岩浆冲破地表需要很大的爆发力,所以相当一部分玄武岩岩浆永远无法到达地面。相反,这些炽热的液体被困在地下深处,它们在那里冷却得更慢,并在辉绿岩或辉长岩中形成一英寸长、形状像被车床轧过的长石和辉石晶体。有时候,岩浆会注入地下岩石几乎垂直的裂缝中,形成表面光滑的岩脉。
如果容矿岩是软的,并在千百万年间被侵蚀,结果可能就会形成又长又直的辉绿岩墙,看起来或许像是一个破碎的考古遗址。又或者,岩浆如果注入横着的沉积岩层之间,可能就会形成一个厚厚的毯状岩床。
哈得孙河的岩壁悬崖位于纽约市的河西岸上游,是一系列玄武岩岩床中的一个,这些岩床略微向西倾斜,在新泽西北部和纽约南部形成了平行的高地(以及一些最昂贵的房地产)。还有一些时候,液体在不规则的岩浆房中静置并冷却,这些岩浆房能够在地下数英里深的地方形成,并延伸数英里。
但不管它们最终的几何结构是什么,辉绿岩和辉长岩看起来都和玄武岩一模一样。随着玄武岩地壳不可避免地形成,地球第一次拥有了一个坚实的固体表面可以漂浮起来。
在地壳形成之前,当岩浆和橄榄岩分别占据着地球表面时,没有任何地貌能够长时间保持上升到明显高于平均海拔的高度。炽热的橄榄岩糊状物并不足以支撑一座山脉。但坚硬的玄武岩密度相对较低,这就截然不同了。
玄武岩的平均密度比橄榄岩低10%以上。这就意味着,一块10英里厚、漂浮着的玄武岩将高于岩浆海洋表面至少1英里。快速堆积起来的火山锥可能会升得更高,或许比平均海拔高出两英里。因此,瑕疵重重的地球表面开始形成一些真实的特征。
如果从太空中看,比如从年轻月球的安全距离上看,地球的玄武岩表面呈现出深黑色,上面带有弯曲的红色裂缝和一些局部的亮点,那是巨大的火山喷发冲出表面的地方。肮脏发白、满是火山灰的蒸气喷涌而出,遮住了地球上一些富含挥发物的火山锥和邻近地区。
想象一下,你回到了44亿年前的冥古宙,彼时地球新的黑色表面刚刚形成。你不可能在这种严酷而陌生的环境中存活很久。流星不断地轰击地表,击碎又薄又脆的黑色地壳,四处飞溅着破碎的岩石和凝块的岩浆。
无数的火山锥不断升高,稳定地升到数千英尺的高度,巨大的岩浆喷泉被蒸气和其他挥发物的爆炸性释放驱动着,某一天,这些蒸气和挥发物会冷却到足以形成海洋和大气。但还没有维持生命的氧的踪迹。
在这个年轻荒凉的地球上,你的鼻孔会被恶臭的硫化合物侵袭,你的皮肤会被升腾的蒸气烫伤,你的眼睛也会被有毒的热气灼伤。在这样一个环境恶劣的世界上,你很快就会在不堪折磨的痛苦中死去。正在退行的月球继续在塑造地壳方面发挥重要作用。
遍布全球的岩石和岩浆潮汐,虽然不如忒伊亚消失后的最初千百年那样极端,但它们仍不断使地表破裂和弯曲,使裂缝变大,进而导致炽热的岩石泥从裂缝中渗出,还阻碍着固体表面的形成。
过于靠近的月球也使地球继续维持5小时一圈的疯狂高速旋转,同时伴随着巨大风暴和超级龙卷风,它们的严重程度远远超过今天天气频道上任何大肆渲染的报道。但在那种极端的地表之下,地球向着有生命世界的演化已然开始了。
充分混合的熔融的内部开始分离成大量独特的成分,成为大陆和深海地壳、大气和海洋、植物和动物的物质基础。加热、冷却和结晶,通过沉淀和漂浮分离出结晶,橄榄岩堆积,部分熔融,这些过程自始至终塑造着地球,从45亿年前诞生初期一直持续到今天。它在塑造我们的行星家园上继续发挥着主导性和变革性作用。
今天,这个深邃而炽热的领域最显见的表现是间歇的火山爆发,伴随着猛烈的岩浆喷泉和炽热的熔岩流。喷发的间歇泉和含硫的温泉也暗示着地下隐藏着一个地狱般的世界。纵观地球45.67亿年的历史,当热量不可阻挡地从炽热的中心向外扩散到断裂的地壳,然后进入冰冷的太空时,地表首当其冲地承受了这一切。
受地幔旋涡对流的冲击,以及月球不断的吸引力,地壳已经弯折、破裂和扭曲。大陆不断地在全球漂移,在热量驱动下持续进行的构造板块之舞中裂开、碰撞,又彼此擦肩而过。在我们生命中的每一天,地球内部的热量都在重新塑造着我们赖以生存的岩石,驱动着我们饮用的水不断循环,改变着我们呼吸的空气。
由于热量,地球注定在很短的一段时间内成为一个黑色世界,覆盖着一层薄薄的玄武岩。但短暂的幼年期不会持续太久。从火山中诞生的崭新亮蓝色表层,即将环绕地球。所有的证据都表明,月球是由一次无比巨大的撞击形成的,但是我们无法确定撞击发生的确切时间,也不知道忒伊亚的最终轨道有什么细微差别。
在那次巨大的碰撞后,我们可以想象一场炽热的硅酸盐暴雨袭击着地球饱受折磨的岩浆海洋,但这样一个过热世界的持续时间和冷却速度我们并不清楚,这在未来几十年里仍将是争论的焦点话题。
新形成的月球的接近程度和退行速度同样不确定,即便它们对理解早期地球的动力学和演化至关重要。同样,没有人知道海洋最早是什么时候形成的,也不知道那时它到底是什么样子的。但它们确实形成了,以下故事基于现有的最佳证据讲述,因此是目前最好的版本。黑地球不可能长时间保持黑色。
全球范围的火山活动以每天数十亿吨的速度将炽热的氮、二氧化碳、有毒的含硫化合物和水蒸气喷入不断增厚的大气层。这些易挥发的元素和化合物,正是形成之前星云中各种冰层的分子,也是你现在呼吸的原子,还是构成你身体复杂组织的原子,它们在快速演化的地球上扮演了众多角色。
当热水与岩浆混合时,热水降低了岩浆的熔化温度,使岩浆变成一种朝着地表上升的过热的“汤”。在靠近地表的地方,溶解在岩浆汤中的气体在大规模的火山爆发中从液体转变成剧烈膨胀的气体,就像一瓶被摇晃过的苏打水从封闭的易拉罐中喷出来那样。
富含水的液体还溶解并集中了铍、锆、银、氯、硼、铀、锂、硒、金等多种稀有元素,这些元素最终将成为地球多样化地壳中的巨大矿体。在混乱的地表上,咆哮的河流和汹涌的海浪是侵蚀岩石、形成地球最早的沙滩以及使近岸沉积物变厚的主要因素。简而言之,水成了地球固体表面的总建筑师。
对海洋和大气的任何
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