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地球的制造者

时间:2023-09-29 百科知识 版权反馈
【摘要】:地球的磁层也是如此。另外,由于地质均衡反应和猛烈撞击后出现的大地构造运动,地质结构也会出现一系列的紊乱现象。托浮地壳进行漂移的是具有相当大的弹性的、温度较高的软流圈。他认为,地心内旋转性的流体动力现象是地壳漂移和极地移动的根本原因,而旋转性流体动力现象乃是由地球磁场的变化造成的。

来自宇宙的袭击在天文方面带来了严重的影响:地球轨道的诸因素发生了重大的变化。前面说过,地球的轴从0°倾斜到23°左右,这一变化非同小可(今天当然已感觉不出这一变化的后果)。当初,地球倾斜度一改变,整个太阳系的各大行星问的关系随之也会改变。需要经过悠悠岁月的调整,它们才能进入新的平衡之中。科学家们深信,小行星撞击地球,一定也改变了地球的旋转方式。如果轰击方向同旋转方向一致,就会加快旋转速度;如果方向相反,则会减慢旋转速度。这一变化不能与地球目前转速的减慢混淆起来,因为后者是由于月球远离而去所造成的。

完全可以肯定的是,大量小行星的轰击,使我们地球的磁场出现了紊乱,进而发生了深刻的变化。地球的磁层也是如此。这样的变化对我们今天物种的稳定性是相当危险的,如果不说是十分可怕的话。

这类影响的大小,要看天体撞击地球时释放出来的能量的多少。很小的天体袭击地球表面,只会给局部地区带来灾难。可是,从前巨大的陨星(直径在数千米以上)坠落时会造成整个地区或全球性的灾难,其影响会持续很久很久。数千米以上的大陨星至今依然存在,因而灾难依然可能降临。

小陨星坠落造成的陨石坑是相当圆的,有时也有方形的,这样的星伤在潮湿地带就会变成湖泊或海。最近几年,科学家们发现许多湖泊原先都是星伤。

严重的星伤由于地壳下陷会形成大海或海湾。另外,由于地质均衡反应和猛烈撞击后出现的大地构造运动,地质结构也会出现一系列的紊乱现象。

如果巨大的天体撞击地球的极区,所释放出来的能量就会使两极的冰全部或部分融化成水,地球各大洋的水位就会无限地增高。这样,大陆海岸浸入水中,地球表面就会发生巨大变化,难以想象的灾难便会遍布全球。

最后还须指出的是,相当规模的陨石如果在空中爆炸,其不可估量的威力可以把部分甚至整个地区毁灭:植物死亡、建筑物倒塌、人的生命遭受严重的伤亡。

20世纪60年代,现代科学中出现了一门崭新的重要学说,即地球板块构造地质学。这门科学完全取代了先前流行的大陆漂移学说。早在20世纪初,德国地球物理学家阿尔弗雷德·韦格纳就正式提出,大陆是移动着的,这种移动相当明显地改变着两极的位置。从此,地质学和地球物理学得到了突飞猛进的发展。

地球板块构造地质学是一门崭新的严密的科学,但不能说它已解决了有关地表滑动的一切问题。因为除了板块移动外,很可能还有整个地壳的运动。这种运动比板块移动快得多,数十年或上百年就能明显地看出。我们可以说,整个地壳在漂移,这层地壳在海洋下有70千米厚,大陆下则有150千米厚。托浮地壳进行漂移的是具有相当大的弹性的、温度较高的软流圈。随着深度的加大,软流圈的黏性也越强。

不要把这里的地壳理解为通常所说的地球外壳,它实际上指的是岩石圈。大陆地壳比较古老,且多为花岗岩,其厚度为40千米。海洋地壳的年代较新,多为玄武岩,年龄在2亿年左右,厚度不超过7千米。这两种地壳的下面就是地幔,亦称亚地壳。地幔仍然是地壳的一部分,地幔的深度一般为2800千米。

