一般來說，太陽系模型都是不成比例的，但不妨礙我們對其成員和運動情況的了解（圖片來自花瓣網）

太陽系是由包括地球在內的九大行星所組成的，其中地球以藍色的海洋和綠色的大地而區別於其他行星。從地球科學的角度來說，地球還有很多區別於其他行星的地方，其中花崗岩就是一例。

花崗岩的用途多種多樣，圖為韓國設計師Kim HyunJoo設計的花崗岩落地燈（圖片來自花瓣網）

我們大家都很熟悉花崗岩，它是地球上的一種重要岩石類型。我們很多的風景區實際上就是花崗岩地貌，如安徽的黃山 （圖1左）、九華山和天柱山、江西的三清山、山東的泰山與嶗山、遼寧的千山、陝西的華山等。我們很多的石材也是花崗岩的，比如國家大劇院裝飾用的「夜玫瑰」（圖1右） 就是產于山西的一種花崗岩。

當然，花崗岩還與眾多的礦產有聯繫。我國華南鎢錫礦的形成就與花崗岩關係密切。實際上，我們人類使用的許多金屬礦產都與花崗岩有關。

圖1 黃山花崗岩風景（左）及著名花崗岩石材（右，夜玫瑰）

照片來源：網路資料

花崗岩呈現各種各樣的顏色，並具有不同的特徵。但從礦物學上來說，它主要由淺色的以硅鋁為主要元素的長石 （包括斜長石和鉀長石）和石英組成，含少量以鐵鎂為主要元素的雲母與角閃石。地質學家通過百餘年的研究發現，花崗岩是組成地球大陸地殼的重要岩石類型；而大洋地殼則與大陸地殼不同[1]，它主要由斜長石和鎂鐵質含量高的輝石和橄欖石等暗色礦物組成，在岩石類型上主要為玄武岩（噴發到地表的火山岩）和輝長岩（侵入到地下的岩漿岩）。

花崗岩分布於陸殼，玄武岩則分布於洋殼。花崗岩的密度明顯小於玄武岩。

（圖片來源於網路）

那麼，為什麼只有大陸上才有花崗岩呢？

要回答這一問題，我們還需要了解花崗岩的形成過程。我們說，地球是由內部的地核、外部的地幔和表層的地殼所組成，其中大陸地區地殼的平均厚度大約在40km左右[2]。地球在初始形成時並沒有地核、地幔和地殼之分，但隨著地球的演化，其內部要發生熔融。由於地球的初始物質是富鐵鎂的，它的熔融只產生玄武質岩漿，形成類似於大洋成分的地殼，但當玄武質岩石再次發生熔融時，它就形成了以硅鋁為主要組分的花崗岩，花崗岩的密度要明顯小於玄武岩。

各種不同的花崗岩（圖片來自網路）

這樣，隨著地球上大洋板塊的俯衝，密度較大的洋殼俯衝進入地幔，而以花崗岩為主要組成的大陸便能長期保留下來。目前見到的大洋地殼，年齡都小於2億年，而大陸地殼則可老至40億年。且隨著時間的進行，保存的大陸地殼又多次被熔融，使其成分不斷向硅鋁質增多的方向進行，而殘留的鎂鐵質物質可以通過適當方式返回地幔[3~5]。這種過程反覆進行，使地球的大陸地殼不斷向穩定的方向發展。可以說，花崗岩的多少是衡量地殼發育程度的重要岩石學標誌。

板塊俯衝，密度較大的玄武岩洋殼進入地幔，而以花崗岩為主要組成的大陸便能長期保留。（圖片來自網路）

根據目前人類所掌握的資料，太陽系內其他行星並沒有發現有花崗岩的存在；或者說，花崗岩是地球區別於太陽系內其他行星的重要岩石學標誌。這一情形的出現實際上也是與這些行星的演化程度和歷史有關。正如前面敘述的那樣，花崗岩是地殼演化程度的岩石學指標，正是由於這些行星的地殼演化程度較低，才沒有出現地球上出現的花崗岩。如月球，它是除地球以外人類研究較多的另外一個星體。

花崗岩是地殼演化程度的岩石學指標。行星地殼演化程度低，因此無法出現地球上出現的花崗岩（圖片來自網路）

從月球隕石和月球返回的樣品發現，月球上不存在花崗岩，或者說，花崗岩極為少見。其主要原因是因為月球在經歷了早期的岩漿海階段後便「死寂」了，除了偶爾有隕石來訪外，月球上目前不存在什麼地質活動。

月球岩漿海階段後進入死寂階段，沒有發生地殼的分異，整個球體以玄武岩為主（圖片來源於網路）

其他天體不存在花崗岩的另一個重要原因是水。在所有的地質過程中，水起著十分重要的作用，如果沒有水，所有的岩石都很難發生熔融。而水加入到岩石中以後，可顯著降低岩石的熔點，進而使其發生熔融。所以，水是形成花崗岩必不可少的重要組分[6]。地球正是由於水的存在，才使大量花崗岩的出現成為可能，而這是其他星體所不具備的。

水降低了岩石的熔點，進而使其發生熔融。是岩石圈花崗岩和玄武岩分異的必不可少的助力（圖片來自網路）

那太陽系外的其他天體中是否也都不存在花崗岩呢？我們現在還不能給出確切的答案。但這一問題十分重要，因為只有演化成熟的天體才有可能出現類似地球上的生命，而尋找到地球以外的生命一直是人類孜孜以求的夢想。

（選自10000 個科學難題·地球科學卷）

參考文獻

[1] Pitcher W S. The Nature and Origin of Granite. London: Chapman & Hall, 1997, 1?387.

[2] Christensen N I, Mooney W D. Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view. J. Geophys. Res., 1995, 100: 9761?9788.

[3] Wedopohl K H.The composition of the continental crust. Geochim. Cosmochim. Acta,1995,69:1217?1232.

[4] Rudnick R L. Making continental crust.Nature,1995,378: 571?578.

[5] Gao S, Zhang B R, Jin Z M, Kern H, Luo T C, Zhao Z D. How mafic is the lower continentalcrust? Earth Planet. Sci. Lett., 1998, 161: 101?117.

[6] Campbell I H, Taylor S R. No water, no granites-no oceans, no continents. Geophys. Res. Lett.,1983, 10: 1061?1064.

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