第3章 无限未知的地球探秘(2)

随着科学的发展，人类对地震有了初步的认识。如古希腊和古罗马的一些学者认为地震是由于风被封闭在地壳内，结果使地壳分成小块不停地运动，即风使大地震动而引起地震。亚里士多德也认为，地震是由突然出现的地下风和地下灼热的易燃物体造成。

进入20世纪，科学技术进一步发展，通过研究地震波，关于地震的形成有了三种假说：

一是“弹性回跳说”。1911年，地质学家理德提出地球内部不断积累的应变能超过岩石强度时产生断层，断层形成后，岩石弹性回跳，恢复原来状态，于是把积累的能量突然释放出来，引起地震；

二是“岩浆冲击说”。1955年，日本的松泽武雄提出地下岩石导热不均，部分熔融体积膨胀，挤压围岩，导致围岩破裂产生地震；

三是“相变说”。美国学者布里奇曼提出，地下物质在一定临界温度和压力下，从一种结晶状态转化为另一种结晶状态，体积突然变化而发生地震。

三种学说均有道理，但是，不能说地震之谜就此完全解开。但随着物理学、化学、古生物学、地质学、数学和天文学等多学科交叉渗透和深入发展，人们终会见到地震的真实面目。

神秘现象关键词：构造地震火山地震塌陷地震诱发地震

火山在怒吼

当地时间2010年4月14日凌晨1时，位于冰岛南部埃亚菲亚德拉冰盖的艾雅法拉火山开始喷发，喷发地点位于冰岛首都雷克雅未克以东125千米。岩浆融化冰盖并引发洪水，附近约800名居民紧急撤离。火山喷出的火山灰在大气层中扩散，导致冰岛、英国、德国、波兰等多国阴天，西部欧洲多国航线中断。

在古罗马，人们看见火山喷发的现象，便把这种山在燃烧的原因归之为火神武尔卡诺发怒，于是意大利南部地中海利帕里群岛中的武尔卡诺火山便由此而得名，同时也成为火山一词的英文名称——Volcano。

地壳下大约100~150千米处，存在着高温、高压下含气体挥发成分的熔融状硅酸盐物质，即岩浆。岩浆沿着一些通道上升到地表形成的喷出物围绕各种不同形状的喷出口形成山丘，形成了人们常说的火山。

火山是多种多样的，根据它们的活动情况可以分为死火山、休眠火山和活火山三大类。

死火山指史前曾发生过喷发，但有史以来一直未活动过的火山。此类火山已丧失了活动能力。有的火山仍保持着完整的火山形态，有的则已遭受风化侵蚀，只剩下残缺不全的火山遗迹。在中国山西大同，火山群在方圆约50平方千米的范围内，分布着2个孤立的火山锥，其中狼窝山火山锥高将近120米，这就是死火山的遗迹。

休眠火山指有史以来曾经喷发过，但长期以来处于相对静止状态的火山。此类火山都保存有完好的火山形态，仍具有火山活动能力，或尚不能断定其已丧失火山活动能力。如中国白头山天池，曾于1597年和1792年两度喷发，在此之前还有多次活动。目前虽然没有喷发活动，但从山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体，可见该火山目前正处于休眠状态。

时有喷发的火山叫做“活火山”。这类火山每隔几年就要持续喷发一段时间。

火山的喷发方式也是多种多样：

岩浆沿着地壳上的巨大裂缝溢出地表，称为“裂隙式喷发”。这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物冷凝后形成覆盖面积广大的熔岩台地。在大陆上只有冰岛发生过裂隙式火山喷发活动，因此它又被称为“冰岛型火山喷发”。

地下岩浆通过管状火山通道喷出地表，称为“中心式喷发”，这是现代火山活动的主要形式，它又可分为宁静式喷发、爆裂式喷发和中间式喷发三种。

岩浆熔透地壳大面积地溢出地表称为“熔透式喷发”。这是一种古老的火山活动方式，现代已经不存在了。

神秘现象关键词：死火山休眠火山活火山

大陆漂移之谜

1620年的时候，英国的哲学家、政治家弗兰西斯·培根在看地图的时候突然意识到，南美洲东岸和非洲西岸可以很完美地衔接在一起。然而，培根不是真正的科学家，尽管他将自己关于两块大陆的想法说了出来，却没有试图去寻找证据，来证实两岸曾经是相连的。

但是培根之后将近300年的时间里，竟然没有一个科学家认真思考过，为什么大洋两岸的陆地竟可以严丝合缝地拼在一起。许多人也许在心里有过疑问，但是却都没有去行动。最终，历史将荣誉授予了一位德国人。

1910年，德国气象学家和地球物理学家魏格纳在凝视一幅世界地图时无意间发现，大西洋西岸、南美洲的巴西东北凸出來的地方，刚好能嵌进大西洋东岸非洲几内亚湾凹进去的地方。也就是说，如果把欧洲和非洲大陆的西海岸与南、北美洲大陆东海岸拼在一起，就能拼成一个基本吻合的整体。

