Brother8的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Brother8

博文

解读地球仪 第一节--寻找克拉通

已有 699 次阅读 2019-4-25 08:30 |系统分类:科普集锦

第一节  寻找克拉通

人们常说“千里之行,始于足下”。

我们就先来了解一下我们脚下的这片陆地,它从哪里来?里面是不是隐藏着很多秘密?

答案是肯定的。世间万物都有生有灭,陆地也一样。那么陆地是怎么诞生的呢?

让我们回忆一下下雪的情景吧。小时候,每当下大雪的时候,小朋友们都会兴奋不已。从天而降的大雪,飘飘扬扬,一夜间就给大地盖上了厚厚的一床白棉被。除了每次都不少了的堆雪人打雪仗,背着大人尝一尝洁白的雪球也是快乐童年的一部分。可是,大人们常说,雪不能吃,很脏。小朋友们就是不信:“雪明明是洁白的,怎么会脏?”

后来,大家还真做了一个实验,把雪放在碗里融化后,果然发现碗底有一些小渣子。这些就是雪花的凝结核。如果缺少凝结核,百分百洁净的天空根本无法产生雪花。

陆地的诞生也是这种类型的聚集增长过程。

那么陆地最初的凝结核是什么呢?

陆地的初始凝结核叫做克拉通(Craton,这是一个音译的词汇)。早期地质学家在地球上一种非常稳定的地壳,科学家找了一个希腊词汇Kratos(表示强度)来表示这种性质的地壳。后来,1936年,德国地质学家施蒂勒改称为“kraton”

言外之意,能够被称作克拉通的地壳一定要相对稳定,在漫长的地质历史时期中,没有遭受显著破坏。注意,这里指的只是相对稳定,不要因为克拉通上有一点小丘陵和地平的高原,就认为它不稳定。

在全球,这样的古老克拉通有多少呢?

在地球仪上,让我们先从中国找一找吧。

首先,我们要从地形地貌上找线索。既然克拉通很稳定,就不会产生很多高山。我们的目光首先落在了华北地区,这里是广阔的华北大平原。如果你坐火车到了河南和河北,就会看到那一望无际的田野,很少看到小山包。华北地区曾经是一个标准的克拉通,但是在65百万年前,它在太平洋板块俯冲作用下,给削去一个底,变薄了。它就慢慢失去了克拉通的稳定性质,但是其较为平坦的外表还是保留了下来。

接着,让我们再来看看中国的西部地区。这里的塔里木(盆地)是个奇特的地方,中间地势平平的,可偏偏有个塔克拉玛干大沙漠。塔里木四周被一圈山脉给包围起来。北边是天山,南边是昆仑山和阿尔金山。塔克拉玛干沙漠刚好处在地球的中纬度行星风带上。在这个带上气候极其干旱,分布着有好多沙漠,包括北非的撒哈拉沙漠,南半球的澳大利亚沙漠等等。

塔里木盆地四周的山脉外貌暗示着它的周边与其它陆地碰撞过。这些山脉基本可以厘定塔里木克拉通曾经的大小和范围。由于这些山脉可以积水,形成河流。山脉前缘会出现一些绿洲,丝绸之路才得以通过这些绿洲联通。当年唐三藏得以通过这一区域前往西方。

这时候,大家不免会往华南地区张望。不对呀,华南地区可不是一大片平坦的地形,可能有小朋友还去过那里的安徽黄山、江西庐山和福建武夷山,它怎么可能是克拉通呢?呵呵,大家容易被这些给迷惑了。没错,与华北相比,这里多一些小丘陵,但是还算非常平坦。所以,华南也是典型的克拉通,叫做扬子克拉通。

那么,是不是可以这么说:有这样一个基本规律,一些地区上那些大块平坦的区域都有可能是克拉通?

那么,让我们把视野投向青藏高原。人们在青藏高原旅行有时会有错觉:青藏高原某些地方地势非常平坦,还有一望无际的草原,不一小心我们还以为到了内蒙古大草原呢。当然,在海拔这样高的地区,想长茂密的大树也不可能。但是,地势平坦只是一方面,同时海拔可不能太高。青藏高原实在是太高了,平均海拔在4千米以上。

那么青藏高原这么一大块高低是怎么来的呢?

