《宇宙新論 之 天地本源》
(楊建立著)
第十二章 暗流涌動
大地深處發(fā)出隆隆巨響年栓、地面裂開巨縫……
這一常常在災(zāi)難影視作品中用于描寫天災(zāi)降臨的恐怖場景谈宛,在埃塞俄比亞真實(shí)上演了。
? ? 這一裂谷出現(xiàn)在埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴東北方300余千米處的阿法爾盆地沼填。從2005年9月起酌摇,僅僅7個星期的時間,埃塞俄比亞東北部就出現(xiàn)了一條60千米長姨伟、8米寬的裂縫《估科學(xué)家說授滓,如此大的裂縫通常需要幾百萬年的地質(zhì)運(yùn)動才能形成。
在《地面亂象》一章中肆糕,我們細(xì)述了地球自形成以來,經(jīng)歷了一次次的地殼運(yùn)動和隕石轟擊造成今天地球表面一片亂象叢生的圖景在孝。此次驚天駭?shù)氐拇罅压仁录峡校峙乱膊皇且淮魏唵蔚牡卣鹚拢@是蘊(yùn)藏地下的 巨大能量“暗流涌動”產(chǎn)生的推動地殼運(yùn)動私沮。
在地球上還發(fā)生過許多的離奇事情:在高高的喜馬拉雅山上始赎,發(fā)現(xiàn)了只有海洋深處才有的貝類化石;在臺灣海峽仔燕,經(jīng)常有漁民打撈出幾百萬年前的遠(yuǎn)古動物化石造垛,表明臺灣海峽曾經(jīng)是一片陸地;澳大利亞的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)晰搀,海濱水下一個巨大巖洞中鐘乳石的生成與地球周期年輪有關(guān)系五辽。要知道,鐘乳石不可能在海水里成長外恕,只能是在海水減退的情況下才能形成杆逗。
我們的先祖?zhèn)兿绯幔茉缇妥⒁獾搅诉@些現(xiàn)象,所以罪郊,在我中華古老的文庫中蠕蚜,才有了“滄海桑田”一說。
我們在《開天辟地》悔橄、《大道初具》與《江山初定》等幾個章節(jié)中靶累,已經(jīng)描述過地球形成的大致過程。
地球是由較大的“原始星核”吸積星際物質(zhì)而成的癣疟。地球內(nèi)部具有很高的溫度挣柬,那是由于地球形成之初,星云物質(zhì)收縮争舞,勢能轉(zhuǎn)化為熱能凛忿,以及地球內(nèi)部“奇異物質(zhì)”裂解出來的放射性元素衰變所產(chǎn)生熱量,兩者共同作用的結(jié)果竞川。早期地球內(nèi)部蘊(yùn)藏有豐富的長店溢、短半衰期的放射性同位素,它們產(chǎn)生大量熱能委乌。在這兩種熱能的作用下床牧,原始地球不斷增溫,當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時遭贸,大部分物質(zhì)就會處于熔融狀態(tài)戈咳,物質(zhì)由于比重不同而分異,重者下沉壕吹,輕者上浮著蛙,輕重物質(zhì)分離開來。
比重大的鐵耳贬、鎳等元素踏堡,尤其是我們所說“奇異物質(zhì)”和“超重物質(zhì)”,因?yàn)楸戎剡h(yuǎn)大于其他物質(zhì)咒劲,最先分離出來并向地心集中顷蟆,形成地核。較輕的硅腐魂、鎂等物質(zhì)向表層集聚帐偎,形成原始地幔。原始地幔的表層不斷散熱蛔屹、變硬削樊,遂凝結(jié)形成堅(jiān)硬固體巖石外殼,這就是原始地殼兔毒。原始地殼隨著熱量散發(fā)嫉父,逐漸由薄變厚沛硅。由于地球的自旋離心力的作用下,原始的地表應(yīng)該是一個兩極稍扁绕辖,赤道稍突起的標(biāo)準(zhǔn)橢球體摇肌。因?yàn)楹笃诘幕鹕絿姲l(fā)、隕石撞擊和地殼運(yùn)動仪际,才成了今天這個一片亂象叢生的怪摸樣围小。
早先的人們,為了解釋地球表面山脈縱橫树碱、大陸撕裂肯适、海陸分界這些亂象,提出了各種理論學(xué)說成榜。曾有人試圖用“地球收縮說”解釋山脈的形成框舔。
地球收縮說
1830年法國地質(zhì)學(xué)家E.德.博蒙于為了解釋地表巖石的褶皺和“逆沖”現(xiàn)象,提出 “地球收縮說”赎婚,認(rèn)為地球由于不斷變冷而收縮刘绣。隨后,物理學(xué)家挣输、地球物理學(xué)先驅(qū)L.開爾文提出了地球冷凝的物理模式纬凤。之后,J.D.丹納提出地槽是在地球收縮而形成的凹陷基礎(chǔ)上演化來的撩嚼。就這樣形成了一套較為完整的地球收縮理論體系停士,“收縮說”成為19世紀(jì)末到20世紀(jì)中葉主流學(xué)說。
