地球表面的大陆板块一直在不断移动，这种缓慢的过程重新塑造着地表构造。这在太阳系里是独一无二的。然而，关于板块运动的推动力，以及运动开始的时间，我们所知甚少。最近，一项新的研究可能会帮助我们解开这个谜题：地球表面在什么时间，以什么方式分离为板块，然后开始了漫长的漂移？

由于地表构造的不断循环和覆盖，如今留下的地质证据明显不足，但地质学家的确发现了一些线索。岩石圈板块下沉到地幔的部分熔融产生了花岗岩。这种板块镶嵌产生的花岗岩里有一种质地坚硬的晶体——锆石。

古老锆石的存在，让地质学家推测，大约在4 0亿年前的某个时候，地壳上发生了断断续续的镶嵌现象。其他可以证明这一现象的证据在地球的最深处——太平洋的马里亚纳海沟。太平洋板块下沉到地幔，形成了马里亚纳海沟，这里包含有4 4亿年前的古老熔岩，可能是地球上最早的镶嵌地带。

但是对古老岩石中花岗岩化学成分的研究和分析表明，地球的板块构造大约开始于2 7亿至3 0亿年前。那时候的岩石圈并没在地表形成坚实的壳，而是分为很多厚厚的板块，板块被下面流动着的地幔驱动着滑来滑去，分开或者相撞。这种移动的方式还不能用现在所谓的“拼图”来形容，但是板块已经开始四处走动了。

耶鲁大学地球物理学家大卫· 伯科维奇提出，地表构造开始运动的过程中，地球早期的时间或许会停滞。岩石变形产生的弯曲，以及板块下沉到地幔，导致地表产生了痕迹和“弱区”。随着时间推移，“弱区”被一次又一次削弱，像一个不断受到跑步产生的压力的脚踝，直到被破坏。为了更好地理解这些“弱区”的发展，以及它们如何导致板块产生边界，伯科维奇和法国里昂大学的地球物理学家理查德做了一项研究，以弄清什么样的破坏能使岩石圈强烈变形。地幔作为岩石圈非常重要的一部分，是一个相对简单的结构，主要由橄榄石和辉石构成。晶体小的岩石更容易变形，在镶嵌过程中，岩石被扭曲，同时在剪应力作用下发生性状改变、晶体变小，“弱区”变得明显。尽管地幔中的热量可能会帮助岩石中的橄榄石和辉石晶体再次长大，或者说“治愈弱区”，但这两种类型的岩石将会竞争生存空间：一种的存在就抑制了另一种的生长。一旦晶体变得足够小，一直存在的“弱区”就变成了板块边界。伯科维奇和理查德在《自然》上发表了这些内容。

这个过程不仅解释了地球的板块边界可以在休眠一段时间后继续扩大的原因，也说明了板块构造不会发生在和地球大小类似、质量相近的金星上的原因。因为金星的表面温度高出地球表面4 0 0℃，这种极高的温度能使岩石增长得更快，从而“治愈弱区”， 板块边界就不会形成。

“人们一直猜测，存在小颗粒的岩石圈促成了板块的构成。伯科维奇的研究向我们解释了板块第一次是如何形成的，以及岩石圈为什么能把这些‘弱区’保留很长时间。”苏黎世瑞士联邦理工学院的保罗· 塔科利教授这样谈到。他还补充说，无论板块构造是什么时间开始的，这种“颗粒尺寸减小”机制对在岩石圈产生的“弱区”是非常重要的。

但这样的机制还不能消弭关于板块构造开始时间的争论。研究者构建的地球早期模型非常简单，在几十亿年前，地球内部的温度非常高，地球物质也异常活跃，很多火山在地表和地幔翻腾。所以岩石圈总是不安分，活跃和沉默互相掺杂，而不是像伯科维奇研究中模拟的那样随着时间的推移均匀地消长。

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