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人类对地球、宇宙永远充满幻想。
; V6 j) g$ }5 `6 G6 F3 f y如果地球是一个不断膨胀的球体,会发生什么?
* n4 X1 N: C! g7 T" m地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……
3 G" h j V! ?/ p0 r慢着,这可不是骤息万变的灾难大片,也不是无厘头的玩笑。
V% a3 d' A! Q- A% |) B0 q7 w4 S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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; V2 @4 X) i# B4 ?地球像吹气气球一样膨胀起来,情况也许不至于太糟糕。- U G% Z( t7 J- s9 y8 a% {
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……' \% D; T" E4 R& ^; c7 E5 f; c
有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。6 F* I( \6 s# Y" I& g, ~, S9 v1 }
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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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。% c& R) u! n8 i5 y& `0 \' O/ G
如此形成的格局画面有点熟悉。
6 _2 x9 o& Y- }/ U要是再加上一些外力,不就是造成大陆漂移了吗?
N' k+ k9 y; j, F& ~9 Q这样一来,地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。
7 t( Y! [0 W4 n0 a4 [1 K$ w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。/ C3 F% _+ ~+ u R
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8 R9 n% V9 x. I照现在看来,大陆漂移学说已经被广泛认可。
, z( f! _5 x3 t6 U而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里,鲜有人知晓。
! h3 v4 q' j; U7 l1 x! S其实早在19世纪,地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。3 O2 u T7 I4 \5 h' R8 a6 L
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。/ N5 c2 w* ~- o5 l0 n6 \; \# X& g
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. O% u8 i1 k- X* v0 e 查理斯·达尔文
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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。0 y, q9 z7 s1 c" W0 N O3 G/ P% {7 Z
怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。
; X% G9 [$ T8 i2 m* _他的导师解释说这是地壳的作用导致的。: G& Y* n1 k' |3 ~
而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。
" A: a2 x. ^0 b4 @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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# G$ [8 H: ~# u n这个想法在他脑子里根植,一年来不断延伸扩展。
d. B+ M. {* V1 O3 N; k0 K他跋山涉水观察地球万物,对于地质有了自己独特的见解。' | M0 C- q* K
一年间,地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。
- K! k3 c9 ? G1 A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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这套理论解释得了海洋,山脉又怎么说?
# k e' l+ F( Y1 t达尔文认为,地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。. A9 ^4 [$ ], ^) L$ p
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。
+ S7 I# L7 ^$ Q5 V9 o3 S% L这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。$ n6 D3 |6 M( S3 W% r ]
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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。
, m2 S0 d' A- ]" j6 m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。% @, j+ ^& \4 U: J2 o
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。
# K. g3 C: R0 Z: w0 q) y) v4 N' b" n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。) _0 h# T$ ?9 x% R
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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。
% a5 H! m% R# ~( _& M) r1889年,曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
1 r6 }% S7 ~( O+ j, V# M而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。
) J7 j' }- [$ e, ~+ |5 y! A3 S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& Y* T) k5 n" {8 b! a! H% s
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3 b/ ^: x7 g7 n/ ^" ^7 Z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。7 y$ N" w! ^' d; u# g* ^9 }( K# H
他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。$ ^! ~! z9 ~; a( W; t
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?! ~- ]; C7 B! E; ^3 t! j# u
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。7 \* @5 u0 e$ S9 L
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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。
1 \2 ~2 w: v: P2 d3 n8 d地球膨胀说的支持者不断增加,假说也得到了实例论证。( r/ |% ?! s7 m g a
比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。7 Z: q3 o o" o9 T4 K0 Y5 e
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。- d* m' N6 f: i9 f" F1 Q
他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。7 X- x9 @9 S: J9 e, A7 s6 i
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( }5 b3 h0 V; l6 Q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。/ c1 k. i- M1 p; T8 [# t0 V
在陆地的边缘,大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。
# p1 b0 f" t0 ?3 |. X' d这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。
2 b/ ?7 f' J. t- i4 r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。7 h$ x4 [+ p+ Y7 C# q$ H' I
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为什么是60%?这个数据也不是空穴来风。9 ` \ T& c6 \" N6 U A" y
