2021年9月，BBC發(fā)表了文章《追查地球失蹤的十億年》，這篇文章引用了美國(guó)地質(zhì)學(xué)教授馬沙克的話，他說(shuō)在世界的任何地方，無(wú)論是美國(guó)、西伯利亞還是歐洲，如果向地層下鉆得足夠深，就會(huì)碰到一種神秘的兩層巖石層不整合的現(xiàn)象。這個(gè)地質(zhì)現(xiàn)象很普遍，它告訴我們?cè)诘厍驓v史中，有一個(gè)我們還未搞明白的、非常非常重要的故事。

這篇文章試圖解釋一個(gè)讓科學(xué)家們困擾了100多年的謎題：在地球的地質(zhì)記錄中，曾經(jīng)消失了10億年。

透過(guò)現(xiàn)象洞察本質(zhì)，大家好我是喱頭哥，今天我們就來(lái)講這個(gè)地球消失的10億年。

科學(xué)謎團(tuán)：地球消失的10億年

現(xiàn)在主流的科學(xué)家們都認(rèn)為地球大約有45.4億年的歷史，初生的地球表面，是由巖漿組成的“海洋”。大約在40億年前地球表面開(kāi)始冷卻凝固，形成了堅(jiān)硬的巖石。

在1669年，著名的地質(zhì)學(xué)家尼古拉斯?斯泰諾提出了疊置定律，他認(rèn)為地球上的巖石層，會(huì)按照年代順序排列，下面的比較老、上面比較年輕，它們層層堆疊，最終形成了由下到上、“老到年輕”的層序。而每一層，都像是時(shí)光的留聲機(jī)一樣，忠實(shí)地記錄著地球在那個(gè)時(shí)期的歷史。

但是隨著時(shí)間的流逝，地質(zhì)學(xué)家們卻驚奇地發(fā)現(xiàn)，地球上曾經(jīng)有些時(shí)間段沒(méi)有留下任何的痕跡，就好像這段歷史被刻意抹去了一樣。

比如在18世紀(jì)，被稱為“現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)之父”的蘇格蘭地質(zhì)學(xué)家詹姆斯?赫頓，就曾在蘇格蘭的西卡角，發(fā)現(xiàn)了3.45億年前的泥盆紀(jì)老紅砂巖，直接覆蓋在了4.25億年前的志留紀(jì)硬砂巖上，這個(gè)中間缺失了大約8000萬(wàn)年的巖層也就是說(shuō)，地球有8000萬(wàn)年的歷史莫名的消失了，后來(lái)地質(zhì)學(xué)上稱這種現(xiàn)象為“赫頓不整合”。

又過(guò)了100年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家約翰?威斯利?鮑威爾，在科羅拉多大峽谷的發(fā)現(xiàn)，再次印證了“赫頓不整合”現(xiàn)象，而這一次缺失的時(shí)間，竟然是10億年！

1869年，有“獨(dú)臂探險(xiǎn)家”之稱的鮑威爾，帶領(lǐng)一個(gè)10人小組，在科羅拉多大峽谷展開(kāi)了一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)10個(gè)月的探險(xiǎn)之旅。探險(xiǎn)過(guò)程中雖然危機(jī)重重，卻也是樂(lè)趣無(wú)窮。作為一名地質(zhì)學(xué)家，鮑威爾最感興趣的，是大峽谷兩邊的懸崖。

所謂外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，在我們眼里鬼斧神工的自然奇觀，在鮑威爾眼里卻是“眾神的圖書(shū)館”，五顏六色的巖層在他的眼中，構(gòu)成了“一本偉大的著作”，一頁(yè)一頁(yè)的翻閱它，可以知道地球形成的歷史。

然而當(dāng)鮑威爾的眼光，掃過(guò)一大片堅(jiān)硬的結(jié)晶巖石時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不可思議的現(xiàn)象，這片結(jié)晶巖石大部分是花崗巖、以及葉片狀的片巖，和一般的巖層水平堆疊不同，這片巖層竟然是不同尋常的垂直排列。在它的上方，是305米厚的紅色砂巖帶，這層紅色砂巖帶才是正常的水平排列。

讓鮑威爾非常不解的是，地質(zhì)學(xué)家們普遍認(rèn)為堅(jiān)硬的結(jié)晶巖石，最年輕的也有17億年的歷史，而砂巖層中最古老的巖石，最早在5.5億年前形成。那么從這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)看，這上下兩層、排列迥異的巖層之間，缺失了超過(guò)10億年的巖層，這就意味著，地球的地質(zhì)記錄中有超過(guò)10億年是空白的。后來(lái)鮑威爾將這個(gè)發(fā)現(xiàn)，稱為“地層大角度不整合”。

