于星系的旋臂之間。我們可以將旋臂想象成 " 稠密 " 的會減緩恒星的通過速度的區(qū)域，就像堵塞的交通一樣，只有在道路的更遠(yuǎn)端或通過了旋臂，交通才會暢通。

模型得出的結(jié)果是，太陽系每一次進(jìn)入銀河系的旋臂的間隔，大約為 2 億年的時間。如此看來，地球地殼形成的時間和繞星系旋臂旋轉(zhuǎn)的時間之間，似乎存在某種聯(lián)系。一個自然的問題便是，這種聯(lián)系從何而來？

從 " 云 " 端襲來

在太陽系的遠(yuǎn)端，有一片被稱為奧爾特云的冰冷巖石碎片云圍繞著太陽運(yùn)行。

當(dāng)太陽系周期性地移動到一個旋臂時，它和奧爾特云之間的相互作用被認(rèn)為會移動云中的物質(zhì)，使其更靠近內(nèi)太陽系。其中一些物質(zhì)甚至可能與地球相撞。

地球會相對頻繁地受到小行星帶巖石的撞擊，它們的平均速度為每秒 15 千米；但奧爾特云噴射出的彗星在抵達(dá)時的速度要快得多，平均每秒 52 千米。

研究人員認(rèn)為，通過保存在微小礦粒中的地殼形成記錄，可以追蹤這些周期性的高能撞擊。

彗星撞擊到地球會導(dǎo)致地幔的減壓熔融，而這些富含如硅、鋁、鈉、鉀等輕元素的熔融巖石，就會在密度較大的地幔上漂浮。雖然產(chǎn)生大陸地殼的方式可能有很多，但這些發(fā)生在地球早期的巨大撞擊事件能有效地形成有著強(qiáng)浮力的地殼 " 種子 "。由后來的地質(zhì)作用所產(chǎn)生的巖漿會附著在這些早期的種子上。

是厄運(yùn)，還是陸地生命的希望？

大陸地殼在地球的大多數(shù)自然循環(huán)中都至關(guān)重要——它與水和氧相互作用，形成新的風(fēng)化產(chǎn)物，承載了眾多的金屬和生物碳。巨大的隕石撞擊是可以毀滅生命的災(zāi)難性事件，但也可能是我們所居住的這片大陸地殼得以發(fā)展的關(guān)鍵。近年來，有研究甚至推測，這些穿梭在太陽系的星際小行星，有可能在宇宙中輸送著生命。

然而，無論我們是如何來到這里的，我們都會感嘆于，在每一個晴朗的夜晚當(dāng)我們仰望星空時所看到的星星與它們所描繪的結(jié)構(gòu)，和我們低頭感受到的腳下的礦粒、巖石和大陸地殼，都通過一種非常宏大的節(jié)奏聯(lián)系在一起的。