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地球成因之谜
来源:无法解释的自然之谜 作者: 发布时间:4-12

  自然科学的发展, 拨开了千年的迷雾, 扩大了人类的視野.自19 世纪后半叶, 人們开始对地震时观测到的各种现象进行分析和研究, 得出"地震是地壳运动引起的"结论.而围绕地壳运动的問题却出现了百家争鸣的局面.我国著名地质学家李四光將各家之說归纳成以下6 种:

  第一种說法是, 地球是一团热质冷却固结而成的, 冷却的次序是先外后里.在這样的冷却过程中, 地球体积逐渐缩小, 以致首先形成一个壳子, 且到处发生褶皱、断裂, 因而引起地壳运动.這就像一个瘦子穿上胖子的衣服易发生褶皱那样, 地壳是定型, 而其内部却在不断收缩, 由於外大内小, 地壳不可避免地要打褶.

  然而, 這种论点在以下兩个方面遇到了困难: 一是按照這种說法发生的褶皱和断裂, 应该是杂乱无章的, 但事实并非如此, 而是有一定的方向; 二是地球内含有大量的放射性元素, 由於這些元素不断蜕变会产生热量, 其不仅可以抵消地球失去的热量, 而且有可能大於失去的热量.由此可见, 這种由於地球冷却收缩而引起地壳运动的论点有些行不通.

  第二种說法与地球冷却的观点相反, 有人认为地球在其历史发展的长河中, 不是不断收缩, 而是不断膨胀.重力迫使地球物质趋向集中, 而被压缩到一定程度的物质便拼命抵抗這种集中的趋向, 是集中与反集中剧烈斗争的结果, 引发了地壳运动.按照這种理论, 由於地球的不断膨胀, 在地球的表面必然要出现无数裂口, 且這些裂口应该是普遍的、杂乱的, 但事实并非如此.

  另外, 有些人从万有引力定律出发, 把太阳和月亮对地球的吸引力引起的固体潮, 說成是引起地壳运动的原因.這种說法也不全面, 因为固体潮的影响是很轻微的, 不可能在地壳中引起强烈的运动.否则地球在自转一周的过程中, 也就是說每天都要发生强烈的地壳运动, 這显然与事实不符.

  还有人提出地壳内部物质不断发生对流的设想, 曾盛行一时.设想者认为, 地球内部的物质, 有的部分不断缓慢上升, 另外一些部分相对缓慢下降, 這样形成了对流.当对流上升到地表层下面的时候, 分为兩股平流朝着相反的方向流动.由於兩股平流都具有相当大的能量且运动方向相反, 就会发生大规模的水平运动, 出现强烈的褶皱.這种观点, 是从假定出发的, 尚待用大量的事实加以验证.

  在地壳运动問题上, 还有一些人提出地壳均衡代偿的看法.他們认为, 地壳上的某些地块发生了重力异常现象, 重力场则要求這些地块保持原状, 這一矛盾只好通过有关地块的相对升降运动來解决, 从而导致地震.這种理论虽能解释地壳的垂直运动, 但对地壳运动最主要的方式--水平运动, 却显得无能为力.

  当地球收缩說走入死胡同时, 本世纪20 年代初产生的大陆漂移說却红极一时.大陆漂移說认为: 地层产生褶皱并不需要收缩.当大陆移动时, 前缘如果受到阻力就可发生褶皱.就好像船在水上行驶时, 在船头前面产生波浪那样.向西推进的南北美大陆, 一方面在其东面形成了大西洋, 另一方面在其西岸形成连绵不断的落基山脉和安第斯山脉.另外, 随着贡瓦纳大陆的分裂而向北推动的印度大陆和亚洲大陆相撞而形成了喜玛拉雅山.

  本世纪30 年代, 大陆漂移說的赞成派与反对派经过激烈的争论之后, 大陆漂移說宣告失败.其失败的原因一是缺少对大陆漂移的原动力的說明; 二是认为地球不是坚硬的; 三是根据正统派的高温起源說, 地球在很久以前才是软的, 如果产生大陆漂移的话, 也应是在地球形成的初期.50 年代末, 古地磁研究证实, 南北磁极的位置始终在移动.照理, 這样的移动路线只有一条, 奇怪的是, 在北美和欧洲大陆上分别测定的北磁极迁移路线却有兩条, 它們不相重合, 但形状相似, 处处平行, 要使它們合并成一条, 除非把北美大陆向东移动3000 公里.然而, 這样就挤走了大西洋的位置, 并使北美大陆和欧洲大陆连在一起, 這正与大陆漂移說不谋而合.因此, 被正统派打败的大陆漂移說又重新活跃起來.

  然而, 地球磁场的問题至今尚未有定论, 大陆漂移說在解释一些实际問题的时候遇到了困难.到了60 年代, 有人注意到各大洋中间海岭兩侧的古地磁异常带, 且正向、逆向带都呈对称分布, 兩侧岩石的年龄也大致对称排列, 於是明确提出了"海底扩张假說".這个假說认为: 地壳运动最主要的动力是由於地幔物质的对流; 地球上最上层約70~100 公里厚的地方叫岩石层, 其强度很大, 岩石层以下几百公里厚的强度较小的一层叫软流层, 对流就发生在软流层内.他們设想, 海岭是地幔对流上升的地方, 也是新大洋地壳诞生的所在.地幔中玄武岩浆不断从海岭顶部的巨大裂缝中溢出, 冷却后凝固成新的大洋地壳.以后陆续上升的岩浆又把早先形成的大洋地壳推向兩边.使海底不断更新和扩张, 所以造成古地磁和年龄数据的对称分布.当扩张的大洋地壳到达大陆边缘, 便俯冲到大陆壳下的地幔逐渐熔化而消亡, 因此找不到古老的大洋地壳.

  這个假說在最初提出时, 根据并不充分, 但经过观测研究证明它是可信的.到了70 年代, 在漂移說和扩张說的基础上, 诞生了"板块构造"学說.板块构造說强调, 全球岩石圈并非一块整体, 而是由欧亚、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲六大板块组成.這些板块驮在上地幔顶部的软流层上, 随着地幔的对流而不停漂移.板块内部地壳比较稳定, 板块交界处是地壳活动比较频繁的地带; 大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用所引起的.由於地震是大地构造活动的表现之一, 所以板块的相互作用也是地震的基本成因.

  板块构造說是综合許多学科的最新成果而建立起來的学說, 被认为是地球科学的又一次革命, 它为地震成因和矿产资源富集的理论提出了一个崭新的研究方向, 因此在当今地学界占有统治地位.不过, 可以用來解释地壳构造运动的还有地质力学等多种学派.

 
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