地球的环境变化问题

地球的环境变化问题
地球的环境变化问题

地球的环境变化问题
揭开地球环境之谜
投稿时间：2011-08-11 05:33:24 投稿人：曾令伟 【字号：大 中 小】
是神迹还是巧合?我们正在经历比双胞胎同中亿元大奖还难得的事件,这包括了你!
提起地球,人们想问的问题会很多很多,但最让人不得其解的恐怕就是地球到底是怎么“来”的?地球上的生物到底是怎么“来”的?地球为什么“与众不同”?
我们大家都知道,地球在太阳系甚至在宇宙空间都算得上是一个非常特殊的星球.它特殊的主要是因为在这个星球的表面生长和生活着大量的植物和动物,而别的星球至今没能找到丝毫的生命迹象.为什么偏偏只有地球会形成今天这样生机勃勃的景象呢?地球是与众不同的么?地球这样的环境到底是怎样形成的?
那么,地球到底是不是一个特殊的星球?有没有合理的推理来解释我们地球的形成过程?我们不妨从最基础的看起.
——地球是不是一个特殊的星球?
现今的科学研究告诉我们,除了我们人类居住的地球之外,地球所在的太阳系范围内是不存在任何生命迹象的.就这一点看来,地球实在是特殊得不能再特殊了.但这仅仅算是结果.而我们不需要结果.我们需要分析它的原因.
地球的外形不特殊
和太阳系其它行星一样,地球也是一个圆球形的星球.它没有因为存在生命而显得与众不同.
地球的直径大约为12712Km,不是太阳系中最大的,也不是最小的,是普普通通的其中之一.从外形上看不出来地球有什么特殊的地方.


地球的位置不特殊
地球在太阳系中的所处的位置也不特殊.九大行星中(冥王星是否所属其中尚有疑问),地球排行第三,在金星之后、在火星之前.也没有因为生命存在,地球就处在一个特殊的位置.金星与火星是否存在生命,曾经甚至到现在还是国际上许多科学家首先希望了解的问题,但至今仍没有在我们地球“邻居”上发现生命的迹象.

地球的内部不特殊
虽然画面上的星球用了不同的颜色表示,但和绝大多数星球一样,地球也是一个由岩石外层包裹起来的一个行星天体.有外壳层(地壳)、中间层(地幔)和中心层(地心).除了地球表面有大量的海水以外,地球内部并没有发现跟别的星球不一样的内部结构.也没有发现能制造生命的特别区域.

地球上存在水也不特殊
通过人造卫星、哈勃望远镜、太空探测器等先进的探测手段,我们已经了解到水并不只是地球的“专利品”.在月球表面和火星的极地都发现了水和水的痕迹.通过美国“伽利略”号木星探测器我们还了解到,木卫二的表面已经是被水和冰层紧密覆盖.按照厚度100Km计算,它的水含量已经超出了地球.由此看来,水并不是地球仅有的产物.地球存在水这一事实也不是我们想象的那样特殊.
难道地球就真的没有特殊的地方么?我们的希望会这样简单地就落空了么?问题并不是想象中的那样简单.我们需要继续尝试寻找问题的突破口!



——地壳的厚度引起了我们的思考
太阳系星球的液态特征
在继续分析之前,我们需要回过头来重新思考地球以及太阳系的产生过程.看看我们能不能从中寻找出蛛丝马迹.我们这次把目光集中到行星的外形上.我们需要重新审视它.
首先,太阳、行星以及各大卫星的外形给我们提供了一个重要的启示.我们关注到它们外形无一不是呈现圆球形的.根据液体物质的物理性质,我们可以认为：太阳系形成的初期,各行星上的主要物质都是处于一种高温的、液体的状态,否则,它们不会呈现这样的状态.大部分的科学家也是同样观点.星球的液态时期并不短暂,可能维持有几亿年.这一点我们可以通过现有的科学资料得到证实.
通过几十亿年的演化,太阳系中的主要星体已经逐渐地冷却下来.人们才看到现今的、固态的、圆球形的、大致规则的行星星体.只有当看到它们遗留下来的火山口的时候,我们才会想起：固态只是它们的表面现象;“岩石”只是它们的“外衣”.它们曾经经历过一段高温的、完全液态的重要时期,到现在依然还保存有高温的内部熔岩.
也就是说,如果地球不特殊的话,它同样曾经是一个高温的、液体状态的星球.这一点我们必须牢记.
行星外壳形成的原因
行星的冷却方式是通过高温的表面向低温的太空辐射热量而降低自身温度的.热辐射是温度传导的三种方式之一.在自身温度逐渐降低到一定程度后,液体表面凝固形成固体状态.
星球表面每个沉寂的火山口都显示了它们自己都曾经拥有过热火朝天的“繁华”时代.
为什么地球的火山还在不甘寂寞?咆哮而出的岩浆是不是在告诉我们它亲生经历的故事?


