科学猜想文集
(582) 《大氧化≠大冰期事件》
我们一直在思考一个问题,距今25亿年时地球上发生了许多事件,大氧化事件:指铁被氧化现象。大冰期事件:发生冰川现象,代表是加拿大的休伦冰期。成矿期:此时期形成了大规模的金属矿床。无水期:地球表面处在无水状态,少有的水也变成了固体水。
可是依据地质学的研究表明:此时期地球没有大气圈,或者只有微薄的大气圈层,没有或者只有微弱的重力场,地壳层很薄,密度很低,很低的温度环境构成地球内圈层温度在向外辐射时,处在很陡的梯度状态。
此时的地表环境有利于冰川的形成,确不利于铁的氧化,铁氧化代表的是温暖的环境,而水的非流动性限制了铁的氧化范围,三个现象重叠在一起形成了一个悖论,那是因为人类不敢构想25亿年至23亿年是一个什么样的地球环境。
为什么在发生大氧化事件的同时,还会发生冰川事件呢?今天我们才知道大氧化事件的主要依据不是地层中的铁氧化现象,主要依据还是休伦冰期。冰川的形成需要大气中有氧离子,如果有氧离就会缺乏氢离子,所以我们怀疑休伦冰期真的是大氧化的替身吗?
休伦冰期是位于北美洲、加拿大与美国交界的休伦湖地区,在此地发现有3处彼此分隔的冰期沉淀物,地层被非冰期沉淀物所分隔开来。在一份资料中曾经见到过休伦冰期中含有丰富的火山碎屑岩,两个现象说明休伦冰期的主要成因是火山喷涌过程中,携带了大量的水或者蒸气与碎屑岩,是形成大冰期地质特征之一。
冰期发生在25亿年,世界各地在此时期都有此现象,只是规模非常小,所以被统称为休伦冰期。为什么全球只有小规模的固态水,呈现出规模小分布广的格局呢?这种格局真的能与大气化事件匹配吗?
有一个渗出说:当地球内圈层发生自旋运动,随着内圈层温度的升高形成了成岩物质与成矿物质的析出,它们之所以能够较早的析出,或许是这些物质在地球诞生的旱期阶段真的是以宇宙尘埃的形式聚合于原始地球。
在原始地球温度上升到相对不是太高时,氢氧化合成水分子并同成矿物质与成岩物质一同被析出,在内圈层的最外层形成滞流圈层。滞流圈层中积累的水涌出,水形成了大氧化事件,同时也形成了非常小规模的冰川,也就是休伦冰川。
休伦冰期的出现是第一次“大氧化事件”和第一次“大冰期”出现最有力的证据,我们认为:“大冰期”仅仅只是一个证据,一个地球演化的证据,它不能完全证明发生了大氧化事件,还有其它的说法也可以证明大氧化是大氧化,冰期是冰期,两者不可相互代表。
地球早期不是没有大气圈层,原始大气的密度根本不允许其它大气存在。其它大气在原始大气下面还是处在稀薄状态,因此自由氧根本不可能存在于大气之中,对成矿物质构不成氧化作用。因而,大气圈层产生自由氧并将空气中的甲烷吞蚀的环境不能成立。
如果休伦冰期是在地球表层处在较低温环境下的火山喷发或者涌出,在喷出过程中高温挤出了滞流圈层中的甲烷,水蒸气形成冰川,甲烷形成溶融环境。这个结论是以大冰期推导出的大氧化事件,是少部分学者依据今天的生态环境推导出来的结果。
显然,这一结论是不正确的,他没有从环境演化的角度来分析休伦冰期形成与大氧化事件因果关系,因而至使在发现休伦冰期后,都无法推演出地球演化的过程。
从上述推理来看,休伦冰期与大氧化事件不是一个替代关系,而是一个共生关系。一个地球演化结果形成两个表象,这是我们在地球科学研究中必须学会的思考方法。
最近学习了中科院陈衍景院士、翟明国院士关于地球演化的一些讲座,他俩都讲了铁氧化现象、休伦冰期现象与成矿期现象之间的相互关。由于他们站在不同的角度来解释这三者的关系,我们认为这种解释不够科学,于是提出了自己的看法,可以在以后看更详细的科学解释。
