人類對地球、宇宙永遠充滿幻想。
如果地球是一個不斷膨脹的球體,會發生什麼?
地表撕裂、山崩海嘯、風起雲湧……
慢著,這可不是驟息萬變的災難大片,也不是無厘頭的玩笑。
曾經就流傳著這樣一個學術假說,認為如今的地球形貌是由地球膨脹造成的。
地球像吹氣氣球一樣膨脹起來,情況也許不至於太糟糕。
只不過體積增大可能導致區域海拔上升,熱脹冷縮的原理下可能激發火山爆發……
有科學家表示地球膨脹還會造成地球萬有引力減小。
換言之,地球上包括人在內的所有物體都隨著地球膨脹而變“輕”(質量不變,重力減小)。
假如經過長久的膨脹,大陸極有可能被拆分成幾塊,而間隙會被海水填充形成海洋。
如此形成的格局畫面有點熟悉。
要是再加上一些外力,不就是造成大陸漂移了嗎?
這樣一來,地球膨脹似乎還能和大陸漂移學說扯上關聯。
其實在地質科學的發展進程中,這兩個學說確實曾有一段聯繫緊密的淵源。
照現在看來,大陸漂移學說已經被廣泛認可。
而地球膨脹說卻被遺留在了歷史長河裡,鮮有人知曉。
其實早在19世紀,地球膨脹說就已經有了萌芽的勢頭。
這一假說的支持者來頭還不小,其中就有生物界的標杆達爾文、物理學家特斯拉等著名科學家。
1834年,達爾文遠航到達南美洲,發現一處巨大區域的海拔在不斷上升。
怪誕的情形隨即引發了這群博物學家深刻的思考。
他的導師解釋說這是地殼的作用導致的。
而未知的空間與充沛的想象力反而打開了達爾文的腦洞。
他設想海拔上升也許是因為地球的體積正在增加。
這個想法在他腦子裡根植,一年來不斷延伸擴展。
他跋山涉水觀察地球萬物,對於地質有了自己獨特的見解。
一年間,地球體積會改變的假設不斷被他強化和補充。
如果這個假說成立,那麼地球當下的地形地貌也都有跡可循。
這套理論解釋得了海洋,山脈又怎麼說?
達爾文認為,地球曲線膨脹造就了安第斯山脈的形成。
雖然不全面,但一些特別球地形似乎都可以用地球膨脹來解釋。
這更加堅定了達爾文支持地球膨脹說的信心。
羅伯託·曼託瓦尼在達爾文的基礎上又進行了理論的拓展。
他認為原本的大陸是封閉的一個整體,在膨脹過程中才發生分離。
海洋區域的裂縫進一步擴張,使大陸逐漸相互偏離形成當今的形態。
就像穿著衣服的人快速變胖,最終把完整的衣服撐破為多塊破碎的布料。
他還認為頻繁發生的火山活動,是由於地球熱脹冷縮導致的。
1889年,曼託瓦尼正式提出了地球膨脹假說。
而此時也逐漸出現了大陸漂移的雛形。
直到1912年,德國地球物理學家阿爾弗雷德·魏格納提出了大陸漂移理論。
魏格納認為地球上各自分開的大陸曾經合併成一個古老的超大陸。
他把這個超大陸命名為“盤古大陸”。
但是何種強大的力量才能讓盤古大陸分崩離析,裂解成當今的局面?
恰好當時流行的地球膨脹假說似乎很好地解答了這個疑惑。
於是兩種學說相輔相成,在成為科學共識的路上扶持前進。
地球膨脹說的支持者不斷增加,假說也得到了實例論證。
比如大陸漂移學說遇到了一個關鍵的問題。
科學家對地球模型進行簡單的重排操作,在球體模型上滑動相互隔離的陸地板塊。
他們嘗試將當今的陸地合併還原成設想的盤古大陸。
但他們發現,盤古大陸並不能完全重新復原在當今尺寸的地球上。
在陸地的邊緣,大多會出現無法解釋的間隙或者重疊部分。
這時候地球膨脹說的支持者們紛紛跳出來幫忙。
他們的觀點是,如果地球縮小至現在的60%,就能無縫融合在一起。
為什麼是60%?這個數據也不是空穴來風。
20世紀30年代,德國一位地球物理學家希爾蓋伯格用一個模型給出了證明。
他在不同大小的木質小球上排列大陸,重新擬定了一個一個縮小至60%的“遠古”地球模型。
後來模型愈加精緻,再加上計算機模擬,地球模型也就更加清晰。
但這個60%的縮小版地球卻飽含爭議。
假如地球以如今60%的大小膨脹而來,那麼地球起源以來又是怎樣的變化歷程?