收縮說認(rèn)為完丽,地球由于放熱變冷而導(dǎo)致不斷收縮恋技。在這個模式中,幾百公里以下的地球內(nèi)部仍然接近于初始的溫度逻族。而最外部的圈層猖任,包括現(xiàn)今所說的巖石圈和上地幔,已經(jīng)變得相對較冷瓷耙。這樣,在最外部圈層之下的部分由于迅速變冷收縮刁赖,而向地球內(nèi)部分離搁痛。分離所留下的空間由最外部圈層在重力作用下向內(nèi)收縮來充填,這一收縮宇弛、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)中鸡典。橫向擠壓導(dǎo)致表層皺縮形成山脈。收縮說首次提出了具有明確物理基礎(chǔ)的全球性動力地質(zhì)原因枪芒,較之以前各學(xué)派對地殼運(yùn)動認(rèn)識上的一個明顯進(jìn)步彻况,在于它揭示了地殼水平運(yùn)動的存在谁尸。
但是,后來的研究表明纽甘,強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動只是在某些地區(qū)和某些時代發(fā)生良蛮,冷縮說也不能解釋地球上山脈的分布為什么具有一定的構(gòu)造方向,呈現(xiàn)出條帶狀結(jié)構(gòu)悍赢,而不是像皺縮的干蘋果那樣决瞳,表面雜亂無章。另外左权,像在阿爾卑斯山所發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)烈褶皺皮胡,地表只有在皺縮到原先距離的1/4至1/8才能出現(xiàn),而要達(dá)到這樣的收縮赏迟,當(dāng)時的地球就必須降溫2400度以上屡贺。而根據(jù)計(jì)算,過去的地球絕對不可能有如此高的溫度锌杀。
收縮說從提出開始甩栈,就遇到難以克服的困難,主要是無法證實(shí)地球表面的構(gòu)造確實(shí)是由收縮造成的抛丽,它對廣泛分布的由正斷層表現(xiàn)的張性區(qū)域也無法解釋谤职。
20世紀(jì)20年代,放射性射線發(fā)現(xiàn)后亿鲜,人們認(rèn)識到允蜈,地殼中同位素衰變放熱可能導(dǎo)致地球(或地殼)熱脹。冰期和間冰期的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)蒿柳,表明地球表面可變冷也可變熱饶套。20世紀(jì)30年代以后,由于地球膨脹說垒探,尤其是海底擴(kuò)張說的提出和證實(shí)妓蛮,收縮說走向衰落。
? ? 地球膨脹說
? ? 膨脹說是認(rèn)為地球不斷膨脹的一種大地構(gòu)造假說圾叼。它認(rèn)為原始地球有一個封閉的硅鋁圈蛤克,因地球內(nèi)部膨脹而破裂、離散夷蚊,形成現(xiàn)在分離的大陸构挤,而從地幔膨脹出的物質(zhì)充填在離散的大陸之間,使洋盆不斷擴(kuò)大惕鼓。
? ? 20世紀(jì)20~30年代筋现,B.林德曼和O.C.希爾根貝格分別提出了地球膨脹假說,指出地球表面的拉張裂谷和大洋的形成都是地球受熱膨脹,其直徑不斷增大矾飞,導(dǎo)致地殼拉伸一膨,破裂的結(jié)果。膨脹說根據(jù)物質(zhì)相變洒沦,即在一定溫度和壓力條件下豹绪,地殼下層物質(zhì)與地幔上部物質(zhì)可以互相轉(zhuǎn)化的原理,當(dāng)?shù)貧さ撞吭鰷貢r微谓,由于體積膨脹森篷,引起地殼上升,隆起成山豺型。上升地區(qū)遭受剝蝕仲智,破壞物質(zhì)搬運(yùn)至沉積區(qū),沉積區(qū)地殼下部壓力加大姻氨,物質(zhì)增多變重钓辆,導(dǎo)致地殼下降。由于沉積巖是不良導(dǎo)體肴焊,地內(nèi)熱量不易散失前联,逐漸積累,溫度升高娶眷,引起物質(zhì)相變似嗤,地幔體積再次膨脹,地殼受到張力,進(jìn)而破裂形成大洋中脊或大陸裂谷。此說與當(dāng)代板塊構(gòu)造學(xué)說觀點(diǎn)相若塌衰,但因?qū)Φ貎?nèi)物質(zhì)的性狀尚待進(jìn)一步研究,故其立論的依據(jù)尚需充實(shí)伤塌。
? ? 膨脹說提出后,引發(fā)了估計(jì)地球的膨脹速率的研究轧铁,首先是從天體物理學(xué)提出萬有引力常數(shù)隨時間的推移在變小每聪,從而引起地球重力加速度的變化而致地球膨脹。
20世紀(jì)以來齿风,活動論作為一種新興的地球觀與傳統(tǒng)的固定論進(jìn)行了長期的論爭药薯。膨脹說一開始就是作為大陸分裂機(jī)制的解釋而提出的。在板塊學(xué)說提出以前救斑,膨脹說學(xué)派是極少數(shù)活動論者的重要代表童本。按照最早提出的地球膨脹模式,石炭紀(jì)以后地球半徑需要增長2000公里以上系谐,而熱力學(xué)、相變理論和引力常數(shù)隨時間變小的假說都認(rèn)為這在理論上不可能。地質(zhì)歷史上大量事件也難以用地球單純膨脹來解釋纪他。
關(guān)于地殼運(yùn)動規(guī)律鄙煤,還有人提出地球像是一個跳動著的大心臟忽大忽小,即所謂定期膨脹收縮說茶袒。
定期膨脹收縮說
