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- m* e; a& ?& g$ m4 M人类对地球、宇宙永远充满幻想。7 D8 ~: m9 L+ w& e$ a! g
如果地球是一个不断膨胀的球体,会发生什么?
# ~. h( d: V+ ]. {地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……
# F! M' \* `' t! b8 V慢着,这可不是骤息万变的灾难大片,也不是无厘头的玩笑。
7 Y9 F1 h7 ~' G9 |; t5 ?, 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。. z3 \1 P( ?5 x
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( x1 K' Q, k' E( ~. c地球像吹气气球一样膨胀起来,情况也许不至于太糟糕。; @ M9 g; k; @! q* M; u
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……" C4 m4 I( n k: @% k4 F u
有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。
7 _/ O& r* i7 {, d+ W' O4 j" s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)。( j! v# _1 f7 V* P4 f1 N
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0 B+ Y$ }" u7 q6 M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。" i0 Y# g, j6 v9 v
如此形成的格局画面有点熟悉。, [& `6 ?4 z/ b: T
要是再加上一些外力,不就是造成大陆漂移了吗?
K& v+ u* b# ?这样一来,地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。
. R( C0 y; x* d' ]. k7 g6 S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。1 ~1 [0 I+ @* s" B. F8 x
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照现在看来,大陆漂移学说已经被广泛认可。
( A# x3 V8 a" G/ F+ B而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里,鲜有人知晓。& {; w# N' [8 u
其实早在19世纪,地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。8 Y! U u; a! ~/ M! w: P
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。. I! e! D4 n. p5 b ^2 [# u
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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。( N; q5 V2 C' Z9 E9 q' L) l, m9 j* U
怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。
H* W4 k: ?4 `# ~# L2 k4 D6 i- P他的导师解释说这是地壳的作用导致的。5 M' K" `5 [! A) l# w5 h* C0 s
而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。. p; M% j# T- Q/ G' r3 M; j( }
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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这个想法在他脑子里根植,一年来不断延伸扩展。# z, O0 D+ r7 c4 S0 l7 s9 [
他跋山涉水观察地球万物,对于地质有了自己独特的见解。
3 a1 g! f# f, ^ V0 C' H一年间,地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。
& Q4 n- o- J4 _- E# z5 E' q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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; s: L2 [& h8 h( V/ E0 R这套理论解释得了海洋,山脉又怎么说?
1 T8 ?. Q) K/ t达尔文认为,地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。9 v5 P C1 C1 e: 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。7 {: e, d$ B; ?! q; S
这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。
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' T8 V3 F( h8 [罗伯托·曼托瓦尼在达尔文的基础上又进行了理论的拓展。* \; U, H$ O- e8 ~5 v9 i: V
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。# q, O0 y! p7 j1 S
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。
6 ?0 k7 P; K9 }: Z& g% Z: ~, z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。* x+ f* P! T) @9 T D' h: t$ u
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. ]0 p1 P* P! m/ s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。. d7 _, a0 c: J1 f" u+ i, D$ l
1889年,曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
5 W# ]* w* d; Q$ H3 }2 J% _7 f而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。) D& B& ]9 z: C- r
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
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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。
4 S$ v3 j' m% u* T* k" g( e: e. x5 Y他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。4 T* A0 i0 ]" t# H5 U0 `% w C
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?2 u8 `) M( n2 z$ h6 h
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。( i9 e6 h- w c' Q
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4 ~6 w) z) [0 N3 @# L于是两种学说相辅相成,在成为科学共识的路上扶持前进。
2 p7 v d1 K) u) E) g8 a. D地球膨胀说的支持者不断增加,假说也得到了实例论证。
9 j5 X! `! v: n& S' {' v比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。& t; @& @# f# _/ o8 d$ Q# f
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。
3 Q2 J; R. {5 w. p: |+ J! M他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。, D2 j! F C; G1 p5 ~8 I9 _8 I$ m( `
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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。
; E. {' _6 K2 w5 Y' X& s& ^% Y3 ?在陆地的边缘,大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。
9 w4 f$ @2 u1 \: z这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。3 T7 S, y) n5 N
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。9 I. j$ K; \: p& s( s
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, t* w' `% |& p- b" r2 u为什么是60%?这个数据也不是空穴来风。
0 g3 C+ f' G* {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。$ k; Y& m. G" z$ s4 b
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。
