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" u b2 G8 z* }1 ~2 Y人类对地球、宇宙永远充满幻想。+ d9 a! p; e5 O# p
如果地球是一个不断膨胀的球体,会发生什么?
% ?6 \* D- ?# d; X地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……( P* J9 I$ [. a1 R* O( L' x
慢着,这可不是骤息万变的灾难大片,也不是无厘头的玩笑。
! T+ z* O2 _8 \5 t/ d* D) W曾经就流传着这样一个学术假说,认为如今的地球形貌是由地球膨胀造成的。
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地球像吹气气球一样膨胀起来,情况也许不至于太糟糕。
, D$ @# s- f( f( v Q只不过体积增大可能导致区域海拔上升,热胀冷缩的原理下可能激发火山爆发……% X: S9 I" A7 d
有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。
5 [8 I2 K/ K: ?2 c/ x+ r$ p& D. L换言之,地球上包括人在内的所有物体都随着地球膨胀而变“轻”(质量不变,重力减小)。
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' ?8 x. ?, m: g. P! m ]; Y9 [% y假如经过长久的膨胀,大陆极有可能被拆分成几块,而间隙会被海水填充形成海洋。) @5 M. C: X+ ]/ Z
如此形成的格局画面有点熟悉。
0 ~1 }9 ^; L0 L( k! \. V9 N8 ^: Y% J要是再加上一些外力,不就是造成大陆漂移了吗?4 @* N7 w. Y- y+ ^/ F- t" o' h
这样一来,地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。
# N9 r) S5 R& B7 S7 z其实在地质科学的发展进程中,这两个学说确实曾有一段联系紧密的渊源。" N7 `' v0 n8 y" \" u2 J2 q
, g! s2 b) s) M W% h1 i! q; d/ A/ S; T, ~* ^/ ]
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照现在看来,大陆漂移学说已经被广泛认可。
+ _ }+ m& Q2 w0 @# K而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里,鲜有人知晓。0 V# f4 [5 v6 b1 u
其实早在19世纪,地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。
) S: |* l: V- f! X7 a4 q: G+ Y+ x+ |这一假说的支持者来头还不小,其中就有生物界的标杆达尔文、物理学家特斯拉等著名科学家。
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' _) A2 }7 c4 ^! V' Q) l3 F 查理斯·达尔文, W' p- f; S) }
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1834年,达尔文远航到达南美洲,发现一处巨大区域的海拔在不断上升。' s. s: U& k3 p8 ~4 x
怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。
4 X! |2 y1 k5 M+ G/ _) ~! O他的导师解释说这是地壳的作用导致的。
0 K/ F+ U6 L9 F$ P. W而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。
, y$ Z+ e8 l8 \( j; i$ k: U; _, B他设想海拔上升也许是因为地球的体积正在增加。
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: Q7 y6 ?8 z5 e6 J+ A: X" `这个想法在他脑子里根植,一年来不断延伸扩展。
6 ?) l; R4 J9 j. H他跋山涉水观察地球万物,对于地质有了自己独特的见解。. Y6 F* N) X) s8 W$ \8 A6 W; B$ n% K
一年间,地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。& Z) o! k2 r/ W% b
如果这个假说成立,那么地球当下的地形地貌也都有迹可循。
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7 p3 o# a) @! M) ] `这套理论解释得了海洋,山脉又怎么说?