? ? 主張定期膨脹收縮說者認(rèn)為梯刚,地球表面板塊裂化相對比較均勻,能夠如此整體開裂又彌合薪寓,只有地球周期性膨脹和收縮模型才能完美解釋亡资。各個板塊的開合“縫隙”所涌出的巖流經(jīng)冷卻磁化,其表現(xiàn)的年輪都大體一致向叉。這就是說锥腻,板塊裂化具有十分近似的同期性。時間上的近似同步母谎,表明地球的膨脹收縮對于整個板塊都具有決定作用瘦黑。
? ? 他們認(rèn)為,各大洋盆底的地形也會周期性膨脹和收縮奇唤。從海盆形態(tài)來看幸斥,始終存在一些大的“縫隙”區(qū)域,這些區(qū)域也是易于噴發(fā)巖流的地區(qū)咬扇。為什么會有如此大的“縫隙”區(qū)域呢甲葬?這完全是地球膨脹過程中撐開的大口子。
地球收縮說懈贺、地球膨脹說经窖、還有定期膨脹收縮說,幾乎囊括了所有的可能性隅居,但都沒能完整地解釋造成的地球表面雜亂狀況的原因钠至,也沒有找到地殼運(yùn)動的動力來源。也許這些科學(xué)家只是根據(jù)地球某些局部區(qū)域地殼運(yùn)動現(xiàn)象而得出的結(jié)論胎源,它們都很難完滿解釋地面亂象的成因棉钧。
從收縮說的衰落和膨脹說的困難中人們逐漸認(rèn)識到,企圖用單一的某種地球內(nèi)部過程來說明全球一切大地構(gòu)造問題不現(xiàn)實(shí)也不合理涕蚤。20世紀(jì)70年代以來宪卿,大多數(shù)地球科學(xué)家轉(zhuǎn)而尋求較為全面的動力解釋,對地幔對流說等反映地球矛盾的動力解釋表現(xiàn)出較大的興趣万栅。
我們已經(jīng)知道佑钾,地殼亂象根源,除了隕石撞擊力之外烦粒,其他都是地下深處的推動力所致休溶。
那么代赁,這種推動力是怎樣產(chǎn)生的呢?
經(jīng)過前幾章的理論闡述和對地球物質(zhì)來源的追根溯源兽掰,答案已經(jīng)比較清晰芭碍,那就是:地心內(nèi)核里面埋藏著大塊的“奇異物質(zhì)”和“超重物質(zhì)”,這兩種物質(zhì)體積膨脹導(dǎo)致的地球整體膨脹孽尽;海底局部埋藏了小塊的“奇異物質(zhì)”窖壕,它們的衰變放熱導(dǎo)致海底局部擴(kuò)張;以及這兩種作用附帶造成的非擴(kuò)張區(qū)域皺縮杉女。
? ? 一瞻讽、地球整體膨脹
地球膨脹的動力,是地球內(nèi)部深處存在的“奇異物質(zhì)”這種超大原子核連續(xù)分裂成小的原子核熏挎,以及“超重物質(zhì)”的“正乘儆拢化”過程中體積膨脹造成的。
我們在前面的章節(jié)中已有所述婆瓜,“奇異物質(zhì)”是被解除外部壓力后的“中子態(tài)”物質(zhì)快集,由于其內(nèi)稟能量的過度虧空,需要在漫長的歲月里廉白,以某種方式吸聚能量个初,逐步“活化”。它緩慢碎裂出不穩(wěn)定“巨大原子核”猴蹂,巨大原子核進(jìn)一步分裂蛻變院溺,成為更多的放射性元素。原子的分裂導(dǎo)致物質(zhì)的原子數(shù)量成倍增加磅轻,物質(zhì)的整體體積也會隨之緩慢增加珍逸。
“超重物質(zhì)”是被強(qiáng)力壓縮的“超固態(tài)”物質(zhì)解除壓力后的特殊狀態(tài)×铮“超固態(tài)”物質(zhì)在強(qiáng)大的壓力下谆膳,原子的原子核被緊密地?cái)D壓在一起,它們的原子核之間幾無縫隙撮躁,而核外電子則游離于原子核之外整個物質(zhì)團(tuán)塊之中漱病。當(dāng)這些“超固態(tài)”物質(zhì)在大爆炸中解除壓力,成為“超重物質(zhì)”后把曼,會逐步吸聚能量杨帽,從被壓縮的狀態(tài)向正常物質(zhì)轉(zhuǎn)化,原子核開始恢復(fù)核外電子云環(huán)繞嗤军,還原成正常的原子注盈,原子與原子間恢復(fù)正常間隙,從而產(chǎn)生大規(guī)模體積膨脹叙赚。
我們提出地球整體膨脹的觀點(diǎn)老客,是有以下佐證依據(jù)的僚饭。
佐證1、地球有個“內(nèi)內(nèi)核”胧砰,且不斷在膨脹
在《地下迷局》一章我們已經(jīng)敘述過浪慌,在地核內(nèi)部還存在一個“內(nèi)內(nèi)核”。一項(xiàng)由美國伊利諾伊大學(xué)和中國南京大學(xué)的一個聯(lián)合科研組朴则,利用在1992年到2012年這二十年間全球?qū)掝l地震臺陣積累起了最新一批的豐富數(shù)據(jù),進(jìn)行了研究分析钓简,也發(fā)現(xiàn)了深埋在地球最深處的新端倪乌妒。
? ? 他們研究發(fā)現(xiàn),地核并非僅僅由外核-內(nèi)核這樣一個雙層結(jié)構(gòu)外邓,在內(nèi)核里面還埋著一個更小的核心--“內(nèi)內(nèi)核”撤蚊。
地球的內(nèi)核里,還有一個“內(nèi)內(nèi)核”
