《天地本源》第二章 地面亂象

（作者：楊建立）

打開世界地圖，我們看到地球表面上一片亂象白华。

群山深谷縱橫交錯，高原平地割據(jù)紛爭玫芦，海洋湖泊交相輝映，火山口宙橱、隕石坑星星點點姨俩，遍布全球蘸拔。不止這些师郑，在茫茫大海里，不時冒出來一串串島嶼调窍，好似在海水里時隱時現(xiàn)的游龍宝冕。大陸邊緣相互映襯，像是被某種巨大的力量生生撕裂開來邓萨。在漫漫歷史長河中地梨，我們的地球經(jīng)歷了什么菊卷，導致她老人家傷痕累累、癍跡重重宝剖？

那自然是一次次的造山運動洁闰、火山噴發(fā)、大陸漂移万细、板塊運動扑眉，以及隕石轟擊的結果。

造山運動

地球上赖钞，陸地面積只占地球表面積的29%左右腰素。然而，就在這比例不大的陸地面積當中雪营，海拔2000米以上的高山和高原卻占據(jù)著陸地面積的11%弓千，至于海拔1000米以上的山地。竟占據(jù)著陸地面積的28%以上献起，共約4200萬平方千米洋访。這個面積也恰巧與整個亞洲面積相當。再加上一些低山和丘陵征唬，地球上的陸地可以說到處布滿了山捌显。

如果地球上沒有水，把海底的山都暴露在我們的面前总寒，我們會發(fā)現(xiàn)扶歪，海底的山比陸地上的山更加雄偉壯觀。陸地上最高的山是喜馬拉雅山摄闸，而最深的馬里亞納海溝是11034米善镰，如果把喜馬拉雅山放在這么深的海溝里根本就露不出頭。

那么年枕，地球為什么不是標準的球形炫欺，或者說不是標準的橢球形（因為地球有自傳，赤道應當略高于兩極）熏兄？這么多奇特的地形地貌是怎樣形成的品洛？為了解釋這些地表巖石的褶皺和逆沖現(xiàn)象，1830年法國地質學家E.德.博蒙于提出 “地球收縮說”摩桶，認為地球由于不斷變冷而收縮桥状。隨后，物理學家硝清、地球物理學先驅L.開爾文提出了地球冷凝的物理模式辅斟。之后，J.D.丹納提出地槽是在地球收縮而形成的凹陷基礎上演化來的芦拿∈快“收縮說”成為19 世紀末到20世紀中葉主流學說查邢。

地球收縮說

收縮說認為，地球由于放熱變冷而導致不斷收縮酵幕。在這個模式中扰藕，幾百公里以下的地球內部仍然接近于初始的溫度。而最外部的圈層芳撒，包括現(xiàn)今所說的巖石圈和上地幔实胸，已經(jīng)變得相對較冷。這樣番官，在最外部圈層之下的部分由于迅速變冷收縮庐完，而向地球內部分離。分離所留下的空間由最外部圈層在重力作用下向內收縮來充填徘熔，這一收縮门躯、充填作用使地球最外部的圈層處在一種橫向擠壓的狀態(tài)中。收縮說首次提出了具有明確物理基礎的全球性動力地質原因酷师，較之以前各學派對地殼運動認識上的一個明顯進步讶凉，在于它揭示了地殼水平運動的存在。

但是山孔，后來的研究表明懂讯，強烈的地殼運動只是在某些地區(qū)和某些時代發(fā)生，冷縮說不能解釋地球上山脈的分布為什么具有一定的構造方向台颠，呈現(xiàn)出條帶狀結構褐望，而不是像收縮的干蘋果那樣，雜亂無章串前。另外瘫里，像在阿爾卑斯山所發(fā)現(xiàn)的強烈褶皺，地表只有在皺縮到原先距離的1/4至1/8才能出現(xiàn)荡碾，而要達到這樣的收縮谨读，當時的地球就必須降溫2400度以上。根據(jù)計算坛吁，過去的地球絕對不可能有如此高的溫度劳殖。