4 I% J( R1 O, a/ R# R8 c达尔文认为,地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。5 V5 [1 W7 T; K! v1 ?% R8 Y2 {0 j4 t
虽然不全面,但一些特别球地形似乎都可以用地球膨胀来解释。
# o5 m7 s2 i3 s: `6 U这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。5 Y- f0 p( \$ {3 n% a
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罗伯托·曼托瓦尼在达尔文的基础上又进行了理论的拓展。
+ o+ ~# Y& W% @8 z G他认为原本的大陆是封闭的一个整体,在膨胀过程中才发生分离。
2 L8 Q4 D, I# M% j! z# c% d5 x) I! m海洋区域的裂缝进一步扩张,使大陆逐渐相互偏离形成当今的形态。
% ~! g' m. P; f' r就像穿着衣服的人快速变胖,最终把完整的衣服撑破为多块破碎的布料。
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# _+ z, \6 ]6 ^他还认为频繁发生的火山活动,是由于地球热胀冷缩导致的。
& x& v3 T, \$ L6 {5 d* e, Z+ W1889年,曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
7 m7 I6 V- H3 }" W' K/ ]8 ~ r而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。* Z* j3 @) l3 A1 {( A/ L8 ^
直到1912年,德国地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳提出了大陆漂移理论。
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阿尔弗雷德·魏格纳" c4 U! L7 b& A
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魏格纳认为地球上各自分开的大陆曾经合并成一个古老的超大陆。1 |1 h/ `9 s% [( V# X% F
他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。6 F$ N8 F, ]' f! g4 U
但是何种强大的力量才能让盘古大陆分崩离析,裂解成当今的局面?8 h" m, c- }- b
恰好当时流行的地球膨胀假说似乎很好地解答了这个疑惑。
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于是两种学说相辅相成,在成为科学共识的路上扶持前进。
% @0 o. q+ F! V/ p, F地球膨胀说的支持者不断增加,假说也得到了实例论证。0 x( i' _" H* ~* Q8 M
比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。
8 \! A1 R, |' o/ a% t% K( q; n科学家对地球模型进行简单的重排操作,在球体模型上滑动相互隔离的陆地板块。' M9 V+ U7 L3 m: ]+ I* M
他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。
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但他们发现,盘古大陆并不能完全重新复原在当今尺寸的地球上。9 N0 i9 J, E V0 ^4 L
在陆地的边缘,大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。( x$ j' C! U% |6 w9 r' r
这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。
; ?! ?- v- N& f1 ]) _$ K他们的观点是,如果地球缩小至现在的60%,就能无缝融合在一起。
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# a( j! O7 N k, e6 v为什么是60%?这个数据也不是空穴来风。
% G9 p/ ?; z. G6 r2 I2 Z20世纪30年代,德国一位地球物理学家希尔盖伯格用一个模型给出了证明。
; C- Y% s5 W! J* y- k, N: p他在不同大小的木质小球上排列大陆,重新拟定了一个一个缩小至60%的“远古”地球模型。
6 |. ]% l5 Q% ^( o7 @& r2 C; O后来模型愈加精致,再加上计算机模拟,地球模型也就更加清晰。* E# H- _9 @; H1 Q t9 o0 `
但这个60%的缩小版地球却饱含争议。
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年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格1 E) e# v4 i+ h, ?7 U
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假如地球以如今60%的大小膨胀而来,那么地球起源以来又是怎样的变化历程?4 C/ J2 } @$ F6 A
地球现在的平均半径是6371千米。
! V4 {' U' D. |, P& H' _- e45亿年前的前寒武纪时期,地球半径只有现值的60%,约3822.6千米。8 t3 @ f( }: F, H
到了侏罗纪时期,地球半径膨胀至现值的80%,约5096.8千米。
/ D. M8 Y. j1 R2 H% H; i. L但显然,这些推测的数据后来都被现代测量的真实数据击溃。
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h. t" x9 D) N! \" Q这是地球膨胀说空前活跃的时期,却再也没有更多能立足的证据提出。8 H# J& r0 w+ I9 U
在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。
1 p( h* R% B2 e) m地球膨胀的证据仍不充足,但科学家却证明了海底的确在扩张。! N) l0 g7 {9 J+ l) [
美国地质学家哈里·赫斯发现了大洋中脊*中一种地幔对流现象。
. F5 h% _% y7 _6 r- v*注:是一条大洋中延伸的海底山脉,现代地质学中认为是张裂性板块边界的一系列火山结构系统。. \. b; W9 w: k* l( b
