人与自然 系列丛书-第104部分

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　　在地壳运动问题上，还有一些人提出地壳均衡代偿的看法。他们认为，地壳上的某些地块发生了重力异常现象，重力场则要求这些地块保持原状，这一矛盾只好通过有关地块的相对升降运动来解决，从而导致地震。这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。　
　　当地球收缩说走入死胡同时，本世纪20年代初产生的大陆漂移说却红极一时。大陆漂移说认为：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就形成了喜马拉雅山。　
　　本世纪30年代，大陆漂移说的赞成派与反对派经过激烈的争论之后，大陆漂移说宣告失败。其失败的原因一是缺少对大陆漂移的原动力的说明；二是认为地球不是坚硬的；三是根据正统派的高温起源说，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，这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两条，它们不相重合，但形状相似，处处平行，要使它们合并成一条，除非把北美大陆向东移动3000公里。然而，这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，这正与大陆漂移说不谋而合。因此，被正统派打败的大陆漂移说又重新活跃起来。　
　　然而，地球磁场的问题至今尚未有定论，大陆漂移说在解释一些实际问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两侧的古地磁异常带，且正向、逆向带都呈对称分布，两侧岩石的年龄也大致对称排列，于是明确提出了“海底扩张假说”。这个假说认为：地壳运动最主要的动力是由于地幔物质的对流；地球上最上层约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。他们设想，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两边，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，使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。　
　　这个假说在初提出时，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，在漂移说和扩张说的基础上，诞生了“板块构造”学说。　
　　板块构造说强调，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6大板块组成。这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，板块交界处是地壳比较活动的地带；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。由于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。　
　　板块构造说是综合许多学科的最新成果而建立起来的学说，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，可以用来解释地壳构造运动的还有地质力学等多种学派。




地震之谜　
　　地震同刮风、下雨一样，是一种经常发生的现象。据统计，地球上每年能测到500万次大小的地震。但由于许多小于2级的地震（微震）不被人们察觉，而相对来说发生大地震的次数较少，比如每年7级到8级的地震只有10多次，8级以上只有一二次；况且，许多地震发生在荒山野岭或汪洋大海中，因此每年发生地震的次数虽然很多，可被人们察觉的并不多。　
　　为什么会发生地震呢？　
　　一般地，科学家们把地震归纳成以下几种：地壳的上层压力过重，地下的石灰岩洞突然塌陷，会发生地震，这叫陷落地震。这种地震影响小，发生次数也少。　
　　火山喷发时，岩浆冲出地壳，发生爆炸，使大地震动，这叫火山地震。　
　　这种地震影响也不大，次数也不多。　
　　影响最大，次数也最多的是构造地震，这种地震是由于地壳运动引起的。　
　　地壳在运动过程中，坚硬的岩石有时会改变形状，引起破裂，这就形成了构造地震。　
　　最近，一些科学家，如德国的克劳斯·沃格尔、美国的马钉科古斯等认为，地震是由于地球体积不断增大引起的。他们解释说：地球最初的直径只有现在的55％～60％。由于地球内部的原因，如温度的变化、冰层的溶化导致地球体积增加，从而引起地球表面板块破碎并互相分离。大量的水充溢于板块之间形成海洋。地球的这一发展进程，始于两亿年前。　
　　地震是否确实系因地球体积增大而引起的呢？如果不是，那又是什么原因所致？目前这还是一个谜。




