书城科普世界科普故事精华·科学探索故事卷
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第19章 地球篇(5)

但是,热层的高温,并不能熔化钢铁,因为那里的空气分子极少,如果把钢铁放在这个“高温层”中,具有高温的空气分子是很少有机会同钢铁接触的。就连高速运转的卫星,在每平方厘米的面积上,每秒至多只能获得十万分之一的热量。如果按照这个加热速度来计算,1克水温度升高1℃,竟需要28小个小时!据卫星观测的资料表明,650千米的高空,虽然气温已超过2000℃,但受到太阳直射的卫星表面温度只有33℃;而当运动到地球的阴影区时,卫星表面温度却迅速下降到-86℃。可见,这里的温度虽然很高,但却不热,当然就更谈不上在这里炼钢了。

对于热层高温反而不热这一奇特现象,科学家们正在寻找确凿的依据来加以解释。

地光形成之谜

1983年12月29日晚9至10时左右,在辽宁省铁岭县鸡冠山乡一带出现一道绿色的强光,由西向东跳动着。西边龙王顶村和离此村20千米外的岱海寨村等地有许多人也看得非常清楚。

气象工作者通过对铁岭县所处地理位置和当天晚上天空状况的分析,认定这种绿光属于地光。地光是一种低层大气发光现象。地光的形态是多种多样的,有带状光、条状光、片状光、球状光、火状光和柱状光等。地光的颜色也是五光十色的,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫都有。通常看见的地光有的蓝里带白,很像电焊火花,非常刺眼;有的红似朝霞,映满天空;有的形如彩虹,五颜六色;有的犹如一条光带,划破长空;有的又似一团火球,或沿地翻滚,飘忽不定,或腾空而起,悬在半空。但绿色的地光还是极为罕见的。

有人认为地光与地壳的组成有密切关系。高频和低频震波都有可能引起地光。

有的科学工作者认为,地壳中的岩石能够产生很强的高压电场,从而使空气受激发光。

有人认为地光可能是由超声波激发空气而产生的。

有人指出,深层地下水的流动也可导致大地电流的产生从而引发地光。

还有人从大气静电场强度的变化和大气中带电离子浓度的变化来研究探讨地光产生的原因。

也有人指出,地光的形式多种多样,因此,它的成因也绝不会是唯一的。

目前地光起因之说众说纷纭,各持己见,还需要气象专家继续探究。

美洲的地下隧道之谜

在马德雷山脉两侧科里恩德斯以东约121千米处,遗留着远古时期的地下城市。在那些建在地面上的废墟里,每天的午夜或黎明时分,都可以听到像敲响巨鼓的声音,甚至在远离这里的太平洋上也隐约可闻。当地的印第安人认为,这令人恐惧和不安的鼓声是从宏伟的地下寺庙传来的。

在西班牙人入侵美洲100多年后,一位西班牙传教士发现了中美洲危地马拉的一条地下隧道,它似乎与南美洲库斯科地下隧道相连。它位于普乔塔一个住宅区下面,像是用水泥加围而成,绵延至台克班的住宅区,长度约50千米。此后,一位犹太旅行家斯蒂芬斯,通过一位老祭司找到了一处洞穴。从这里进去,用不了一个小时,就能从危地马拉西部到达墨西哥。在隧道中,他见到了用石头凿成的一座座尖顶拱门,斯蒂芬斯认为,这是美洲大陆最令人不可思议的谜,今天在南美秘鲁的库斯科市附近发现的地下隘道遣人凡向北可以直接通往利马,向南还可以通往玻利维亚。从地图上看,库斯科距离利马约600千米,而库斯科到玻利维亚边境约450千米,也就是说,蜿蜒在安第斯山脉地下的隘道长达1000千米以上。这些已发现的地下隧道,已被联合国教科文组织列为世界性文化遗产。

对于美洲地下隧道的存在人们已不存疑问,而人们最想知道的是南美洲的古代人类是如何开凿出规模如此浩大的地下隧道的。

南极不冻湖之谜

南极1400万平方公里的土地几乎完全被几百至几千米厚的坚冰所覆盖,零下五、六十度的气温使这里的一切都失去了活力,丧失了原有的功能。但是,令人不可思议的是在这极冷的世界里竟然奇迹般地存在着一个“不冻湖”。

科学家们所发现的这个“不冻湖”,面积达2500多平方公里,湖水已遭到了极其严重的污染,并有间歇泉涌出水面。

为揭开此谜,前苏联考察队利用电波器在他们基地附近厚达3000米的冰层下,又发现了九个“不冻湖”,这一新的发现使得对“不冻湖”的研究有了新的进展。他们接着对这一“不冻湖”的形成原因进行了分析、研究和推测,提出了各种不同的见解。

