地球燃烧物质和大陆漂移及造山运动
作者:伍学忠(广东省科普作家、广东省地方特色文化研究基地和韶关市韶文化研究院研究员)
地球会不会燃烧?如果会燃烧那不把所有生物包括人都给烧死了。地球外部确实不会燃烧,而地球内部却在熊熊燃烧,温度高达3000至6700多度。那么,地球内部几十亿年如此高温燃烧,这燃烧的物质哪里来?而且燃烧后的岩浆物质通过各种不同形式巨力隆起,变成高山陆地。既然地球内部的物质不断隆起,那么就必须有物质进行源源不断地输送补充,这些输送补充的物质从哪里来?笔者认为这燃烧的物质就来自于地球地壳及海洋物质源源不断的补充。既然有燃烧物质的补充,那么加料点又在什么地方?为什么我们人类亿万年来都看不见或没发现,这隐蔽的地方在哪里?如果在陆地便会很容易被发现,因此它一定隐秘在大洋的深处。
一、广阔无垠的海洋是地球燃烧物质来源基地,加料点在深邃多变的海沟。
展开剩余87%笔者认为地球燃烧的物质来源于海洋。水在高温高压情况下它会分解成氢氧进行燃烧。海洋中的水和海洋地壳物质进入地球深部后,在高温高压作用下产生物理和化学变化进行燃烧。这燃烧物质补充“加料点”主要在四大洋里的30多条规律分布的海沟。太平洋拥有18条,印度洋7条,大西洋6条,北冰洋5条(分布在3个海盆)。当地球需要补充燃烧物质时海沟就如同自动开启的门户。此时强烈的地震、海啸或火山喷发等自然现象便在海沟随之发生。由于大洋深邃广阔,人类往往只能观察到这些现象的表面,而难以洞察其内在的深层奥秘。这种不断的物质输送和燃料补充,导致地壳缓慢但持续地移动。这就是大陆漂移产生的原因所在。同时大量的岩浆也根据地球内部运转规律时而涌起时而喷发。这些过程虽然神秘而难以直接发现,但它们是地球内部动态平衡和能量转换的重要组成部分。
至于为何我们难以观察到这些过程,原因在于海沟深处极端环境和当前技术的限制。海沟是地球上最深的地方,其深处压力和温度条件使得直接探测变得极为困难。然而,科学家们通过地震学、地质学和地球化学等手段,已经对这些过程有了进一步的了解。尽管我们无法直接看到这些隐蔽的“加料点”,但通过科学研究,我们能够揭示地球内部物质循环的奥秘和规律。
二、地球圈层结构及各圈层的主要特点
(一)地壳:地球的表层结构。作为地球表面的外层,是我们生活和生产活动的空间。尽管它的厚度相对较薄,却呈现出显著的不均匀性。大陆地壳的平均厚度约为35公里,其中最厚的部分位于我国的青藏高原地区,厚度超过65公里。相比之下,海洋地壳的厚度则要薄得多,仅在5至10公里之间。综合来看,全球地壳的平均厚度大约为17公里。地壳主要由岩石构成,其结构分为不同的层次。在大陆地区,地壳的上层主要由花岗岩组成,而下层则可能包含麻粒岩和闪岩。在海洋底部,地壳则主要由橄榄岩构成。此外,土壤作为地壳表面的薄薄一层,由岩石风化产生的矿物质、动植物残体分解产生的有机物、水分以及空气等成分混合而成。随着我们深入地壳,温度会随之逐渐升高。
(二)地幔:地幔是地球内部的中间层,其厚度大约为2865公里,占据了地球内部体积和质量的最大部分。地幔进一步被划分为上地幔和下地幔两个层次。上地幔的顶部存在一个特殊的区域,称为软流层,这就是岩浆的发源地。软流层以上的地幔部分与地壳紧密结合,共同构成了我们所知的岩石圈。而下地幔则具有更高的温度、压力和密度,物质在这种极端环境下呈现出可塑性的固态状态。
(三)地核:作为地球最深处的核心层,其平均厚度约为3400公里。它在地球的总质量和体积中占有显著的比例,分别占31.5%和16.2%。地核分为液态的外核和固态的内核。外核的缓慢流动被认为是地球磁场形成的关键因素之一。内核的存在是由于横波能够通过,表明它是固态的。
科学已证明,地球内部的物质不仅在水平方向上发生局部流动,还存在着垂直方向的对流运动,尽管这种对流的速度非常缓慢,每年仅移动约1厘米。此外,还有观点推测地核内部的物质可能受到太阳和月球引力的影响,从而产生有节奏震动。这些理论揭示了地球内部动态的复杂性,尽管我们对地核的了解还远未完全,但这些发现无疑为我们揭开地球深部秘密提供了宝贵线索。
三、海沟海弧的形成与地狱之门的奥秘
海沟的形成是地质学上一个复杂而重要的现象,其形成原因主要是大陆板块和大洋板块的相互作用而产生。当地球需要燃烧物质时海沟便会自动打开进行投料,投料结束后便又会自动闭合。闭合的过程大陆板块和海洋板块就产生了互相俯冲碰撞,大陆漂移也由此产生。
(一)、板块开合与俯冲:海沟的形成主要产生于大洋板块与大陆板块之间的自然开合。当地球内部需加料时,密度较大的大洋板块会俯冲至密度较小的大陆板块之下。当大洋板块以大约30度的角度向大陆板块下俯冲时,其前端因受到强烈的挤压而发生下潜和弯曲,形成了一侧陡峭、另一侧相对平缓的深邃海沟。