收縮說從提出開始，就遇到難以克服的困難拨脉，主要是無法證實地球表面的構造確實是由收縮造成的哆姻，它對廣泛分布的由正斷層表現(xiàn)的張性區(qū)域也無法解釋。20世紀20年代女坑，放射性射線發(fā)現(xiàn)后填具，人們認識到统舀，地殼中同位素衰變放熱可能導致地球（或地殼）熱脹匆骗。冰期和間冰期的發(fā)現(xiàn)和證實劳景，表明地球表面可變冷也可變熱。20世紀30年代以后碉就，由于地球膨脹說盟广，尤其是海底擴張說的提出和證實，收縮說走向衰落瓮钥。

目前對于山脈的形成最流行的是板塊構造學說筋量。這個學說認為：大陸板塊與大陸板塊之間相撞就會凸起高高的山脈，如喜馬拉雅山碉熄。然而喜馬拉雅山區(qū)在凸起之前是一片汪洋大海桨武，怎么又成了陸地呢？據(jù)對青藏高原的考察锈津，科學家在這里還發(fā)現(xiàn)了魚龍化石呀酸，說明在這片高原在隆起之前的水深起碼在4000米以上。就算是有板塊的碰撞那也應該是亞洲板塊插入到印度板塊的下面才對琼梆。

地質學家李四光認為：造山運動的主要動力是地殼的水平擠壓性誉，一般有兩種擠壓，一種是由于地球自轉速度的變化而造成東西向的水平擠壓;另一種是由于在不同緯度地球自轉的線速度不同所造成的地殼向赤道方向的擠壓茎杂。這兩種擠壓加上地殼受力不均所造成的扭曲错览，就形成了各種走向的山脈。不過如此巨大的擠壓力量到底從何而來煌往？

1969年7月20日倾哺，“阿波羅”登月艙降落到月面上，開始了人類有史以來的登月活動刽脖。太空人帶回了的月球巖石樣本告訴我們許多關于地球的往事悼粮。月球表面沒有大氣層的保護，同時也沒有地球上的那種浸蝕作用和流水的搬動曾棕。因此扣猫，自月球46億年前形成以來發(fā)生的事件，都保持有比較完整的記錄翘地。地球形成的年代和月球相當申尤，但地球表面最古老的巖石記錄只有39億年歷史。而月球表面的巖石卻有31~46億年的歷史衙耕。

因此昧穿，月球表面為我們提供了地球--月球系統(tǒng)歷史中空白年代的寶貴資料。例如：月球的表面揭示橙喘，在40億年前时鸵，月球曾受到許多隕星猛烈而持續(xù)很久的轟擊，那些隕星很可能是一顆顆大彗星。

因此饰潜，人們自然想到初坠，地球在那個年代，也同樣遭受過大量隕星的轟擊彭雾。就自然而然產(chǎn)生了山脈成因的“隕星說”碟刺。

隕星說

隕星說認為，大約在40億年前薯酝，地球表面比現(xiàn)在相對平滑半沽，不過溫度相當高，它就像一個小太陽既發(fā)光也發(fā)熱吴菠，當時表面尚未形成巖石圈者填，因為表面都是液態(tài)的巖漿。大約就在那個地質年代地球被一個特大的彗星撞擊做葵，中心地點在現(xiàn)在的太平洋區(qū)域幔托，撞擊力使這一區(qū)域凹陷，撞擊力通過地球內部的地核傳到背對太平洋的一面蜂挪，從而隆起原始古陸的雛形重挑。這便是地球當初的泛大陸。

他們認為棠涮，太平洋中的有些大海溝就是多次撞擊爆炸的裂痕谬哀。裂痕深入到地球內部，大量的巖漿受撞擊爆炸的擠壓严肪，被推向海溝的兩邊史煎，使海溝兩邊凸起高高的山脈，那些山脈于今是太平洋中的島嶼驳糯，這就是為什么海洋地殼比大陸地殼要薄的原因篇梭。還有海洋地殼有缺失巖層的所在。由于物質豐富酝枢，這次撞擊也可能以太平洋為中心波及全球恬偷。也就是全球只要是這個時期形成的山，都與這顆彗星有關帘睦。

但是袍患，隕星說并沒有得到地質學上的證據(jù)支持，隕星撞擊出來的應該是環(huán)形山竣付，我們平時所見到的山脈走勢诡延，大多不是環(huán)形，而是以條帶狀結構為主古胆。還有肆良，隕星帶給地球的礦物沒能找到。