这一发现启发了魏格纳，后来，他提出，中生代时的地球表面存在一个泛大陆，这个泛大陆后来分裂，经过两亿多年的漂移，形成了现在的海洋和陆地。这就是“大陆漂移说”。

但是，当时许多人对“大陆漂移说”是持怀疑态度的，因为人们不相信庞大的大陆可以在水中漂移。另外，限于当时的研究水平，魏格纳的理论也存在许多破绽和缺陷。比如，有人就质疑：巨大的大陆是在什么上漂移的？驱动大陆漂移的力量来自何方？

魏格纳认为硅铝质的大陆漂浮在地球的硅镁层上，即固体在固体上漂浮、移动。对于推动大陆的力量，魏格纳猜测是海洋中的潮汐，拍打大陆的岸边，引起微小的运动，日积月累使巨大的陆地漂到远方；还有可能是太阳和月亮的引力。根据魏格纳的说法，当时的物理学家立刻开始计算，利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石与硅镁质岩石摩擦力的状况，算出要让大陆运动，需要多么大的力量。物理学家发现，日月引力和潮汐力实在是太小了，根本无法推动广袤的大陆。

魏格纳死后不久，一系列新的科学观测资料为大陆漂移学说提供了证据。例如，古地磁学的研究证明，磁极在地球历史中变化是很大的，如用大陆固定论就无法解释这种变化，而用大陆漂移说来解释就容易多了。新的科学观测资料还证实，大陆现在仍然在移动之中。

如今，大多数人都已接受了魏格纳大陆漂移的观点。

但是还有一个关键问题并没有解决——到底是什么力量推动6块大陆漂移的呢？这至今仍是个谜题。

神秘现象关键词：大陆漂移说磁极

地球南北磁极掉转之谜

人们都知道，地球是个大磁场，然而地球的磁极却并非亘古不变的，自地球诞生以来，它的南北磁极曾经发生过几次转变。科学家们把这种现象称为“磁极倒转”。

众所周知，地球是个大磁场，南磁极（S极）在地球的北端，北磁极（N极）在地球的南端。然而，在1906年，法国科学家布容在对司巴夫中央山脉地区的熔岩进行考察时意外发现，那里的岩石具有与现代磁场方向相反的磁性。这也使得人们怀疑地球的磁极并不是永恒不变的。

通过进一步的研究，科学家们发现：地球诞生以来，发生过多次磁极倒转现象。仅在近450万年里，磁极倒转的现象就发生过4次。更详细的研究则证明，纵然在同一个时期里，地磁场方向也并非一成不变，而是发生过一些历时较短的极性变化。

科学家发现，即便是在更古老的年代里，地球磁场的这种极性变化也有发生。从大约6亿年前的前寒武纪末期，到约5.4亿年前的中寒武世，是反向磁性为主的时期；从中寒武世到约3.8亿年前的中泥盆世，是正向磁性为主的时期；中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末，还是以正向极性为主；白垩纪末至今，则是以反向极性为主。

究竟是什么原因促使地球的磁极发生掉转呢？

有人认为，这可能是地球被宇宙中的其他星体猛烈撞击后的结果，因为猛烈的撞击能促使地球的磁场“翻跟头”；也有科学家指出，地磁场极性的变化与地球追随太阳作环绕银河系中心的运动有关。银河系中心也存在一个磁场，它集中在银道面上，并在银道面上下呈相反的方向。当太阳环绕银河系中心运行时，会在银道面上下作波状起伏运动。如此不断往复，往复一次的时间约为0.77亿年。

然而此观点并没有得到广泛的认同。

1989年，美国科学家缪拉提出，气候变化导致地磁极倒转。缪拉的观点也没能获得大多数研究者的赞同。一个事实是：三四百万年前正是地球气候比较温暖、比较稳定的时期，地磁极性为什么也多次发生变化呢？

关于地球南北磁极掉转的原因，仍然没有答案。

神秘现象关键词：磁极倒转寒武纪中泥盆世

海水从哪儿来

在太阳系中，地球是唯一拥有液态水的星球。辽阔的海洋占地球表面面积的四分之三，海水占地球总水量的96.53%。如此多的海水是从哪里来的呢？

早先人们认为，这些水是地球固有的。当地球从原始太阳星云中凝聚出来时，这些水便以结构水、结晶水等形式存在于矿物和岩石中。以后，随着地球的不断演化，轻重物质的分异，它们便逐渐从矿物和岩石中释放出来，成为海水的来源。例如，在火山活动中总是有大量水蒸气伴随岩浆喷溢出来，一些人认为，这些水汽便是从地球深部释放出来的“初生水”。一次火山爆发喷出的水蒸气就可以达到几百万公斤。不难想象，在漫长的地球历史发展过程中，这样产生的水是难以数计的。而地球的引力之大，足以把地表上的水，包括海洋里的水吸引住，不让它逃逸到太空中去。