有的科学家提出这是气压和温度在特殊条件下共同作用的结果。持这一见解的人指出:在这3000多米冰层下的压力可达到278个大气压,在这样强大的压力下,大地所放出的热量比普通状态下所放出的热量多,而且冰在零下2摄氏度左右就会融化。另外,冰层还像个大“地毯”一样,防止了热量的散发,使得大地所放出的热量得以积存,这样在南极大陆的凹部就可以使大量的冰得以融化,变为“湖水”。

另有一些科学家则认为:在南极的冰层下,极有可能存在着一个由外星人所建造的“秘密基地”,是他们在活动场所散发的热能将这里的冰融化了。

还有的科学家指出:这是个“温水湖”,很有可能在这水下有个大温泉把这里的水温提高了,冰被融化了。可有些人反驳说:如果这里有温泉水不断流入湖里,为什么湖上的冰冠却没有一点融化的迹象呢?为解释这一问题,人们在冰层上架起了钻机,取出了冰下的样品,发现湖底的水完全是凉的,这就说明了在湖下并不存在温泉,湖水不是由于温泉而热起来的。

南极“不冻湖”的神秘现象至今没有被破译,还需要科学家们进一步考察、研究。

南极热水湖疑谜

科学家在南极洲发现了一个水温很高的热水湖——范达湖。这个湖最深处66米,水温高达25℃,盐类含量为海水的6倍多,氯化钙的含量是海水的18倍。

关于这个湖的形成,一直有两种学说争论不休。

太阳辐射说认为,热湖来自太阳辐射的积蓄。夏天,当强烈的太阳直射湖面,太阳光中的短波光线透过冰层和湖水,把湖底、湖壁烘暖了,剩余的辐射几乎都被底层咸水所吸收、蓄积,湖面的冰层也产生一种“温室效应”,阻止了湖内热量的散发。而氯化钙这类的盐类浓溶液能有效地蓄积太阳热,南极热水湖恰恰就是这种盐类蓄热的巨大的天然装置。但持反对意见者认为,南极夏季日照时间虽然长,但阴天非常多,实际到达地面的辐射能很少,再说冰面又反射了90%以上的辐射能。在这种情况下,不可能使表面水温升得很高。另外,暖水下沉后,必然使整个水层的水温升高,而不可能仅仅使底层的水温增高。

地热活动说认为,范达湖距罗斯海50千米,而罗斯海附近有活动的墨尔本火山和正在喷发的埃里件斯活火山,表明这一带地底岩浆活动是非常剧烈的,岩浆上涌现象很严重,受地热的影响,湖水的温度就会出现上冷下热现象。这种解释似乎很有道理,可是,国际南极钻探计划实施以后,科学家们发现范达湖所在的赖特干侣区中并没有地热活动,这一学说也就宣告失败了。

南极热水湖的成因到底是什么呢,还有待研究。

岩石中的生物之谜

1818年,地质学家克拉克博士为寻找化石,挖洞至2英尺深时,在岩壁上发现一批海蝾螈的活化石,它们与当地生存的种群不同。其中有三只保存得很好。克拉克小心地把它们从岩石上取下来,放在纸上,在阳光下晒,这种蝾螈居然活动起来。其中两只很快便死去了,第三只却看上去生命力很旺盛,克拉克把它放进水池,这小家伙很快便逃得无影无踪了。

1851年,法国布卢瓦的一位工人从一块重14磅的燧石中挖出一只蟾蜍,人们发现蟾蜍在呼吸,并跳出凹窝想逃走。工人们把它逮住,连同凹窝送往当地的科学团体,被安置在地下室的青苔床上。黑暗中,这小动物躺着,一动不动,一有光亮,它便想跑。如果把它放在燧石的边缘,它便钻回到自己的窝里,把腿放在身体下面,并特别留神那条初次移开燧石时受过轻伤的腿。

修筑圣迪兹——南希线铁路时,一批法国工人在半亮的燧洞里劈开一块巨大的侏罗纪石灰岩,突然岩石中跑出一只怪物。只见这怪物伸了伸翅膀,深沉地嘎叫了几声,便倒在他们脚前死去。这只翼长10.7英尺的动物的膜状翼旁长有四条腿,似蝙蝠。长爪,嘴里有两排尖齿,皮似黑胶,厚且多脂。怪物立即被当地的一位学古生物的学生断定为翼手龙。