目前流行的理論認(rèn)為损话,整個地核都是由鐵這種均一的成分所組成的侦啸。巖漿主要由六大元素--氧、硅丧枪、鋁光涂、鐵、鈣拧烦、鎂所組成忘闻。正如一杯水靜置時比重大的物質(zhì)會率先沉入杯底似的,在宇宙中漂浮的這么一大團(tuán)液態(tài)巖漿里恋博,重的物質(zhì)自然也會聚集到“杯底”齐佳。對于太空中的球體來說,“杯底”自然便是重力勢最低的部位--球心了债沮。在六種主要元素里炼吴,鐵的比重最大,于是疫衩,這團(tuán)巖漿球中的鐵元素率先沉入巖漿最深處硅蹦,沿著平行于球面的重力勢,形成了地球最早的結(jié)構(gòu)--地核隧土。
而科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)內(nèi)核的內(nèi)部深處不連續(xù)反應(yīng)--則是固態(tài)大前提之下的物性不連續(xù)提针。表明在固態(tài)地核的最深處,晶體結(jié)構(gòu)并非是均一不變的曹傀,在固態(tài)內(nèi)核之中辐脖,還坐落著一個在晶體結(jié)構(gòu)上截然不同的內(nèi)內(nèi)核。
新發(fā)現(xiàn)的“內(nèi)內(nèi)核”在外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動皆愉,而其熔融合金外殼正以小于每年1毫米的速度穩(wěn)步變大嗜价。
此前有關(guān)“內(nèi)內(nèi)核”是什么物質(zhì)構(gòu)成的艇抠,為什么膨脹,科學(xué)家沒有給出解釋久锥。
佐證2家淤、地球自轉(zhuǎn)在變慢,很可能是膨脹所致
? ? 地球的自轉(zhuǎn)是指地球繞中心軸軸線自西向東的轉(zhuǎn)動∩桑現(xiàn)今的地球自轉(zhuǎn)一圈的時間絮重,大約是23小時56分。每繞太陽公轉(zhuǎn)一周歹苦,就會自轉(zhuǎn)365圈多一點(diǎn)青伤,也就是一年365.2422天。然而殴瘦,科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)在幾億年以前狠角,地球的一年大約有400天左右。這個證據(jù)是來自于對珊瑚化石的研究蚪腋。
? ? 珊瑚丰歌,每天必定分泌碳酸鈣,在軀體上留下一條一條紋路屉凯,就像樹木年輪一樣立帖。每日一圈小紋路線,稱為“日紋線”悠砚,每年一條較大的帶厘惦,稱為“年帶”。
? ? 科學(xué)家研究了4億年前的珊瑚化石哩簿,在這些化石上宵蕉,每個“年帶”中有400條“日紋線”,也就是說节榜,那時候每年有400天羡玛。
? ? 科學(xué)家在研究這一問題時,并沒有發(fā)現(xiàn)地球公轉(zhuǎn)速度在加快的證據(jù)宗苍,也就是說沒有發(fā)現(xiàn)“年”在縮短的跡象稼稿。那就只有一種解釋,是“天”的時間在延長讳窟。這種變化让歼,在一個世紀(jì)內(nèi),會使一天的時間大約增長1~2毫秒丽啡。這就是說谋右,在地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度基本不變的情況下,將來的一天补箍,并不是現(xiàn)在的24小時改执,也許每天30小時啸蜜、40小時或者更多。而一年也將會變成300天辈挂、200天或者更少衬横。
? ? 地球自轉(zhuǎn)速度在減慢,但科學(xué)家們卻沒有發(fā)現(xiàn)諸如質(zhì)量增加或者其他別的什么原因终蒂。由于角動量守恒蜂林,所以我們推斷是地球膨脹所致。這就像是一個冰上運(yùn)動員拇泣,單腳著地在冰上旋轉(zhuǎn)悉尾,當(dāng)他收縮四肢時,旋轉(zhuǎn)速度會加快挫酿,伸開四肢時,轉(zhuǎn)速就減慢愕难。地球自轉(zhuǎn)變慢早龟,在質(zhì)量沒有明顯增加的情況下,極有可能是地球體積膨脹了猫缭。
還有另外一個可以對比的證據(jù)葱弟,就是新誕生的恒星和中老年恒星之間相互對照,也有類似的情況猜丹。金牛座T型變星都是新生的年輕恒星芝加,他們的自轉(zhuǎn)周期在1至12天之間。太陽是中年恒星射窒,自轉(zhuǎn)周期在一個月左右藏杖,兩者自轉(zhuǎn)周期比較,年輕的恒星顯得是非陈龆伲活躍蝌麸,自轉(zhuǎn)速度很大。反過來艾疟,就是太陽這樣的中年恒星来吩,自旋速度比剛剛形成的新恒星自旋速度變慢了不少。
? ? 佐證3蔽莱,地心有大量放射性物質(zhì)
? ? 我們在本書前面章節(jié)中已經(jīng)陳述過弟疆,2011年7月,科學(xué)家觀測顯示半數(shù)地?zé)醽碜缘厍騼?nèi)部放射性物質(zhì)衰變盗冷,證實(shí)地球內(nèi)部存在著大量放射性物質(zhì)怠苔。