大陸漂移學說

1910年，德國氣象學家魏格納（Alfred Lothar Wegener）偶然發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸的輪廓極為相似惹恃。此后經(jīng)研究夭谤、推斷，他在1912年發(fā)表《大陸的生成》座舍，1915年發(fā)表《海陸的起源》，提出了大陸漂移學說陨帆。該學說認為在古生代后期（約三億年前）地球上存在一個“泛大陸”曲秉，相應地也存在一個“泛大洋”。后來疲牵，在地球自轉離心力和天體引潮力作用下承二，泛大陸的花崗巖層分離并在分布于整個地殼中的玄武巖層之上發(fā)生漂移，逐漸形成了現(xiàn)代的海陸分布纲爸。

《天地本源》第二章地面亂象

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《天地本源》第二章地面亂象

大陸漂移說逐漸被人們認可亥鸠，但對造成大陸漂移的原動力卻有種種猜測，至今未有定論识啦。

該學說成功解釋了許多地理現(xiàn)象负蚊，如大西洋兩岸的輪廓相互吻合的問題；非洲與南美洲發(fā)現(xiàn)相同的古生物化石及現(xiàn)代生物的親緣問題颓哮；南極洲家妆、非洲、澳大利亞發(fā)現(xiàn)相同的冰磧物冕茅；南極洲發(fā)現(xiàn)溫暖條件下形成的煤層等等伤极。但它有一個致命弱點---動力。

根據(jù)魏格納的說法姨伤，當時的物理學家立刻開始計算哨坪，利用大陸的體積、密度計算陸地的質量乍楚。再根據(jù)硅鋁質巖石（花崗巖層）與硅鎂質巖石（玄武巖層）摩擦力的狀況当编，算出要讓大陸運動，需要多么大的力量徒溪。物理學家發(fā)現(xiàn)凌箕，日月引力和潮汐力很小，根本無法推動廣袤的大陸词渤。因此牵舱，大陸漂移學說在興盛了十幾年后就逐漸銷聲匿跡了。

由于導致大陸漂移的動力問題沒能解決缺虐，所有的地球科學家對“大陸漂移說”始終不予理會芜壁，不過“大陸漂移說”卻因古地磁學的發(fā)現(xiàn)而崢嶸再現(xiàn)，“海洋擴張說”嶄露頭角。

50年代伊始慧妄，在第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)的新技術被廣泛用于海洋觀測顷牌，比如采用聲納裝置觀測海底地形，利用海洋磁場儀探測海底磁場異常情況等塞淹。通過這些探測窟蓝，科學家終于搞清全球海底被稱為“海嶺”的巨大海底山脈是彼此相連的。

海洋探測的發(fā)展同時也證實了海底巖層薄而且年輕（最多二饱普、三億年运挫，而陸地有數(shù)十億年的巖石）；另外1956年開始的海底磁化強度測量發(fā)現(xiàn)大洋中脊兩側的地磁異常是對稱的套耕。據(jù)此谁帕，美國學者赫斯（H.H.Hess）提出海底擴張學說，認為地幔軟流層物質的對流上升使海嶺地區(qū)形成新巖石冯袍，并推動整個海底向兩側擴張匈挖，最后在海溝地區(qū)俯沖沉入大陸地殼下方。

在海底山脈中位于大西洋中部的大西洋中央海嶺康愤，魏格納在世時人們就不陌生儡循。但是，類似的海嶺存在于太平洋征冷、印度洋贮折、北冰洋等地球所有的海洋，像網(wǎng)絡一樣分布在海底资盅。在大西洋中部南北走向綿延1萬公里以上的中央海嶺的中段调榄，還存在一個“大規(guī)模的谷地”，科學家還發(fā)現(xiàn)呵扛，這個“中央谷地”與中央海嶺并排相連每庆。于是有科學家提出，大西洋正是地球的裂縫今穿，海底也許就是在這里擴張的缤灵。隨后科學家又測定出從地球內部涌流出的地殼熱流量，也了解到從海嶺之下的深處似乎正在噴涌出熱物質蓝晒。