按照地質(zhì)學(xué)家的說(shuō)法，地球的年齡是46億年，那么，到底發(fā)生了什么全球性的超級(jí)事件，讓整個(gè)地球?qū)⒔?/4的歷史都消失了呢？而更讓人奇怪的是，這個(gè)地層不整合現(xiàn)象，又發(fā)生在另一個(gè)讓現(xiàn)代科學(xué)家撓頭的大謎團(tuán)之前，那就是5.4億年前的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。

生命之謎：寒武紀(jì)大爆發(fā)

在距今5.4億年前的寒武紀(jì)時(shí)期的化石記錄顯示，絕大多數(shù)動(dòng)物的門類，都是在這一時(shí)期出現(xiàn)的。而更神奇的是，這個(gè)生命的突然大爆發(fā)，發(fā)生在2000萬(wàn)~2,500萬(wàn)年之間，那么這區(qū)區(qū)的500萬(wàn)年，對(duì)地球的歷史來(lái)講，就是一眨眼功夫。那么在世界各地發(fā)現(xiàn)的化石群，共同印證了這一物種大爆發(fā)的壯觀景象。

比如，中國(guó)云南澄江的古生物化石群，加拿大洛磯山脈的伯吉斯頁(yè)巖化石群等等，就相當(dāng)?shù)牡湫?，它們就證明了在這個(gè)時(shí)期，有非常多的不同種類的生物，幾乎是同時(shí)出現(xiàn)的。

那么這些事實(shí)證據(jù)曾經(jīng)讓達(dá)爾文非常的困惑，他在《物種起源》中寫(xiě)道：“這件事情到現(xiàn)在為止都還沒(méi)辦法解釋，所以，或許有些人剛好就可以用這個(gè)案例，來(lái)駁斥我提出的演化觀點(diǎn)”。

那么說(shuō)到這里呢，喱頭哥認(rèn)為達(dá)爾文這么說(shuō)其實(shí)是不恰當(dāng)?shù)?。大膽假設(shè)、小心求證的探索精神是科學(xué)家必備的，但提出質(zhì)疑，甚至是敢于質(zhì)疑權(quán)威，更是一個(gè)優(yōu)秀科學(xué)家的素質(zhì)，既然《物種起源》的演化觀點(diǎn)受到了質(zhì)疑，達(dá)爾文應(yīng)該做的去證明，而不是先預(yù)設(shè)個(gè)陰謀論，先給質(zhì)疑他的人扣個(gè)大帽子，這點(diǎn)其實(shí)是不符合科學(xué)精神的。

話說(shuō)回來(lái)，在達(dá)爾文死后一百多年的現(xiàn)在，寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，依然是科學(xué)界的一大謎題。

消失的十億年：四大理論

從18世紀(jì)赫頓的“赫頓不整合”理論提出，到1869年“獨(dú)臂探險(xiǎn)家”鮑威爾的“地層大角度不整合”，再到美國(guó)地質(zhì)學(xué)教授馬沙克，這一百多年以來(lái)，一直有科學(xué)家們前赴后繼的，想要把地球丟失的10億年這事搞明白，隨之而來(lái)的各種理論也是層出不窮，比較流行的有這么三種，分別是雪球說(shuō)、超級(jí)大陸死亡說(shuō)和多次事件的綜合效應(yīng)說(shuō)。

三大假說(shuō)之雪球理論

雪球理論這個(gè)假說(shuō)的前提是，地球在某個(gè)時(shí)間，是一個(gè)覆蓋著冰川的大雪球，這個(gè)靈感來(lái)自格陵蘭冰蓋。這個(gè)巨大的、方圓約170萬(wàn)平方公里的冰川，覆蓋了格陵蘭80%的面積。就像河流一樣，冰川也會(huì)移動(dòng)，但是速度非常緩慢。

地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)時(shí)有兩種冰川，一個(gè)叫做濕冰川，它會(huì)流動(dòng)；另一個(gè)叫做冷冰川，它是靜止的。在流動(dòng)過(guò)程中，濕冰川會(huì)在重力作用下啃咬地面，就像巨大的犁把地面犁開(kāi)一樣，形成深谷和峽灣，就像阿拉斯加海岸線的地貌一樣。

美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院的凱勒教授和他的團(tuán)隊(duì)，在2018年發(fā)表了一篇研究報(bào)告，認(rèn)為這個(gè)雪球理論是可能的。他們認(rèn)為這個(gè)階段，大約從7.17億年前開(kāi)始，到5.8億年前的前寒武紀(jì)大冰期結(jié)束。這個(gè)時(shí)代的濕冰川有能力切割表面，移除3000-5000米厚的巖層，所以這種雪球理論好像解釋了“地球丟失的10億年”，但在某些巖層中卻找不到這種現(xiàn)象。

