地球大陸破碎後有了地質年代變化

地球表面的大陸板塊一直在不斷移動，這種緩慢的過程重新塑造着地表構造。這在太陽系裏是獨一無二的。然而，對於板塊運動的推動力，以及運動開始的時間，我們所知甚少。最近，一項新的研究可能會幫助我們解開這個謎題：地球表面在什麼時間，以什麼方式分離爲板塊，然後開始了漫長的漂移？

由於地表構造的不斷循環和覆蓋，如今所留下的地質證據明顯不足。但地質學家的確發現了一些線索，岩石圈板塊下沉到地幔的部分熔融產生了花崗岩質。這種板塊鑲嵌形式所產生的花崗岩裏有一種質地堅硬的晶體——鋯石。古老鋯石的存在，讓一些地質學家推測，大約在40億年前的某個時候，地殼上發生了斷斷續續的鑲嵌現象。其他可以證明這一現象發生的是在地球的最深處——太平洋的馬裏亞納海溝。太平洋板塊下沉到地幔形成了馬裏亞納海溝，這裏包含有44億年前的古老熔岩，可能是地球上最早的鑲嵌地帶。

但是通過對古老岩石中花崗岩化學成分的研究和分析，大量的化學和地質數據表明，地球的板塊構造大約開始於27億至30億年前。那時候的岩石圈，並不在地表形成堅實的殼，而是分爲很多厚厚的板塊，板塊被下面流動着的地幔驅動着，滑來滑去，分開或者相撞。這種移動的方式還不能用現在所謂的“拼圖”來形容，但是板塊已經開始四處走動了。

兩種不同的推測引起了激烈的爭論，但有一種解釋可以調和這兩個不同的時間。耶魯大學地球物理學家大衛•伯科維奇提出，地表構造開始運動的過程中，地球早期的時間或許會停滯。岩石變形產生的彎曲，以及板塊下沉到地幔，導致地表產生了痕跡和“弱區”。隨着時間推移，弱區被削弱一次又一次，像一個不斷受到跑步產生的壓力的腳踝，直到“弱區”被破壞。

爲了更好地理解這些“弱區”的發展，以及它們如何導致板塊產生邊界。伯科維奇和法國里昂大學的地球物理學家理查德做了一項研究：什麼樣的破壞能使岩石圈強烈變形。地幔作爲岩石圈非常重要的一部分，是一個相對簡單的結構，主要由橄欖石和輝石兩種岩石構成。晶體小的岩石更容易變形，在鑲嵌形式下的岩石受到作用變得彎曲和扭轉，同時剪應力加在上面，往往會導致岩石變質，晶體變小，“弱區”就變得明顯。儘管地幔中的熱量可能會幫助岩石中的橄欖石和輝石晶體再次長大，或者說“治癒”，但這兩種類型的岩石將會競爭生存空間：一種的存在就是抑制了另一種的生長。一旦當晶體損壞得足夠小，一直存在的“弱區”就變成了板塊邊界。伯科維奇和理查德在《自然》上發表了這些內容。

這個過程不僅解釋了地球的板塊邊界可以在“假惺惺”休眠一段時間的情況下仍然發展，而且也突顯出了，板塊構造不會發生在和地球大小類似、質量相近的金星上的原因。因爲金星表面溫度高出地表400℃，這種極高的溫度能使岩石增長得更快，從而“治癒”弱區，這樣的話，板塊邊界就不會形成。

“人們一直猜測，存在小顆粒的岩石圈促成了板塊的構成。伯科維奇的研究向我們解釋了板塊第一次是如何形成的，以及岩石圈爲什麼能把這些‘弱區’保留很長時間。”蘇黎世瑞士聯邦理工學院Paul Tackley教授這樣談到。他還補充說，無論板塊構造是什麼時間開始的，這種“顆粒尺寸減小”機制對於在岩石圈產生的“弱區”是非常重要的。譚老師地理工作室綜合整理，轉載請註明

但這樣的機制還不能消弭關於板塊構造開始時間的爭論。研究者所構建的地球早期模型非常簡單，在幾十億年前，地球內部溫度非常高，地球物質也異常活躍，很多火山在地表和地幔翻騰。所以岩石圈總是不安分，活躍和沉默互相摻雜，而不是像伯科維奇研究的過程裏那樣，隨着時間的推移均勻消長。

瞭解地質年代表中各地質時代名稱的來源和含義，對於深刻理解地質年代表的性質是有益的。

地質學家和古生物學家根據地層自然形成的先後順序，將地層分爲5代12紀。即早期的太古代和元古代（元古代在中國含有1個震旦紀），以後的古生代、中生代和新生代。

古生代分爲寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀，共6個紀；中生代分爲三疊紀、侏羅紀和白堊紀，共3個紀；新生代只有第三紀、第四紀兩個紀。在各個不同時期的地層裏，大都保存有古代動、植物的標準化石。各類動、植物化石出現的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現得越早，越是高等的，出現得越晚。

