“To see a World in a Grain of Sand” 一沙見世界，這是威廉．布萊克詩作 Auguries of Innocence 的第一句，也是地球與銀河系關係的最佳寫照。
研究沙粒的組成，可以推測它形成的過程，進一步想，地球構造的形成是否也會與在銀河系中的位置有關呢？雖然有點難以想像，但在地球構造發展過程中，宇宙環境的影響的確不容小覷，包括地球軌道的週期性變化、太陽能量輸出的變化、伽馬射線爆發、隕石撞擊等等。事實上，隕石撞擊在大陸地殼形成中所扮演的重要角色已經獲得證實。而由澳洲、英國與美國科學家組成的研究團隊，更進一步發現了一個大陸地殼生成的大驅動機制，並發表在《地質》期刊 (Geology)上。
地殼許多岩石是來自地幔中熔融或半熔融的岩漿冷卻凝固而成，在礦物結晶過程中，像鈾之類的放射性元素會加入其中，成為追查它們年齡的密碼。不僅如此，我們還可以從晶體中其他元素來追蹤其母體岩漿的成分，就像從姓氏來追溯家族歷史一樣。
有了年齡和成分的資訊，就可以重建地殼生成的時間線，並透過傅立葉轉換來找到其主要頻率。結果發現，早期地殼生成有一個大約 2億年的週期。另一方面，我們的太陽以每秒約 240公里速度在銀河系中飛馳，而銀河系旋臂轉動的速度則是每秒 210公里，這表示太陽系會在銀河系旋臂中進出，其間隔正好也大約是 2億年。這不禁讓人聯想到，地殼產生和太陽系進出銀河系旋臂之間似乎有著某種關聯！
地殼形成與太陽系穿越銀河旋臂週期的關係。Image©NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt
這要從我們太陽系的結構說起。在太陽系最外圍有一片名為奧特雲的冰冷岩石碎片雲，當太陽系週期性進入旋臂時，重力交互作用可能使奧特雲物質進入太陽系內部，甚至撞擊地球。一般小行星帶星體若撞擊地球，其速度平均約每秒 15公里，但若來自奧特雲則快得多，平均可達每秒 52公里，而這些週期性的高能量撞擊就被記錄在地殼生成的礦物晶體中。
奧特雲星體撞擊時導致地殼破裂，就像打開汽水瓶蓋，地幔會減壓熔化，讓富含矽、鋁、鈉和鉀等較輕元素的熔岩漂浮在密度較大的地幔上方，形成新的大陸地殼。而大陸地殼在整個地球自然迴圈又扮演著至關重要的角色，與大氣、水圈有密切相互作用，更承載著主要的生物碳。雖然大規模的隕石撞擊會造成大滅絕，但也是大陸地殼發展的關鍵，甚至從外太空帶來生命。
下次在晴朗夜晚仰望夜空時，不妨看看銀河，再低頭看看腳下，你就更能體會布萊克「一沙見世界」的真諦了！
Geology, doi.org/10.1130/G50513.1
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