但是這里有一個(gè)非常嚴(yán)重的BUG，我們前面提到的砂巖層，最古老的形成時(shí)間是5.5億年前，但雪球運(yùn)動(dòng)在5.8億年前結(jié)束了。從5.8億年前到5.5億年前，這中間的3000萬(wàn)年的間隔的巖層，去了哪里呢？所以這個(gè)看上去不錯(cuò)的理論，因?yàn)闆](méi)有辦法解釋這3000萬(wàn)年的地質(zhì)缺失，從而沒(méi)有得到大家的認(rèn)可，遭受同樣境遇的，還有超級(jí)大陸理論。

三大假說(shuō)之超大陸死亡理論

超大陸死亡理論假設(shè)在10億年前，地球上有一個(gè)超級(jí)大陸叫羅迪尼亞（Rodinia），它包括了現(xiàn)在的南極洲東部、印度、西伯利亞、中國(guó)、南美洲、北美的一大塊地區(qū)和非洲的一部分，幾乎包括了現(xiàn)在地球上所有的大陸版塊。這種理論認(rèn)為，地球內(nèi)部的大部分熱能，都是通過(guò)海床上的山脈釋放的，這個(gè)海床山脈也被稱為海洋山脊。

如果只有一個(gè)超大陸，那么幾乎就沒(méi)有海洋山脊，所以就會(huì)導(dǎo)致地球內(nèi)部的熱能很難釋放。羅迪尼亞超大陸就像坐在燃燒的火爐上，在熱能持續(xù)不斷的沖擊下，地殼開(kāi)始上升，有些地方甚至升高了6~8公里。然后超大陸開(kāi)始斷裂，經(jīng)歷了大約2億多年，到了大約7.5億年前，這塊超級(jí)大陸被分裂成了幾個(gè)板塊。

那么問(wèn)題來(lái)了，且不管羅迪尼亞超級(jí)大陸是否真的在地球上存在，從時(shí)間上來(lái)看，在7.5億年以后形成的那些巖層，又去哪里呢？

這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在的地質(zhì)學(xué)家和考古學(xué)家，都無(wú)法提供證據(jù)，那么，第三個(gè)假說(shuō)又出現(xiàn)了。

三大假說(shuō)之多次事件的綜合效應(yīng)

多事件的綜合效應(yīng)假說(shuō)實(shí)際上是雪球假說(shuō)和超大陸死亡假說(shuō)的組合，是由冰川和板塊運(yùn)動(dòng)的交替作用引起的，在這個(gè)過(guò)程中，冰川下沉、板塊上升，就將一些巖層給抹掉了。

科羅拉多大學(xué)的弗勞爾斯教授是這個(gè)理論的堅(jiān)定支持者，他發(fā)現(xiàn)環(huán)繞加拿大東北部哈德遜灣的一大片古代巖石盤(pán)，也出現(xiàn)了消失的巖層，不過(guò)它和科羅拉多大峽谷大峽谷的時(shí)期不同，所以他認(rèn)為這10億年的地層缺失，不是單一的孤立現(xiàn)象，而是一系列較小地層缺失的組合。

弗勞爾斯更認(rèn)為，或許沒(méi)有什么冰川侵蝕的作用，有可能是地殼大幅上升后，高海拔使得沉積物難以沉積成巖石，所以在這個(gè)時(shí)期，就幾乎無(wú)巖石層可言。

那么以上的這三種觀點(diǎn)中，不管腦洞有多大，也都以地球內(nèi)部的力量為起因，而且都有一種漸變的觀點(diǎn)在里面，也就是說(shuō)在數(shù)億年的地質(zhì)演變歷史中，“地球失憶”的這種奇怪現(xiàn)象，是逐漸形成的，它們?cè)诳茖W(xué)界是一種主流觀點(diǎn)。但是還有另外一種非主流的觀點(diǎn)，那就是災(zāi)變論。

支持這種觀點(diǎn)的人認(rèn)為，這種怪事是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，它是一種突然而來(lái)的力量造成的。那么這個(gè)極短的時(shí)間，并不是以地質(zhì)年齡為尺度，如果以地質(zhì)年齡為尺度的話，極短的時(shí)間可能也會(huì)有幾十萬(wàn)年。這里說(shuō)的極短的時(shí)間，就是極短的時(shí)間，甚至可能在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成的。

受時(shí)間限制，這個(gè)災(zāi)變論今天我們先不展開(kāi)來(lái)講，如果小伙伴想聽(tīng)的話，在評(píng)論區(qū)里留言，我盡快專門安排一期來(lái)講。透過(guò)現(xiàn)象洞察本質(zhì)，我是喱頭哥，那么今天的內(nèi)容就是這些了，我們下期再見(jiàn)