书城科普读物奥秘世界(彩图版)
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第18章 地球奥秘(2)

但是,在1910年的一天,当还在家养病的气象学家魏格纳专心致志地注视着一幅世界地图时,非常吃惊地发现:在大西洋东岸、非洲的几内亚湾凹进去的地方恰好可以和大西洋西岸、南美洲的巴西东北角凸出来的地方相嵌。换句话说就是,倘若把非洲和欧洲大陆的西海岸与南北美大陆东海岸拼凑在一起,完全可以拼凑成一个大致上相互吻合的整体。

这仅仅是一个极为偶然的巧合吗?从这里出发,经过两年的探索研究,魏格纳提出了以下观点:世界上现在的亚洲、欧洲、非洲、美洲、澳洲和南极地区在很久很久以前,是连接在一起的,后来这块完整的大陆逐渐地分裂、分离,慢慢成了现在这样子。魏格纳之后,又有许多科学家发现大量的可以证明魏格纳观点的正确性的证据。

.现在,魏格纳的观点已经为越来越多的科学家所信服。更有意思的是,有的科学家还把840万年之后的世界海陆分布图给绘制出来了。

在这幅地图上,以色列、埃及、希腊、意大利、沙特阿拉伯等国将会从大陆上消失;一个新的大陆将诞生在澳大利亚北部日本、新西兰、澳大利亚、新几内亚很可能连成一体……这幅地图的准确性只能有待于我们的子孙后代们在840万年之后对它们进行检验了。

尽管大多数人都已接受了魏格纳的观点,但是因为还有一个关键问题还没有解决,故而它目前只能算是一个科学假说,这个关键的问题即是究竟是来自哪里的力驱动重达1000亿亿吨的6块大陆漂移的?因此为什么大陆会漂移,迄今为止,仍是一个未解之谜。

火焰山之谜

在《西游记》中,唐僧领着他的三个徒弟来到火焰山下,他们被这座燃烧着熊熊烈火的火焰山挡住了去路,无奈之下,只得由孙悟空千方百计借来了铁扇公主的芭蕉扇,师徒四人在把火焰山的烈火扇灭之后,顺利西行。

当然这只是神话传说而已,不过既然火焰山无论是过去还是现在,都不曾燃烧过熊熊大火,那么它为什么会被称为火焰山呢?

火焰山位于中国新疆吐鲁番盆地。仔细观察一下火焰山的地貌,它的山体全部由红色的页岩和砂岩组成。这些页岩和砂岩是由距今1.1亿年前或7000千万年前的中生代侏罗纪和白垩纪以后的新生代第三纪时的泥土和沙粒堆积而成的。那时天气非常炎热,在沙石泥土中沉积的铁元素经过雨淋、高温氧化之后,形成了很多红色的氧化铁。在喜马拉雅山运动时,这些堆积物褶皱隆起,抬升成山,火红底色的火焰山山体由此而构成。

但是,除了火焰山之外,还有其他的山也是由红色岩体构成。火焰山较为出名,主要是因为当地自然环境衬托火红的山色的缘故。

吐鲁番盆地是中国西部夏季著名的“火炉”,这里的气候高温炎热。吐鲁番在元代时就曾被称为“火州”。这里的岩石在十分强烈的风化作用下,山石造型极为奇特,沟壑滴水不流,山上寸草不生,山麓沙砾堆积,与一望无际的茫茫灰白色戈壁沙滩相映,灼人的阳光在山势奇特的红色岩石上照射着,烈焰蒸腾,红光闪耀,正如在燃烧着的熊熊烈火。也许正是因为如此,才给了《西游记》的作者吴承恩以创作灵感。

火山为什么会喷发?

火山喷发是地壳中的岩浆向上喷出地面时的现象。一般情况下,地壳把岩浆紧紧地包住。地球内部有相当高的温度,岩浆不甘于寂寞,它老是想要逃离出去。然而,由于地下的压力极大,岩浆无法很轻易地冲出去。地下受到的压力在地壳结合得比较脆弱的部分比周围小一些,这里的岩浆中的水和气体就很有可能分离出来,促使岩浆的活动力加强,推动岩浆喷出地面。当岩浆冲出地面时,原来被约束在岩浆中的水蒸气和气体很快分离出来,体积迅速膨胀,火山喷发就此产生。

岩浆冲出来的通道是否畅通与火山喷发的强弱有很大关系。如果岩浆很黏很稠,有时再加上火山通道不但狭窄而且紧闭,这时就极易被堵塞,这就需要地下的岩浆聚集非常大的力量才能把它冲破,一旦冲开,伴随的就是一场威力极猛的大爆炸。有时候,一次火山喷发过程,就可以喷发出来几十亿立方米的火山碎屑物;假如,岩浆的黏稠度小,所含气体也不多,通道相对而言比较畅通,经常有喷出活动,那么就不会引起大的爆炸。夏威夷群岛上有一些火山,就是第二种情况。

火山总是在那些地壳运动较为强烈,而且相对而言较为薄弱的地方分布着。这种地方陆地上和海里都有。海底的地壳很薄,一般只有几千米,有些地方还有地壳的裂痕,所以在海洋底部分布着很多火山。例如临近大西洋中部亚速尔群岛的卡别林尤什火山,它位于一条巨大的断裂带之上,当它喷发时,炽热的浪涛从深邃的海洋底部涌出,一时间,洋面会沸腾起来。在开始时人们还以为是一条大鲸吐出的水柱呢!它的火山喷发活动持续了13个月,结果一片好几百公顷的新陆地出现了,这块新陆地与亚速尔群岛中的法雅尔岛连接在一起。海洋中有很多像这样的海底火山。

