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第2章 探索地球起源之谜(1)

1、 地球的形成之谜

每一个关心并热爱我们地球的人都难免会提出这样的问题:我们生活的这个地球是如何形成的?具有了一定科学知识的当代人,当然不会相信上帝“创世说”这样的答案。实际上,早在18世纪,法国生物学家就以“彗星碰撞说”打破了神学的禁锢。

人们也许还不知道,随着科学的进步,关于地球成因的学说已多达十多种,其中主要有以下几种:

1.彗星碰撞说。认为很久以前,一颗彗星进入太阳内,从太阳上面打下了包括地球在内的几个不同的行星。

2.陨星说。认为由于陨星积聚而形成了太阳和行星。这是在1755年,康德在《宇宙发展史概论》中提出的。

3.宇宙星云说。1796年,法国人拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出。认为星云(尘埃)积聚,产生太阳,太阳排出气体物质而形成行星。

4.双星说。认为除太阳之外,曾经有第二颗恒星,行星都是由这颗恒星产生的。

5.行星平面说。认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转,因而太阳系才能由原始的星云盘而产生。

6.卫星说。认为海王星、地球和土星的卫星大小大体上相等,也可能存在过数百个同月球一样大的天体,它们构成了太阳系,而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。

在以上众多的学说当中,康德的陨星说与拉普拉斯的宇宙星云说,虽然在具体说法上有所不同,但二者都认为太阳系起源于弥漫物质(星云)。因此,后来把这个假说统称为康德—拉普拉斯假说,继而被相当多的科学家所认可。

但随着科学的发展,人们发现星云说也暴露了不少不能自圆其说的新问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学家观察到的事实:在太阳系的系统内,太阳本身质量占太阳系总质量的99.87%,角动量只占0.73%;而其他九大行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共占太阳系总质量的0.13%,但它们的角动量却占99.27%。这个奇特现象,天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。

直至今天,地球起源的学说仍旧层出不穷,但地球是怎样形成的,仍是一个谜。

2、 地球年龄之谜

我们的地球究竟诞生于什么时候?中国古人推测:“自开辟至于获麟(指公元前481年),凡三百二十六万七千年。”17世纪西方国家的一个神甫宣称,地球是上帝在公元前4004年创造的。如此种种说法,纯属臆想,毫无科学根据。

最早尝试用科学方法探究地球年龄的是英国物理学家艾德蒙·哈雷。他提出,研究大洋盐度的起源,有可能提供解决地球年龄问题的依据。

1854年,德国伟大的科学家赫尔姆霍茨根据他对太阳能量的估算,认为地球的年龄不超过2500万年。

l862年,英国著名物理学家汤姆生说,地球从早期炽热状态中冷却到如今的状态,需要2000万至4000万年。

以上这些数字远远小于地球的实际年龄,但作为早期尝试还是有益的。

到了20世纪,科学家发明了同位素地质测定法。这是测定地球年龄的最佳方法,是计算地球历史的标准时钟。

根据这种办法,科学家们找到的最古老的岩石,有38亿岁。然而,最古老的岩石并不是地球出世时留下来的最早证据,不能代表地球的整个历史。这是因为,婴儿时代的地球是一个炽热的熔融球体,最古老的岩石是地球冷却下来形成坚硬的地壳后保存下来的。

20世纪60年代末,科学家测定取自月球表面的岩石标本,发现月球的年龄在44亿至46亿年之间。于是,根据目前最流行的太阳系起源的星云说,即太阳系的天体是在差不多时间内凝结而成的观点,便可以认为地球是在46亿年前形成的。然而,这是依靠间接证据推测出来的。

科学家根据元素起源的理论可以给出地球年龄的上限。元素形成以后才形成太阳星云,继而地球等行星又从太阳星云中分异凝聚形成。根据核子合成的理论,铀同位素235U和238U在元素形成时的比例大约为1.64:1。它们形成以后就以自己固有的速率进行衰变,而且235U要比238U衰变得更快。因此现在地球上铀的这两个同位素的丰度比是1:137.88。根据这两个比值,我们可以估算元素的年龄为66亿年。尽管不同的理论对铀同位素形成时丰度比的估算存在着差别,但这一年龄不会小于50亿年。

事实上,至今人们还没有从地球自身来发现确凿的“档案”以证明地球活了46亿年。

3、 地球生命起源之谜

生命何时、何处、特别是怎样起源的问题,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,是人们关注和争论的焦点。历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,下面介绍两种著名的假说。

火星说

科学家在南极找到了一块13000年前“下凡”的火星陨石。这是一块马铃薯般大小的陨石,自太空掉落地球时,穿过大气层之际被摩擦而燃烧,形成了一个光亮的火球,但它的中心却仍是冰冷的。美国太空总署于1996年宣布他们在陨石内发现可能是细菌留下的化学物痕迹时,轰动了世界。这证明陨石在穿过大气层时,外表燃烧但内里仍保持冰凉,可以令生命持续存在。

