别再夸地球了,它会膨胀的

  来源:今日头条2019-03-04
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别再夸地球了,它会膨胀的
人类对地球、宇宙永远充满幻想。
如果地球是一个不断膨胀的球体,会发生什么?
地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……
慢着,这可不是骤息万变的灾难大片,也不是无厘头的玩笑。
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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地球像吹气气球一样膨胀起来,情况也许不至于太糟糕。
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……
有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。
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。
如此形成的格局画面有点熟悉。
要是再加上一些外力,不就是造成大陆漂移了吗?
这样一来,地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。
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。
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照现在看来,大陆漂移学说已经被广泛认可。
而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里,鲜有人知晓。
其实早在19世纪,地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。
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。
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查理斯·达尔文
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。
怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。
他的导师解释说这是地壳的作用导致的。
而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。
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。
他跋山涉水观察地球万物,对于地质有了自己独特的见解。
一年间,地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。
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?
达尔文认为,地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。
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。
这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。
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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。
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。
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。
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。
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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。
1889年,曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。
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
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。
他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。
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?
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。
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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。
地球膨胀说的支持者不断增加,假说也得到了实例论证。
比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。
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。
他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。
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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。
在陆地的边缘,大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。
这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。
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。
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为什么是60%?这个数据也不是空穴来风。
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。
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。
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。
但这个60%的缩小版地球却饱含争议。
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年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格
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?
地球现在的平均半径是6371千米。
45亿年前的前寒武纪时期,地球半径只有现值的60%,约3822.6千米。
到了侏罗纪时期,地球半径膨胀至现值的80%,约5096.8千米。
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。
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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。
在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。
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。
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。
*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。
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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。
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。
新洋壳在洋中脊附近沉积,也推动着旧地壳远离洋中脊。
然后,旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔,最终消亡。
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。
大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。
在地球发展进程中,地球磁场的南北极曾经多次发生转变。
而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。
所以每倒转一次,新生的洋壳都具有当时的磁条方向。
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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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
洋中脊把盘古大陆分割开,间隔区域成了大洋地貌。
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。
这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。
这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。
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大西洋中脊
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。
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。
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。
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
于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。
而不断涌现的证据表明,板块构造说显然上风。
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。
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
海底持续扩张,难道不会导致地球膨胀吗?
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)。
2011年NASA采用高精度空间大地测量工具,测得这个数据。
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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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。
早在上世纪末,中科院地学部就从实际数据中得出结论:
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。
这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。
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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为海底扩张说做出巨大贡献的Warren Cray和Klaus Vogel
地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎。
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。
起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。
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。
*参考资料
Expanding Earth. Wikipedia.
Stephen Hurrell. Earth expansion: mainscientific evidence[J]. Dinox.org, 2018.01.27.
Meg Neal. We've Been Wrong Before: TheExpanding Earth Theory[J]. Popular Mechanics, 2018.08.03.
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AlanBuis, Whitney Clavin. NASA Research Confirms it's a Small World, After All[J].NASA, 2011.08.16.

(编辑:守城)


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