根據(jù)以上探測結果腮出，科學家得出結論：中央海嶺下的地幔對流升騰形成海洋地殼，海底由此擴張芝薇，這種結論支持了“海洋擴張說”胚嘲，而“海洋擴張說”也解釋了大陸的分裂和移動。構成大陸地殼的物質密度小洛二，地幔就會上浮馋劈。根據(jù)“海洋擴張說”攻锰，大陸下的地幔對流升騰造成大陸分裂，進而地幔向水平方向的運動將大陸推開妓雾。

此后娶吞，美國加利福尼亞大學斯克里普斯海洋研究所的科學家，觀測了能夠解釋美國西海岸附近太平洋海底地殼形成原因的地磁異常情況械姻，弄清了在20公里到30公里的寬度上存在百分之一的磁場異常妒蛇，在南北幾百公里范圍內呈條紋狀分布。此外楷拳，隨著同時期巖石年代測定技術的進步绣夺，科學家弄清了以往數(shù)百萬年間曾經(jīng)多次反復的地磁場逆轉歷史。

1963年唯竹，弗萊德·瓦因和德拉蒙多·馬修茲提出了一個大膽的假說：加利福尼亞的地磁異常帶是地球磁場逆轉的反映乐导。在中央海嶺苦丁，由于高溫巖漿的冷卻生成了海底地殼浸颓，也就形成了具有當時地球磁場方向的磁場的巖石。瓦因等人認為旺拉，地球磁極曾多次逆轉产上，具有各個地質時期磁場方向特征的海底地殼，在海底并列呈條紋狀蛾狗，這個事實為觀測所確定晋涣。由于海底向海嶺兩側擴張，如果瓦因等人的見解符合實際沉桌，那么觀測得到的反映磁場異常的條紋谢鹊，相對海嶺兩側應當是對稱的。這種對稱性也被實際觀測所確認留凭。匯集來的有關觀測數(shù)據(jù)都在支持“海洋擴張說”佃扼，而且根據(jù)海底磁場異常的數(shù)據(jù)，使迄今科學家掌握的只有幾百萬年的地球磁場的逆轉史蔼夜，一下子擴大至2億年兼耀。

正是海底擴張學說的動力支持，加上新的證據(jù)（古地磁研究等）支持大陸確實很可能發(fā)生過漂移求冷，從而使大陸漂移學說開始死而復生瘤运，形成了板塊運動說（板塊構造學說也稱新大陸漂移學說）。

板塊運動說

板塊運動說是1968年法國地質學家勒皮雄與麥肯齊匠题、摩根等人提出的一種新的大陸漂移說拯坟，它是海底擴張說的引伸。

板塊構造韭山，又叫全球大地構造似谁。所謂板塊指的是巖石圈板塊傲绣，包括整個地殼和莫霍面以下的上地幔頂部，也就是說地殼和軟流圈以上的地幔頂部巩踏。新全球構造理論認為秃诵，不論大陸殼或大洋殼都曾發(fā)生，并還在繼續(xù)發(fā)生大規(guī)模水平運動塞琼。但這種水平運動并不象大陸漂移說所設想的菠净，發(fā)生在硅鋁層和硅鎂層之間，而是巖石圈板塊整個地幔軟流層上像傳送帶那樣移動著彪杉，大陸只是傳送帶上的“乘客”毅往。

勒皮雄在1968年將全球地殼劃分為六大板塊；太平洋板塊派近、亞歐板塊攀唯、非洲板塊、美洲板塊渴丸、印度洋板塊（包括澳洲）和南極板塊侯嘀。其中除太平洋板塊幾乎全為海洋外，其余五個板塊既包括大陸又包括海洋谱轨。此外戒幔，在板塊中還可以分出若干次一級的小板塊，如把美洲大板塊分為南土童、北美洲兩個板塊诗茎，菲律賓、阿拉伯半島献汗、土耳其等也可作為獨立的小板塊敢订。板塊之間的邊界是大洋中脊或海嶺、深海溝罢吃、轉換斷層和地縫合線楚午。這里提到的海嶺，一般指大洋底的山嶺刃麸。在大西洋和印度洋中間有地震活動性海嶺醒叁，海嶺也稱之為中脊，由兩條平行脊峰和中間峽谷構成泊业。太平洋也有地震性的海嶺把沼，但不在大洋中間，而偏在東邊吁伺，它不甚崎嶇饮睬，沒有被中間峽谷分開的兩排脊峰，一般叫它為太平洋中隆篮奄。海嶺實際上是海底分裂產(chǎn)生新地殼的地帶捆愁。轉換斷層割去，是大洋中脊被許多橫斷層切成小段，它不是一種簡單的平移斷層昼丑，而是一面向兩側分裂呻逆，一面發(fā)生水平錯動，是屬于另一種性質的斷層菩帝，威爾遜稱之為轉換斷層咖城。兩大板塊相撞，接觸地帶擠壓變形呼奢，構成褶皺山脈宜雀，使原來分離的兩塊大陸縫合起來，叫地縫合線握础。一般說來辐董，在板塊內部，地殼相對比較穩(wěn)定禀综，而板塊與板塊交界處简烘，則是地殼比較活動的地帶，這里火山菇存、地震活動以及斷裂夸研、擠壓褶皺邦蜜、巖漿上升依鸥、地殼俯沖等頻繁發(fā)生。