20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! \& R( C/ d
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。$ ]/ }+ ?8 y3 \
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。2 L7 a+ t: m2 c' v2 u' T: U
但这个60%的缩小版地球却饱含争议。0 `' U* `! @; l6 o! s6 e% K6 l
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/ @8 u. z4 g0 r2 g& R 年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格+ d7 m/ O0 o/ P' P
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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?; J* l: L- \( b( d
地球现在的平均半径是6371千米。
" t9 `8 O9 J6 }6 w45亿年前的前寒武纪时期,地球半径只有现值的60%,约3822.6千米。* D! x$ r m/ c2 l" c" J: n
到了侏罗纪时期,地球半径膨胀至现值的80%,约5096.8千米。
* R5 O! M7 E2 b4 |1 `; o但显然,这些推测的数据后来都被现代测量的真实数据击溃。3 L, Q3 a4 p; i* t \9 A
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& R* w) t% I' R这是地球膨胀说空前活跃的时期,却再也没有更多能立足的证据提出。! G9 c2 S8 a. i2 W; w
在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。' i4 w/ Z5 p. z9 h
地球膨胀的证据仍不充足,但科学家却证明了海底的确在扩张。
& r1 I+ M R2 \ ~美国地质学家哈里·赫斯发现了大洋中脊*中一种地幔对流现象。
5 B9 N( y8 c: P7 @) t*注:是一条大洋中延伸的海底山脉,现代地质学中认为是张裂性板块边界的一系列火山结构系统。9 U/ u) `$ e8 m" G$ K/ @1 S
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在大洋地壳中,洋中脊是运动最剧烈的部位,也是海底扩张的源头。
/ O1 q2 \, b% w: E5 Z高热流的地幔岩浆不断上涌,上升得到冷却后形成新的洋壳。
! D& y% e4 K4 a! K0 @4 p: }: s! Q新洋壳在洋中脊附近沉积,也推动着旧地壳远离洋中脊。, w( t& ?9 {" @3 H% o. V* G# H
然后,旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔,最终消亡。
0 r9 ~+ \) w% Q/ {. @( J4 ?" c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。
& D' w: z; _# Q% f4 U9 P9 o大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。. H" M; R( a( u: E
在地球发展进程中,地球磁场的南北极曾经多次发生转变。
$ D. p4 t& z+ R5 q7 \' R, w/ z而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。" s2 U* V7 m& w. T a3 T9 J
所以每倒转一次,新生的洋壳都具有当时的磁条方向。8 C) b* _# N" |3 H
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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4 K9 z- @0 d k6 [1 s) x 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9 h5 B" v0 [+ R$ {: n$ T, }6 B5 q0 ~, ^
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3 h, B( u; s p: h# f( v4 X* g洋中脊把盘古大陆分割开,间隔区域成了大洋地貌。
1 ^# @* C0 c9 D$ `2 g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。 |1 S" @: L; s4 z) R
这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。
# ?5 ~* z4 { D. P m/ t这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。- N6 D; [2 n$ Q3 w' P2 A
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大西洋中脊
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4 E8 _/ F. L0 k* B# z& a# v& G3 y; ?
# r9 w5 A2 j! v. d% Q, }- x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。
0 G* |% i& m6 x/ _* |1 n4 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。
/ R4 y* i' A( I: G& ]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。
$ |5 j6 W4 y( A. X5 R而地幔对流则是板块运动的主要驱动机制。+ [! H1 m( @# G( |: {9 z+ r
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) ?; l3 g# e6 \' \5 R3 k. S 板块区域与火山爆发位置
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/ M) f4 O% r9 J7 S. u+ C* ` v于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。
7 `& A( m2 m( N; q$ R$ o而不断涌现的证据表明,板块构造说显然上风。
# c p; X( Z/ e* ]: j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。( G5 j1 C! n8 C; f+ R f
解释大陆漂移现象的地质学理论,也变更为了板块构造论。
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地壳板块作用力( a/ f y3 a; n1 o6 F; F
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海底持续扩张,难道不会导致地球膨胀吗?" H& p0 |# ~( a6 [. g( N7 o
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)。$ \' }0 O+ \* d7 _
2011年NASA采用高精度空间大地测量工具,测得这个数据。- u+ Z" k* y7 Z0 G% V# ~* i6 @5 s
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。% {1 y6 \9 F8 M6 X3 ]2 X
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; K8 X; S9 u6 W/ [' P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。; g0 |6 Z" Q+ U$ t. Y2 \
早在上世纪末,中科院地学部就从实际数据中得出结论:# V$ t/ \1 S6 X0 G( [- E4 R# O
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 F2 M; [" R7 H2 v% l& h! h这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。% j9 l- K) {: l4 x6 |
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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" S& Z8 R5 d) E7 p 为海底扩张说做出巨大贡献的Warren Cray和Klaus Vogel
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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。
0 x" b/ n) _0 V8 p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。! P# r8 i* l1 s' J# z$ f3 O4 b
起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。
5 ~2 |+ u% E# b7 b* N# P+ k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。
9 [" x, T2 s# l6 }- x' }*参考资料
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