当地球穿过银河系旋臂时，地壳的增长会变更快

地球大陆地壳形成的速度经历着周期，当太阳系穿越银河系的一个旋臂时，约每2亿年达到高峰。这是一个国际研究小组的结论，他们认为，当更多的高能彗星撞向地球时地壳的生成会得到促进。他们指出，这些彗星是在具有密集星际云的空间区域的影响下从奥尔特云中移走的。

团队成员、澳大利亚科廷大学的同位素地质学家Chris Kirkland说道：“作为地质学家，我们通常认为地球内部的过程对我们的星球如何演变非常重要。但我们也可以考虑更大的规模以看看地外过程以及我们在银河系环境中的位置。””

到目前为止，地球是我们知道的唯一拥有大陆和活跃板块构造的星球。这些特征有助于使地球成为生命的好去处，这是因为它们影响着大气层、水圈和生物圈。

古老的地壳

在研究中，Kirkland及其同事分析了沉积在格陵兰岛北美克拉通和澳大利亚西部Pilbara克拉通的锆石晶体–这两个地区保存着一些地球上最古老的大陆地壳，可以追溯到太古时代。

通过测量晶体内铀的衰变，研究小组建立了一个火山口形成的时间表，时间跨度约为28-38亿年前。另外他们还研究了铪的同位素，这使他们能够确定跟地壳生成有关的幼年岩浆涌入的时间。分析显示，数据中有一个周期较长的、长达2亿年的震荡，这跟地球在银河系中的运动有关。这一发现也反映在氧同位素数据中。

更具体地说，他们发现观察到的地壳生成率跟踪了太阳系反复进入银河系旋臂的过程。“我们的太阳系和银河系的四个旋臂都在围绕银河系中心的超大质量黑洞旋转，然而它们的运动速度不同，”研究人员说道，“旋臂以210公里/秒的速度运行，而太阳则以240公里/秒的速度飞驰，这意味着我们的太阳系正在冲进和冲出银河系的旋臂。”

恒星交通堵塞

“你可以把旋臂看作是减缓恒星通过的密集区域，很像交通堵塞，只有在更远的地方才会清除。这个模型的结果是，我们的太阳系每次进入银河系的旋臂之间大约相隔2亿年，”他们继续补充道。

每当太阳系进入其中一次，Kirland和他的团队提出，银河系相对密集的旋臂和环绕太阳系的奥尔特云的冰质行星碎片之间发生相互作用。这增加了彗星从奥尔特云中被抛出的速度，其中一些冰冷的物体最终向地球飞去。这些彗星撞击地球的能量比来自小行星带的更频繁的陨石要大得多。

Kirland指出，这种更高的能量非常重要，这是因为它在撞击时导致地壳更大的熔化。当它撞击时会引起更大的减压熔化、产生更大的物质隆起并形成更大的地壳。”

小球体床

将地壳生成增加的时期与彗星撞击的高比率联系起来的进一步证据是球状床。这些沉积物含有小球体，而这些小球体要么直接由熔融的撞击喷出物形成要么在撞击事件之后从岩石和蒸汽羽流中喷出。研究人员指出，全球各地的小球体床的已知年龄也跟太阳系在32.5-34.5亿年前进入银河系旋臂的运动相符。未来对更多小球体床进行测年则可以提供更多的证据来支持这一假说。

该小组希望它的发现将促使人们进一步调查来自太阳系以外的力量如何塑造了我们生活的星球。团队成员、英国林肯大学的天体物理学家Phil Sutton说道：“要证明这些事情是非常困难的。”另外他继续补充道：“我们想建立这种联系并开始对话，以此来看看地球以外、太阳系以外的地质过程及什么可能驱动这些过程。我们并不是孤立地形成的。”