地壳的厚度小于其它星球
但是,问题出现了.
与别的星球不同,地球上的火山并没有停止喷发.地球发生的地震次数也明显高于其它星球.这种现象表明了地球内部的熔岩还十分活动,温度依然较高.也说明地球表面所形成岩石没有能力完全阻挡高温的熔岩.地球表面的岩石层不够厚度,熔岩会时常通过熔岩通道喷发出来形成火山;或者是熔岩的波动,对地壳形成撞击引起地震.


通过搜寻资料我们得知,与别的星球相比较,地球外壳的厚度确实是太阳系行星及其卫星中最薄的之一.它的平均厚度只有30Km,甚至比地球的卫星——月球还要薄.而其它星球的外壳通常都在60至100Km之间.
这一点很让人兴奋.或许这就是我们分析问题所需要的突破口!
那么,什么样的情况能够造成地球外壳薄于其它星球外壳这一现象的呢?
——热辐射与热阻隔
我们先来看一张示意图.

如果地球同其它有星球着相同的降温进程的话,那么现在的地球外壳的平均厚度大约应该在100Km左右,至少也有60Km.然而事实上却不是.
出现这种情况,合理的解释是：其一,构成地球的物质不同,温度的下降不同于别的星球;其二,地壳的形成过程遭受到外界因素的干扰,某种物体成为了阻碍热辐射的隔离墙.
我们的知识告诉我们,我们不会采用第一种的解释去认为地球生来就与别的星球不同.
……
对于一个靠辐射降低温度的物体来说,首先必须保证自身的温度能够从里到外比较顺利地传递到表面,不能受到阻碍,这样才能保证整体温度的均匀散发.如果内部的温度不能正常达到表面的话就不能向外界正常地进行热辐射.
那么,地球外壳薄于其它星球是加快了地球的温度降低呢,还是减缓了地球的温度降低?这是一个有趣且让人转动脑筋的问题,理解它需要你具有一定的智力.
如果地球是一个普通的星球,那么,它是没理由比别的星球外壳更薄的.反之,如果地球表面在由液态变为固态的过程中,提前被一层薄薄的外壳隔绝了热量传递通道的话,那么,地球的热辐射也就受到阻碍,温度下降因此变缓,反而会使得自身外壳达不到通常情况下的厚度.
综合以上情况,我们对于地球环境的形成提出以下一组新的假设.
——提前形成的地壳阻碍了地球温度下降
假设一：地球在演变的过程中,而且是还在液态时期,就遭受到突然的低温冷却,导致地壳过早地被岩石化,致使地球内部的高温无法正常传递到地球表面,从而形成了现今内部温度高、岩石层薄的地球
那么,地球受到的是什么什么物质的冷却而导致地壳提前形成的呢?
是大气?是岩石?还是海水?很显然,我们的目光落到了海水的“身上”.
假设二：水造成了地壳的提前形成
大气层不能使得地球提前形成地壳,熔岩自身也不会无缘无故地提前形成地壳,水却完全具备这一能力.根据水的物理性质,水在常温下具有相当好的流动性.如果有足够多的水,完全有可能在短时间内把一个高温的地球液态表面凝固形成固体外壳,从而阻断地球向太空辐射热量的通道.很幸运,我们的地球表面确实存在大量的水,可以完成这一任务.
于是我们得到的第二个假设就是：水的出现造成了地球地壳的提前形成.
假设三：水是地球的外来物
显然,在这里我们否定了水是地球自身的产物.我们不认为行星自身会带有如此多的水.理由之一是,高温液体的内部是不会允许有水这样的物质存在的.那么,地球上的水又是从何而来的呢?太空中有没有能提供水的星体呢?有!大家可能已经猜测到了,一种可能就是彗星!
假设四：……巧合,还是巧合!
在各种条件和假设都具备的情况下,还需要什么?时间窗的前后和“参与者”的多少才是地球不能复制的根本!
