书城科普爱因斯坦的圣经
4162900000023

第23章 旧约(4)

数千万年过去了。地球熔体继续辐射出热能,这样的热能升向上面的大气层,然后释放出来。地球一点点冷却下来。

数百万年间,地球硬壳的某些部分隆起,翻身,然后下沉,最后消失。地壳就这样反复折叠,如同面团夹在巨人掌中,任面包师反复搓揉,制好面包。此时,地球处于不稳定期。

数千万年过去了。地表继续冷却。事有巧合:地球外层成为更厚的固体层,这就是岩石圈。比较现代而言,此岩石圈当时要薄一些。在地球内部,高压下形成了某种晶体结构。比如铀和钍的一些重金属元素受到挤压,被迫迁移。此类的迁移重元素有一些就升上表层,最后在氧化物与硅酸盐的晶体中固定下来。

岩石圈的某些地方有铀238的斑点。在接下来的20亿年当中,约有1/4的铀会变成铅。在40亿年时间里,几乎又有1/4的铀变成了铅。这样,铀238斑点就如同一个沙漏。上层的沙是铀。沙子流到下层后变成了铅。检查铀和铅的比例,人们就可以看出有多少时间过去了。

在岩石圈别处,还有其他一些铀238斑点。因此,有许多放射性时钟埋藏在地球的表层。当这颗行星的表层形成时,放射性时钟便滴嗒滴嗒作响了。它们在地球的全部历史中一直在不停地滴嗒着,一直到今天。现代的地质学家可以收集地球表层土壤的样品予以检查,借此读出时间。从西澳大利亚的纳里亚收集到的样品读出43亿年的历史。因此,科学家可据此总结,地球至少在40亿年前就已经出现了第一小块陆地。

科学家考察月球、陨石和太阳系的其他物体。这些物体包含一些放射性元素。科学家们还检查这些元素以判断时间的流逝情况。检测结果为45亿年。因此,科学家们得出结论,构成太阳系的太阳、地球、行星、慧星、月球及小游星的年代为45亿年。

在接下来直到今天的43亿年时间里,地球岩浆和火山岩会流动,最后固化,形成熔岩石。

地壳运动导致峡谷、平原和山峰的形成。陨石的冲击形成了巨型地坑。但是,地球表面处在不断的变迁中,在100万年时间内,陨石坑、峡谷、平原和山岗会重新塑型和消失。新的结构会慢慢形成,替代原来的那些地形。

地球继续冷却下来。新的固体层出现在岩石圈下。它有一个名字,叫做岩流圈。构成岩流圈的岩石主要是橄榄岩,是一种富含镁的橄榄石。地表以下十多公里的岩石圈和岩流圈之间的夹带也有一个名字,所谓M界面,或叫莫霍不连续面。

一块陨石击中地球。巨大的声波传遍地球。此声波渗透莫霍面之后突然加速进行。

地球陆地不断变动时,大地震令地球抖动不已,火山喷发又熄灭,地球遍体鳞伤,山谷沟涧须臾出现。

第四章:地球存水

让天下之水聚在一处,令陆地出现。

大气低层的厚重云层令水滴垂下,水滴自然落到地球上,这就是雨水,为地上第一片雨水。二氧化碳、二氧化硫和其他化学物质被吸收进下降雨滴,形成酸雨。比如二氧化碳与水珠合并形成碳酸。酸雨落到地球上,上升热气流会与雨水相遇。使水滴汽化。这些蒸汽又被带回到低层大气。

因此在地球的这一时期,大气的每一处都在下雨,但从来都没有雨珠真正落到地球表面。

数千万年过去了。地球表层继续冷却,地表温度为500凯氏度。大地炽热且干燥,大气层厚重且充满毒气。

太阳宇宙辐射加速了大气层气体向外太空的释放。它们摩擦掉外层气层,如同砂纸磨光物体。因此,部分大气层消失了。但是,地表大气层中消失的补充了二氧化碳、水蒸气、氮、氨及甲烷。