以日本東北大學(xué)為主的研究小組利用位于日本中部岐阜縣地下千米深處的裝置KamLAND,根據(jù)多年觀測數(shù)據(jù)重新計(jì)算了地球內(nèi)部放射性元素產(chǎn)生的熱量仪糖。研究發(fā)現(xiàn)嘀略,地球自身熱量大約有一半來自放射性物質(zhì)衰變恤溶,另一半則是從地球剛形成時保存至今的原始熱量。新數(shù)據(jù)不僅和目前公認(rèn)的地質(zhì)物理模型預(yù)測相一致帜羊,還有助于完善這些模型咒程。
佐證4,宇宙中“奇異物質(zhì)”的存在被證實(shí)
? ? 在《奇異物質(zhì)》一章中讼育,我們描述過“奇異物質(zhì)”的來源帐姻。作為“原始星核”的成員,它一是來源于Ia型超新星爆發(fā)奶段,沒有能夠成功凝結(jié)成中子星的白矮星核心部分饥瓷;二是來源于兩顆中子星碰撞產(chǎn)生的中子星碎塊;三是來源于黑洞吞噬中子星殘留的碎塊物質(zhì)等痹籍。
理論研究認(rèn)為呢铆,中子星相撞,或其他被拋射出來的中子星碎塊蹲缠,也就是我們稱為“奇異物質(zhì)”的特殊物質(zhì)棺克,會產(chǎn)生一種稱為“千新星”的現(xiàn)象。
2019年2月线定,我們稱之為“奇異物質(zhì)”所產(chǎn)生的“千新星”現(xiàn)象已經(jīng)被天文觀測所證實(shí)娜谊。其過程,我們已經(jīng)在《旭日東升》一章中敘述過斤讥。兩顆中子星相撞纱皆,被拋射出來的中子星碎塊產(chǎn)生的“千新星”現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)和證實(shí),也就證實(shí)了我們所說的“奇異物質(zhì)”在宇宙中真實(shí)存在芭商。
? ? 揭秘地核之謎
? “內(nèi)內(nèi)核”不是傳統(tǒng)理論可以解釋得了的派草,經(jīng)過前面若干章節(jié)的理論與事實(shí)陳述, 綜合上面的佐證材料铛楣,我們可以在這里綜合分析一下這個“內(nèi)內(nèi)核”到底是個什么鬼:
1澳眷、它是我們地球內(nèi)部密度最大的的物質(zhì),比壓縮的鐵密度還要大蛉艾,因此它才能夠居于地球最核心部位钳踊。
2、它和內(nèi)核有明顯的分層勿侯,表明它與鐵有明顯的不同拓瞪,最起碼不是普通的鐵被壓縮那么簡單。
3助琐、具有很強(qiáng)的放射性祭埂。我們已經(jīng)多次陳述過,地心內(nèi)部在不斷發(fā)生著核裂變反應(yīng),提供了地球54%的熱量蛆橡。
4舌界、整體不斷緩慢膨脹著。
下面我們復(fù)述一下“奇異物質(zhì)”特性泰演,并與地核內(nèi)部狀況進(jìn)行對照比較:
“奇異物質(zhì)”是原本存在于白矮星內(nèi)部呻拌,經(jīng)受著白矮星外部強(qiáng)大的內(nèi)聚壓力。當(dāng)發(fā)生“熱核爆炸”型超新星爆發(fā)時睦焕,白矮星中心物質(zhì)進(jìn)一步壓縮成為“中子態(tài)”藐握,并釋放出大量的熱量。星體在爆炸中被炸碎解體垃喊,中心的中子態(tài)物質(zhì)沒能成功凝結(jié)成為“中子星”猾普,而被拋射出來。這些物質(zhì)會發(fā)生一系列變化本谜,具有如下特性:
? ? 1初家、致密。外界壓力解除乌助,體積會有一定程度地膨脹溜在,物質(zhì)整體仍然非常致密,密度遠(yuǎn)大于普通物質(zhì)眷茁。作為新天體的建筑材料,它應(yīng)該居于星球中心纵诞。
? ? 2上祈、冷。這是主序星時期大量內(nèi)能消耗浙芙,在超新星爆發(fā)時又釋放出大量能量登刺,導(dǎo)致物質(zhì)內(nèi)稟能量嚴(yán)重虧空。在外界壓力解除后嗡呼,體積發(fā)生膨脹纸俭,物質(zhì)變冷。
3南窗、雖然沒有成功凝結(jié)出中子星揍很,但在白矮星中心的物質(zhì),已經(jīng)被擠壓成“中子態(tài)”万伤,這些中子態(tài)物質(zhì)被拋射到宇宙空間窒悔,部分中子還原成為質(zhì)子,碎塊本身成為“超大原子核”敌买,極不穩(wěn)定简珠,它們以某種形式吸聚能量后,進(jìn)一步發(fā)生碎裂虹钮,成為更多聋庵、更小的不穩(wěn)定“巨大原子核”膘融,可以發(fā)生一系列的放射性衰變。一個大的原子祭玉,裂解成為兩個或者更多的原子氧映,其體積將成倍增加。