然而，科学家们经过对“初生水”的研究，发现它只不过是渗入地下，然后又重新循环到地表的地面水。况且，在地球近邻中，金星、水星、火星和月球都是贫水的，唯有地球拥有如此巨量的水。这实在令人感到迷惑不解。

另外有人认为，地球上的水，至少大部分的水，不是地球固有的，而是由撞入地球的彗星带来的。近年来，美国科学家通过对人造卫星发回的照片进行研究，发现每分钟都有一些由冰物质组成的彗星落到地球上。据估计，每分钟大约有100立方千米的水进入地球，一年就有0.5亿立方千米。在地球形成的46亿年中，共有23亿亿立方千米的水进入地球。

有的科学家提出一种观点，认为太阳风导致了水的产生。太阳风使太阳外层大气向外逸散出来的粒子流，它的构成成分主要是电子和氢原子核——质子。我们知道，氢和氧结合生成水。根据推算，从地球诞生到现在，地球吸收太阳风的总量达1.70×1023克。如果这些氢全部与地球上的氧结合，可以产生1.53×1024克的水，与地球目前总量145亿吨水量的数字十分接近。更为巧合的是，地球上水中氢和氚的含量比为6700∶1，同太阳表面的氢和氚的比例也十分接近。以此推断，地球上的水来自太阳风。

实际上，这些观点还都只是猜测，海水来自何处的谜题还尚未解开。

神秘现象关键词：初生水太阳风质子

为什么海水是咸的

我们在海水中游泳时，突然灌了一口水，刚进嘴只是有点咸，可马上就感到又苦又涩。

地球表面70%被水覆盖，但其中有97%都是又咸又苦的海水，无法直接饮用。海水为什么那么咸呢？因为海水中含有各种盐类，其中90%左右是氯化钠，也就是盐的主要成分，另外还有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及含钾、碘、钠、溴等各种元素的其他盐类。如果把海水中的盐全部提取出来平铺在陆地上，陆地的高度可以增加153米；假如把世界海洋的水都蒸发干了，海底就会积上60米厚的盐层。那么，海水中的这些盐类是从哪来的呢？

绝大多数科学家认为，海水中的盐绝对不会是来源于某个单一方面。不过他们强调的重点有所不同。一些人认为，海盐主要是海洋中的“原生物”。在地球刚形成时，有过大降雨和火山爆发。火山喷发出来的大量水蒸气和岩浆里的盐分随着流水汇集成最初的海洋，海水天然地就有了咸味。不过，那时的海水并没有现在这样咸。后来，随着海底岩石可溶性盐类不断溶解，加上海底不断有火山喷发出盐分，海水逐渐变得越来越咸。

有的科学家们把海水和河水加以比较，研究了雨后的土壤和碎石，认为海水中的盐是由陆地上的江河通过流水带来的。当雨水降到地面，便向低处汇集，形成小河，流入江河，一部分水穿过各种地层渗入地下，然后又在其他地段冒出来，最后都流进大海。水在流动过程中，经过各种土壤和岩层，使其分解产生各种盐类物质，这些物质随水被带进大海，海水就逐渐变得越来越咸了。

但是，这两种解释有令人产生疑惑的地方。当人们对海洋物质的组成、化学性质和江河输入的计算结果发现，两者之间的数值相差非常大。

20世纪70年代之后，人们从新发现的海底大断裂带上的热液反应中似乎找到了解释海盐来源的新证据。科学家发现，通过海底断裂带的水体流动速率虽然只相当于河川径流的5‰，但是，由断裂聚热所产生的化学变化却是经河川携带溶解盐所引起的变化的数百倍。

海底热液反应是海盐的重要补充的说法已经被许多海洋科学家所接受，但是，关于海水中盐分来源之谜并没有最终解开。

神秘现象关键词：原生物海底热液反应河川径流

地球的“呼吸”——潮汐

潮汐是海水周期性涨落现象。因白天为朝，夜晚为夕，所以把白天出现的海水涨落称为“潮”，夜晚出现的海水涨落称为“汐”。这种潮汐现象，使海面呈现规律性的起伏，就像人们的呼吸一样。那么，为什么大海会有潮涨潮落的现象呢？

自从人类发现了潮汐的存在，就一直在探讨它的成因。

细心的古人发现，潮汐每天都要推迟一会儿，而这一时间和月亮每天迟到的时间是一样的，因此想到潮汐和月球有着必然的联系。我国古代地理著作《山海经》中已提到潮汐与月球的关系，东汉时期王充在他所著的《论衡》一书中则明确指出：“涛之起也，随月升衰”，唐代的张若虚也在诗中写到“海上明月共潮生”。

古希腊哲学家柏拉图认为，地球和人一样，也要呼吸，潮汐就是地球的“呼吸”。他曾经猜想，潮汐是由于地下岩穴中的振动造成的，这种振动就如同人心脏的跳动。

17世纪80年代，牛顿发现了万有引力定律，他认为潮汐是由月球和太阳对海水的吸引而引起的。这就比较科学地解释了潮汐产生的原因。