这些发现支持了地球的生命源于外太空的理论。这些细菌,可能源自火星,也可能是这块陨石自火星至地球的旅程中沾上的。

科学家们仍在研究这块火星陨石。加州理工学院研究员韦斯就领导着一个研究这块火星陨石的小组。

韦斯说:“让人兴奋的是,这陨石自火星表面直至掉落地球的过程中,其温度从未达到足够毁灭细菌甚至植物种子或真菌的程度。我们的研究也推论到陨石从火星到达地球需时约一年,而一些微生物能在太空中存活多年,故此生命自太空运送而来是颇有可能的。”

热力能改变石头的磁量,故韦斯等研究人员便通过测量陨石磁量的转变来推测它所经历过的温度转变。

他们的研究报告说:“把陨石加热至40℃时,它的磁量就会减少,据此显示陨石内部从未达到过这个温度。而40℃是能杀灭大部分细菌的温度。”

火星拥有或曾一度拥有生命存在的所有必须条件——阳光、有机分子和液态水。有专家甚至认为地球的生命源自火星,相信数十亿年前,火星曾是温暖而湿润的。

“当然,我们不认为正是这块陨石把生命从火星带到地球来的。”韦斯说,“但根据电脑模拟方法,我们推测到自火星和地球形成至今,共有约十亿吨火星的石块被小行星撞击飞脱后掉到地球上。”

过去有科学家反对地球生命来自外太空论,所持论据就是任何有机物质在穿过大气层时都会被摩擦产生的高温杀死。但今天对这块火星陨石内部的研究推翻了这一论据,即使未能确证地球生命果真源自火星,但亦令这一理论成立的可能性得到了更多的支持。

另外芬兰研究人员毛利威尔托嫩指出,近来的天文观察和实验结果,使得有关的科学家们越来越相信,我们地球的生命很可能起源于火星。

当前,大多数科学家都认为,生命起源于一个类似现代的细菌那样的“先祖”细胞,这个细胞后来进化成为植物、动物和人类等各种生命形式。传统的观点认为,地球上第一个这样的细胞出现在35-38亿年之前。

然而,一个由10位来自欧美国家的天文学家组成的专家小组最近提出:比地球小,并且离太阳更远的火星,早在地球冷却前,就已经适合生命的存在。这个小组中的来自瑞典皇家技术学院的资深学者米莱考斯基说:“火星先于地球出现生命。”

科学家们还相信,陨石是由彗星或小行星撞击火星表面造成的。这种撞击足以将火星表面的携带微生物的岩石抛到火星引力鞭长莫及的地方。他们估计,虽然只有不到l%的这类岩石来到了地球,但它们已经足以把生命的种子传到地球上来。

科学家们也指出,还存在另一种可能性:生命起源于地球,然后传播到了火星。但他们又认为,出现这种情况的机会不大,因为地球陨石是很难击中离太阳系中心较远的一颗较小的星球的。

外太空说

意大利那不勒斯矿物博物馆里一颗陨石内所含的活细菌,说明了地球上的生命可能不是源自地球,而是来自外太空。

地质学家达根尼欧和分子生物学家格拉奇叙述了他们在陨石中培养细菌的经过。

这些细菌夹在矿石的水晶层之间,他们把样本细菌放到培育媒介当中,样本菌会形成自己的势力范围,对抗生素也会有所反应。原来的那颗陨石经过高温和酒精消毒,水晶层内的细菌还没有被杀死,这两位研究人员于是断定它们不是源自地球的生命。

他们说,要经过外太空抵达地球,就要承受得了高热,酒精则有消灭表层“地球微生物”的作用。此外,他们也指出,这些“太空细菌”的基因DNA和地球细菌的DNA不一样。

科学界对这两人的说法表示怀疑,因为他们没说出实验细节与研究方法,因此,也就不能成为绝对的论据。

英国地质学家温威廉斯认为,地球细菌很可能进入高温达不到的陨石里层。他和南极调查机构的同事去年就曾在一枚火星陨石里面发现了放线菌,跟南极土地里的细菌一模一样,遇到湿气就会生长。

温威廉斯说,人类终究会从别的地方找到生命的证据,不过要从陨石上找,则要设法从它一落地起就断绝一切可能感染细菌的因素,这可不是一件容易的事情。有关地球生命的起源,还需要不断地寻找更充分的论据。

4、 揭示地球内部之谜

历史上有许多相关的记载,说有些人到地球的内部,发现了一些巨大的动物,或者广袤的草原。或者高大的人,他们可以用心灵沟通,等等。甚至有人提出地球中空论的说法。大家想一想,有没有可能呢?不可能!因为地球的质量那么大,越深入温度越高,到地心部分温度可达6000℃,中间还有液态的熔岩,哪会是中空的呢?