地球的“內(nèi)內(nèi)核”與我們上述的“奇異物質(zhì)”特性匹配的若合符節(jié)攘宙、別無二致屯耸,它極有可能就是我們所說的“奇異物質(zhì)”。地核中以“奇異物質(zhì)”為中心蹭劈,其外層則是“奇異物質(zhì)”脫落下來的放射性重金屬物質(zhì)疗绣,再往外才是我們傳統(tǒng)認(rèn)為的鐵鎳等金屬,它們共同組成的類似一個“小行星”的地球核心铺韧。在那里多矮,不斷脫落、釋放出大量放射性物質(zhì)哈打,不斷發(fā)生核裂變反應(yīng)塔逃,釋放熱量,體積也在膨脹中料仗。地球內(nèi)內(nèi)核就是一個巨大的核燃料庫湾盗,不斷裂解出放射性核素,形成外圍一個核裂變反應(yīng)圈層立轧。
? ? 二格粪、造成地面亂象的第二個原因,是地下存在的“奇異物質(zhì)”分布不均勻氛改,致使“海底擴(kuò)張”帐萎。
我們已在《地下迷局》一章中敘述過,2016年7月胜卤,科學(xué)家在研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)時疆导,發(fā)現(xiàn)地底深部有兩個“大液滴”狀結(jié)構(gòu),每個的厚度都比珠穆朗瑪峰高100倍葛躏。這些大小與大陸相當(dāng)?shù)摹按笠旱巍蔽挥诘睾酥铣憾危嚯x地表約2900千米。研究者認(rèn)為它們是與地幔其他部分不同的物質(zhì)所組成的舰攒。
這兩個“大液滴”正好分處地球兩端均蜜,一個在太平洋下方,另一個則在大西洋之下芒率《诙科學(xué)家通常被稱它們?yōu)椤盁峄瘜W(xué)異常體”。長期以來,科學(xué)家一直認(rèn)為熱化學(xué)異常體是由地幔物質(zhì)構(gòu)成充择,但溫度高于平均值德玫。這是熱地幔巖石緩慢攪動、上升導(dǎo)致的結(jié)果椎麦,與熔巖燈的原理類似宰僧。
不過,研究者現(xiàn)在提出观挎,地幔中的熱化學(xué)異常體可能具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)琴儿。新研究顯示,這些“大液滴”中含有板塊構(gòu)造向下擠壓的物質(zhì)嘁捷,甚至可能是由地球在46億年前形成時的殘余物質(zhì)所組成造成。
如果這兩個“大液滴”中的所謂“殘余物質(zhì)”,就是兩塊較小的“奇異物質(zhì)”的話雄嚣,地面亂象和地下迷局就會迎刃而解了:
被原始地球所擒獲的兩小塊“奇異物質(zhì)”晒屎,或者是地核那塊較大的“奇異物質(zhì)”脫落、分裂出來的兩個小塊缓升,游離于地核之上鼓鲁,就處在我們?nèi)缃竦奶窖蟆⒋笪餮蟮椎牡蒯V懈垡辏掷m(xù)不斷滋生出放射性重金屬物質(zhì)骇吭,形成兩個大型核裂變反應(yīng)堆,不斷加熱周圍地幔物質(zhì)歧寺,形成了如今的兩個“大液滴”燥狰。“大液滴”內(nèi)部物質(zhì)溫度遠(yuǎn)超周圍其他物質(zhì)溫度成福,形成上涌巖漿流碾局。巖漿流到達(dá)地幔上層后荆残,與頂部的巖石層交換熱量而降溫奴艾,并向四周散開。在“大液滴”中心持續(xù)加熱内斯、上升蕴潦、散開這一作用下,地幔巖漿形成泉水般上涌俘闯、推動作用潭苞,成為海底擴(kuò)張的動力來源,推動洋底裂開真朗,進(jìn)而形成了今天的太平洋和大西洋此疹。
? 如果我們這一理論無誤的話,可以設(shè)想,在其他擴(kuò)張中的海底下面也應(yīng)該存在類似的“中液滴”或者“小液滴”蝗碎。
? ? 三湖笨、造成地面亂象的第三個原因,是地球整體膨脹和海底擴(kuò)張兩個因素附帶造成的非膨脹區(qū)域擠壓皺縮蹦骑。
既然地球在整體在膨脹慈省,自然是40多億年前的原始地球的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于今天的地球體積,表面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于今天地球的表面積眠菇。
地球形成之初边败,由于物質(zhì)收縮的勢能轉(zhuǎn)化而成的熱能,以及地心“奇異物質(zhì)”釋放出來的放射性物質(zhì)蛻變產(chǎn)生的熱量捎废,使得原始地球處于熔融狀態(tài)笑窜。當(dāng)原始地球向外釋放熱量,表面逐步凝固成固體表面后缕坎,這個較小地球表面的曲率遠(yuǎn)大于今天地表曲率怖侦。
? ? 曲率是描述曲線彎曲成的量,曲率越大谜叹,表示曲線的彎曲程度越大匾寝。曲率的倒數(shù)就是曲率半徑。對于一個星球來說荷腊,星球半徑越小艳悔,表面積就小,星球表面曲率越大女仰。反之猜年,星球半徑越大,表面積就大疾忍,表面曲率就小乔外。