按照赫斯的海底擴張說來解釋悼沈，大洋中脊是地幔對流上升的地方贱迟，地幔物質不斷從這里涌出，冷卻固結成新的大洋地殼絮供，以后涌出的熱流又把先前形成的大洋殼向外推移衣吠，自中脊向兩旁每年以0.5～5厘米的速度擴展，不斷為大洋殼增添新的條帶壤靶。因此缚俏，洋底巖石的年齡是離中脊愈遠而愈古老。當移動的大洋殼遇到大陸殼時贮乳，就俯沖鉆入地幔之中忧换，在俯沖地帶，由于拖曳作用形成深海溝向拆。大洋殼被擠壓彎曲超過一定限度就會發(fā)生一次斷裂亚茬，產(chǎn)生一次地震，最后大洋殼被擠到700公里以下浓恳，為處于高溫溶融狀態(tài)的地幔物質所吸收同化刹缝。向上仰沖的大陸殼邊緣碗暗，被擠壓隆起成島弧或山脈，它們一般與海溝伴生∩液唬現(xiàn)在太平洋周圍分布的島嶼言疗、海溝、大陸邊緣山脈和火山颂砸、地震就是這樣形成的洲守。所以，海洋地殼是由大洋中脊處誕生沾凄，到海溝島弧帶消失梗醇，這樣不斷更新，大約2～3億年就全部更新一次撒蟀。因此叙谨，海底巖石都很年輕，一般不超過二億年保屯，平均厚約5～6公里手负，主要由玄武巖一類物質組成。而大陸殼已發(fā)現(xiàn)有37億年以前的巖石姑尺，平均厚約35公里竟终，最厚可達70公里以上。除沉積巖外切蟋，主要由花崗巖類物質組成统捶。地幔物質的對流上升也在大陸深處進行著，在上升流涌出的地方柄粹，大陸殼將發(fā)生破裂喘鸟。如長達6000多公里的東非大裂谷，就是地幔物質對流促使非洲大陸開始張裂的表現(xiàn)驻右。

隨著軟流層的運動什黑，各個板塊也會發(fā)生相應的水平運動。據(jù)地質學家估計堪夭，大板塊每年可以移動1-6厘米距離愕把。這個速度雖然很小，但經(jīng)過億萬年后森爽，地球的海陸面貌就會發(fā)生巨大的變化：當兩個板塊逐漸分離時恨豁，在分離處即可出現(xiàn)新的凹地和海洋；大西洋和東非大裂谷就是在兩塊大板塊發(fā)生分離時形成的拗秘。當兩個大板塊相互靠攏并發(fā)生碰撞時圣絮，就會在碰撞合攏的地方擠壓出高大險峻的山脈。位于我國西南邊疆的喜馬拉雅山雕旨，就是三千多萬年前由南面的印度板塊和北面的亞歐板塊發(fā)生碰撞擠壓而形成的扮匠。有時還會出現(xiàn)另一種情況：當兩個堅硬的板塊發(fā)生碰撞時捧请，接觸部分的巖層還沒來得及發(fā)生彎曲變形，其中有一個板塊已經(jīng)深深地插入另一個板塊的底部棒搜。由于碰撞的力量很大疹蛉，插入部位很深，以至把原來板塊上的老巖層一直帶到高溫地幔中力麸，最后被熔化了可款。而在板塊向地殼深處插入的部位，即形成了很深的海溝克蚂。西太平洋海底的一些大海溝就是這樣形成的闺鲸。