/ y/ `2 g" {5 r/ r4 j* R( 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。% b3 F/ V% F4 b! S! e) W
但这个60%的缩小版地球却饱含争议。" ^- s9 `3 Z0 `6 G8 p, Y
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年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格
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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?& f4 s+ u. G9 S8 s
地球现在的平均半径是6371千米。
0 W1 V6 Z) e9 e4 P+ r# d, Z2 q45亿年前的前寒武纪时期,地球半径只有现值的60%,约3822.6千米。: k4 r3 F8 f- w* s% g
到了侏罗纪时期,地球半径膨胀至现值的80%,约5096.8千米。# ?2 z8 H9 ?1 y( c: Y
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 \- e5 a! G9 V1 P% H
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4 L! Q0 G1 ?0 y; P+ X$ {/ h
! x6 Z0 _# w* T* ~$ X4 C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。. ^$ s8 M) c8 f4 P( H, X
在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。, C7 W) K8 y( x) y) 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。
5 r9 d, l1 {) }- M. E! z! ^1 K' h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。3 K) G5 f( h: S- ]( Y1 l( }
*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。+ d# `8 s, i% [; _& D
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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。
* |( Q" Y5 D+ r6 r: c8 C, X* k T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。# ]+ F5 ]0 v7 r1 l2 Q* {" ~1 V
新洋壳在洋中脊附近沉积,也推动着旧地壳远离洋中脊。
8 ^* g4 |$ t: ?1 R' h! [然后,旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔,最终消亡。6 q8 O4 u1 n+ o0 i2 L
以洋中脊为中心的大洋地壳因此向外扩张。9 t$ m4 T( t3 ], g
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: l. g$ ]' b% S2 G8 F- o! Z海底扩张的设想似乎给大陆漂移又提供了新思路。5 i7 @$ T' T# L; h2 C7 ~" Q: e
大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。2 _4 { X$ q' ?* ?$ f7 g" M: P: i* L
在地球发展进程中,地球磁场的南北极曾经多次发生转变。9 \3 s$ _ R6 k) Q! L0 F
而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。# r/ x, K, I# V5 R. j4 w$ }
所以每倒转一次,新生的洋壳都具有当时的磁条方向。
! j# I/ C" f% R6 Q5 ?. `于是以洋中脊为中心,两侧交替形成对称排列的磁条带。, S, b4 J) w8 B- I* s
5 C0 j1 ]; w8 O& C# |" ~1 W1 j- v2 U9 y K3 w
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( V: @5 k6 b. X3 m# P; T 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! A. F2 G! G" g4 h5 L
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洋中脊把盘古大陆分割开,间隔区域成了大洋地貌。, r; }- b" I' ]( k
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。; \/ S, v' j+ K% d7 T3 }5 R" s
这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。) q( P0 y n5 B+ D
这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。& r9 s1 b+ t+ x5 j
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大西洋中脊! y6 J& z. E7 n" A3 {
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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。: l6 P7 W3 q; `0 z
1968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。
( U! V3 V! H+ q! E: D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。
% ^2 _; \; n$ B; L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
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于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。, }: S: H! q# {+ ?" U. w3 v8 L
而不断涌现的证据表明,板块构造说显然上风。0 x2 a. s. r5 ~: L% V6 ]) U( Z9 D. R
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。
$ f% F9 ^+ F- d! I解释大陆漂移现象的地质学理论,也变更为了板块构造论。5 s( U% ^7 I/ n8 J8 e/ e. E
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) `, ?' b6 Z) z9 s3 i 地壳板块作用力
+ u+ D: P6 r3 {/ A0 p8 Y. z" J' d. d% e. z, s
1 g) q, X( F: V' \' ]海底持续扩张,难道不会导致地球膨胀吗?
; }0 b* C3 n# T% q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)。
& @8 E8 R* a, Q, J, R2011年NASA采用高精度空间大地测量工具,测得这个数据。
; ]% w, y6 s( [+ u# {* g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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/ s. v! _ ^. z0 P& N . ]$ c8 K0 R. L7 A5 H! e
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. s3 N2 F# g2 h8 J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。4 b$ l* Y+ k9 B8 j9 Y1 S
早在上世纪末,中科院地学部就从实际数据中得出结论:4 j- C8 I0 x4 H8 Z' {' H0 X
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。
- I3 ?$ l2 b8 |+ R# U2 A/ b v这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。% N" c, `" O" ?% ~1 r/ r
但也正是因为地球的稳定,才让生命存在有更大的可能。8 D, K9 o0 q3 _4 ]- E" T& }: d
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6 B% p; w3 s5 U0 H7 V7 v2 C
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。3 T0 t: u. m- r& m4 U
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。0 E0 `; F+ L0 P' j. v
起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。' e; A% B8 S' h. }2 |9 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。+ z, Q5 I7 y; `- L& H' ]
*参考资料- u' _3 F/ F4 }0 Y! V( c
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