应当指出,地壳厚度的不同使它在软流圈上做整体移动十分困难。因此,不少研究地球科学的专家不同意存在着整体移动的看法,他们认为地球板块构造学说完全可以解释2亿年来地球两极的迁移现象。

然而,长期以来科学家们就推测出地壳在做整体漂移,而且还拿出了种种理由。20世纪50年代末,C.哈普古德在《论地壳运动》一书中提出了一个新的思想。爱因斯坦还为此书作序,认为哈普古德的思想“确实与众不同,十分吸引人”。这一思想可概括为:在两极地区,冰块越积越多,但它们的分布是不均匀的,两极积水的多少也是不对称的。地球的旋转对这种不对称的积冰产生一定的影响,使某种向心力发挥作用。这一日益增大的向心力给地壳施加推力,当推力达到一定的限度,向心力就会使整个地壳发生移位。地壳的移位势必会影响整个地球,使极地向赤道移去。

20世纪70年代中期,凯泽教授出版了他的巨著《冰山的回复》,证明地壳整体运动是相当快的。不过,他列举的理由同前人的说法毫无共同之处。他认为,地心内旋转性的流体动力现象是地壳漂移和极地移动的根本原因,而旋转性流体动力现象乃是由地球磁场的变化造成的。运动首先只局限在地核内,然后才慢慢地扩展到地壳。地壳和软流圈虽然各自的形状不同,但地壳总紧紧地贴在软流圈上。可是,久而久之,这种贴着力已不足以抗衡地球内部的各种横向力了。于是,坚硬的地壳开始滑动,在弹性的软流圈上漂移。当各种横向力变小到一定程度的时候,漂移也就停止。凯泽得出结论说,地壳整体移动不仅是真的,而且经常发生。

法国学者M.孔布认为,地壳漂移还有宇宙的原因。早在1953年,科学家A.凯利和F.达奇尔联合著书,率先提出“陨星轰击地球是地壳漂移的重要原因”之一理论。他们说,我们的地球曾遭受过许多宇宙天体的轰击,从宇宙中得到了外力的地壳从此就开始了漂移。他俩的学说一直被科学界束为高阁,可是最近几年却引起了学者们的高度重视。巨大的陨石撞击地球,能够改变地球磁场和其他诸力之间的平衡关系,从而推动、加速了地壳的移动。

许多著作家认为,地球两极在地壳的一次短暂移位后出现的最近那次移动,大约发生在1.2万年前,从而导致了1万年前那次“地球大灾难”。这个年代在地球史和人类历史上具有极为重要的意义。它同最近那次冰期的结束和全新世的开始正好吻合。它同诸如最后一群猛犸的神秘消失以及某些地区气候的突变是同一纪元。一些专家把这个关键年代同柏拉图所说的大西国或穆地的沉沦联系了起来。从这个年代起,大洋的水位迅速上升,在1.2万年中涨了150米,淹没了数以百万计平方千米的土地,结果陆地动物大批迁徙。当然应该指出,这些动物是十分原始的,并不像那些专家们所说的那样是些高度文明的智能动物。

在这种空前绝后的大灾难中,地球上的动物和植物怎能继续存在?这样,大批生命灭亡,大量物种灭绝,生命处在奄奄一息之中。

如果说地壳漂移论至今还缺乏足够确凿证据的话,那么,小行星撞击地球使地磁场发生根本的变化,这却是毋庸置疑的。因此,科学家必须认真地研究这个课题。

科学家们认为,地球磁场产生于所谓“发电机效应”,这主要是由于金属核和其外表的玄武岩地幔旋转速度略有差异所产生的。地球内部不同的导电性能,又导致了磁化现象。

20世纪60年代,物理学家和地球物理学家就开始仔细研究岩石化石磁性(即古地磁学)问题,企图弄明我们地球的磁场史。大家知道,一块含有铁的氧化物的岩石在岩浆晶体化过程中形成的时候,它就获得同地磁场方向相同的磁极。

