站在大峡谷边缘往下看，岩壁像一本摊开的书，一层一层记录着地球的往事。可这本书中间被人撕掉了一大截——而且撕得干干净净，连个纸茬都没留下。

打开网易新闻 查看精彩图片

具体来说，峡谷两侧17亿年前形成的古老变质岩和火成岩，直接压在5亿年前沉积的年轻岩层下面。中间那12亿年的历史，没有留下任何岩石记录。地质学上给这个缺口起了个名字：大不整合（Great Unconformity）。

这件事让地质学家头疼了很久。更麻烦的是，这个缺口不只出现在大峡谷——北美、欧洲波罗的海地区、中国北方，同一时段的岩层里都有类似的大段空白。为什么会这样，学界一直争论不休。

现在，一项新研究给出了一个解释：问题不在天上，而在地球深处。

研究团队建立了一个地幔运动的模型。地幔是地球的中间层，它靠热量驱动，缓慢地循环流动。模型显示，在大不整合形成的那段时间里，正是这种缓慢的热对流，把上述三个地区的地壳往上顶。

地壳被顶起来，就有了坡度；有了坡度，侵蚀才好干活。风化和冰川把当时形成的沉积物从大陆上剥下来，一路送进海洋。这解释了缺口是怎么被“挖”出来的。

但故事还有下半场。同一个模型显示，在过去的5.4亿年里，这几个地区反过来开始下沉，不再上升。下沉意味着低洼，低洼意味着沉积物有了落脚的地方，可以一层一层规规矩矩地堆起来——这正好对应大不整合结束的位置。地质学家在北美、波罗的海和中国北方看到的岩层，与模型的预测对得上。

论文合著者、澳大利亚伍伦贡大学的地球科学家尼古拉·弗拉芒（Nicolas Flament）说，他们考察的问题是：地幔最可能在哪些地方促成一个“大不整合”？结果这三个地方，恰好就是已知大不整合分布相当广泛的三个地方。

关于大不整合的成因，另一种流行说法是“雪球地球”——全球性的大冰封把大陆上的沉积物铲走了。弗拉芒表示，冰川作用在侵蚀中很可能扮演了重要角色，但新研究认为关键推手在地球深部：如果没有地幔把大陆顶起来，冰川和其他侵蚀力量根本没有坡度可用，沉积物也就无从往下推。

威斯康星大学麦迪逊分校的地质学家沙南·彼得斯（Shanan Peters）提醒说，把大不整合叫作“缺失的信息”其实不太准确。那些地方在那个时段没有留下岩石记录，这件事本身就在透露当时发生的过程，也在暗示地质活动可能如何影响大气，进而影响生命的演化。

彼得斯认为，大不整合期间的地质过程可能为寒武纪生命大爆发搭好了舞台。比如，当时暴露在地表的结晶岩，可能以更快的速度把钾、铁、锰和碳等元素释放进海洋，促使海洋生物演化出生物矿化能力——也就是长出壳——并可能让地球大气的成分变得更富氧。弗拉芒也认同，这些地质变化对生命有重要的连锁影响：“它构成了复杂生命演化所处的环境。”

彼得斯还提到，大不整合有意思的地方在于，它不只记录了一段侵蚀期，还记录了一次向沉积的切换。新论文对这两件事都给出了解释，而地幔的变化，正是解释这个宏观现象的行星尺度过程。用他的话说，这似乎是随时间在这两种状态之间来回切换的唯一合理方式。

当然，模型还需要更多实地数据来检验。彼得斯主持一个名为 Macrostrat 的项目，正在汇总世界各地的岩层观测记录。弗拉芒希望这个数据库能帮助验证新模型的结论。他说，目前非洲和俄罗斯的数据库还不够全面，等这些数据补齐，就可以去检验这个想法是否成立。

所以，大峡谷那截消失的12亿年，并不是地球随手弄丢的一页。它更像一张被反复擦写过的草稿纸——擦掉的部分，和后来写上的部分，讲的是同一支笔的故事。