地球上为什么有陆地和海洋

地球是太阳系中四颗岩石行星之一，其他三颗是火星、金星和水星。但在许多方面，地球都和它们不一样——这不仅仅是因为它庇护着生命。地球表面并不稳定，它通过缓慢但不可阻挡的板块构造过程不断自我调整。更不寻常的是，地球表面大约70%被水覆盖。

阿瑟·克拉克曾说：“把这颗显然是海洋星球的行星称为地球是多么不恰当啊。”为了理解地球不断变化的水表面是如何形成的，我们需要回到地球诞生之初。

一般认为，太阳系的时间零点是在45亿6700万年前。在那个时间点上，地球尚不存在；星子之间的剧烈碰撞正在使地球成形。到了45亿5000万年前，大约65%的地球已经凝聚在一起。这颗胚胎行星非常热，是一个完全由熔岩组成的“岩浆世界”。但据推测，此时它已经开始冷却，形成了岩石地壳。

然后又过了大约2000万年，婴儿地球在围绕太阳运转的轨道上逐渐凝固和稳定的进程被粗暴地打断了。一个火星大小的天体斜着撞上了这颗年轻的行星。碰撞产生的碎片被抛入地球的轨道，最终形成了月球。该行星的大气中充满了蒸发岩，凝聚成熔岩雨落下来，以大约每天1米的速度沉积成一片熔岩海。

地球遭到撞击

碰撞的能量也为再次熔化地球（也许直达地核）提供了足够的热量，重新创造出岩浆之海，抹去了这颗星球以前的地质记录。

然后，大约41亿年前，仿佛是雪上加霜，“后期重轰炸期”开始了。也许是被气巨星轨道的一次重新安排所触发，来自小行星带的陨石雨落在地球上，再次熔化了它的部分表面。这些灾难连同后来的板块构造和风化，使我们对地球最初的5亿年几乎没什么了解。由于当时的条件如地狱一般恶劣，这个时期被称为“冥古宙”。

在距今40亿年前的冥古宙末期，地球上出现了陆地、海洋、板块构造，或许还有生命。它与今天的地球不完全相像，比如大气就非常不同，但与因天体碰撞而形成的熔岩球有着天壤之别。它是如何形成的呢？

今天的地壳几乎完全由年龄不超过36亿年的岩石组成，冥古宙时期的环境痕迹在地面上极为稀少。留存至今的真正古老的岩石（大约占地壳的百万分之一）大都被不断熔化和压缩，已经变得面目全非。幸亏还有锆石这种微小的弹性晶体，使业已发生的事情有了一些眉目。

和山一样古老

锆石是地球上最古老的矿物，多见于澳大利亚西部的杰克山。它们由极为稳定的硅酸锆晶体组成，并含有高浓度的铀，因此我们可以根据剩余的放射性的强度计算出锆石的年龄。许多锆石的年龄都超过了40亿岁，这意味着它们是在冥古宙时期形成的。

锆石不能告诉我们，遭到撞击的地球再次冷却时究竟发生了什么，但其氧含量表明它们是在水中形成的，这说明地球上的海洋在40亿年前就处于适当的位置。这引出了许多新问题，尤其是水来自哪里，以及水为何没有径直蒸发掉。它还告诉我们，地球在冥古宙时期必定已经有了地壳，因为海洋需要依托于一个坚固的表面。

第一层地壳是玄武岩，这是一种目前仍在洋中脊形成的致密的黑色火山岩。玄武岩构成了大部分海底，并聚集成巨大的体积，从海洋中浮现，成为陆地——冰岛和夏威夷都是由从海底喷出的玄武岩聚集而成的。这个过程也发生在早期地球上。在第一个10亿年左右的时间里，地球表面由被火山岛链打断的海洋构成。

宇宙混合物

地球上很早就有了海洋，但海洋究竟是如何形成的却是一个谜。地球距离太阳很近，似乎不大可能保住从原行星的建筑材料中得来的水。

标准的解释是，海洋来自彗星和小行星等冰体所承载的水，于后期重轰炸期降临地球。但最近发往67P丘留莫夫-格拉西缅科彗星的罗塞塔号探测器对这种想法提出了一些质疑。这颗彗星上的水与地球上的水成分并不相同。

事实证明，其他彗星和小行星上的水与地球上的水差异很大。地球上的水似乎是来自整个太阳系中不同来源的混合物，是在40多亿年前一次赐予生命的撞击中到达地球的。下次你烧开水时想想这一点。

运动的世界

最早的大陆也是在这个时候开始形成的。它们由另一种被称为花岗岩的火山岩组成。这是一种在俯冲带形成的较轻的岩石，在那里，大洋板块相互滑动或者滑动到大陆板块下方。花岗岩的密度比玄武岩小得多，所以会浮在更加致密的岩石上。第一个真正的大陆地壳就是这样形成的。形成于40亿年前的一些大陆地壳碎片今天仍然存在。

花岗岩的存在告诉我们，此时构造板块必定已在动来动去，尽管完全不像今天地球表面那种全面（但极其缓慢）的搅动。

甚至有人提出，生命开始于冥古宙。最早的可信的化石来自34亿3000万年前，但41亿岁的锆石中的一些化学标记也许是生物体的遗迹。如果是这样，它们如何在冥古宙幸存下来便成了一个有待解决的新谜题。