小说涯

一地球科学（第3页）

当然，人们也不是对地球一无所知。因为地球总是每时每刻在活动。人们运用自己已经掌握的知识，对许多来自地下深处的信息进行分析判断，可以推测出地下大概的情形。

地球上的火山活动告诉人们，地下有炽热的岩浆。人们还根据已经流到地球表面上的岩浆，把地下的岩浆分成含硅酸盐比较多的酸性岩浆和含硅酸盐比较少的碱性岩浆。但是，岩浆来源于地下并不是很深的地方，最多也不过几十到几百千米。那么再深的地下是什么呢?

科学家们又找到另一种了解地下情况的武器：地震。我们知道，一年之内地球上大震小震不断。地震时产生的地震波可以在地下传播很远，地震波在地下传播时，传播速度与地层深度有一定关系。人们发现，地球内部有两个引起地震波变化的深度，一个在地下33千米处，一个在地下2900千米处。在33千米深处，地震波传播速度突然加速；到地下2900千米深处，地震波速度突然下降。

为什么地震波传播速度会发生变化呢?原来，地震波传播速度的快慢与通过的物质状态有关。如果是在固态物质中传播，速度就慢；如果在液态物质中传播，速度就快些。据此，科学家判断，在地表33千米以内，一定是固态的物质，就是我们可以看得见的各种各样的岩石，科学家称这一层为“地壳”。由33千米到2900千米，地震波速度与在地壳内的传播速度相比明显加快。科学家推断，这里可能存在着一种近似于液态的岩浆物质，科学家称这一层为“地幔”。当地震波传到地下2900千米以下，一直到地心，又再次减慢，于是科学家推测，这一部分可能又变成固态物质，因此把它称之为“地核”。就这样，地球划分出地壳、地幔、地核3个圈层。

打个不怎么恰当的比方，地球就好比一只鸡蛋，有蛋壳、蛋清和蛋黄三部分那样。虽然谁也没有亲自到地下看到地幔和地核到底是什么模样，但是，这种判断是有充分的科学根据的，因此，得到科学界的普遍认可。

人们早就知道，地下温度较高，每往下100米，地温要增加3℃。这是指地壳部分的情况，地幔以下地温增加就要慢下来。到了6300千米的地心，地温要达到3000℃以上。不但地下的温度特别高，而且压力还特别大。有人估计，如果以地面大气压做标准，地心的压力要达到300多万个大气压。当然，这些数据都是科学家们的推测，不一定那么准确，但是，地下这是地球的横切面，显示了地球的各主要层。我们生活在十分薄的地壳上面是一个高温高压的环境大概不会有问题。

再一个问题要回答的是，地球内部都是由什么元素组成的。

今天，我们在地球上已经发现有一百零几种元素。实际上，这些元素在地球里并不是平均存在的。有的元素特别多，有的元素特别少。以地壳（地壳研究得比较清楚）为例，氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛这10种元素占去了地壳99％以上，其余的八九十种元素只不过占1％以下。在上面提到的10种元素中，氧的含量最多，约占地壳总量的一半。其次是硅，占地壳的四分之一强。再次是铝，占地壳的十三分之一。这3种元素占去了地壳总量的80％。

那么，地壳以下都有什么东西呢?是不是与地壳的元素分配完全相同呢?

应该承认，我们对地下的物质组成知之甚少。人们大略可以这样估计：在地幔层，氧和硅的含量会比地壳有所减少，铁与镁的成分有所增加；在地核部分，大概铁与镍有明显增加，所以有人把地核又叫做“铁镍核心”。

当然所有这些说法都没有得到进一步的证实，只停留在假说阶段。

圈层结构

地球具有圈层结构。其内部有地壳、地幔和地核；其外部有水圈、大气圈和生物圈。地球的圈层结构不是在诞生时形成的，而是在诞生之后逐渐演化而来的。

在地球之初还是“混沌一团”的时候，各种物质混杂在一起，地球并不呈现明显的圈层构造。只是后来在地球重力作用下，“轻而清者”上升，“重而浊者”下沉，经过这样长期的物质分化过程，才产生了圈层结构。

地球在漫长的形成过程中，不断吸引周围的物质，体积逐渐增大，保存热量的能力不断增强。同时，由于放射性物质、地球自身收缩，陨星的降落和地球自转速度减慢而产生的热能不断积累，温度不断升高，使地球内部物质具有越来越高的可塑性，甚至某些低熔点的物质被熔融为液态。在这种情况下，较重的物质缓慢下沉，较轻的物质缓慢上升，地球的圈层分化才成为可能。

