地球曾经消失10亿年？100多年前的谜团，科学家们至今无法揭开

2021年9月，BBC发表了文章《追查地球失踪的十亿年》，这篇文章引用了美国地质学教授马沙克的话，他说在世界的任何地方，无论是美国、西伯利亚还是欧洲，如果向地层下钻得足够深，就会碰到一种神秘的两层岩石层不整合的现象。这个地质现象很普遍，它告诉我们在地球历史中，有一个我们还未搞明白的、非常非常重要的故事。

这篇文章试图解释一个让科学家们困扰了100多年的谜题：在地球的地质记录中，曾经消失了10亿年。

透过现象洞察本质，大家好我是喱头哥，今天我们就来讲这个地球消失的10亿年。

科学谜团：地球消失的10亿年

现在主流的科学家们都认为地球大约有45.4亿年的历史，初生的地球表面，是由岩浆组成的“海洋”。大约在40亿年前地球表面开始冷却凝固，形成了坚硬的岩石。

在1669年，著名的地质学家尼古拉斯・斯泰诺提出了叠置定律，他认为地球上的岩石层，会按照年代顺序排列，下面的比较老、上面比较年轻，它们层层堆叠，最终形成了由下到上、“老到年轻”的层序。而每一层，都像是时光的留声机一样，忠实地记录着地球在那个时期的历史。

但是随着时间的流逝，地质学家们却惊奇地发现，地球上曾经有些时间段没有留下任何的痕迹，就好像这段历史被刻意抹去了一样。

比如在18世纪，被称为“现代地质学之父”的苏格兰地质学家詹姆斯・赫顿，就曾在苏格兰的西卡角，发现了3.45亿年前的泥盆纪老红砂岩，直接覆盖在了4.25亿年前的志留纪硬砂岩上，这个中间缺失了大约8000万年的岩层，也就是说地球有8000万年的历史莫名的消失了，后来地质学上称这种现象为“赫顿不整合”。

又过了100年，美国地质学家约翰・威斯利・鲍威尔，在科罗拉多大峡谷的发现，再次印证了“赫顿不整合”现象，而这一次缺失的时间，竟然是10亿年！

1869年，有“独臂探险家”之称的鲍威尔，带领一个10人小组，在科罗拉多大峡谷展开了一场长达10个月的探险之旅。探险过程中虽然危机重重，却也是乐趣无穷。作为一名地质学家，鲍威尔最感兴趣的，是大峡谷两边的悬崖。

所谓外行看热闹，内行看门道，在我们眼里鬼斧神工的自然奇观，在鲍威尔眼里却是“众神的图书馆”，五颜六色的岩层在他的眼中，构成了“一本伟大的著作”，一页一页的翻阅它，可以知道地球形成的历史。

然而当鲍威尔的眼光，扫过一大片坚硬的结晶岩石时，却发现了一个不可思议的现象，这片结晶岩石大部分是花岗岩、以及叶片状的片岩，和一般的岩层水平堆叠不同，这片岩层竟然是不同寻常地垂直排列。在它的上方，是305米厚的红色砂岩带，这层红色砂岩带才是正常的水平排列。

让鲍威尔非常不解的是，地质学家们普遍认为坚硬的结晶岩石，最年轻的也有17亿年的历史，而砂岩层中最古老的岩石，最早在5.5亿年前形成。那么从这个数据来看，这上下两层、排列迥异的岩层之间，缺失了超过10亿年的岩层，这就意味着，地球的地质记录中有超过10亿年是空白的。后来鲍威尔将这个发现，称为“地层大角度不整合”。

按照地质学家的说法，地球的年龄是46亿年，那么，到底发生了什么全球性的超级事件，让整个地球将近1/4的历史都消失了呢？而更让人奇怪的是，这个地层不整合现象，又发生在另一个让现代科学家挠头的大谜团之前，那就是5.4亿年前的寒武纪生命大爆发。

生命之谜：寒武纪大爆发

在距今5.4亿年前的寒武纪时期的化石记录显示，绝大多数动物的门类，都是在这一时期出现的。而更神奇的是，这个生命的突然大爆发，发生在2000万~2,500万年之间，那么这区区的500万年，对地球的历史来讲，就是一眨眼功夫。那么在世界各地发现的化石群，共同印证了这一物种大爆发的壮观景象。

比如，中国云南澄江的古生物化石群，加拿大洛矶山脉的伯吉斯页岩化石群等等，就相当的典型，它们就证明了在这个时期，有非常多的不同种类的生物，几乎是同时出现的。

那么这些事实证据曾经让达尔文非常的困惑，他在《物种起源》中写道：“这件事情到现在为止都还没办法解释，所以，或许有些人刚好就可以用这个案例，来驳斥我提出的演化观点”。