前提一：适当的时间
我们继续推导地球演变的过程.
有了彗星这一提供大量“冷却剂”的物质还不够,还需要满足许多方面的条件.大家可以从下面的分析中体会到我们今天的地球是来得多么的不容易!
首先,地壳的形成需要地球还处于形成的初期,在地壳还没有形成的时候.否则,当地球已经形成了地壳,这时候再有多少水降温也没有用,只会增加地壳的厚度,使得地球更加寒冷.
其次,那个时期也不能太早.太早的话,地球温度太高,大量的海水会被气化到太空上去.
所以,我们说地球表面的固化需要在一个适当的时期内完成,不能提前、不能迟后.
这是一个十分苛刻且非常必要的条件.
前提二：适量的水
水的数量也是非常重要的条件.如果水太多了,地球可能就会被水团团包住,根本不可能露出陆地,就类似于木卫二(欧罗巴);水也不能少,少的话也不能形成足够厚度的岩石层,甚至被完全汽化,地球内部的高温同样能顺利地达到地球表面,保持对宇宙进行热辐射,而不能成为现今的地球.
有人会说：这不可能!我们所知道的彗星是不可能有这么大的!
彗星到底能有多大?
我们先看看海水到底有多少?
我们初步计算一下这个彗星的体积.地球上的水大约有13亿立方米.假设海水的体积就是彗星的体积的话,折算后,这个球体的直径大约是一个普通大彗星的10倍,超过1000Km.常见的彗星体积通常在10Km~~100Km之间.而我们地球卫星——月球的直径为3474.8LKm.海水的体积还是远远小于月球体积.
存在不存在这么大的彗星我们不能提供证实.但如此多的海水在太阳系中并不是独一无二的.木星卫星木卫二上就有如此多的水,甚至比地球上的更多.而且木卫二的体积更小,只相当于月球,不够地球的2% .
是否有这样的体积的彗星?我们只能希望在某天去发现它.
这也是一个十分苛刻的前提.
前提三：合适的温度
不仅仅是要形成地壳,还需要“制造”更多的物质,甚至需要形成生命.温度对于地球来说也相当重要.不但需要地球的高温熔岩,也需要温度极低的水,那就是冰!而彗星所具有的低温冰恰好就是一个天然的超低温“冷藏箱”.
这又是一个重要的条件.
前提四：合适的比例
我们甚至认为,地球体积的大小、熔岩的温度、冰的数量和冰的温度这四者的相应比例都非常重要.无论是那一方面,谁多谁少都将直接影响到最后的结果.

——我们的结论
各位可能已经明白我们要说的结论.那就是——现今地球的形成,并不是循规蹈矩、水到渠成的事件,也不是通过努力就能必然达成的结果.种种迹象表明,地球环境的形成并不是我们通常认为的是一种星球演变的某时期的必然结果,而是一个在时间上、对象上、数量上都非常非常难以出现的偶然巧合!
但问题是这种结论可信么?不但需要这么一个超级大的彗星,还需要彗星与地球发生碰撞,还不是任何时候都可以发生,还必须在地球没有形成地壳的时候,而且地球也不能太大、也不能太小,彗星也不能太大、也不能太小,甚至对它们的温度还有要求.这么多苛刻的条件怎么可能同时出现在地球身上?这样的解释能让我们信服么?
老实说,对于这样的解释我们也同样感到难以置信.但是,或许正是因为如此,才能解释为什么地球是如此“孤独”的这一事实.
……
人生难得,难得一生.还有什么事情能比得上到地球上来走一遭呢?

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这个问题讨论不完，所包含的东西太多了。。。

输入：地球的变化