? ? 依照我們前面所說,地心在緩慢膨脹一罩,原始地表必然被地心膨脹而脹破杨幼。地表下的巖漿涌出,填充到地表裂縫處聂渊。當(dāng)這些填充物因向宇宙空間散發(fā)熱量后冷凝差购、“焊接”住原來地表裂縫,地球表面擴(kuò)大了汉嗽。與此同時欲逃,按照原有的體積凝結(jié)而成的地表也因此失去原有標(biāo)準(zhǔn)的橢球形了。在遠(yuǎn)離裂縫的地方表面曲率仍然還是原來的那么大饼暑,新形成的地表曲率要小一些稳析。
? ? 時光荏苒洗做,經(jīng)過長時間的積累,地球表面的曲率差異會逐步增大彰居。大曲率的地方隆起竭望、懸空,失去地下巖漿的托舉裕菠。這就像是一塊雞蛋殼咬清,套在一只鵝蛋外面一樣,中間部位被懸空奴潘,從而失去支撐旧烧。失去支撐的中間部位,在自身重力和兩側(cè)橫向支撐力的共同作用下画髓,隆起的地方被擠壓皺縮掘剪,形成或直或曲的條狀皺縮結(jié)構(gòu),也就形成了原始的山脈奈虾。這也許是導(dǎo)致有人誤以為地球在收縮的原因夺谁。
時光繼續(xù)流轉(zhuǎn),隨著地球體積的進(jìn)一步增大肉微,最開始斷裂匾鸥、溢出巖漿的地方,曲率變化將被其他地方的超越碉纳,成為地表曲率最大的地方勿负。這些地方也要重復(fù)其他地方被懸空、擠壓劳曹、皺縮的過程奴愉。風(fēng)水輪流轉(zhuǎn),這樣的抬升铁孵、擠壓锭硼、皺縮過程,將會落到最先破裂蜕劝,最先溢出巖漿的地方檀头。這樣的地殼運(yùn)動周而復(fù)始地進(jìn)行。這也許是導(dǎo)致有些人誤以為地表定期膨脹收縮的原因熙宇。
? ? 這種地球整體膨脹導(dǎo)致的地表斷裂鳖擒,裂縫有縱有橫溉浙,導(dǎo)致地殼成為幾大板塊烫止,幾大板塊進(jìn)而分裂為若干次級的板塊,并且相對均衡戳稽,有規(guī)律馆蠕。
同時期升,這種抬升、皺縮互躬、塌陷播赁,重新形成新的較小曲率,地表形成一次小的循環(huán)吼渡。對于某一個具體的地方來說容为,就會造成了“滄海桑田”,時起時落的跌宕變化寺酪。
地球整體膨脹坎背,海底局部擴(kuò)張,加之肺擴(kuò)張區(qū)域的皺縮寄雀,導(dǎo)致了今天地球表面的一片亂象得滤。
? ? 四、水圈形成
我們知道盒犹,地球表面71%以上的面積是海洋懂更,只有不到29%是陸地。那么急膀,地球上的水到底從哪兒來的呢沮协?目前比較有代表性的是“外源說”和“內(nèi)源說”。不過卓嫂,兩種說法都缺乏充足的證據(jù)皂股。
外源說
所謂“外源說”,顧名思義命黔,外源說認(rèn)為地球上的水來自地球外部呜呐。而外來水源的候選者之一便是彗星和富含水的小行星。
被譽(yù)為“臟雪球”的彗星悍募,其成分主要是水和星際塵埃蘑辑,彗星撞擊地球會帶來大量的水。而有些富含水的小行星降落到地球上成為隕石坠宴,也含有一定量的水洋魂,一般為0.5%~5%,有的可達(dá)10%以上喜鼓,其中碳質(zhì)球粒隕石含水更多副砍。球粒隕石是太陽系中最常見的一種隕石,大約占所有隕石總數(shù)的86%庄岖。正因如此豁翎,一些科學(xué)家認(rèn)為,正是彗星和小行星等地外天體撞擊地球時隅忿,將其中冰封的水資源帶入地球環(huán)境中心剥。
然而邦尊,科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)彗星水的化學(xué)成分與地球水并不匹配优烧。此外蝉揍,德國明斯特大學(xué)科學(xué)家認(rèn)為,既然隕石是在地球形成階段就已經(jīng)降落到地球的畦娄,那么應(yīng)該在地球的地幔中留下相應(yīng)的化學(xué)痕跡又沾。如果水確實(shí)是在這一階段由隕石帶到地球上的,那么地幔中的同位素水平和隕石中的同位素水平應(yīng)該相同熙卡,而當(dāng)他們將不列顛哥倫比亞塔吉胥湖的隕石中釕同位素及地球地幔中釕同位素進(jìn)行對比分析后卻發(fā)現(xiàn)捍掺,兩者的同位素水平并沒有任何相似之處。
據(jù)此再膳,有科學(xué)家認(rèn)為挺勿,如果水確實(shí)是由彗星或小行星帶到地球上的,則其來到地球上的時間并不是地球的形成期喂柒,而是地球演化到形成地殼和地幔之后的時期不瓶。但并不排除另一種情況,即水最開始其實(shí)是星際塵埃的組成部分灾杰,而地球則正是由星際塵埃所組成的蚊丐。
很多人似乎覺得太空中的水很稀少,實(shí)際上水在太陽系中非常豐富艳吠。例如我們的臨近行星--火星麦备,已經(jīng)在其表面發(fā)現(xiàn)了很多干涸的河床、湖泊昭娩、三角洲凛篙、沖積扇等,這說明火星表面曾經(jīng)有大量的水±该欤現(xiàn)在科學(xué)家也相信呛梆,火星地下和兩極可能藏有很多水。此外磕诊,一些小行星填物、海王星軌道之外的柯伊伯帶的天體上也有大量的水存在。而在柯伊伯帶以外的奧爾特云更是分布著大量的彗星霎终,這些彗星大部分就由水組成滞磺。在地球漫長的46億歲里,有過無數(shù)的小行星和彗星造訪過地球莱褒,很可能地球上的水击困,部分是它們帶來的禮物。