目光往南看,印度板块正在从西南方面撞过来。这个过程大概始于 55个百万年前。由于印度板块向北挤压,青藏高原逐渐隆升到海拔4-5千米的高度。能够发生这样剧烈的变化,这块高原当然不能算是克拉通。

现在让我们“出国”,去看看其他国家的地形地貌。

往北再看看外蒙古和俄罗斯吧,这里有一大块平原。这里自古就是游牧民族生活的乐园。公元一世纪左右,北匈奴人被中原的汉朝赶跑,就顺着这个草原一直到跑到欧洲,把罗马帝国搅得天翻地覆。成吉思汗和他的子孙也是穿越这个大草原,一路打到欧洲。生活在大草原上的人们会不断地迁徙,从亚洲到欧洲,再从欧洲到亚洲。这样在漫长的历史中,或许对东西放世界起到了一定的信息交流作用。

这么大一块草原下面的陆壳是货真价实的克拉通。你看,它的北部没有什么山;而南部和塔里木以及华北克拉通向交接的地方就是著名的中亚造山带。造山带附近的矿产资源极为丰富,中国的天山、阴山和大兴安岭都是这个交接带上典型的分界线。

接下来,让我们的目光跨越海洋,往南就看到了澳大利亚。澳大利亚是一块相对独立的大陆,地势平坦。嗯,你猜对了!这是一块克拉通,而且还是非常古老的克拉通。科学家通过地质定年发现,这块克拉通大约形成于~44亿年前。你知道吗?地球才46亿年的历史,也就是说澳大利亚克拉通最早的一块是在地球刚诞生不久就形成了。科学家对这些古老的地球岩石非常感兴趣,因为它记录在地球早期的很多信息。比如,我们怎么才能知道地球在早期有没有地球磁场?科学家就可以去研究这些早期石头有没有被磁化的信号。如果有,就说明那时真的有地球磁场。

印度南部是一个平原区,这里也是一个古老的克拉通。印度比较幸运。和欧亚板块拼接在一起后,基本停留在低纬度,这里气候适宜。要是印度也像澳大利亚一样处在中纬度,那可就惨了,也跑不了被沙漠化的命运。

非洲是一个产钻石的地方。它的特点是整个大陆几乎都是平缓的高原。它的四周缺乏山脉,说明在整个地质演化时期,它没有和其它大陆发生过大规模的碰撞。这一点和澳大利亚很相似。这么稳定的陆块当然是克拉通。

南北美洲也拥有大的平原,按照我们之前的推理,它们也是克拉通。

绕着地球仪转一圈,我们发现目前的陆地大部分是克拉通。在不同克拉通之间的部分,由于对接撞击形成带状的山脉,这些地形地貌为人类发展提供了历史舞台。在这些克拉通演化的过程中,它们的对接也改变了全球的大洋循环和气候模式。

在所有的克拉通之中,华北克拉通显得非常特别。它地处西伯利亚板块、扬子板块、太平洋板块之间。在西部,由于青藏高原隆升,由西部往东推挤。而东部的太平洋板块,同时往西俯冲,顺便就把它下面很大一部分给破坏了。科学家为此还专门量身定制了一份大项目,叫做“华北克拉通破坏”,获得了瞩目的成果,并获得国家科学二等奖。这个项目主要研究华北克拉通的破坏时间、空间展布、对地表地形地貌的影响、以及在这个过程中产生的矿产资源分布等等。这个项目得到全世界科学家的关注。

这个例子告诉我们,在地质历史演化中,有些小的克拉通可能早就被破坏了,没有保留下来,淹没在地球演化历史中。这些大个头的“幸运儿”,在地球上飘来飘去,一会儿碰撞,一会又分裂,在地球表面上演着分分合合的地质故事。




http://blog.sciencenet.cn/blog-1057014-1175359.html

上一篇:解读地球仪-前言
下一篇:解读地球仪 第二节--初始克拉通是如何形成的?

2 石晓燕 陈有鑑

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-6-19 01:36

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部