地球現在的平均半徑是6371千米。
45億年前的前寒武紀時期,地球半徑只有現值的60%,約3822.6千米。
到了侏羅紀時期,地球半徑膨脹至現值的80%,約5096.8千米。
但顯然,這些推測的數據後來都被現代測量的真實數據擊潰。
這是地球膨脹說空前活躍的時期,卻再也沒有更多能立足的證據提出。
在這個時候出現了一個相對更靠譜的學說——海底擴張說。
地球膨脹的證據仍不充足,但科學家卻證明了海底的確在擴張。
美國地質學家哈里·赫斯發現了大洋中脊*中一種地幔對流現象。
*注:是一條大洋中延伸的海底山脈,現代地質學中認為是張裂性板塊邊界的一系列火山結構系統。
在大洋地殼中,洋中脊是運動最劇烈的部位,也是海底擴張的源頭。
高熱流的地幔岩漿不斷上湧,上升得到冷卻後形成新的洋殼。
新洋殼在洋中脊附近沉積,也推動著舊地殼遠離洋中脊。
然後,舊地殼在洋殼邊緣的海溝處潛入地幔,最終消亡。
以洋中脊為中心的大洋地殼因此向外擴張。
海底擴張的設想似乎給大陸漂移又提供了新思路。
大洋磁條帶的存在就是其最有力的證明。
在地球發展進程中,地球磁場的南北極曾經多次發生轉變。
而地殼岩石也會隨著調轉而重新被磁化。
所以每倒轉一次,新生的洋殼都具有當時的磁條方向。
於是以洋中脊為中心,兩側交替形成對稱排列的磁條帶。
洋中脊把盤古大陸分割開,間隔區域成了大洋地貌。
而遠離洋中脊的地殼相對穩定,所以保持了原本的陸地性質。
這也形成了構造不同的大陸地殼與大洋地殼。
這一系列的地質證據促使海底擴張說成為主流學說。
到了20世紀60年代,以海底擴張為理論依據的板塊構造說強勢崛起。
1968年,法國的勒皮雄首次將全球地殼劃分為太平洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、印度洋板塊和南極洲板塊六大板塊。
板塊之間的聚合、張裂與錯動三種運動方式共同影響地貌形成和地質變化。
而地幔對流則是板塊運動的主要驅動機制。
於是板塊運動與地球膨脹成了完全對立的兩種假說。
而不斷湧現的證據表明,板塊構造說顯然上風。
地球膨脹說逐漸沒落,被打擊成“偽科學”並埋藏在歷史的運河裡。
解釋大陸漂移現象的地質學理論,也變更為了板塊構造論。
海底持續擴張,難道不會導致地球膨脹嗎?
會,但地球半徑平均每年大概只增加一根頭髮的厚度(約0.1毫米)。
2011年NASA採用高精度空間大地測量工具,測得這個數據。
所以嚴格來說,在測量不確定性範圍內,目前的地球並沒有變大。
而在此之前,我國也有研究者分別觀測計算南北半球的體積變化。
早在上世紀末,中科院地學部就從實際數據中得出結論:
在過去幾百萬年裡,地球總體僅有輕微膨脹,半徑擴張每百萬年小於200米。
這徹底破除了地球膨脹說的理論壁壘。
但也正是因為地球的穩定,才讓生命存在有更大的可能。
地球膨脹的幻想最終被現代測量技術給擊得粉碎。
但不得不說,在地質科學的發展中,地球膨脹說也不失為一個啟發性的思路。
起碼它也曾給大陸漂移學說助了一把力。
而如今回顧這門偽科學也許充滿諷刺,但當時科學家做出的探索努力不可磨滅。
*參考資料
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