模型将大不整合与地幔运动联系起来——Ars Technica

地质学家模拟了地球地幔在过去10亿年中的运动，并认为，长期的大陆抬升加上大规模冰川作用，可能形成了大不整合——地质记录中的巨大缺口。据Ars Technica报道，这一现象在大峡谷的岩层中尤为明显：那里的古老结晶岩被寒武纪砂岩覆盖，两者之间可能缺失了从2亿年至超过10亿年的地质历史。

大陆抬升与侵蚀

发表在《自然》杂志上的这项研究的作者尼古拉斯·弗拉芒和桑托什·敦加纳进行了六次地幔对流模拟。在模型中，在地幔内缓慢上升的高温岩石团块抬升了部分大陆，而在俯冲带沉入地幔的寒冷海底板块则促使地表下沉。这类垂直运动的振幅估计为数百米，尽管其确切数值仍存在争议。

研究人员指出，单靠抬升过程过于平缓，无法破坏足够多的岩石。他们认为，大约7.2亿至6.35亿年前的冰川侵蚀可能是额外因素，当时冰川曾到达热带地区。弗拉芒表示，冰盖磨蚀岩石的效率约为河流的十倍。当大陆在寒武纪下沉时，海洋淹没了被侵蚀的地表，并以新的沉积物覆盖它。

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为何这一缺口在北美明显可见

模型显示，劳伦大陆——北美洲的古老核心——在大约9.3亿至5.1亿年前经历了长期抬升，并在寒武纪开始下沉。六次模拟中有五次重现了这一序列。对于北欧和中国北部，这一序列在四个模型中出现。

相比之下，根据计算，南美洲和澳大利亚各经历了两次抬升和下沉循环，因此在那里更难识别出一个巨大的不整合。在非洲，山脉带对侵蚀和沉积物积累产生了显著影响。作者还承认模型初始构型存在不确定性：磁性数据能够确定古大陆距离赤道的远近，但不能确定其经度。

研究团队认为，在寒武纪生命大爆发前不久，强烈侵蚀可能将岩石物质带入海洋；当时钙在海水中变得更加普遍，生命开始形成骨骼和贝壳。与此同时，弗拉芒强调，地幔动力学只是可能促成这些变化的过程之一。