外來水源的另一個候選者是太陽風(fēng)保礼。太陽風(fēng)是指從太陽日冕向行星際空間輻射的連續(xù)的等離子體粒子流沛励,是典型的電離原子,由大約90%的質(zhì)子(氫核)炮障、7%的α粒子(氦核)和極少量其他元素的原子核組成目派。有科學(xué)家認(rèn)為,地球上的水是太陽風(fēng)的杰作胁赢。首先提出這一觀點(diǎn)的科學(xué)家是托維利企蹭,他認(rèn)為,太陽風(fēng)到達(dá)地球大氣圈上層智末,帶來大量的氫核谅摄、碳核、氧核等原子核系馆,這些原子核與地球大氣圈中的電子結(jié)合成氫原子送漠、碳原子、氧原子等由蘑。再通過不同的化學(xué)反應(yīng)變成水分子闽寡,據(jù)估計(jì),在地球大氣的高層尼酿,每年幾乎產(chǎn)生1.5噸這種“宇宙水”爷狈,這種水以雨、雪的形式降落到地球上裳擎。
更重要的是涎永,地球水中的氕(氫)與氘(重氫)含量之比為6700:1,這與太陽表面的氕氘比也是十分接近的鹿响。因此托維利認(rèn)為羡微,這可以充分說明地球水來自太陽風(fēng)。但太陽風(fēng)形成的水是如此之少惶我,在地球45億年生命史中拷淘,也不過形成了67.5億噸水,與現(xiàn)今地球表面的水貯量(包括液態(tài)水指孤、固態(tài)冰雪和氣態(tài)水汽)1.3860×10^10億噸相比启涯,不過九牛一毛。
內(nèi)源說
與外源說相對的是內(nèi)源說恃轩,內(nèi)源說認(rèn)為地球上的水來自于地球本身结洼。內(nèi)源說認(rèn)為,地球是由原始的太陽星云氣體和塵埃經(jīng)過分餾叉跛、坍縮松忍、凝聚而形成的。凝聚后的這些星子繼續(xù)聚集形成行星的胚胎筷厘,然后進(jìn)一步增大而形成原始地球鸣峭。
地球起源時宏所,形成地球的物質(zhì)里面就含有水。在地球形成時溫度很高摊溶,水或在高壓下存在于地殼爬骤、地幔中,或以氣態(tài)存在于地球大氣中莫换。后來隨著溫度的降低霞玄,地球大氣中的水冷凝落到了地面。巖漿中的水也隨著火山爆發(fā)和地質(zhì)活動不斷釋放到大氣拉岁、降落到地表坷剧。匯集到地表低洼處的水就形成了河流、湖泊喊暖、海洋馒稍。
地下深處的巖漿中含有豐富的水兽愤。有人根據(jù)地球深處巖漿的數(shù)量推測县匠,在地球存在的46億年內(nèi)懈息,深部巖漿釋放的水量可達(dá)現(xiàn)代全球大洋水的一半。
火山氣體成分以水汽為最多咨跌,一般占?xì)怏w總體積的60%~90%沪么,此外還有H2S、CO2锌半、HF禽车、HCI、NaCl刊殉、NH4Cl 等殉摔。
在巖漿活動過程中,從巖漿中不斷析出水蒸氣记焊,并沿裂隙升出地面逸月,可以形成噴氣泉或溫泉。凡是水溫高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁氐娜槟ぃ伎煞Q為溫泉碗硬。但并不是所有溫泉都直接與巖漿活動有關(guān),例如地下水下滲瓢颅,受地?zé)峄驇r漿熱影響恩尾,使水溫增高,然后涌出地面挽懦,也可形成溫泉翰意。有種周期性噴發(fā)的溫泉,稱間歇泉。
地球科學(xué)家傾向于認(rèn)為冀偶,地球上的水來源于地球自身演化過程中的巖漿水等醒第,天文學(xué)家更傾向于是彗星等撞擊地球帶來的水。目前兩種觀點(diǎn)誰都沒有說服誰进鸠。也許兩方面的來源都有稠曼,目前的主要問題在于誰是主要來源,還很難下結(jié)論堤如,需要更多的證據(jù)蒲列。
我們認(rèn)為窒朋,地球水的來源還有另外一種途徑搀罢,就是“自產(chǎn)水”。
地球形成時胎里會帶來大量的氧侥猩。其一是上一代恒星晚年榔至,形成碳氧型白矮星,星體表層存在的“超固態(tài)”的氧欺劳,當(dāng)發(fā)生超新星爆發(fā)時唧取,使得氧以“超重物質(zhì)”形式,在地球形成之初混雜進(jìn)入在地球核心內(nèi)部划提;其二是以金屬氧化物等化合物形式大量存在于地球內(nèi)部枫弟。
同時,幼年的地球中心存在較多的“奇異物質(zhì)”鹏往,“奇異物質(zhì)”蛻變過程中生成質(zhì)子(氫核)是地球上的氫元素重要來源淡诗,它們在向地表溢出過程中,在適合的溫度伊履、壓力下韩容,與地球內(nèi)部的氧發(fā)生化合反應(yīng)形成水,隨著火山噴發(fā)來到地面唐瀑。
大地水圈的形成群凶,也許是外源、內(nèi)源哄辣、自產(chǎn)多個來源共同產(chǎn)生的結(jié)果请梢。
地球有了大氣、水和陽光力穗,慢慢地開始孕育了原始生命溢陪。原始生命不斷進(jìn)化,終于有了地球億萬生靈睛廊,最終也孕育了地球人類形真,成了我們的家園。