那么说到这里呢，喱头哥认为达尔文这么说其实是不恰当的。大胆假设、小心求证的探索精神是科学家必备的，但提出质疑，甚至是敢于质疑权威，更是一个优秀科学家的素质，既然《物种起源》的演化观点受到了质疑，达尔文应该做的去证明，而不是先预设个阴谋论，先给质疑他的人扣个大帽子，这点其实是不符合科学精神的。

话说回来，在达尔文死后一百多年的现在，寒武纪生命大爆发，依然是科学界的一大谜题。

消失的十亿年：四大理论

从18世纪赫顿的“赫顿不整合”理论提出，到1869年“独臂探险家”鲍威尔的“地层大角度不整合”，再到美国地质学教授马沙克，这一百多年以来，一直有科学家们前赴后继的，想要把地球丢失的10亿年这事搞明白，随之而来的各种理论也是层出不穷，比较流行的有这么三种，分别是雪球说、超级大陆死亡说和多次事件的综合效应说。

三大假说之雪球理论

雪球理论这个假说的前提是，地球在某个时间，是一个覆盖着冰川的大雪球，这个灵感来自格陵兰冰盖。这个巨大的、方圆约170万平方公里的冰川，覆盖了格陵兰80%的面积。就像河流一样，冰川也会移动，但是速度非常缓慢。

地质学家认为，当时有两种冰川，一个叫做湿冰川，它会流动；另一个叫做冷冰川，它是静止的。在流动过程中，湿冰川会在重力作用下啃咬地面，就像巨大的犁把地面犁开一样，形成深谷和峡湾，就像阿拉斯加海岸线的地貌一样。

美国达特茅斯学院的凯勒教授和他的团队，在2018年发表了一篇研究报告，认为这个雪球理论是可能的。他们认为这个阶段，大约从7.17亿年前开始，到5.8亿年前的前寒武纪大冰期结束。这个时代的湿冰川有能力切割表面，移出3000-5000米厚的岩层，所以这种雪球理论好像解释了“地球丢失的10亿年”，但在某些岩层中却找不到这种现象。

但是这里有一个非常严重的BUG，我们前面提到的砂岩层，最古老的形成时间是5.5亿年前，但雪球运动在5.8亿年前结束了。从5.8亿年前到5.5亿年前，这中间的3000万年的间隔的岩层，去了哪里呢？所以这个看上去不错的理论，因为没有办法解释这3000万年的地质缺失，从而没有得到大家的认可，遭受同样境遇的，还有超级大陆理论。

三大假说之超大陆死亡理论

超大陆死亡理论假设在10亿年前，地球上有一个超级大陆叫罗迪尼亚（Rodinia），它包括了现在的南极洲东部、印度、西伯利亚、中国、南美洲、北美的一大块地区和非洲的一部分，几乎包括了现在地球上所有的大陆板块。这种理论认为，地球内部的大部分热能，都是通过海床上的山脉释放的，这个海床山脉也被称为海洋山脊。

如果只有一个超大陆，那么几乎就没有海洋山脊，所以就会导致地球内部的热能很难释放。罗迪尼亚超大陆就像坐在燃烧的火炉上，在热能持续不断的冲击下，地壳开始上升，有些地方甚至升高了6~8公里。然后超大陆开始断裂，经历了大约2亿多年，到了大约7.5亿年前，这块超级大陆被分裂成了几个板块。

那么问题来了，且不管罗迪尼亚超级大陆是否真的在地球上存在，从时间上来看，在7.5亿年以后形成的那些岩层，又去哪里呢？

这个问题，现在的地质学家和考古学家，都无法提供证据，那么，第三个假说又出现了。

三大假说之多次事件的综合效应

多边事件的综合效应假说实际上是雪球假说和超大陆死亡假说的组合，是由冰川和板块运动的交替作用引起的，在这个过程中，冰川下沉、板块上升，就将一些岩层给抹掉了。

科罗拉多大学的弗劳尔斯教授是这个理论的坚定支持者，他发现环绕加拿大东北部哈德逊湾的一大片古代岩石盘，也出现了消失的岩层，不过它和科罗拉多大的时期不同，所以他认为这10亿年的地层缺失，不是单一的孤立现象，而是一系列较小地层缺失的组合。

弗劳尔斯更认为，或许没有什么冰川侵蚀的作用，有可能是地壳大幅上升后，高海拔使得沉积物难以沉积成岩石，所以在这个时期，就几乎无岩石层可言。

那么以上的这三种观点中，不管脑洞有多大，也都以地球内部的力量为起因，而且都有一种渐变的观点在里面，也就是说在数亿年的地质演变历史中，“地球失忆”的这种奇怪现象，是逐渐形成的，它们在科学界是一种主流观点。但是还有另外一种非主流的观点，那就是灾变论。

支持这种观点的人认为，这种怪事是在极短的时间内完成的，它是一种突然而来的力量造成的。那么这个极短的时间，并不是以地质年龄为尺度，如果以地质年龄为尺度的话，极短的时间可能也会有几十万年。这里说的极短的时间，就是极短的时间，甚至可能在几个小时内完成的。