根據(jù)板塊學說，大洋也有生有滅埃叭，它可以從無到有摸恍，從小到大；也可以從大到小赤屋，從小到無你辣。大洋的發(fā)展可分為胚胎期（如東非大裂谷）耳幢、幼年期（如紅海和亞丁灣）、成年期（如目前的大西洋）逢倍、衰退期（如太平洋）與終了期（如地中海）籽暇。大洋的發(fā)展與大陸的分合是相輔相成的仰猖。在前寒武紀時晌涕，地球上存在一塊泛大陸员辩。以后經(jīng)過分合過程，到中生代早期令哟，泛大陸再次分裂為南北兩大古陸恼琼，北為勞亞古陸妨蛹，南為岡瓦那古陸屏富。到三迭紀末，這兩個古陸進一步分離蛙卤、漂移狠半，相距越來越遠，其間由最初一個狹窄的海峽颤难，逐漸發(fā)展成現(xiàn)代的印度洋神年、大西洋等巨大的海洋。到新生代行嗤，由于印度已北漂到亞歐大陸的南緣已日，兩者發(fā)生碰撞，青藏高原隆起栅屏，造成宏大的喜馬拉雅山系飘千，古地中海東部完全消失堂鲜；非洲繼續(xù)向北推進，古地中海西部逐漸縮小到現(xiàn)在的規(guī)模护奈；歐洲南部被擠壓成阿爾卑斯山系缔莲，南、北美洲在向西漂移過程中霉旗，它們的前緣受到太平洋地殼的擠壓痴奏，隆起為科迪勒拉—安第斯山系，同時兩個美洲在巴拿馬地峽處復又相接厌秒；澳大利亞大陸脫離南極洲读拆，向東北漂移到現(xiàn)在的位置。于是海陸的基本輪廓發(fā)展成現(xiàn)在的規(guī)模鸵闪。

板塊邊界為不穩(wěn)定地帶建椰，地震幾乎全部分布在板塊的邊界上，火山也特別多在邊界附近岛马，其它如張裂棉姐、巖漿上升、熱流增高啦逆、大規(guī)模的水平錯動等伞矩，也多發(fā)生在邊界線上，地殼俯沖更是碰撞邊界劃分的重要標志之一夏志；可見板塊邊界是地殼的極不穩(wěn)定地帶乃坤。

“海底擴張說”有力地支持了“大陸漂移學說”，這一學說現(xiàn)在已經(jīng)被很多人所接受了沟蔑。還有那個老問題湿诊，驅使板塊運動和海底擴張的力量是什么？對此瘦材，有人提出了地幔對流的假說厅须。

地幔對流說

地幔對流說認為，地球猶如一只尚未煮熟的雞蛋食棕，地幔是還能流動的蛋清朗和，正是流動著的地幔物質，提供了大陸漂移的動力簿晓。

《天地本源》第二章地面亂象

《天地本源》第二章地面亂象

軟流層中的地幔物質由于熱量增加眶拉，密度減小，體積膨脹憔儿，產(chǎn)生上升熱流忆植，上升的地幔物質遇到地殼底部向四周分流，隨著溫度下降，地幔物質密度增大朝刊，又沉降到地幔中吴侦，這一過程稱為地幔對流。

板塊構造說認為地幔對流（mantle convection）是板塊運動的主要驅動機制坞古。這一詞匯在19世紀已有人提出备韧，英國著名地質學家霍姆斯（A Holmes，1928）和格里格斯（D.Griggs痪枫，1939）試圖用地幔對流作為大陸漂移的驅動力织堂。20世紀60年代這一觀點被地質學家廣泛接受，并成為海底擴張奶陈、板塊移動以及地幔柱形成的重要機制易阳。地幔是由高溫的熱物質組成的。由于地幔內部存在密度和溫度的差異吃粒，導致固態(tài)物質也可以發(fā)生流動潦俺。地幔對流是一個復雜的系統(tǒng)，它既是一種熱傳導方式徐勃，又是一種物質流的運動事示。地幔對流是在緩慢的進行的，對流活動的時間可達幾千萬年僻肖，甚至幾億年肖爵。地幔對流的流動形態(tài)可以不同。熱的地幔物質上升減壓常常伴隨有部分熔融作用發(fā)生臀脏。地幔對流可以是從核幔邊界上升至巖石圈底部劝堪，形成全地幔對流環(huán)；也可以是分層對流揉稚，即上秒啦、下地幔分別形成對流環(huán)。近些年來地震層析和地球化學研究成果已證實地幔的流變搀玖。