在火山喷发过程中,会有岩浆喷出地面,那些岩浆的活动能力极强,可以时常喷发的火山在地质学中被称为“活火山”。例如,位于太平洋中的夏威夷群岛上的基拉维亚火山,长期以来总有岩浆从中不断地涌出,有时还会发生极为猛烈的爆发,它就属于活火山。有一些火山在喷发之后,需要经过很长一段时间在地下聚集起足够的岩浆才可以再次喷发,当它暂时不再活动的时候,被地质学家称为“休眠火山”。例如在北美洲西部的喀斯喀特山脉中就有很多这样的火山。人类并没有找到它们曾爆发过的历史记载,但根据探测,它们还有活动能力。不过,这一类火山,有的也可能就此一直沉睡下去。还有些火山因为形成时间很早,地下的岩浆已经冷凝固化,不再活动,或是虽然地下还有岩浆存在,但因为那里地壳厚实坚硬,其中差不多所有的裂缝都被以前挤入的岩浆凝结堵塞住,岩浆无法再喷发出来了。地质学上把这些已失去了活动能力的火山叫做“死火山”。例如,非洲坦桑尼亚边境上的乞力马扎罗山,就是一座非常有名的死火山。人们可以从飞机上清晰地看到火山口内堆积着很厚很厚的白雪。

地球上的岩石是怎样形成的?

岩石分布在地球的各个地方。有些地方虽然从表面上看是泥沙,但下面则是岩石,还有海洋、江河,在水层底下也是岩石。岩石紧紧地裹在地球的外面,人们把它叫做岩石圈。

岩石圈最厚之处已超过100千米,换言之,不但地壳是由岩石构成的,就连地幔的最上端也是由岩石构成的。

为什么地球上会有如此多的岩石呢?

林耐,这位瑞典著名博物学家曾经说过这样一句名言:“岩石并非自古就有,它们是时间的孩子。”的确,地球上每一块岩石都是在地球的演变过程中渐渐形成的。

根据岩石不同的形成作用,我们能够把所有的岩石划分为火成岩、变质岩、沉积岩三大类。

火成岩是地球岩石圈的主要组成部分。

地壳中大约3/4的岩石以及地幔顶部的全部岩石属于火成岩。火成岩是由炽热熔融的岩浆冷却凝固之后形成的。

早先形成的包括火成岩、变质岩和沉积岩等在内的岩石,在地面暴露以后,会受到侵蚀和风化作用的破坏,逐渐转化为化学分解物和泥沙。这些化学分解物和泥沙经过水、风或者是冰川等搬运,最后在湖海盆地或者其他低洼处堆积,再经过漫长的时间的压紧胶结和地球内部热力的影响,再一次固结成为岩石,形成沉积岩。

岩石在地球的演变过程中,受到强烈的挤压或高温的影响,或者被注入外来物质,从而发生面目全非的变化,一种新的岩石由此产生,我们把这种岩石称为变质岩。

总之,地球上的所有岩石的形成,都无法脱离以上三种途径。

什么力量在驱使地球运动?

地球的运动是不断变化着的,而且相当不稳定。依据“古生物钟”的研究,地球的自转速度在一年一年地变慢。如地球公转一周在4.4亿年前的晚奥陶纪需要412天;到了3.7亿年前的中泥盆纪,一年则为398天;至6500万年前的白垩纪,每年需用时间约为376天,而现在一年仅仅有365.25天。地球自转正在变慢的结论也可以用天体物理学的计算进行证明。

科学家把这一现象解释为是因为太阳和月球对地球的潮汐作用产生的结果。

地球的公转同地球的自转~样,也并非匀速运动。这是由于地球公转的轨道是一个最近点与最远点相差约500万千米的椭圆。当地球由近日点向远日点运动时,离太阳越远,受太阳引力的作用越弱,速度越慢。由远日点到近日点时则相反,运行速度加快。此外,地球公转轨道与自转轴并不垂直;地轴也不是很稳定,而是像一个在地球轨道面上做圆锥形的旋转运动的陀螺。地轴的两端并不是一直指向天空的某一个方向,例如北极点,而是以这个点为中心,画着不规则的圆圈。地球的运动造成了地轴指向的这种不规则性。

科学家还发现,地轴在天空上的轨迹绝对不是在圆周上的移动,而是在圆周内外做摆幅为9的周期性的摆动。

地球还随同太阳系一道在宇宙中围绕银河系运动,并同银河系一起在宇宙中飞驰。在宇宙中地球不停地运动,生生不息,可能自它形成时起这种奔波便开始了。

就目前地球在太阳系中的运动来说,其减速或加速都不可能离开太阳、太阳系其他行星及月亮的引力。人们一定会有这样的疑问,最初地球是怎样运动起来的呢?将来又将怎样运动下去?它自转速度会一直慢下去吗?

人们或许还会问,地球运动需不需要消耗能量呢?如果需要,所消耗的能量又是从哪里来的呢?如果不需消耗能量,那它会是“永动机”吗?最初使它开始运动的又是什么呢?

所谓的第一推动力到底存在不存在呢?

牛顿曾耗费其后半生的精力来对第一推动力进行探索与研究。他得出了这样的研究结论:是由上帝“设计”并塑造的宇宙运动机制。并且,上帝还给予了它第一次动力,使它们可以运动。现代科学对第一推动力的回答则是否定的。那么,究竟什么才是地球乃至整个宇宙的运动之谜的真正谜底呢?