火山和地震是地球上最具活力和最有趣的现象，但它们的起源一直有些难以捉摸。板块构造是大约 45 亿年前一次宇宙碰撞的结果，当时一颗大约火星大小的物体撞击了地球。这次撞击在地球内部留下了一些奇怪的团块，根据一项新的计算机建模研究，这些团块可能形成了板块构造。这项新假说在 发表于 5 月 7 日《地球物理学研究通讯》杂志上的研究中进行了描述。
这些神秘的团块是什么？
在 20 世纪 80 年代，地球物理学家首次在地球中心附近深处发现了两个大陆大小的异常物质团块。一个团块位于 太平洋下方，另一个位于 非洲大陆下方。两者的大小都是月球的两倍。它们如此之大，如果放在地球表面，将围绕地球形成一层大约 60 英里厚的层。
正式名称为 大低速省（LLVP），它们的元素构成可能与周围的地幔不同。一篇 发表于 2023 年《自然》杂志的研究提出，它们是 一颗名为忒伊亚（Theia）的古老行星的残骸，该行星在形成月球的巨大撞击中撞上了地球。该研究表明，忒伊亚的大部分被吸收到我们年轻的地球中，形成了 LLVP 团块。残留的碎片形成了月球。
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“月球似乎含有代表撞击前地球和忒伊亚的物质，但人们曾认为，地球上任何忒伊亚的残余物都会在地球内部数十亿年的动力学（例如地幔对流）作用下被‘抹去’并同质化，”亚利桑那州立大学天体物理学家、《自然》杂志研究的合著者史蒂文·德施（Steven Desch）在一份声明中表示。“这是第一项提出忒伊亚的‘碎片’仍然存在于地球内部、在核幔边界的研究所。”
该研究认为，这些团块本身创造了我们星球的板块构造，从而使生命得以繁荣。
对一些古老矿物的全新审视
这篇新论文在此基础上进一步研究。通过计算机建模，他们确定在大约撞击忒伊亚 2 亿年后，沉没的 LLVP 团块可能帮助形成了地球内部的热羽流，这些热羽流破坏了地表。它们冲破了平坦的地壳，并使板块以称为俯冲的过程向下沉降。
据研究团队称，这或许可以解释为什么地球最古老的矿物是 锆石晶体，这些晶体似乎经历了 40 亿年前的俯冲，并且可能为板块构造做出了贡献。
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“如果真是这样，那么这次巨大的撞击不仅是月球形成的原因，它还奠定了我们地球的初始条件，”加州理工学院地质学家、该研究的合著者钱袁（Qian Yuan）在接受《华盛顿邮报》采访时表示。
该模型引发了一些外部地质学家的诸多疑问，包括这次碰撞是否会导致地球整个地壳的循环，而不是板块构造。这个过程 可能在数十亿年前发生在我们的姐妹行星金星上。根据一些科学家的说法，还有一些地球化学上的不一致之处，也对行星碰撞理论整体的说法表示怀疑。
板块构造真的对生命是必需的吗？
虽然板块构造可能对财产和生命造成破坏，但一些科学家认为，板块构造有助于地球维持 碳循环。这个过程 在微生物、植物、矿物质、动物和地球大气之间转移碳。作为宇宙中第四丰富的元素，碳还可以在地球上形成复杂的分子，如 DNA 和蛋白质。这些碳的构成要素使地球上的生命成为可能。
然而，去年发表在《自然》杂志上的另一项研究提出，在大约 39 亿年前，也就是地球上出现生命最早迹象的时候，并没有发生移动的板块构造。
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罗切斯特大学古地质学家约翰·塔杜诺（John Tarduno）在一份声明中表示：“我们发现，在生命首次出现时，地球并没有板块构造，而且在之后数亿年里也没有板块构造。”“我们的数据表明，当我们寻找孕育生命的系外行星时，这些行星不一定需要有板块构造。”
可以确定的是，关于生命最初是如何、何时以及为何出现在我们星球上的，以及移动的板块在其中扮演了何种角色（或未扮演何种角色）这些问题的确切答案仍将持续存在。
