地球会翻身。
每隔一段漫长的岁月,这颗行星的整个固体外壳,连同上面所有的大陆和海底,会一起朝某个方向歪过去,原本在温带的土地可能就此挪向赤道或者两极。
近日发表在《科学》(Science)上的一项研究发现,恐龙活着的那些年里,地球至少这样翻过3次。每翻一次,全球的海岸线就被重画一遍。
这件事有个正式的名字,叫真极移(true polar wander)。
它和大家熟悉的板块漂移是两回事。板块漂移是各块大陆各走各的,有的往东,有的往北。真极移则是整个固体地球作为一个整体,相对于自转轴转动。
自转轴在太空中的指向基本没变,变的是地球表面哪个地点正好顶在轴上。站在地面上看,就好像南北极在地图上游走。
地球之所以要翻身,是为了转得稳。
地球并非正球体。因为一直在自转,它的赤道部分被甩得鼓了出来,赤道半径比两极方向的半径长了约21千米,整体像一个略微压扁的球。
一个旋转的物体,总是倾向于让自己最重的部分待在离转轴最远的地方,这样转起来最稳。对地球来说,这个地方就是赤道。
可地球内部并不安分。地幔里的物质在缓慢流动,地表的质量分布也在变。一旦某个地方多出一大团分量,原本的平衡就被打破了。
于是整个固体地球会慢慢转动,把多出来的分量送到赤道附近,重新站稳。
这个道理科学家早就明白,麻烦在于怎么证明它真的发生过,以及发生得有多快。
过去的主要办法是看古地磁。岩石形成时会把当时的地磁场方向“冻”在里面,相当于一枚指南针化石,能告诉人们这块石头诞生时位于什么纬度。
但板块自己也在移动。一块石头的纬度变了,可能是它所在的板块漂走了,也可能是整个地球翻了身,两种信号搅在一起,很难分清。
结果是各家解读差别很大。尤其在恐龙时代,有人认为真极移小到可以忽略,也有人认为它幅度可观,但一直很慢。
挪威奥斯陆大学的地球科学家马修·多梅尔(Mathew Domeier)和同事换了一条完全不同的路,他们去看海水。
地球翻身的时候,岩石和海水的反应速度不一样。
海水是液体,赤道那圈鼓包挪到哪里,水很快就跟到哪里。岩石则被黏稠的地幔拖着,变形要慢得多。
这样一来,在翻身的过程中,有些地方的海水会先漫上来,淹掉陆地,另一些地方的海水会先退下去,露出海底。
而且这种一淹一露在全球有固定的格局。真极移有两条特殊的轴,一条躺在赤道面上,另一条与它垂直。离这两条轴越远的地区,海平面变化越大。
如果在地质记录里找到了这种格局,就等于抓到了地球翻身的现行。
研究团队用的材料是大陆淹没图。地质学家根据各地的沉积岩,早已整理出不同年代里哪些陆地泡在海水下、哪些露在外面,这份记录可以一直追溯到3.2亿年前。
他们以1000万年为一档,一档一档地检查,看哪些时段的淹没变化符合真极移该有的样子。
最后有4个时段的信号特别强。
最早的一次在早侏罗世,距今2亿年到1.9亿年。第2次横跨晚侏罗世到早白垩世,距今1.5亿年到1.4亿年。第3次在白垩纪中期,距今1亿年到9000万年。
这3次都落在恐龙时代。
第4次离现在最近,发生在渐新世到中新世,距今3000万年到2000万年,那时恐龙早已灭绝。
这些结果和别的证据对得上。对于白垩纪中晚期,其他统计方法估算出的轴的位置与新结果一致。侏罗纪的信号也和传统古地磁研究的结论吻合,不过论文表示,这一段还需要进一步检验。
这里说的“快”,是地质学意义上的快。每次翻身仍然要花上几百万年,任何一头恐龙终其一生都察觉不到。
但几百万年累积下来,足够让大片陆地沉入浅海,也足够让大片海底变成陆地。
真极移的影响还不止于海水。地球翻身时,地核和气候带并不跟着动。一块陆地被带到新的纬度,就进了另一个气候带。
科学家因此早有推测,真极移会深刻影响气候和生物圈,甚至影响地核里产生地磁场的流动。
这篇论文没有细说恐龙和其他生物当时受到了怎样的冲击。可哪些陆地露出水面、哪些被海水吞没,本身就决定着生态系统的格局。
团队在论文中的判断很明确:今后研究海平面变化以及其他全球环境和生物演变时,都该把一阵一阵发作的真极移算进去。它的影响,很可能一直被低估了。
而且这4次很可能不是全部。研究团队认为,在更早的地球历史上,类似的快速翻身大概率也发生过。只是这次用到的大陆淹没记录只追溯到3.2亿年前,想把更早的那几次一一找出来,还需要更多的数据。
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图一:从太空看到的地球,由阿尔忒弥斯2号的一名乘组成员于2026年4月拍摄,图源:NASA图二:晚侏罗世到早白垩世的大陆淹没推算图,图源:Domeier et al., 2026
信源:Lee, Gayoung. "Earth Tipped on Its Side During the Age of Dinosaurs—and Not Just Once." Gizmodo, 1 Oct. 2026