研究者们明白,洋底保持着许多磁性倒转现象。岩石既有正常的磁方向,又有倒转的磁方向,这种现象对整个地球也适用。这一重大发现使专家们得以查明地球最近2亿年的“磁历”。该“磁历”分成若干时期,短则50万年,长则100万年。这期间曾发生过多次磁方向倒转事件,其影响只波及某个地区。

专家们试图用种种原因来解释地磁场倒转现象,有的说是地球自身的原因,有的说是宇宙的原因。最近一次磁场倒转发生在70万年前。从那以来,我们就生活在地磁场的布律纳时期。布律纳是法国物理学家,他在1906年首先发生岩石中的化石磁性具有方向的倒转现象。大家知道,70万年这个时间正好是一颗巨大的小行星轰击地球的时间,它在地球上留下了直径为240千米的巨大的威尔克斯地星伤和周围的大小玻璃陨石坑。

1967年,地球物理学家B.格拉斯和B.希曾提出了这样一个观点:玻璃陨石的形成同地磁场的倒转有一个共同的原因,因为前边说到的两个70万年这样的巧合不是无缘无故的。由此可见,磁场的倒转同陨石的轰击有密切的联系。后来发现,世界上业已查明的四种玻璃陨石坑总是同某一次地磁场倒转的日期吻合的:象牙海岸玻璃陨石坑同贾拉米洛事件都发生在97万年前,中欧玻璃陨石坑的出现及北非陨石坑的出现分别同1480万年前和3500万年前两次地磁场倒转相吻合。在最近这3500万年里,共发生过105次磁场倒转,平均每100万年三次。这说明地磁场很不稳定,也证明了地磁场的倒转部分地同小行星轰击地球有关。目前,地磁场处于不断衰减时期,总有一天会趋于零,到时将会出现特大的灾难。

原始地球受到过小行星的猛烈轰击,给地球带来了严重的后果。不少地球物理学家认为,地球之所以分裂为几个板块,就是因为遭到过体积庞大的小行星的撞击。目前的板块不是最初的那几块,原先的板块要大得多,后来被撞碎了。

很早以前,科学家们就指出,原始的太平洋是一个巨大的星伤。大西洋形成的年代较近,它也许是1.8亿年前一次极其猛烈的轰击后地壳破裂而成的。由此可见,地球的地形受到这种轰击的严重影响。

来自宇宙的轰击对地球矿物的构成,也具有不可估量的作用。前苏联科学家们如此积极地研究星伤,不仅有科学方面的动机,而且还有经济方面的考虑。科学家们越来越深信,巨大的星伤一般都伴生着丰富的矿藏,如加拿大的萨德伯里陨石坑是该国最大的镍矿,它的面积为58千米×22千米,其镍的储量占世界镍的总储量的三分之二。起初,科学家们以为那里的镍是由坠落的小行星带来的,但不久这一想法就被否定。现在大家深信,那里本来就存在着镍,不过它被埋在地下深处数十千米的地方。小行星撞开了地壳,那里的岩浆涌入星伤,随后就冷却凝固起来,镍也随之留在了地壳表层。

发生在萨德伯里的现象同样可以在其他陨石坑出现,全球范围就掀起了一股寻找巨大星伤热。值得指出的是,能够使地壳破裂、矿物上升的星伤其直径起码在80千米以上,否则,地壳连一条裂缝也不向深处的矿物打开。不过,小的星伤同样不能小看,那里亦储藏着一定数量的矿物。

苏联的科学家们宣布,他们那里查明的大星伤都有天然气、油页岩和其他矿物。南非人对布希维尔德地区刮目相看。这个地区面积为6.7万平方千米,科学家们认为,22亿年前有一颗天体在这里上空炸成四块,其中一块坠下造成了著名的弗雷德福特星伤。布希维尔德地区布满了来自地球深处的岩浆的凝固结构,并已查明含有大量的白金、铬和铁。它是南非的聚宝盆。