岩石中为什么能有活动物呢?这可是一个难解的谜团。

地震成因的假说

从19世纪后半叶起,人们开始对地震时观测到的种种现象进行分析,得出地震是地壳运动引起的这一结论。

后来,在20世纪20年代初,又产生了大陆漂移的假说。大陆漂移假说认为:地层产生褶皱并不需要收缩,当大陆移动时,前缘如果受到阻力就会发生褶皱,就好像船在水上行驶时,在船头产生波浪那样。在20世纪30年代,经过激烈的辩论之后,大陆漂移说又宣告失败。

到了20世纪60年代,又有人提出了“海底扩张”的假说,认为由于海底的不断更新和扩张,造成古磁场和年龄数据的对称分布。而当扩张的大洋地壳到达火山边缘时,便使俯冲到大陆壳下的地幔逐渐熔化而消亡,因而无法找到古老的大洋地壳。

到了20世纪70年代,在大陆漂移说和海底扩张说的基础上,又产生了“板块构造”学说。

板块构造说强调全球岩石图并非一块整体,而是由欧亚、非洲、美洲、太平洋、印度洋和南极洲六大板块组成。这些板块驮在地幔顶部的软流层上,随着地幔的对流而不停漂移。板块内部地壳比较稳定,板块交界处是地壳活动较多的地带;大地构造活动的基本原因是几个巨大的岩石层板块相互作用引起的。由于地震是大地构造活动的表现之一,所以板块的相互作用也是地震的基本成因。

板块构造说是一门新学说,它为地震成因提出了一个新的研究方向。但是,毕竟也是一种假说,地震的真正成因还待进一步研究。

发现月亮与地震有关

人们很早就知道,月亮对地球的引力,会造成地球上的海洋潮起潮伏。然而人们并不清楚在海水涨落起伏之时,固体的陆地也会受月亮的影响,做着相应的起伏运动。

1933年,美国海军观察站的测量员,发现圣地亚哥和首都华盛顿之间的距离与7年前测定的数据相差了15米。这在讲究分毫不差的大地测量学上是一个巨大的数字。后来研究者才发现,月球把40万千米下面的“固体”地球拉起来了,地面就形成了凸起,因此,两端距离缩短。这一定会对已经积累了巨大压力的地壳中某个部位起到导火索的作用,从而使地球上发生地震。

美国科学家发现,在南加利福尼亚州的一个狭窄的地区内,地震的发生与12小时、半月和18.6年的月球周期有着密切的关系。

我国自1966年以来,在河北平原发生了4次6级以上的大地震,全部发生在初一或十五的前后,并且与附近塘沽港海潮的高潮时刻相接近。

科学家们发现,在月亮形状为逆、望、上弦、下弦前后的日子,地震发生的几率比其他日期发生的要高。

月亮是怎样诱发地震的呢?这还有待于科学家们继续研究。

地震前地光闪耀的研究

1976年7月28日晚,在唐山东北方向一道道五彩缤纷的光束升了起来,就像强大的信号灯一样,把大地照得亮如白昼。等光焰散去之后,大地开始颤动,几秒钟后,唐山变成了一片废墟。

原来,这是一种强烈地震的前兆,被称为地光。

许多强烈地震都伴随有发光现象。这种特殊的令人毛骨悚然的自然现象,早在几千年前就已经被人们注意到了。我国是世界上记载地光最早的国家。

在国外,地光也引起了人们的广泛注意。这种记载最早见于罗马历史学家塔西伦的《编年史》,它记述的是公元17年小亚细亚发生了强烈地震。书中说地震前有人曾看到天空火光闪闪。

20世纪30年代以后,地震发光的研究进入了全面发展的阶段,人们对于地光的真实存在不再感到怀疑了,并开始出现了解释这种现象的理论假说。在这些研究中尤以日本领先。1965年以后,日本学者安井与近藤五郎、栗林亨等利用地磁仪、回转集电器等进行了观测研究,并拍摄了世界上第一张地光照片。1974年,我国学者马宗晋在研究了邢台地震以来历次较大地震的临震宏观现象以后,提出了“地光不仅仅是地震派生的结果,而应看作是临震共同发展的统一过程”。这就是说,应把地光同与它同时出现的其他现象联系起来考虑。

1972年,日本学者安井丰等人提出了“低层大气振荡”的看法。他们认为,由于大气中含有各种正负离子,所以大地具有微弱导电性。当大气中的气体分子受到来自太空的宇宙射线和地球本身的放射性元素射线的撞击,结果使这些气体离子带电。地震区常会有以氡为主要成分的放射性物质,地壳震动把它抖入大气中,特别是在含有较多放射性物质的中、酸性岩石分布区和断层附近,大气中的氡含量将显着提高,这也将使大气离子导电性增强。这时如果地面有一个天然电场,那么就会向空中大规模放电,使地光闪烁起来。此种理论,是目前比较成立的假说。