低层大气制造出某些复杂的分子,闪电和太阳紫外辐射帮助进行这样的分子合成。富含能量、比三磷酸腺甙原始但又类似的有机分子形成了。

地球行星在冷却,如同一个喷火的大铁炉。因热量损失,岩石圈更厚了。但是,地球内部的大部分都还是熔岩状金属。

一亿年过去了。一片黑云形成了酸雨,从天上降下来古代的清澄圆珠。第一滴雨水降落到地球热岩上。水珠在岩石上滋滋作响,然后立即汽化。又有一些水珠落下,那是地球的洗礼。水气自岩石蒸腾而上。

薄雾自地上升起,

清洗大地的容颜。

雨珠继续下落,岩石冷却下来。小水池形成了,一池池的雨水积存起来。但一天之内,岩石又为地温所热。水池重新汽化,池中之水变成蒸汽升上天空。蒸汽将热量带到低层大气。薄雾热气在云中冷却,雨滴重又形成。另一层厚云又酝酿起来。

数千万年过去,有雨的地方,雨水下得更猛烈了。雨落在山上,汇到山谷。雨水冲下山坡,冲涮矿层和地壳裂隙。雨水在地上冲出沟壑,在地表下陷处形成深池。雨水积存在山谷中。因此,地球上满是水坑和池塘。

池中酸水侵蚀岩石,令矿物分解。碳酸盐与钙离子合并,由此形成方解石,方解石又沉淀,由此,方解石粒子成为地表水池中的沉淀物。

数千万年又过去,事有巧合:在地球内部,更多的溶岩固化了。在岩流圈下,新的固定层又形成了。岩流圈和底下新成的岩层共有一个名字,叫做地幔。此地层之下便是称为地核的地方。

在地表,温热的酸性水切割地表低处,河流因此而成。河流流入数不尽的池塘,充溢了地表的低处。世界上有了真正的河流。这些河流成为地球的动脉和静脉。

温热之水蓄积于谷地,形成湖泊。因此,地球形成了第一批湖泊。地球继续冷却,汽化率慢下来,湖泊扩大了。数千万年过去了,湖泊彼此相连,形成海洋。地球有了第一批海洋。

地球继续冷却。数千万年过去了,海洋规模扩大了。海洋彼此相连,形成大洋。数千万年之后,所有大洋相连,形成单一巨大水体,叫做泛古洋。水体淹没整个地球,只剩下少数高地。这些留存下来的高地为微型大陆。除开微型大陆外,海洋之中的火山也构成一批陆地。

地球自此有了巨大的水源。

雨从天而降,水珠吸收了尘粒和空中毒气,即为酸雨。酸雨落在洋面。此后,含碳、硫和其他元素的酸在海里与钙、镁、钠和其他碱基发生化学作用。盐就形成了。有些盐为悬在空中的粒子,这些粒子为沉淀物。引力抓住它们,令其顺水而流,变成沉积物。

盐粒沉积海中,如雪花遍地。

天上下来的雨在空中穿梭,冲走了在“大气层工厂里”形成的复杂分子。这里面有有机化合物。它们落在泛古洋里。生命的种子落在海底。

远在泛古洋的海底,

伊甸园在继续休眠。

每次下雨,天上便少了一些碳。碳从天上落下,落在大洋的底部。因此,大气中二氧化碳、氨及甲烷等气体的总量在慢慢减少。但是,氮却留存着。因此,连年的雨水起到了大气净化器的作用。在接下来的三亿年里,大气层中的二氧化碳下降了五倍。

天上有话传下,

“河流要入大海,

然大海不得溢满。

譬如水之所来,

复归水之所去。”

地球演化之书

地球演化之第一书,称为太古代之一

大地遍布贵重宝石,

有兰宝石、绿玉并红宝石,

又有绿宝石、缟玛瑙并碧玉,

更有肉红石英、黄玉并钻石。

第一章:地壳初成

在43亿年前,前寒武纪时代开始。寒武纪历时达40亿年。寒武纪的第一部分是太古代,太古代一直延续至公元前25亿年。

地球逐渐成熟并进入青年期。

事有巧合:一颗10公里大小的流星穿透地球外部的大气层。一道火光冲天而起,天空有如另一颗月球升起。但是,这个“月球”是红色的,它在天空划出一条长长的光痕。尔后击中地球泛古洋浅水的海域,冲天水浪直入蓝天,顿时地动山摇。接着,气体从海底冒出,升到洋面。波浪与气泡混在一起,乱成一锅沸水。地壳只是受了一些皮肉伤,因泛古洋起到了盾牌的作用。