过去的很多说法而今都被认为是无稽之谈。因为按目前科学家所知,地壳是地球的表面层,也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的、很多大小不等的块体组成的,它的外部呈现出高低起伏的形态,因而地壳的厚度并不均匀:大陆下的地壳平均厚度约35千米,我国青藏高原的地壳厚度达65千米以上;海洋下的地壳厚度仅约5-10千米;整个地壳的平均厚度约17千米,这与地球平均半径6371千米相比,仅是薄薄的一层。不过,今天若辅以多重宇宙的时空架构,这些记载势必将引起世人的重新评估。

1908年,美国的作家威立乔治·艾默生出版了一本名叫《冒烟的神》的图书,书中叙述一位挪威人欧拉·福杰森曾由北极进入地球内部的空间,看到那里有一个比我们的太阳小一点儿的太阳,住着身高12尺以上、寿命从400岁到800岁的巨人,他们利用某种辐射线可以把思想传送给对方,他们使用大地的电磁能操纵及驾驶飞碟。福杰森住了2年后返回了人间。

1947年2月,美国海军准将里察·拜尔驾驶飞机在北极飞行了7个小时,飞过近3000千米后到达了另一个世界。那里是一片无冰的世界,山岳、湖泊、河流、植物及动物存在其间。拜尔说,那个在空中俯瞰的迷人大陆及那无限神秘的土地,在北极内部是一个最大的未知中心,可以称得上是人类历史上最伟大的地理发现。

其实还有一些记载,说某地当事人同样去过一次,但再也无法找到那里,这种现象的奥秘在哪里呢?这就是空间的问题,例如在桃花源洞内的世界,故以后无人再找到。由这些现象,有人就把地球内部说成是中空的,其中有一颗星,好像太阳,这本书名叫《地球内部的人类》。

还有一种观点认为,我们的地球只是在这三度空间里,另外还有两个二度空间,即另外有二重宇宙与我们同时存在。换句话说,任何一点的座标数有9个,其中3个座标是我们所知道的三度空间,其他6个座标是在另外的空间里。目前我们没有办法去探求,因此地球内部是不是真的有人类呢?或许不是在地球内部,而是在地球以外的空间,那里有另一颗星球,有另一个空间的人类——他们和我们是同样的存在吗?

5、 地球上的水来自哪里

从太空中看去,地球散发着蔚蓝色的光芒,非常美丽,这是因为地球表面覆盖着大量的水。地球上的水究竟是从哪里来的呢?地球上的水是地球本身就有的吗?是不是彗星给地球带来了大量的水?

地球上水的总量为14亿立方千米,地球上的水很多,淡水储量仅占全球总水量的2.53%,而且其中的68.7%又属于固体冰川,分布在难以利用的高山和南、北两极地区,还有一部分淡水埋藏于地下很深的地方,很难进行开采。目前,人类可以直接利用的只有地下水、湖泊淡水和河床水,三者总和约占地球总水量的0.77%。

传统理论认为,这些水是地球本身就有的。早在地球形成之初,水就以蒸气的形式存在于炽热的地心中。后来,频繁的火山活动使大量的水蒸气及二氧化碳通过火山口喷发出来,冷却之后就渐渐形成了河流、湖泊和海洋。

随着科学技术的发展,这一理论也受到了挑战。为了寻求地球水的渊源,有人把目光投向了宇宙。1981年,美国天体物理学家路易斯·弗兰克独辟蹊径,提出了一个惊人的新理论——地球上的水来自于外太空的彗星,它们不断地把水从高层注入大气。众所周知,彗星由大量的冰块及少量尘埃微粒混合而成。他认为,彗星在刚接近地球时是一颗直径约为20千米的冰球,然后在地球引力的作用下破裂,并被阳光汽化,最后转化为雨降落到地面。据弗兰克估计,每年大约有1000万颗这样的冰雪球进入地球大气层,每颗雪球可以融化成100吨水。一年后,它们便能使地表均匀地增加5-10厘米深的水,每年可以使地球增加10亿吨水。地球形成至今已有46亿年的历史,如此算来,地球总共可从彗星上获得约460亿亿吨水,是现今地球总水量的3倍还多,足以形成河流、湖泊和海洋。

弗兰克的观点一提出,立即引发了一场争论。有的科学家认为,如果这些彗星给地球带来了大量的水,那么它们同样也会滋润太阳系中别的星球,可是金星、火星和月球上为什么不像地球一样存在着大量的水呢?对于这一问题,弗兰克没有做出回答。现在看来,地球上的水究竟来自何方,还需要不断地观察试验,以便得出科学合理的结论。

6、 地球有末日吗

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