科学家找到了十亿年时间神秘消失的原因

投稿：Yuri
原文：https://www.vice.com/en/article/wxdzzb/a-billion-years-of-time-are-mysteriously-missing-scientists-think-they-know-why

一个世纪以来"大型不整合面 "一直让地质学家感到困惑，而新的研究指出冰川是罪魁祸首。

科学家们可以通过化石、岩石和其他保存在地壳中的线索来重建地球历史上的令人难以置信的细节。但是有时候，没有地质记录和有地质记录一样能说明问题。大型不整合面是一个出现在世界各地岩石中的缺失的时间块，也是没有地质记录现象的终极案例。地球记忆在某些地方的缺失甚至超过了10亿年，导致5.5亿年的岩石直接位于17亿年前的古老岩层之上而中间许多失落的时代没有痕迹。一个多世纪以来，科学家们一直在争论这个抹去了新近纪时代一大块的巨大地质黑幕的原由。目前已经出现了两种不相互排斥的主流解释。其一是罗迪尼亚超大陆的聚合与解体相关的构造活动造成了不吻合现象，而另一种解释则指出，在大约7亿年前我们星球的 "雪球地球 "(译注：雪球地球是地质史上的一个名词。指的是地球表面从两极到赤道全部被结成冰，地球被冰雪覆盖，变成一个大雪球)阶段，广泛的冰川运动造成了侵蚀。

现在，由达特茅斯学院地球科学博士后研究员Kalin McDannell领导的一个团队提出了新的证据，证明冰川是刻画出这个神秘的时间空白的主要力量。

根据周二发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究，研究人员在北美四个非常不同的地质地点发现了一个强烈的 "冷却信号"，表明大陆规模的冰川作用可能是 "唯一可以解释大型不整合面的形成和保存过程的理论"。

McDannell在与该研究的共同作者，达特茅斯大学地球科学助理教授C.Brenhin Keller的联合声明中说："在全球地球动力学和地表过程方面发生了一些真正独特的事情，才使大型不整合面得以形成并保存下来。这也是我认为这一观点为何引人入胜"

过去关于这一巨大时间间隔的研究已在科罗拉多州的派克峰和密苏里州的奥扎克高原等地发现了构造侵蚀的证据，这些地方在7亿年前靠近罗迪尼亚的活跃断层线。而在McDannell的团队的研究中，他们将范围从这些地区扩大到了加拿大萨斯喀彻温省的东阿萨巴斯卡湖到明尼苏达河谷中的岩石，这两个地区在这一远古年代中远离任何构造活动。

研究小组分析了来自这些不同地区的已发表的热力学数据，发现了与冰川侵蚀有关的同步岩石冷却的迹象。虽然构造活动可能促成了某些地区的大型不整合面现象，但McDannell和他的同事们得出结论：冰川作用是唯一能够在如此多的不同地区推平数英里的地质层的过程。

C.Brenhin Keller在2019年发表过一项同样支持不整合体的冰川起源研究(译附：https://www.pnas.org/content/116/4/1136)。他说："想象一下现在的美国中部地区，然后仅在很短的地质学时间，如6000万到1亿年内便侵蚀了数公里的地方，这种情况绝不正常。如果这种侵蚀率是正常的，我们就不会有超过几亿年的地壳了。这是大陆内部的一个特殊的冷却信号，除了冰川作用外很难想象还有什么方法可以做到。"

虽然这项新的研究已支持了大型不整合面现象的冰川假说，但该团队计划分析来自世界各地更多地点的样本以便更广泛地了解吞噬这些失踪年份的力量。除去能解开这一地质学中最引人入胜的谜团，这些后续研究也可能对我们理解地球上如何出现复杂生命产生影响。地质记录中的这一巨大空白就在此后主导地球的复杂生命爆发之前，即大约在5.5亿年前结束。虽然在大型不整合面现象的原因和现代物种的出现之间没有已确定的联系，但这一特殊时间点多年来一直吸引着科学家。

Keller说：“在没有太多猜测的情况下我们至少可以想象，一个广泛的冰川侵蚀时期将提供大量细碎的火成岩以及更广泛的重新加工过的地壳岩石，而其中将含有大量的营养物质。如果你是一个试图在那个时期尝试多样化和增殖的生物体，这肯定不会对你有害。”

McDannell补充说："在一个巨大的岩石区域缺失之后有我们这个生命的爆发，因此你可以勉强地或临时地做出这种因果推断。我不会说这一推断是学界公认，但肯定是一个可以被关注的领域。“

译注：大型不整合面(The Great Unconformity)的译法参考中科院地质与地球物理研究所http://www.igg.cas.cn/xwzx/cutting_edge/201902/t20190213_5240270.html