地球更冷了一些。地底较低的温度使300多公里厚的岩浆层固化了。它主要由50%的橄榄石、30%的辉石、15%的石榴石和5%的其他火成岩构成。

第二章:古代岩石

熔化一切的大火燃烧,

令海洋沸腾不止。

忽地一日,海洋底部裂开一道5米的缝隙,巨量气体逃逸而出。气泡上升,直到海洋表层。海面之上,泡沫翻滚,如同海面下有巨兽挣扎。

裂隙更大了,手掌大的熔石被喷到数米高,之后翻倒海中。

地球恰似罹病,

从洋底咳出石块。

接着,洋底向前推挤,膨出一座小山。气体、沙粒和岩石喷涌而出。小山慢慢变大了。

在地球演化史上,液态岩浆在冷却过程中固化,形成火成岩。最轻的岩浆上升到地壳的上层,因此,在地表附近,岩石主要由花岗岩和安山石构成,它们富含硅,也包含一些铝。更重一些的岩浆固化形成地壳较低层的岩石。因为强力及高压作用,这岩石经常会变成晶体,成为辉长石和玄武岩。更深的这些岩石含有硅酸盐,但与表层相比就少得多了。它们包含铁、镁和钙,但所含钾成分较少。

地球岩石里的高压形成了结晶宝石。其中一些是人们争相抢夺的,比如蓝宝石、红玉、绿玉和钻石。

地球岩石里还有其他一些宝石,其中有12种极受人看重的:绿玉、肉红石英、绿玉髓、蓝宝石、黄玉、贵橄榄石、紫水晶、风信子石、绿宝石、碧玉、玉髓和条纹玛瑙。

第三章:岛屿随潮涨落

岛屿悉数冲走,

山体不复再现。

忽地一日,一座火山升起,形成了海中小岛。

天下起雨来,水滴中的酸侵蚀岛上岩层。岩层分解,土和沙粒随流而去。因流水终归大海,土层和沙粒也归之大海。最终,沙粒沉积在海岸上。

每隔几秒钟,海浪无情冲击岸岩。数百万年过后,岩石一层层,一片片剥蚀殆尽。剥离下来的石块冲到海滩和附近海底。

千万年后,这个岛屿重新滑人海中,海岛不复存在了,成为水底山。海底山由此形成。

在泛古洋的别处,岛屿又在形成,之后再下沉并消失在海底之下。

第四章:沉积岩

微大陆上火山爆发形成重量很轻的多孔物质,名为浮石。另有火成砾、烟灰和火山灰。雨水将这些东西冲涮进河湖之中。此时,既无树木,也无草根绊系土层。大地上并无植物,地球上光秃秃的,寸草不生。地球无水的地区看上去如同月球。巨石、卵石、尘土和沙粒从山坡滚下,无遮无拦。风刮起沙漠的尘土,雨水流过岩石,冲走了小堆泥沙和土块。这些残渣废土冲到河谷,沉积在河床上、池塘和湖中。因此,沉积物在地球低洼处的水中积聚起来。

河流将卵石、泥土和沙石冲进海洋,巨浪拍打岸岩,岸石变成小块和沙子及一些岩片纷落。风刮起岸边沙石,巨浪将沙石和卵石冲人海洋。因此,沉积物沉积在海岸上,沉积到微大陆的大陆架上。

沉积物和烟尘从海底喷流冲出,又落在海底。雨水将空气中的尘粒冲向海洋。水流侵蚀盆地,形成泥沙。强大的海潮将大陆架上的沙土搬运到各处。

如今,一些沉积物因为物理及化学效应而岩化成沉积岩。岩化之后,沉积物变成了岩石。碳酸钙沉积物变成了石灰石,而硅结晶物也形成了黑硅石。土块变成了石块。沙变成了砂石。地球上的沉积岩随即形成。