地幔對流說認為余境，在地幔中，特別是地幔軟流層中發(fā)生的熱對流巷怜。地幔對流是一種自然對流葛超，既是發(fā)生在地幔中的一種傳熱方式（通過物質運動傳遞熱量），又是一種地幔物質的運動過程（由物質內部密度差或溫度差所驅使的）延塑，是地球內部向地球表面輸送能量、動量和質量的一種有效途徑答渔。由于它被認為是地球演化的最可能的驅動因素关带，并且與大洋中脊裂谷和大陸裂谷的形成，地表熱點的分布，地震和火山活動宋雏，以及某些礦物的生成密切相關而受到重視芜飘。

地幔對流是人們根據(jù)對地球的認識而逐漸推斷出來的一種假說。早在1881年磨总，費希爾(O.Fisher)在《地殼物理學》一書中就提出了地幔中可能存在著對流的觀點嗦明。20世紀30年代，英國地質學家霍姆斯(A.Holmes)曾企圖以地幔對流來解釋大陸漂移的驅動機理蚪燕。60年代娶牌，地幔對流的思想則成為解釋海底擴張和板塊大地構造學說的重要理論之一。板塊學說認為馆纳，驅動板塊運動的主要因素是某種形式的地幔對流诗良。地幔對流是與 地球動力學的研究同時發(fā)展起來的。

按流變性質劃分鲁驶，地球上層應分為巖石層和軟流層鉴裹。軟流層中的地幔物質由于部分熔化具有類流體性質。在有限厚度流體層中由密度差（或溫差）驅使的熱對流一般呈蜂窩狀結構钥弯，每個蜂窩中都有上升流径荔、下降流和水平流動，它們構成一個完整的對流單元脆霎。二維問題中的對流單元稱為對流環(huán)猖凛。完全流體層中的對流環(huán)一般呈長方形。根據(jù)深源地震資料以及地幔相變區(qū)和流變參數(shù)的估算绪穆，多數(shù)學者認為地幔對流層的最大深度為 700公里左右辨泳。因此在一個板塊下面就要有幾個甚至十幾個對流環(huán)。相鄰對流環(huán)中的流動方向相反玖院，對浮于其上的巖石層板塊的拖動力方向也相反菠红，造成拖動力互相抵消,這就是地幔對流研究中的所謂“縱橫比予盾”。

有人認為把地幔對流限制在 700公里深的上地幔內的根據(jù)是不充分的难菌，因而主張全地幔對流试溯。由于對流層的深度擴展到核幔邊界的2900公里深處，板塊水平尺度與對流層深度之比為1的量級郊酒，縱橫比的矛盾就可以得到解決遇绞。70年代末80年代初，全地幔對流研究十分活躍燎窘，包括探討全地幔對流的特征及其與地表觀測數(shù)據(jù)的聯(lián)系摹闽，特別是已開始考慮三維效應。但是全地幔對流假說是否成立褐健，還要由它能否解釋各種地球物理觀測資料來判定付鹿。

巖石層板塊在大洋中脊由熱地幔物質產(chǎn)生，在海溝處返回地幔，因而水平運動的巖石層板塊是地幔對流的組成部分舵匾。對流系統(tǒng)中應當同時包含具有不同流變性質的巖石層和軟流層物質俊抵。初步計算結果表明，巖石層在對流系統(tǒng)中出現(xiàn)坐梯，也使對流環(huán)的縱橫比更為合理徽诲。這方面的研究工作還在不斷改進，以期得到與地表觀測更符合的結果吵血。

地幔對流中的上升流動對地球物理學有重要意義谎替。它是從地球內部向地表輸送能量、動量和質量的主要途徑践瓷，被稱為地幔上涌流動或熱柱院喜。柱狀地幔上涌流有時也被稱為地幔涌流。上涌流動與大洋中脊裂谷和大陸裂谷的形成晕翠，地表熱點和火山現(xiàn)象密切相關喷舀，因而受到重視。

