为什么地球是唯一具有板块构造的行星

陆地上，板块构造是地球演化的重要组成部分。

这幅地球地图以黑色显示了从 1964 年至今确定的 30 多万个地震震中。地震位置清楚地在地图上描绘出许多“线”，这些“线”对应于我们星球上构造板块之间的许多边界。
图片来源：A. El-Aziz Khairy Ebd el-aal，埃及国家地震网，2011 年
地壳和上地幔形成岩石圈：破碎成一系列板块。

在地球上两个板块之间的边界，它们可以发散，当板块分开时产生新的地壳，汇聚，当一个板块被推到另一个板块下方时地壳被破坏，“转化”，它们水平滑过彼此，或者在相互作用不清楚的边界区域。这些负责并与地表特征相关，例如造山、地震、火山等。
信用：美国地质勘探局
这些板块碰撞、分散、抬升和俯冲，形成不同的表面特征。

夏威夷群岛与地球上形成的大多数岛弧一样，最初是由于地幔柱通过地壳上升将物质输送到地球表面而出现的。随着时间的流逝，熔岩积聚起来戳到地球的海洋表面之上，然后，随着板块滑过，使得正在形成的，正在生长的山脉不再在同一热点上，一个新的岛屿开始形成。一旦一座山离开了它的热点，它只会侵蚀，不能进一步生长。
学分：乔尔·E·罗宾逊，美国地质勘探局
从山脉形成到火山岛链再到海洋扩散，板块构造影响着整个地球。

贝加尔湖，从NASA的OrbView-2卫星上从太空观看。贝加尔湖是世界第七大湖，但拥有的淡水比其他任何湖泊都多。它是地球上已知的最深的大陆裂谷，形成于板块分开时。
图片来源：SEAWIFS项目，NASA / GSFC
大陆漂移在历史上多次创造和分裂超级大陆。

这部动画展示了冈瓦纳兰超级大陆的分裂，它本身曾经是盘古大陆的一个大部分，分为南美洲、南极洲、非洲、澳大利亚等较小的大陆，以及其他可识别的大陆的组成部分，如阿拉伯和印度。
图片来源：B. Goldberg/Quora，由 E. Siegel 修改
但地球是独一无二的吗？没有其他已知的行星拥有板块构造。

这张四颗类地行星加上地球月球的剖面图显示了这五个世界的核心、地幔和地壳的相对大小。请注意，水星的核心半径占其内部的 85%;金星的核心/地幔边界是高度不确定的;水星本身是我们所知道的唯一一个没有地壳的世界。然而，只有地球表现出板块构造;其他三颗岩石行星都只有单个板块。
图片来源：NASA/JPL
火星是一颗单板块行星，使奥林匹斯山得以形成。

这张计算机生成的奥林匹斯山视图显示了火山的大小、火山口和长而倾斜的侧面，使其成为目前已知的最大的行星状火山。由于火星缺乏板块构造，奥林匹斯山下的岩浆室在喷发时，会一遍又一遍地生长着这座火山。数十亿年来，它一直是太阳系最大的山，并在地质时间尺度上继续增长。
学分：德雷克斯勒星体/洛厄尔天文台
奥林匹斯山有一个不动的单板块和它下面的热点，是最大的行星火山。

火星轨道器激光高度计（MOLA）火星西半球的彩色地形图，显示了塔尔西斯和瓦莱斯水手地区。撞击盆地Argyre位于右下角，低地Chryse Planitia位于Tharsis地区的右侧（东部）。靠近左上角的奥林匹斯山是火星上四座主要高大的行星火山中最大和最高的一座。
图片来源：NASA/JPL-加州理工学院/亚利桑那州立大学/火星全球勘测者 MOLA 团队
水星在早期失去了大部分地幔，已经冷却形成一个坚固的单板行星。

当谈到太阳系的大型非气态世界时，水星拥有迄今为止相对于其大小最大的金属核心。然而，地球是所有这些世界中密度最大的，由于增加了引力压缩因素，没有其他主要天体的密度可以比较。与金星、地球和火星不同，水星没有单独的地壳层可言。
学分：布鲁斯·默里/行星协会
但是金星，几乎和地球的大小和质量一样，内部热量相当，也只有一个板块。

右边可见光下的地球和左边的红外线中的金星半径几乎相同，金星的物理大小约为地球的~90-95%。尽管产生相似的内部热量，但地球表现出板块构造活动，而金星只有一个非移动板块。然而，这两个世界都是火山活跃的。
学分：美国宇航局/麦哲伦
虽然它仍然在火山中活跃，但金星的表面会变形，但不会流动。

麦哲伦航天器在1990年和1992年拍摄的金星表面同一区域的这两张图像显示了景观变化的证据：与火山喷发重新浮出水面一致，并为此处描绘的部分图像景观添加了材料。重新浮出水面或覆盖以前的陨石坑是这种现象的极有力证据。
学分：R.R. 赫里克和 S. 亨斯利，科学，2023 年
地球的构造独特性归功于大面积的表面海洋，在其他地方发现了暗示。

这位艺术家的演绎展示了木卫二上观察到的表面特征，映射到木星第二颗伽利略卫星的理论地下结构上。许多显示板块构造证据的特征在表面上是可见的，尽管它们是冰板，而不是木卫二上的岩石板块。
图片来源：K.P. Hand et al.， Europa Clipper/NASA， 2017
木星冰雪覆盖的卫星欧罗巴展示了冰板块构造的证据。

这个俯冲过程的概念图（一个板块被迫压在另一个板块下）展示了木卫二20-30公里厚（约10-20英里）冰壳的寒冷，脆弱的外部如何进入温暖的外壳内部并最终被纳入。在覆盖板的表面形成了一个低浮雕的包含带，旁边可能已经喷发了cryolavas。欧罗巴快船任务旨在进一步研究木星的这颗卫星。
学分：NASA/Noah Kroese，I.NK
俯冲和地下液体上升流发生在那里，冥王星上可能具有类似的活动。
液态水可能是关键。

新视野号观测和拍摄的地质特征和科学数据表明，冥王星表面下方有一个地下海洋，环绕着整个地球。当冥王星冰冷地壳的各个区域碰撞时，可能会出现板块状行为，并可能隆起和俯冲：它可能与许多具有大量地表和地下水的世界有共同之处。
图片来源：J.T. Keane 等人，《自然》，2016 年
内部热量加上水的润滑作用结合在一起，可能使地球的流动滑动板成为可能。

正如浮力原理和引力实验所证实的那样，地壳在海洋上最薄，在山脉和高原上最厚。很可能是地球内部热量以及地球表面和内部大量液态水的综合影响，使岩石圈，地幔的最上部加上地壳，碎裂成相互滑动，碰撞和扩散的板块。
信用：美国地质勘探局