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1 j" q$ G: V4 v; k% C; \; ~在大洋地壳中,洋中脊是运动最剧烈的部位,也是海底扩张的源头。2 X7 k" d' I, i
高热流的地幔岩浆不断上涌,上升得到冷却后形成新的洋壳。0 k5 l" }7 G! j, A8 L
新洋壳在洋中脊附近沉积,也推动着旧地壳远离洋中脊。* E7 N, {! U' e! J r9 _* L8 T" _
然后,旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔,最终消亡。) t+ W0 }6 I4 j. m$ t- ~2 |- G
以洋中脊为中心的大洋地壳因此向外扩张。
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海底扩张的设想似乎给大陆漂移又提供了新思路。
' k6 e9 t6 r) S3 b: q. E7 }大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。' j5 r* R/ @3 ?. g' J' S
在地球发展进程中,地球磁场的南北极曾经多次发生转变。
) L, ?$ p9 A* x$ X ~而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。
" b {+ w0 W3 E! e: N2 B1 H所以每倒转一次,新生的洋壳都具有当时的磁条方向。$ W# N) k# }4 v. |5 }9 P3 x
于是以洋中脊为中心,两侧交替形成对称排列的磁条带。
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最老的海底侏罗纪时期,根据磁带宽度计算存在年限2.2亿年,与实际十分相符+ [. e; W! C; @
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, v3 L2 M5 r9 ?% x1 H6 D洋中脊把盘古大陆分割开,间隔区域成了大洋地貌。
8 W3 B- \' T8 ?) B3 N而远离洋中脊的地壳相对稳定,所以保持了原本的陆地性质。
/ r( r5 ^( g `$ ^" d$ j* @这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。
9 i# L1 F* y3 L2 X( G4 y; q2 ~这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。
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/ u, `( Y$ E+ m7 p0 X/ R 大西洋中脊
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2 x' G0 }3 _, c S/ l9 Z到了20世纪60年代,以海底扩张为理论依据的板块构造说强势崛起。
R8 y4 p4 O- T1968年,法国的勒皮雄首次将全球地壳划分为太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极洲板块六大板块。
. f/ [! ^6 [0 s+ T; u" O0 V板块之间的聚合、张裂与错动三种运动方式共同影响地貌形成和地质变化。
' l% _* o& [) m# B而地幔对流则是板块运动的主要驱动机制。
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板块区域与火山爆发位置. X& b% g& |+ w- S* N
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9 `1 j; }5 `3 \* x1 h8 v! S3 i于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。( @2 E/ @7 o( k
而不断涌现的证据表明,板块构造说显然上风。4 h4 \, w/ a$ E7 s6 `* p
地球膨胀说逐渐没落,被打击成“伪科学”并埋藏在历史的运河里。
4 B/ F# X9 R" r Y0 R3 |解释大陆漂移现象的地质学理论,也变更为了板块构造论。$ u6 @4 P- m% U6 H
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地壳板块作用力+ G) |6 x9 L* T+ L' w% q
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8 }; r) E$ J9 p2 q1 k海底持续扩张,难道不会导致地球膨胀吗?
' m V M" \# F5 |3 m! l会,但地球半径平均每年大概只增加一根头发的厚度(约0.1毫米)。+ l( U$ _5 g/ N T3 V, ~
2011年NASA采用高精度空间大地测量工具,测得这个数据。
0 R2 P3 p5 Y, {6 o' e' y! \所以严格来说,在测量不确定性范围内,目前的地球并没有变大。
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6 _- `- v: [1 Q+ p1 X# m而在此之前,我国也有研究者分别观测计算南北半球的体积变化。
7 j* V* z, g5 {早在上世纪末,中科院地学部就从实际数据中得出结论:
, \+ L/ q! E0 m2 z6 h在过去几百万年里,地球总体仅有轻微膨胀,半径扩张每百万年小于200米。3 v8 \5 U& y' }
这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。
( K/ b" @4 G% k- M但也正是因为地球的稳定,才让生命存在有更大的可能。
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为海底扩张说做出巨大贡献的Warren Cray和Klaus Vogel/ e" c0 T+ P3 k+ c ], }5 G3 ]: d
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地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎。+ o. t1 H2 S/ x* j: X/ R) d
但不得不说,在地质科学的发展中,地球膨胀说也不失为一个启发性的思路。6 X8 ^+ R/ q1 g3 N
起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。
7 C' g" O9 b, x( G而如今回顾这门伪科学也许充满讽刺,但当时科学家做出的探索努力不可磨灭。. j7 l& ~+ l9 X5 h8 @
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