然而淋肾，有些科學家對此持懷疑態(tài)度硫麻。對洋底探測的種種表明，地幔對流說也有不能自圓其說的地方樊卓。比如拿愧，前面提到的縱橫比予盾；有的海溝并非連續(xù)的碌尔，而是呈階梯狀分布浇辜，地幔對流不可能階梯狀對流；還有就是地幔對流的動力源尚未完全揭開唾戚。

導致火山噴發(fā)柳洋、造山運動、大陸漂移叹坦、板塊運動的能量來源于地下熊镣，來源于地幔，這一點已無可質疑募书。

那么绪囱，熱巖漿對流能量來源于哪里呢？有人認為是地球形成的早期有連續(xù)不斷的隕星碰撞莹捡。地球形成的早期有連續(xù)不斷的隕星碰撞這一點已經(jīng)得到充分證明鬼吵，但是，隕星碰撞帶來的熱量有多少道盏，能夠支撐多少年巖漿對流散熱而柑？

也有人認為文捶，地下存在大量放射性物質荷逞，地下發(fā)生著一系列連續(xù)不斷放射性衰變提供了熱量媒咳，這一點也已經(jīng)已經(jīng)得到證實。

地球內部核反應

《天地本源》第二章地面亂象

地球誕生的初期是一顆熾熱星球

據(jù)騰訊科學2015年03月28日消息种远，一個國際研究小組最近報告說涩澡，他們通過對中微子的觀測發(fā)現(xiàn)，地球自身熱量大約有一半來自放射性物質衰變坠敷，另一半則是從地球剛形成時保存至今的原始熱量妙同。地球在誕生幾十億年之后，仍然是一顆熾熱的“心”膝迎。

此前曾有研究由間接證據(jù)推算出類似的數(shù)值粥帚。這項新研究是首次根據(jù)實際觀測得出結論，有助于研究地球的形成和演變過程限次。相關論文發(fā)表在新一期英國《自然地球科學》雜志網(wǎng)絡版上芒涡。

以日本東北大學為主的這個研究小組，利用位于日本中部岐阜縣一座礦山地下千米處的裝置“KamLAND”卖漫，觀測來自地球內部的中微子费尽。中微子是一種不帶電、質量極小羊始、穿透力極強的基本粒子旱幼，可由多種途徑產(chǎn)生，包括地球熱量的重要來源--放射性鈾和釷的衰變過程突委。

由于中微子可以穿透幾乎任何障礙柏卤，即使放射性物質位于地下深處，也能依據(jù)觀測到的中微子數(shù)量匀油，推算出放射性物質的數(shù)量和分布情況缘缚。

從2002年3月到2009年11月，研究小組共觀測到841個中微子钧唐。排除掉來自核電站忙灼、核廢料、宇宙射線等的中微子之后钝侠，可能有106個中微子來自地球內部天然放射性物質的衰變该园。

據(jù)此推算，地球內部天然鈾-238和釷-232衰變產(chǎn)生熱量的功率大約為21萬億瓦帅韧。結合以前對鉀-40等物質衰變的研究里初，研究小組得出結論--在地球表面釋放的熱量中，大約有54%來自放射性物質衰變忽舟，剩余部分是從地球誕生時保存至今的原始熱量双妨。

科學界通常認為淮阐，太陽系是近46億年前從一片氣體塵埃云中誕生的，其中一部分塵埃在引力作用下收縮成為地球刁品。地球在最初形成時是熾熱熔融的狀態(tài)泣特，此后因為原始熱量流失而逐漸冷卻。同時挑随，地球內部鈾状您、釷、鉀等放射性同位素的衰變兜挨，持續(xù)產(chǎn)生出新的熱量膏孟。

地球形成已經(jīng)幾十億年，這源源不斷衰變的物質來源于哪里的拌汇，地球形成之初胎里帶來的柒桑？那么地球形成的時候從哪里得來的大量放射性物質，能夠至今沒有枯竭呢噪舀？

按照傳統(tǒng)地球成因理論魁淳，組成太陽系的物質基礎是氫、氦等氣體和宇宙塵埃傅联，沒有大量放射性物質的來源和出處先改。歸根結底，造成地面亂象蒸走，推動地殼運動的能量來源還是沒有很好解釋清楚仇奶。