我在这个版块里说过很多次了,地球真的很奇怪。想想看:

太阳系内多个行星和卫星的高程分布。图片来源:Vita-Finzi and Fortes, 2013。
Vita-Finzi and Fortes, 2013。
这些图显示了太阳系内许多大小天体的地表高程分布。有一个点很快就会让你注意到:除了地球和火星之外,其他天体高程分布只有一个峰值。这很奇怪!为什么会有行星有两个不同的高程分布峰值呢?
对于地球来说,解释相对简单:我们有两种地壳。构成海洋底部的是薄而致密、含硅量低(氧化硅)的洋壳;而大陆地壳则厚实、具有浮力且富含硅。这造就了一个行星,其大部分陆地表面位于海平面以下(在这种情况下,高程为0公里),形成了海盆。行星的其余部分则高出海平面8公里,形成了大陆。
我们行星的表面由构造板块组成,这些板块是地壳和上地幔(下一层)的片体。根据您询问的对象不同,地球上可能有多达数十个主要、次要和微型板块。它们以不同的方式相互作用,形成或摧毁地壳,并重新排列自身。

地球构造板块图。图片来源:Eric Gaba, Wikimedia Commons。
Eric Gaba, Wikimedia Commons。
我们所认为的大陆并不直接等同于同名构造板块。北美板块(plate)既包含了我们认为是北美大陆(continent)的陆地,也包含了从东海岸一直延伸到大西洋中脊的洋壳。这意味着许多板块是洋壳和大陆地壳的混合体。
那么,这为什么会让地球如此奇怪呢?没有其他行星*拥有如此明确的二元地壳类型,从而产生双峰地形。地球上正在发生着不同的事情,而且这种事情可能已经发生了40多亿年了(*我们很快会回到火星)。
年轻的地球孕育了大陆
早期地球是一个截然不同的地方。回到40亿年前,地球表面主要是玄武岩——洋壳的构成物质。在行星形成(以及之后由一次大撞击形成的月球)之后,地球很可能有一个岩浆海洋,凝固成了黑色的玄武岩。
当时的地球也更热。这种热量来自行星形成的残留物以及早期太阳系历史中发生的所有撞击。衰变了的放射性元素也在产生更多的热量。
事实上,地球内部足够热,以至于当玄武岩冷却并开始下沉时,它就开始熔化。当你只熔化少量岩石时,熔化产生的岩浆成分与被熔化的岩石并不相同——这个过程叫做部分熔融——因为只有某些矿物会熔化。这意味着早期地球上熔化的玄武岩产生了比我们现代大陆更富含硅的岩浆。
这可能是我们今天所知地球大陆的诞生。这些富含硅的岩浆区域冷却形成了英安岩和花岗闪长岩(与花岗岩非常相似)等岩石,地球表面突然不再只有玄武岩。经过数亿年的演变,这种地质活动创造了 vast bodies of silica-rich, buoyant new crust(大量的富硅、具有浮力的新地壳)。
这个过程并没有持续下去。随着地球冷却,形成新地壳的主要过程转变为板块构造。有证据表明,地球大陆地壳的60-70%形成于大约30亿年前。如今它仍在增长,但速度慢了3倍以上。大部分增长发生在板块碰撞形成俯冲带的地方,在那里,洋板块像喀斯喀特山脉或安第斯山脉一样被推入地幔。
行星亲属
火星是唯一一个高程有两个峰值的行星,但火星出现这种情况的原因存在争议。可能是构造活动,但也有理论认为巨大的撞击对南半球或北半球造成了高程差异。甚至可能仅仅是我们对火星表面高程的计算方式,一个如今没有任何海洋的世界。
当然,这里有一个“等等”的关键问题是,为什么我们的姊妹行星金星从未真正发展出明显的大陆。有一些迹象表明,一个高海拔地区(伊什塔尔高地)可能是早期地球“大陆”物质的类似物,但如果不探索金星表面,这仅仅是猜测。无论如何,金星绝不是地球的翻版。
地球可能恰好拥有合适的热量、水分和形成历史(例如形成月球的撞击)的平衡,从而开启了大陆形成的进程。很难想象没有大陆的高地和海洋的低谷的地球。缺乏这些特征的世界也存在,并且在这些世界上可能出现的任何生命都可能截然不同。