地球之水哪里来　
　　在太阳系里，地球是颗得天独厚的天体，它离太阳不近也不远；温度不太高也不太低；有稠密的大气层和丰富的水资源。据计算，地球上的水的总量达到145亿亿吨。它广布于地球的各个角落。江河湖海是它们的故乡；地下、大气、岩石和矿物中有它们的踪影；甚至在所有生物体中，水几乎占有它们组成物质的三分之二。　
　　水使地球生机盎然，水使地球生命能繁衍生息，水带来了人类文明世界进步。当人们放眼宇宙时，才发现地球与其他行星比较起来，是那么特殊，地球是唯一拥有液态水的行星。那么地球之水是从哪里来的呢？　
　　是与生俱来的吗　
　　很多人这么认为，地球之水与生俱来。　
　　太阳系形成假说——星云说认为，地球和太阳系的各大行星，均起源于一个原始星云——太阳星云。太阳星云的物质由三类组成：一类是气物质，包括氦和氢，占总重量的98。2％；另一类是冰物质，包括水冰、氨、甲烷、氧、碳、氮和氢的化合物，含量约为1。4％；再一类是土物质，主要包括铁、硅、镁、硫等重元素与氧的化合物，它们的数量在星云中只占0。4％。　
　　太阳星云起先是非常疏散的。在有引力的作用下，大的物质吸引小的物质，最后在中间形成了太阳，周围形成行星。在行星演化的漫长过程中，由于受到中心天体——太阳热力和引力的影响，气物质、冰物质和土物质的分配是不均匀的。它因距太阳远近不同而不同。地球离太阳较近，所以它主要由土物质组成，也有少量的冰物质和气物质参与。其中参与组成的冰物质就成了地球上水的来源。　
　　科学家认为，地球之水除生与俱来的外，还通过自身的演化而不断地释放。例如在火山活动区和火山喷发时，都有大量的气体喷出，其中水蒸汽占75％以上。还有，地下深处的岩浆中，也含有水分，而且深度越大，含水越多；除此以外，和地球同宗同祖的陨石，里面也含有0。5～5％的细微水分。　
　　由此可以证明，在由土物质组成的地球中参与了一定数量的水。　
　　然而，随着人们对火山研究的深入，有人发现，火山活动时释放的水，并不是新生的水，而是渗入地下的雨水。科学家是通过测定这些水的同位素以后才认识到这一点的。因此这种有根有据的说法无疑对“地球之水与生俱来”的假说是一种挑战。　
　　是太阳风带来的吗　
　　为了寻求地球之水的渊源，有人把眼光投向了宇宙。他们说，地球之水的主要来源是在地球形成之后，从宇宙中添加进来的。　
　　1961年，有一位叫托维利的科学家提出了一个令人耳目一新的假说。他说，地球上的水是太阳风的杰作。　
　　太阳风顾名思义就是由太阳刮起的风。当然这种风不是流动的空气，而是一种微粒流或叫作带电质子流。太阳风的平均速度达每秒450千米，比地球上的风速高万倍以上呢！当太阳风向近地空间吹来时，绝大部分带电粒子流被地磁层阻挡在外，少量闯进来的高能粒子马上被地磁场捕获，并囚禁在高空的特定区域内。　
　　托维利认为，太阳风为地球作出了有益的贡献，那就是为地球送来了水。　
　　这话该怎么理解呢？　
　　托维利经过计算指出，从地球形成到今天，地球已从太阳风中吸收的氢总量达1。70×1023克。若把这些氢和地球上的氧结合，就可产生1。53×1024克的水。这个数字与现在地球上水体的总量145亿亿吨十分接近。更重要的是，地球水中的氢和氘含量之比为6700∶1，这与太阳表面的氢氘比也十分接近。因此，他认为地球之水是太阳风的杰作。　
　　但是，反对这种意见的人提出了质疑：水虽有可能来自太空，却也在不断地向太空散逸。这是因为大气中的水蒸汽分子会在阳光的紫外线作用下发生分解，变成氢原子和氧原子。　
　　氢原子由于很轻，极容易摆脱地球的束缚，飞向行星际空间。据计算，它的逃逸数量与进入地球的数量大致相等。因此，他们认为，如果地球之水光靠太空供给，而自身没有来源的话，地球不可能维持现有的水量。　
　　是太空冰球提供的吗　
　　地球上每天都在接纳天外客人——陨石。这些来自太空的不速之客大部分是石陨石和铁陨石，但也有一些是冰陨石。加入地球“家庭”的冰陨石究竟有多少？它们对地球之水的贡献如何？人们从未注意过，也许认为它们的数量微乎其微，无足轻重。　
　　不久前，美国依阿华大学的科学家弗兰克提出一个论点。　
　　原来，弗兰克在研究人造卫星发回的图像时，对1981～1986年以来的数千张地球大气紫外辐射图产生了兴趣。他发现，在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在2～3分钟。这些小黑斑是什么？经过多次分析，否定了其他一些可能之后，他认为这些黑斑是由一些看不见的由冰块组成的小彗星，撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸汽造成的。他还估计，每分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠入地球。若每颗可融化成冰100吨，则每年即可使地球增加10亿吨水，地球形成至今已有46亿年历史。这么算来，地球总共可以从这种冰球上获得460亿亿吨水，是现在地球水体总量的三倍以上。即使扣除了地球历年散失掉的水分，和在各种地质作用中为矿物和岩石所吸收，以及参与生物体组成的水之外，仍然绰绰有余。　
　　地球之水来自天外冰球的说法，虽然有一定道理，但也受到了挑战。一些研究者在对旅行者二号航天器拍摄的大量照片研究之后，否定了大量冰球飞入地球的看法。因此，地球之水从哪里来还没有定论。　
　　海水会越变越咸吗　
　　广漠无垠的海洋，烟波浩淼，奔腾不息。蔚蓝色的海水是那样的深邃莫测，令人神往。