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地球在早期可能看起来像冰岛，目力所及之处都是熔岩区，黝黑的山峦高耸入云，黑色的沙滩勾勒出陆地的轮廓。不过渐渐地，地球上出现了一些较浅的颜色。如今，地球上还有颜色更浅的岩石，比如美国约塞米蒂国家公园（Yosemite National Park）半圆顶（Half Dome）的灰色花岗岩。虽然科学家目前还不确定这个变化是什么时候开始的，但不过新的证据缩小了可能的范围。

一项最近的研究表明，这一变化可能在35亿年前就已经开始了。尽管对该发现的争论还很激烈，但是这有助于科学家理解地质板块（即地面以下很深处的、像拼图一样相互嵌合在一起的地壳板块）什么时候开始运动并向各个方向分散。这个观点的核心在于，颜色浅的岩石本质上是颜色深的岩石“再生”而来的。简而言之，当颜色深的岩石被挤压进入地球深处时，比如，当一个构造板块滑入另一个构造板块下方，即发生“俯冲”（subduction）时，颜色浅的岩石就可能形成。由于地球在数十亿年前就有大量的浅颜色岩石，因此研究人员推断，当时板块运动很可能已经开始了。

为确定颜色浅的长英质岩石和颜色深的镁铁质岩石的比例，地质学家尼古拉斯·D·格雷贝尔（Nicolas D. Greber，目前就职于瑞士日内瓦大学）和同事分析了取自世界各地的共计78个沉积层的样品。不过，这项工作并不是算算颜色深浅不同的石头各有多少这么简单，因为这两种岩石早已被侵蚀成了很细小的颗粒。格雷贝尔的研究团队测定的是岩石中的钛元素。尽管这两种岩石中都含有钛，但是当镁铁质岩石转变成长英质岩石时，其中钛同位素（同位素是指同种元素的不同原子，它们的质子数完全相同，仅中子数不同）的比例会发生变化。“这就好比我们把盐和糖混在一起，”格雷贝尔解释道，“分析后能告诉你，里面有多少糖、多少盐”。之前他预想，迄今35亿年的、最久远的沉积层样品，应当大部分都是镁铁质岩石颗粒。但让他吃惊的是，大约有一半这类颗粒却属于长英质岩石。格雷贝尔团队的这一发现已经发表在了2017年9月的《科学》（Science）杂志上。

“主流观点认为，35亿年前的地球仍然被深色的镁铁质岩石所覆盖，而该发现与这一观点恰好相反”，美国耶鲁大学地球物理学家是永纯（Jun Korenaga，未参与此项研究）称，“格雷贝尔团队的研究方向让人耳目一新，他们试图颠覆这个领域，这样的工作非常受欢迎”。

长久以来，科学家一直在争论板块运动始于何时，预测时间从10亿年至42亿年前不等。加拿大渥太华大学的地球化学家乔纳森·奥尼尔（Jonathan O’Neil，未参与此项研究）指出，虽然最近的一些研究把板块构造开始的时间限制到了约30亿年前，但科学界还没就此达成共识。这对科学家了解地球早期的演化可是个大障碍。板块移动会大幅重塑地球的形貌，不仅会形成海洋盆地和山脉，还会改变大气和海洋的组成，从而影响当时地球上刚刚诞生的生命能够获得的养分。事实上，科学家认为板块构造对于生命的形成起到决定性作用。

板块运动是如此重要，因此科学家对于给出一个确切的起始时间慎之又慎，也就可以理解了。比如，瑞士苏黎世联邦理工学院（Federal Institute of Technology Zurich）的地球物理学家保罗·塔克莱（Paul Tackley）并不赞同格雷贝尔提出的这一最新解释。他认为，镁铁质岩石沉入地球深处后，任何时候都可能会形成长英质岩石，并不只是在俯冲区才会形成。例如，火山喷发释放的岩浆会把镁铁质岩石深深埋在地下，在极高的地下压力和温度下，这些镁铁质岩石会被熔化，进而转变成长英质岩石，而这个过程并不需要板块运动。

尽管格雷贝尔也同意长英质岩石可以这么生成，但是他认为，塔克莱的说法没法解释为何长英质岩石在自然界中的占比会比镁铁质岩石高那么多。奥尼尔和是永纯也认为板块俯冲是最可能的原因。但这并不意味着，在当时，板块俯冲或板块构造是个全球范围的现象。相反，很多专家怀疑，早期的板块构造活动很可能是时断时续的，在某个局部断断续续多次后，才逐步变成连续的、全球范围的。想要确认的唯一方法是分析更多的沉积样本——而这正是格雷贝尔下一步打算去做的。