地球的构造板块是如何形成的？考虑到我们目前正在试图确定这一过程的具体时间，以及月球上是否存在构造活动，你可能会认为这是一个容易回答的问题。但令人惊讶的是，我们对这一行星机制如何形成的知识非常有限。
来自中国、香港和美国的研究人员现在提出了一种新的假设——表面上看起来与几十年前被否定的观点非常相似，但现在值得重新审视。构造板块已经在我们的地球表面移动了33亿到44亿年，这取决于你问的是谁。但几十亿年的构造运动和地壳循环意味着很难弄清楚地球最初是如何拥有构造板块的。
几年前，研究人员开发了一个模型，显示构造板块首先形成的过程与它们继续移动的过程相似——地球地壳的某些部分潜入其他部分之下，并启动了一个持续了数千年的地壳碰撞链反应。但新的研究提出了一个完全不同的模型。研究小组提出，数十亿年前，地球新形成的外壳变热，导致外壳膨胀，从而导致了我们现在所知的构造板块的断裂。
“在这里，我们使用三维球壳模型，”研究小组在他们的新论文中写道，“来展示一种类似于热膨胀驱动的岩石圈抬升的自组织断裂机制。”现在，扩张地球假说并不是一个新想法。在19世纪，提出扩张地球是为了解释像山脉这样的地理特征是如何形成的；然而，当发现板块构造时，它被否定了。
但新的情景与查尔斯·达尔文时代的情景并不完全相同。关键的区别在于地球多年来释放蒸汽的地方。“答案在于考虑地球早期可能发生的主要热损失机制，”香港大学行星科学家亚历山大·韦伯说。“如果火山对流，将深层的热物质带到地表，是早期热损失的主要模式，那就改变了所有事情。”
这归结为地球的热损失是通过传导（长时间均匀地辐射到整个行星）发生的，还是火山喷出熔岩（和热量）从地球内部喷出到地表，在那里冷却。这种冷却物质的积累最终会下沉并冷却岩石圈，随之减缓火山活动和地球的整体冷却。反过来，这会困住地球的内部热量，使地壳膨胀，导致其开裂并形成构造板块。
“我们的数值实验表明，多边形裂缝可以在地球表面发展，以响应浅层岩石圈过程，三重结点作为断裂的副产品，”研究小组在他们的论文中写道。“每次实验中裂缝网络的快速发展发生在约1公里的总膨胀和大约500万年的时间。”
重要的是要注意，这项研究只是一个假设。我们离理解古代地球上发生了什么导致构造板块形成还有很长的路要走。但随着更多的证据，这一假设可能是弄清楚我们星球独特特征的重要部分。这项研究已发表在《自然通讯》上。