第21节地球的形成之谜
地球的起源自古以来一直是人们关心的问题。地球是宇宙间千千万万个天体中的一个，它是太阳系的九大行，星之一；地球是人类赖以生存的地方，我们的地球有多少年历史了，对于它的起源、演化一直是人们乐此不疲的研究对象。我想对大家说，我们是幸运的，因为我们能生活在作为太阳系中目前已知的唯一一个有生命存在的星球-地球。
那么地球是怎么形成的呢？多少个世纪以来，科学家们上下求索，力图圆满的回答这个问题。关于地球的起源，目前有以下几种学说：
彗星碰撞说
1749年，法国生物学家布封提出的“彗星碰撞说”，曾一度引起人们的注意。他认为一颗彗星与太阳相撞，从而产生了许多碎片，碎片冷却后形成了地球及其他几个行星。即地球是由于彗星碰撞太阳而形成的，这一学说打破了神学的禁锢，曾一度引起人们的注意。
微星学说
1900年，美国科学家托马斯。卓乌德盖博伦和菲瑞斯特。雷。摩尔顿在研究中重新拾起布冯的理论。他们认为，在很久以前，当另一颗星体经过太阳附近时，在引力的作用下，彼此间各有一部分脱离了它们的母体而形成了新的个体，这些新个体在引力的作用下急剧地旋转，从而获得大量的角动量。这些个体分离后渐渐冷却下来，体积也随之减小，成为固体或者微星，微星在进一步碰撞时形成行星。来自两颗星体的物质聚集在一起，形成行星家族，这一假设称为“微星学说”。
然而，1920年，英国的天文学家阿瑟。斯丹莱。爱丁顿指出，从太阳或者其它恒星分离下来的物质都很热，它们在扩散到宇宙空间前，还未来得及冷却就会消散掉。即使在某种未知的过程下凝聚成了行星，运动的轨道也不会像现在太阳系中的轨道那样有规律。所以“微星说”并不合理。
俘获说
认为太阳从恒星际空间俘获物质，形成原始星云，后来星云凝聚成地球和行星。例如，1944年原苏联地球物理学家施密特指出：太阳俘获的旋转气体——尘埃中的固体粒子，最终凝聚形成地球和太阳。
气体潮生说
这一学说由英国物理学家金斯在1930年指出。他认为，原始太阳是一个灼热的球状体，由于非常稀薄的气体物质组成。后来，一颗质量比他打的多的星体从距离它不远的地方划过，在这个星体的引力的作用下，原始太阳出现了凸出部分，并逐渐被拉成烟状长条。这些从原始太阳中分离出来的长条状稀薄气流冷却凝固后分成了许多部分，每一部分都凝聚成了一个行星。气流中间部分最宽、密度最大，于是形成了较大的木星和土星；气流两端稀薄些，于是形成了较小的行星，如地球、水星等。
各种说法都有一定的道理，但都缺乏确凿的证据，所以直到今天，地球究竟怎样形成的仍是一个谜。
地球年龄之谜
今天的科学家通过对地球上岩石的性质和变化的研究，测算出地球的年龄已有46亿年了。
生活在地球上的人类自古以来就十分关心地球的年龄问题，但是由于古代人缺乏推算地球年龄的科学方法，地球的年龄始终是一个未解之谜。
古代玛雅人把公元3114年8月13日奉为“创世日”认为地球是从那一刻诞生的；希腊的神学家把地球的生日提前到5508年，著名的科学家牛顿则根据（圣经）推算地区已有6000多岁。
随着科学的进步，计算地球年龄的方法也在不断更新。
海盐和沉积岩测算法
17世纪到18世纪期间，有科学家试图通过研究海洋里的盐度来推算地球的年龄。他们假定海水最初是淡的，由于河水把盐冲入海洋才使海水变咸。知道了目前海水的含盐量和全世界的河流每年能把多少盐冲入海洋中就可以算出海洋的年龄，并进一步推算出地球的年龄。但是，海水最初是不是淡的本身就是一个未解之谜，河流每年带入海洋的盐量也不一样，此外地球的形成比海洋的出现早多少年也不得而知。因此这种方法解决不了问题。
还有一些科学家考虑用海洋沉积物来测算地球的年龄。据估计，每经过3000-10000年，可以形成一米后的沉积岩。地球上最后的沉积岩最厚处约为100千米，由此推算，地球的年龄大约在3-10亿年之间。但这种方法没有考虑到在沉积作用发生以前地球就已经形成额，因此也是不准确的。
开尔芬的热传导计算
1862年，英国物理学家开尔芬第一次从物理学的角度探讨了地球的年龄问题，他假定地球原是炽热的液体，后来冷却凝固下来，成为了现在的形态。他根据热传导计算，推导出地球的年龄约为2000-4000万年。
