喜馬拉雅山脈、阿爾卑斯山脈、落基山脈、安第斯山脈……我們幾乎沒有辦法想象一個沒有山的地球。
山脈不僅僅是度假照片裡美麗的背景，它們對世界的運轉至關重要，它們影響着天氣、氣候、淡水分布和岩石侵蝕等許多方面。
但山脈并不是在地球形成的最初時刻起就存在的。它們直到大約20億年前才開始在地球上廣泛形成，這時，地球的曆史程序實際上已經走過了約25億年。
地球山脈形成的時間線。｜圖檔來源：John Parnell via The Conversation
雖然山脈的形成通常與構造闆塊的碰撞有關，闆塊之間的碰撞會導緻巨大的岩石被推高隆起。但近日，一項新研究揭示了原始海洋生命如何以我們意想不到的方式，“參與”了造山運動。
在地球上出現山脈之前，重塑海洋和大陸分布的闆塊運動隻在有限的範圍裡發生。但是，這些闆塊的運動對造山至關重要。
一個闆塊對另一個闆塊的壓力（通常是海洋闆塊撞擊大陸闆塊）會導緻海洋岩石闆塊的斷裂，這些岩石會在推動的過程中互相堆疊在一起。經過數百萬年的時間，它們不斷堆積，山脈便形成了。
但是，以如此的規模堆積起巨大的石塊一定需要“潤滑劑”，否則摩擦力會讓這個過程最終停止。這種“潤滑劑”就是碳。而新的研究表明，古老海洋中大量生物碳在此發揮了關鍵作用，為地球帶來了山脈。
研究認為，在約20億年前，當豐富的營養物質進入水中時，海洋中浮遊生物等生命形式的數量出現了爆發式增長。這有可能對大氧化事件的響應，在大氧化事件中，能進行光合作用的細菌開始産生大量氧氣，它能夠支援新形式的單細胞生命，比如大量的海洋浮遊生物。
當時，還沒有出現更複雜的生命形式，但這些單細胞生物的細胞變得更大了，而且含有更多碳。
這些微小的生物在死亡後便迅速下沉到海底，很快被掩埋在海底的泥土中，形成了含有超高水準的碳的岩石。這些碳在熱和壓力的影響下變成了石墨。
石墨是一種絕佳的潤滑劑。我們都知道，在生活中，有了石墨，無論是鎖、鉸鍊、齒輪還是車輪，甚至拉鍊都會變得更容易移動。當然，岩石也不例外。
造山過程的簡化示意圖。石塊堆疊，在碳的潤滑下逐漸形成山脈。｜圖檔來源：John Parnell via The Conversation
雖然20億年前形成的最古老的山脈如今已經被磨平，但是我們仍然可以找到它們的根基。在這些地方仍然可以找到石墨參與造山的證據。
研究考察了世界各地20個造山案例，它們遍布世界各地，從澳洲到中國，從南美到北極。比如，在蘇格蘭西北部，可以找到位于哈裡斯、愛奧那島和蓋爾洛赫地區的古老山脈中含有石墨的岩石的滑動面，這些滑動面正是伴随着最早的造山地震中形成的。
這些證據證明，微小的海洋生物累積下的豐富的石墨，通過潤滑造山的過程，以一種意想不到的方式帶來了深遠的影響。
事實上，這個過程一直在繼續，其他地質層，比如鹽，同樣發揮了一定作用。但20億年前的石墨礦床則格外“絲滑”，而且有些可能不止一次地參與了造山運動。
喜馬拉雅山脈。｜圖檔來源：Karunakar Rayker via Flickr under CC BY
比如，地球上最雄偉的山脈，也就是喜馬拉雅山脈，正是由印度和歐亞大陸之間的海洋岩石堆積而成的。從地質學的角度來說它其實很年輕，隻有約5000萬年的曆史。
科學家通過在海拔數千米的青藏高原上發現的海洋化石得知，這些山脈最初來自海洋。岩石被一路向北推，直到海洋消失，遺留下高聳的岩石。
在這一過程中，來自更古老海洋的富碳岩石彼此滑動，使得造山過程得以順利進行。這些岩石在形成後的最初幾百萬年裡已經産生了滑動，然後在一段“長期休眠”後，再次産生滑動，最終幫助了喜馬拉雅山脈崛起。
事實上，在遙遠的未來，它們可能還會産生滑動。換句話說，即使在人類消失很久之後，那些古老的浮遊生物仍然會繼續對地球産生影響。
在研究探索的所有古山脈中，每條山脈都擁有大量石墨的記錄。先前已有研究認為，石墨會讓構造闆塊變得更脆弱，進而有利于山脈形成。而新的研究發現，來自海洋生物的生物碳正是這一過程更關鍵的開端。
如果沒有來自無數浮遊生物細胞的生物碳，構造闆塊的分布可能會演變得相當不同，我們甚至不會看到如今這些山脈。
從這個角度上來說，生命的确塑造了我們的星球。
#創作團隊：
原文作者：John Parnell（亞伯丁大學地質學與石油地質學教授）
編譯：M ka
#參考來源：
https://theconversation.com/how-plankton-helped-create-the-earths-mountains-2-billion-years-ago-173076
https://phys.org/news/2021-11-explosion-ocean-life-built-mountains.html
#圖檔來源：
封面圖：Karunakar Rayker via Flickr under CC BY