最近几年,墨西哥发现了许多石油矿脉,其中主要集中在坎佩切海湾,而这个海湾恰恰被认为原先是一个巨大的星伤。

上述数例充分证明,给地球带来灾难的星伤如今成了人人喜爱的聚宝盆。无怪乎各国地质学家都希望能找到在地面上难以察觉到的巨大星伤。

【知识链接一】

地球防撞妙招

方案一:用核弹炸毁小行星

科学界目前“拦截”小行星的设想方案大体可以分为两种,一种是将其炸毁,破坏掉;另一种则是改变它的运行轨道。

“炸毁”的办法在理论上讲是可以的,但是在炸毁之前首先要对将要撞向地球的小天体的本源进行研究,看它的组成元素是铁质的还是硅质的,如果是硅质的,因为它质地比较松散,就可以利用导弹或者其他的核装置进行攻击将其炸毁,但是如果是铁质的,是一个坚硬的“铁疙瘩”,就要采取改变轨道的办法。

方案二:用机械力改变轨道

更多的科学家在考虑改变小行星运行轨迹的方法。李竞研究员介绍说,第一种改变小行星轨道的方法,就是发射人造天体,将其发射到太空后,把它调整到和小天体(或称小行星)平行,并使两者的相对速度为零,即人造小天体的运行速度等于小行星的运行速度,然后用机械推它一下,它就会改变轨道。

方案三:改变颜色以改变轨道

如果原来小行星是灰的,可以将它变成纯黑,物体的颜色可决定吸收热量的多少。“这样可以改变它的反照率,颜色改变后它的吸热情况就会有所改变,黑色可以降低反照率提高吸热率,从而提高整个行星自身的温度,对它的运行轨道产生影响;也可以把它变成白的,使它变冷,效果是一样的。”

方案四:用爆炸法改变轨道

对于组成元素是铁质的、结构结实的行星,研究者认为,可以利用导弹或是核装置对其进行攻击,理想的状态是将它炸成一分为二的两部分,这样质量就发生了变化,“不再是原来的质量了,轨道也就跟着变了。”

方案五:给小行星安“太阳帆”

这种方案要在小行星体表面上安装一台大型火箭发动机,或者一个“太阳帆”,把行星从地球的轨道上推开。发动机将被一个常规火箭发送到小行星上;然后,发动机自己固定在小行星上,开动发动机,把小行星推离它原来的运行轨道,从而使它错过与地球相撞的机会。

另外一个选择就是把一个“太阳帆”附着在小行星上,而不是发动机。利用常规火箭把这个帆发送到小行星上,并把它植根于小行星体的表面。这个帆一旦附着在小行星表面上,它就能够吸收由太阳放射出的光子,从而像风吹动一条船上的帆一样,把小行星推离原来的轨道。

【知识链接二】

科学家的异想天开

科学家们正在设计各种避免小行星闯入地球轨道的方法。然而,这些方法要么被证明并不科学,要么被证明极费时间,它们也许可以阻止那些10年前就发现的近地小行星,却根本来不及阻止那些临近地球才能被发现的小行星。

其中最为奇特的是一位名叫黑曼·布查德的美国科学家提出了一项新的设想,人类可以用一个膨胀的巨型气囊将“太空杀手”推离地球轨道,并称该方法弥补了以前各种方法的不足。布查德宣称,如果设计出一个直径为几千米的膨胀“空气枕垫”,然后通过一艘太空飞船让它飞近“太空杀手”,这个巨大的气囊完全有足够的推力将一颗近地小行星推到远离地球的轨道上,从而避免大灾难的发生。布查德认为,如果像好莱坞电影中那样通过核爆炸将小行星炸毁,只会将它炸成更多的碎块,这些小碎块仍会以致命的速度继续飞向地球。然而,巨型气囊却能以柔克刚,“温柔”地推动外来小行星,从而使它们远离地球。如果第一个巨型气囊光荣“牺牲”了,第二个巨型气囊就迎头赶上。

“人类所要做的事情就是让太空飞船带上足够的燃料,只要有足够的能量将巨型气囊推向太空巨石,巨型气囊的推动就可以非常‘温柔’地推开那些危险的小行星。”布查德在接受记者采访时说。

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