开尔芬的计算结果发表后，遭到了地质学家们的反对。因为地质研究表明，地壳运动并非一次，造山运动在地质史上甚至可能发生15次以上，因此，用最后一次的岩石来测定整个地球的年龄是不正确的。
同位素地质测定法
20世纪初期，人们发现地壳中普遍存在微量的放射性元素，它们的原子核中能自动放出某些粒子而变成其它元素，这种现象被称作放射性衰变。在天然条件下，放射性元素衰变的速度不受外界物理化学条件的影响而始终保持很稳定。
例如，1克铀经过一年之后衰变为铅和氦。在铀的质量不断减少的情况下，经过约45亿年以后，大体就有1/2克衰变为铅和氦。利用放射性元素的这一特性，我们选择含铅的岩石，测出其中铀和铅的含量，便可以比较准确的计算出岩石的年龄。用这种方法推算出地球上最古老的岩石大约为38亿年。当然这还不是地球的年龄，因为在地壳形成之前地球还有一段表面处于熔融状态的时期，科学家们认为加上这段时间，地球的年龄应该是46亿年。
地球内部之谜
人类在地球上已经生活了二三百万年，它的内部到底是个什么样子呢？有人说，如果我们向地心挖洞，把地球对直挖通，不就可以到达地球的另一端了吗？然而，这却是不可能的。因为目前世界上最深的钻孔也仅为地球半径的1/500，所以人类对地球内部的认识还是很不准确的。随着科学的发展，人们从火山喷发出来的物质中了解到地球的内部的物理性质和化学组成，同时利用地震波揭示了地球内部的许多秘密。
地球内部具有同心球层的分层结构，各层的物质组成和物理性质都有变化。地球内部是不能直接观测的，1910年，前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇契意外地发现，地震波在传到地下50公里处有折射现象发生。他认为，这个发生折射的地带，就是地壳和地壳下面不同物质的分界面。所以有关地球的内部知识是间接得来的。1914年，德国地震学家古登堡发现，在地下2900公里深处，存在着另一个不同物质的分界面。后来，人们为了纪念他们，就将两个面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”并根据这两个面把地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。
地壳
地球球层结构的最外层，大陆地壳的厚度一般厚33-45千米，喜马拉雅山区的地壳厚度可达70-80千米。前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇契地发现，地震纵波的速度由平均5、6千米/秒突然增至7、8千米/秒。所以他确认地壳下界面的存在。地壳主要由岩石组成，高低不平，平均深度为17千米，大陆部分比海洋部分厚，平均厚度为33千米，高山、高原地区基质厚达60-70千米，海洋地壳平均厚度仅有6千米。
地幔
地幔位于地壳和地核之间的中间层，平均厚度为2865千米。主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。1914年，美国地震学家比。古登堡根据地震走势测定地核和地幔之间的分界面深度为２９００千米．这个数值相当准确，与新近算的数值只差１５千米．地幔又可分成上地幔（３５０千米以上）和下地幔两层．上地幔中存在一个地震波的低速层，低速层之上为相对坚硬的上地幔顶部．通常把上地幔顶部与地壳合称岩石圈．全球的岩石圈板块组成了地球最外层的构造，地球表层的构造运动主要在岩石圈的范围内进行．
关于地壳均衡的研究认为，岩石圈下面有一个物质层，其强度较小，容许缓慢变形和在水平方向流动．１９１４年，巴勒尔称这个物质层为软流圈．软流圈概念和地震学中的地幔低速层概念似乎指的是同一个对象，很多人把他等同起来．板块大地构造学说认为，岩石圈板块漂浮在软流圈之上，可以作大规模水平向移动．
地核