絕對年齡是根據測出岩石中某種放射性元素及其蛻變產物的含量而計算出岩石生成後距今的實際年數。越是老的岩石，地層距今的年數越長。每個地質年代單位應爲開始於距今多少年前，結束於距今多少年前，這樣便可計算出共延續多少年。例如，中生代始於距今2.3億年前，止於6700萬年前，延續1.2億年。

按地層的年齡將地球的年齡劃分成一些單位，這樣可便於人們進行地球和生命演化的表述。人們習慣於以生物的情況來劃分，這樣就把整個46億年劃成兩個大的單元，那些看不到或者很難見到生物的時代被稱做隱生宙，而將可看到一定量生命以後的時代稱做是顯生宙。隱生宙的上限爲地球的起源，其下限年代卻不是一個絕對準確的數字，一般說來可推至6億年前，也有推至5.7億年前的。

太古宙（Archaeozoic Eon）是最古老的地質年代，僅有原始的菌藻生物。

元古宙（Proterozoic Eon）爲古老的地質年代，生物主要爲菌藻類。

震旦紀（Sinian Period）“震旦”是我國的古稱，該紀地層在我國極爲發育，而且發現早，研究細。這一名稱目前僅在國內使用。與Sinian可對比的年代地層單位爲Ediacaran，已被國際地層委員會批准。

顯生宙（Phanerozoic Eon）是開始出現大量較高等動物以來的階段，包括古生代、中生代和新生代。

古生代（Palaeozoic Era）意爲“古老生物”的時代。它標誌着生物已經開始大量發育，主要爲原始海生無脊椎動物，原始的魚類、兩棲類，蕨類等孢子植物。

寒武紀（Cambrian Period）“寒武”是英國威爾士地區寒武山的名稱，在這裏首先建立了該地質時代的地層。

奧陶紀（Ordovician Period）最早在威爾士研究了該時代的地層，威爾士有一個古代民族叫“奧陶”。

志留紀（Silurian Period）最早研究該時代的地層出露於威爾士邊境，這裏生活過一個不列顛部族叫“志留”。

泥盆紀（Devonian Period）最早研究該時代的地層出露於英格蘭的泥盆郡。

石炭紀（Carboniferous Period）該時代地層中富含煤層。該名創立於英國。

二疊紀（Permian Period）最早研究的該時代地層出露於烏拉爾山西坡彼爾姆城，按音譯應爲彼爾姆紀。

中生代（Mesozoic Era）意爲“中期生物”的時代，以路上爬行動物繁盛爲特徵。

三疊紀（Triassic Period）該紀地層在德國南部研究最早，岩層具有明顯的三分性。

侏羅紀（Jurassic Period）首先在法國和瑞士交界的侏羅山脈發現了這一時代地層。

白堊紀（Cretaceous Period）在英吉利海峽北岸，這一時代的地層中產有白色細粒的碳酸鈣，拉丁文稱之爲Creta，意爲白堊。

新生代（Cenozoic）意爲“近代生物”的時代。哺乳動物和被子植物非常繁盛。

第三紀（Tertiary Period）和第四紀（Quaternary Period）兩名源於最早對全部地層自下而上分爲四套，其中最上面的兩套分別稱爲第三系和第四系，代表年輕的和最新的地層。目前第三系已被取消，取而代之的是古近紀和新近紀。

演化規律

除了利用巖性和岩層之間的疊復關係來解決岩層的相對新老外，人們發現保存在岩層中的生物化石羣也有一種明確的可以確定的順序。而且處在下部地層中的生物化石，有的在上部地層中也存在，有的則絕滅了但又出現一些新的種屬。這充分說明，生物在演化發展過程中具有階段性。而且在某一階段中絕滅了的生物種屬，不會在新的階段中重新出現，這就是生物進化的不可逆性。因此，愈老的地層中所含的生物化石愈原始，愈低級；愈新的地層中所含生物化石愈先進，愈高級。這就是劃分地層相對年代的生物羣演化規律。這種方法叫古生物學法。

這裏特別要指出的是，生物的存在與發展總是要適應隨時間而變化的環境，所以在不同時代的地層中，往往有不同種屬的生物化石。有趣的是，有些生物垂直分佈很狹小（生存時間短），但水平分佈卻很廣（分佈面積大，數量多），這種生物化石對劃分、對比地層的相對年代最有意義，稱爲標準化石。所以不論岩石的性質是否相同，相差地區何等遙遠，只要所含的標準化石或化石羣相同，它們的地質年代就是相同或大體相同的。譚老師地理工作室綜合整理，轉載請註明

相互關係

由於地殼運動、岩漿作用、沉積作用、剝蝕作用的發生，常常會出現地質體（岩層、巖體、岩脈）之間的彼此穿切現象。顯然，被切割的岩層比切割的岩層老；被侵入的巖體比侵入的岩層或岩脈老。利用這種關係來確定岩層的相對地質年代，就叫構造地質學法。譚老師地理工作室綜合整理，轉載請註明

附錄中國各地質年代古地理圖集大全

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