(二)、地壳物质重力作用:除了板块开合的直接影响,地壳物质重力作用也是海沟形成的关键因素。海沟区域的重力值通常低于正常值,这表明在巨大的压力作用下,由于地幔隆起形成的地球内部暂时空隙需要燃烧物质填充,因此海沟下的岩石圈被迫向下沉降加料,从而产生海沟深度。
(三)、火山与地震活动:海沟区域常常是火山和地震活动的热点区域。这是因为在板块开合和俯冲的过程中,地壳物质遭受强烈的挤压变形,产生巨大的震动和能量,从而引发火山爆发、地震或海啸。这些地质活动不仅塑造了海沟的形态,而且对其周边地区的地质环境产生深远的影响。
(四)、岛弧与海沟的奥秘与规律。岛弧的形成与剧烈的地质活动紧密相连,包括强烈的火山活动、地震以及造山过程。在海洋中,许多岛屿呈弧形排列,形成岛弧。太平洋西部海域是岛弧分布最为密集的区域。特别引人注意的是,这些岛弧靠近大洋的一侧,常常伴随着一系列深邃而狭长的海沟,这些海沟与岛弧平行排列。有趣的是,岛弧上的山峰越高,其邻近的海沟也越深。这些海沟是地球上最深的水域。这些深水域并非位于大洋中央,而是大多分布在大洋边缘。全球20多条深度超过7000米的海沟,绝大多数环绕在太平洋周围。
海沟与大洋边缘的岛弧常常成对出现,相互依存。例如,在太平洋西部岛弧的东侧,就平行排列着阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、琉球海沟、马里亚纳海沟和菲律宾海沟等。这种海沟与岛弧的配对关系,不仅在地理上形成了一道独特的风景线,也在地质学上揭示了地球板块运动和地壳演化的奥秘和规律。
经过深入研究笔者认为:岛弧与海沟的平行共存现象,实际上是大洋地壳与大陆地壳在向地幔输送燃烧物质过程中相互作用的结果。以太平洋为例,其地壳较薄且密度较大,加之位置相对较低,导致太平洋地壳俯冲至东亚大陆地壳之下。这一俯冲过程使得大洋一侧形成了深度极大的海沟。随着大陆地壳的持续运动,其前缘的表层沉积物相互叠加,逐渐堆积形成了岛弧。由于这两种地壳之间的相对运动速度较快,因此形成的海沟深度和岛弧上的峰岭高度都相对较大。这表明岛弧和海沟是在相同的地壳运动过程中形成的,它们共享着相同的地质成因。
简而言之,岛弧和海沟的共生关系揭示了地球板块运动的复杂性和动态平衡。它们是地球内部能量和物质循环的直接证据,也是地球板块之间相互依存和相互作用的纽带。
正是大洋地壳与大陆地壳之间的激烈挤压和开合,这种相互“加料”的过程,激发了地震和火山活动,使得岛弧与海沟地区成为全球地壳活动最为频繁的区域。太平洋周边之所以火山和地震活动特别集中,正是由于海底地壳沿海沟的开合俯冲作用所致。这种开合俯冲作用不仅塑造了地质面貌,也因其潜在的破坏力,被人们形象地称为“地狱之门”。
岛弧地区是地壳变动剧烈、极不稳定的地带,火山和地震活动极为频繁。事实上全球超过90%的浅源地震以及几乎所有的深源地震都集中发生在这里。
四、综上所述得出以下结论
一是地核和地幔在3000至6700摄氏度的高温下经历“燃烧”过程,这些极端条件下的物质在地球自转和公转的巨大内外作用力推动下,使得岩浆以巨大的力量外涌或喷发,逐渐塑造出雄伟的山脉,有些像喜马拉雅山昆仑山等,有些像张家界、广西桂林、湖南莽山等地的奇山秀水。
特别是张家界的石柱,底部宽度仅在10到30米之间,而高度却达100至300米以上,这些石柱的生成不仅仅是地壳运动的结果,更是经过几十万年、几百万年甚至更长时间逐渐生成的自然奇观。地幔中一些经过高温“燃烧”后变得坚硬耐燃的物质,形成了新的更为坚硬的物质,这些物质继续下沉,最终成为地核的一部分。
二是岩浆喷发后地球内部需要新的燃料来维持其燃烧和运作动力。在地球的强大引力和海水压力的共同作用下,最薄的海洋地壳以及海水下沉,进入地球内部,转化为新的燃烧物质。这是有规律不断递进的过程,物质有规律地补充进地幔和地核,维持着地球内部燃烧和运作的动态平衡。
表面上看,这似乎是地球板块的碰撞和运动,但实际上,这是地球有节奏地将燃料物质输送到地幔和地核中进行燃烧,以形成地球的生命力和自转公转巨大的推动力。这种循环往复的过程,确保了地球相对永恒活力。由于这种长期不断物质输送,地震和海啸成为亿万年来往复循环的自然现象,海沟和岛弧也因此在地球的加料点海沟形成。
三是当大量地壳物质和海水涌入地幔后,在地幔的高温高压作用下发生了一系列复杂的物理反应和化学反应。海水中的氢和氧在这种极端条件下发生分解,形成可以参与地幔物质燃烧和循环的新物质。
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