地球的圈层分化，首先是硅酸盐（岩石物质）和铁镍的分化。论熔点，硅酸盐较高，铁镍较低。当地内温度升高到足以使铁镍熔化的时候，硅酸盐仍然处于固体状态。论密度，铁镍较高，硅酸盐较低。处于熔融状态的铁镍物质可以渗透过硅酸盐物质，流向地球深处，形成原始地核。同时，处于地球深处的硅酸盐物质，就浮到地球上部，成为原始地幔。在地球内部物质进行这种分化时，重力势能不断转化为热能，温度进一步升高，这又加速了地球内部的物质分化。

其次是原始地幔分化成为现代的地壳和地幔。随着地球温度的继续增高，原始地幔的可塑性不断增大，其中含铁和镁较多的硅酸盐由于密度较大，遂形成现在的地幔，它们是一种橄榄岩型的物质。而含硅铝和硅镁较多的硅酸盐由于密度较小，浮于地幔之上形成现在的地壳。

同时，地球内部的每一个层次又都有进一步的分化。原始地核分化为内核和外核；地幔分化为下地幔和上地幔；地壳分化为较重的硅镁层（又叫玄武岩层）和较轻的硅铝层（又叫花岗岩层）。

地层的这种分布很有意思。较轻的地层总是浮在较重的地层之上，只是这种分布并不均匀，特别是迄今人们所熟悉的地球的上层结构。我们知道，浮在地幔之上的地壳，各处的厚度是不一样的。其规律是，厚度越大，浮得就越高；厚度越小，浮得就越低。这种现象，有如厚度不同的木块浮在水中的情形。厚度较大的木块，浮出水面的部分就较高，同时，没在水中的部分也较深。在地质学上，把岩层的这种保持平衡的趋势叫做“地壳的均衡作用”。事实上也的确如此，洋底处地壳最薄，有的地方只有几公里厚；陆地高原处地壳最厚，有的地方厚达60余公里。

但是，地壳的均衡作用过程并不像浮在水中的木块那样简单。科学家通过测量地表各点的重力发现，地壳块体还没有完全达到平衡状态。正是由于这个缘故，所以现代地球的有些地方还不稳定，还受到某些力量的推动作用而产生运动，如火山、地震的发生。因此，我们有理由断定，今天的地球内部分化过程并没有完结，仍然是相当活跃的。

大陆漂移学说和板块学说

人们常用“坚如磐石”、“稳如泰山”来形容坚定和平稳。但事实上，岩石并不是坚不可摧的，在风吹、日晒、雨淋等外力作用下，它们也会慢慢变成碎屑。泰山也并不稳，近100万年以来，泰山不断运动，大约升高了500米左右。地球就是在这样的外力和内力的联合作用下，一直发生着沧桑巨变。

地壳有着缓慢的升降运动，举世闻名的珠穆朗玛峰，在几千万年前曾是鱼虫游弋的洋底。人们在那里发现，有的岩石有海相沉积，同时还发现了古老的鱼龙化石。而在意大利波河入海口一带的海水下面，人们又找到了早已被淹没的古代道路。

火山爆发和地震的不断发生，更说明地球内部的活动一直在进行着。1943年的一天，墨西哥的一块玉米地里突然出现一个裂口，并从中不断喷出火焰和岩浆，一个星期以后，便堆积成一座百米高的小山包。此后，这个小山包不断增高，直到1946年，终于形成现在著名的海拔2700米的帕里库廷火山。显然，地球内部的运动改变着岩层的面貌。如果你有机会去深山旅行，不妨仔细观察一下岩层的构造，本来应该是水平的沉积岩层，常常变得七扭八歪，这便是地球内部运动造成的后果。

苍茫大地，谁主沉浮?至今，这仍然是个有争议的问题。目前多数人认为大地的水平运动是主要的，它和地幔物质运动有关。也就是说，是地幔物质的运动造成了地球表面形状的变化。

随着人们对洋底地貌研究的深入，有越来越多的证据表明，大约在两亿年前，大西洋还不曾存在，美洲与欧洲、非洲大陆的确是连在一起的。而且，南极大陆、澳洲大陆、印度半岛和非洲大陆，也曾身为一体。例如，若把南美洲大陆向东推移，使之与非洲大陆相嵌合，在它们嵌合处的岩系和矿床可以相当准确地对得上口。后来，对古地磁、古生物和洋底结构的研究，也都为大陆漂移提供了证据。于是，人们才又想起曾经被遗忘了的大陆漂移说。不过，这次它是以板块构造的新姿态出现的。