地幔下面是地核，地核的平均厚度约3400公里。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层，外地核厚度约2080公里，物质大致成液态，可流动；过渡层的厚度约140千米；内地核是一个半径为1250公里的球心，物质大概是固态的，主要由铁、镍等金属元素构成。地核的温度和压力都很高，估计温度在5000℃以上，压力达1。32亿千帕以上，密度为每立方厘米13克．美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。
在２０世纪９０年代，在中欧的一个小城温迪施埃中巴赤，人们钻出一个直径２２厘米，深１４千米的世界上最深的洞．这个地区情况十分特殊，这里的岩石有３０千米厚，并向地表突出．历史上最古老的欧洲板块在这里相互碰撞，彼此推挤和啮合．正是由于这些地理状况的存在，地质学家们打算用管状的、中空的特殊钻孔旋出岩心，把这些岩心提取上来，但这次努力还是以失败告终。
地球内部究竟是什么？其中的奥秘仍等待人们去揭开。
地球大小之谜
地球上多样的自然环境，造就了丰富多样的世界。地球是浩瀚宇宙中的一颗小星球。宇宙中可能有像地球这样适合高级生物生存的星球。千差万别的宇宙环境，可能会有与人类不同的智慧生命。无限的宇宙，蕴藏着无数的奥秘。那么地球自形成开始时就是这样大小的吗？
金刚石是在高温高压条件下形成的一种贵金属，一般都生成在岩浆岩石中。苏联在玻波盖河盆地里，却发现了大量的金刚石，这实在是一件不寻常的事情。从而引起了许多地质学家的极大兴趣。经过多年的考证，最后证实是天外来客--陨石撞击在这块盆地上时，发生强烈爆炸而形成的结晶矿物。
加拿大有一个萨达旦里镍矿，是一个38公里范围的巨型矿体，同样是陨石撞破地球地表后，与地球岩浆熔融共同凝结而成的矿体。
据统计，10亿年来，地球遭到陨石撞击产生的坑，大于1公里直径的袭击事件有100万次之多。每天从宇宙中降落到地球上的陨石和尘埃，多达50万吨。由此看来，地球的荷重正在逐年加重。
持相反意见的人则认为，地球上每年发生地震500万次，活火山500多座。每年火山喷发和地震时，地球深部的熔岩、气体大量喷发出来，气体飘入大气层中。更为巨量的是，石油从地层中抽起，煤炭从地下挖出来，被人们燃为灰烬，形成缕缕浓烟升入大气层中。这种大量毁灭地球上的物质变成烟的结果，使地球的重量逐渐减轻，地球的荷重自然减少了。
见过火山喷发的人，都会立刻回忆起浓烟升空，火光冲天、尘埃石屑弥天而降的惊人场面。从地球深处喷射出来的大量物质中，经科学测定，含有大量的一氧化碳、甲烷、氨、硫化氢等气体。
惊天动地的地震之后，科学家发现大气里甲烷浓度特别高。这个现象说明地球“肚子”里的气体，乘地震之机，从地壳的裂缝里冲出来，施放于大气之中。
海员们在航海途中，能看到比海啸更可怕的海水鼎沸现象，这种翻江倒海的奇观，也是地球放气的结果。
根据地球放气的想象和地球深部物质大量外喷的事实，有人认为，地球“肚子”越来越瘪了，地球的体积自然要缩小了。
有些科学家对阿尔卑斯山做了调查之后，推断地球的半径比2亿多年前（即阿尔卑斯山开始形成时）缩短了2千米；也就是说，地球的半径每年大约缩短了1%毫米。
然而，苏联科学家公布说，地球自诞生以来，其半径比原来增长了1/3。理由是各大洋底部在不断扩展，这种扩展是沿着从北极到南极，环绕地球的大洋中部山脊进行的。经查明太平洋底部的长度和宽度，每年扩展速度达到了几厘米。这种扩展由地球深处的大量物质向上涌溢，推展洋底地壳，使底薪密度变小，地球的体积就增大了。另外一个地球膨胀的见证就是原来连成一体、包着整个地球的大陆在地球膨胀中撑裂，裂缝处变成汪洋大海，至今有些裂缝仍在扩展，一些大陆之间的距离也在增大。
还有一种说法认为地球增大是由宇宙尘埃积聚而成。宇宙尘埃以及陨星等受地球引力的作用，缓缓不断向地球靠拢。据统计，一昼夜进入地球大气层中的尘埃等约有10万吨，而落入地面的达100多吨，一年就是4万吨，这些尘埃虽有相当一部分又返回宇宙，但总有一部分留在地上，使地球体积不断增大。地球到底是在增大还是在缩小，仍旧没有定论。