在接下来的40亿年里,侵蚀和风化继续形成沉积物。沉积物会固定下来,岩化产生地球的沉积岩。

第五章:原生板块碰撞

海洋底有两大岩石圈板块,各为1000平方公里大小。一块在另一块的东边,相距有200公里。这两大板块合在一起移动,也就是原生筑造板块。各板块都承在岩流圈上,而对这两块板块而言,岩流圈是滑溜溜的。因此,岩流圈板块像北极洋中的冰山一样浮动着。每隔十多年,东边的板块就向西滑动半米,而西边的板块也向东滑动半米。

在2000年的时间里,两大板块接触到一起了。它们继续挤撞,其间的地壳弯曲,在地表形成皱折。

地壳的移动造成摩擦,摩擦又导致热量产生。热量熔化了岩流圈的上层,因而形成大量熔浆。并沿缝隙向上喷涌。压力如此剧烈,地缝越来越大。岩流推挤地壳,流到地上,像土拨鼠经由草地向上打洞一样。火山立即出现,以巨大的力量喷发出来。岩浆从海洋底部涌出,发出咝咝响声,四处流淌,然后结成硬块。

岩石圈板块有巨大的动量。板块彼此冲撞时,内部的力量企图减缓运动。但是,板块保持某种向前的动量并继续碰撞。约10万年后,一个板块上的地壳滑到了另一个板块上。出现了长长的一座巨岛,宽达50公里,长达500公里,上有火山十余处。

在接下来的百万年中,板块继续碰撞和滑动。一个板块在另一个板块下滑动有一个名字,叫做地块下降,其在拉丁文中的意思是“潜入地下”。在发生地块下降重叠的地方,地壳的厚度增大一倍。在这个地区,出现了一处微大陆,叫做原生西澳大利亚。

在随后的数亿年间,其他的原生岩流圈板块发生碰撞,其他一些微大陆又形成了。

地壳底下的热量和压力产生了巨大的地壳移动,形成断层及山体。有时候,这样的地壳移动会形成微大陆。

第六章:洋中脊的扩散

火从底部喷出,

洋面顿成血海。

上层地幔的一个地区有很多热量积存下来,热从海洋原生岩流圈板块上穿过,并在中部裂开缝隙,形成称之为长狭谷的地貌。沿此长达3000公里的长狭谷,地震令海洋底部摇动。数百万年过去,海洋板块一裂而成为两半。这两大板块彼此分离,中间形成巨大的缝隙。

从此以后,两大板块的移动一直在进行之中,一直沿续下去,达数亿年之久。每年,海洋地壳会从洋中山脊上离开几个厘米,彼此都是横向运动。因此,在山脊附近,地壳是年轻的,而稍远一些地方,地壳就相对长久一些。比如,100公里之外的地壳年代是500到600万年。

第七章:地表结构的形成与毁灭

在数亿年时间里,大部分海洋地壳、无数的岛屿和一些微大陆形成了。再过数亿年,同样的地壳和岛屿又潜入地幔中,从地表消失了。在数亿年时间里,地球演变过程毁灭了大部分微大陆。因此,在太古代的早期,此时形成的一切,过了不久又被重新毁灭掉。在地球的青年期,地球处在不断的变化当中。

地球演变速度虽然会慢下来,但是,创世的过程和地球的毁灭过程会继续下去,越过太古代一直到今天。

第八章:地球运动的多样性

地球与太阳、月球和其他行星之间的引力会引起地球运动的微小变化。比如,地球的轨道从几乎呈圆形的轨道变成了椭圆形轨道。该轨道在这两个形状之间来回波动。当轨道呈椭圆形时,地球以椭圆形绕太阳运转。结果,地球某年会远离太阳一点,这就是远日点。地球某年又会离太阳近一些,这就是近日点。

地球旋转轴的倾斜也会有些微的变化。有时候,地球会垂直转动,有时候它又会横向转动。这种变化会持续下去,直到今天为止。因此,到现代,倾斜的范围保持在49/2去到22度之间。地球的旋转轴会在这两个角之间来回变化,时间为4万年。

旋转轴的方向也会影响遥远的星星。在上千年时间里,它会有相当大的变化。这个效应称之为岁差。地球如同太空中的一只陀螺,它的旋转轴会产生一些岁差。“北极星”也在不断地变化之中。到现代,一个岁差周期会持续两万年。