地球是怎樣形成的

苗德歲

長(zhǎng)期以來，科學(xué)家與哲學(xué)家們一直努力探索地球起源的奧秘。但是，在科學(xué)發(fā)展初期，他們除了猜測(cè)之外，并沒有更好的手段。18世紀(jì)，法國(guó)博物學(xué)家布封曾提出彗星碰撞假說。他認(rèn)為：在很久以前，有一顆或很多顆彗星跟太陽相撞，從太陽上面碰下來的熾熱團(tuán)塊“俘獲”了周圍的宇宙塵埃，它們聚集起來，分別形成了包括地球在內(nèi)的太陽系八大行星。然而，彗星主要是由冰構(gòu)成的，當(dāng)它們接近太陽時(shí)，就會(huì)因受熱而迅速變成氣體，怎么能從太陽上面碰下來熾熱團(tuán)塊呢？

后來，德國(guó)哲學(xué)家康德與法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯又分別提出了星云假說。他們認(rèn)為，宇宙中充滿了云狀氣體，即“星云”。星云群在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中漸漸瓦解，由于萬有引力的作用，它們被壓扁，然后形成了星體和行星。包括地球在內(nèi)的太陽系八大行星，就是在大約45億—50億年前，通過類似的方式形成的。到了20世紀(jì)50年代，星云假說得到了天文學(xué)家們的證實(shí)。利用強(qiáng)大的現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家們觀察到：宇宙空間中，有許多氣體與塵埃所組成的星云，它們很可能就是星體的“孵化器”。這些正在形成星體的過程，跟星云假說所推測(cè)的太陽系行星的形成過程十分相似。而宇宙中存在著不計(jì)其數(shù)類似太陽系的星系。

按照現(xiàn)在流行的宇宙“大爆炸”理論，宇宙的形成，從100多億年前的“奇點(diǎn)”開始?！捌纥c(diǎn)”是什么？它是從哪里來的？目前連宇宙學(xué)家們也不清楚。一般認(rèn)為，奇點(diǎn)區(qū)域存在于“黑洞”的核心。黑洞是什么呢？黑洞并不是“洞”，而是一種質(zhì)量無比巨大的天體，具有非常強(qiáng)大的引力，所有的物質(zhì)被“只進(jìn)不出”地“吸”進(jìn)去，并被壓縮成無限高的密度區(qū)域——“奇點(diǎn)”。

換句話說，宇宙被認(rèn)為是從無限小、無窮熱、無比高密度的“奇點(diǎn)”開始膨脹起來的。所謂“大爆炸”，其實(shí)是指這一膨脹現(xiàn)象。也就是說，奇點(diǎn)在最初形成之后，明顯地膨脹變大（即“大爆炸”）并冷卻，從極小、極熱變成目前宇宙的大小和溫度。眼下它依然在擴(kuò)大并冷卻著。

根據(jù)這一理論，地球只是一個(gè)微不足道的小小星球，在無限膨脹的宇宙中，與無數(shù)個(gè)其他星體碰巧聚集在同一個(gè)星系。我們所棲居的這個(gè)美麗星球，不過是宇宙中“爆”出來的一小顆“塵粒”而已，最終還可能會(huì)被吸入巨大的“黑洞”而永遠(yuǎn)消失。靜下心來想一想，這一理論究竟會(huì)使我們對(duì)地球的前景感到無比恐懼呢，還是對(duì)宇宙的神奇感到美妙無比呢？這或許就是科學(xué)的魅力所在吧，它使我們對(duì)人類自身及其環(huán)境有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

滄海如何變成桑田

其實(shí)，地球形成之初，地表并沒有海洋與江河湖泊，而是一個(gè)火山活動(dòng)頻繁、地震不斷、隕石如雨的不毛之地。正是這些強(qiáng)烈的火山活動(dòng)，釋放出大量的氣體（包括水蒸氣），幫助形成了原始的大氣與海洋。自從地球上有了海洋和陸地的劃分，海陸變遷的歷史就開始了。

古今中外的歷史書上都有記載，人們?cè)谶h(yuǎn)離海岸的高山頂上，發(fā)現(xiàn)了如今只有在海邊才會(huì)見到的螺蚌殼。早在公元前五六世紀(jì)，古希臘的哲學(xué)家、詩(shī)人色諾芬尼，就曾在內(nèi)陸的山上發(fā)現(xiàn)了貝殼等海洋動(dòng)物化石。他推斷：這些山脈早先肯定位于海中，地球歷史上曾出現(xiàn)過多次全球性大洪水和干涸的輪回。

然而，這一推斷受到了基督教徒的反對(duì)。有人主張，那些螺蚌殼以及其他海洋生物化石，是諾亞大洪水把它們從大海里沖到山上來的;等到大水退卻之后，就把它們遺留在了山上。

15世紀(jì)，意大利出了一位非常聰明博學(xué)的大學(xué)者——達(dá)·芬奇，他認(rèn)為這是不大可能的。因?yàn)橹Z亞洪水是特大暴雨引起的，一般來說，雨水只會(huì)把陸地上的東西沖刷到大海里去，而不會(huì)反方向地把海里的生物沖刷到高山上去。他還發(fā)現(xiàn)，這些貝殼出現(xiàn)在不同的巖層中，所以不可能是一次特大洪水所造成的。

達(dá)·芬奇提出自己的解釋：當(dāng)陸地上的河水流到大海里時(shí)，渾濁的河水中攜帶著大量泥沙，它們?cè)诤＠锍恋硐聛聿⒀吐窳素悮ぁ４撕?，泥沙不斷地層層沉淀、堆積并淹埋海里的貝殼。當(dāng)海平面降低，海水消退，底層的泥沙經(jīng)過脫水、擠壓、固結(jié)而變成了巖石，里面的貝殼也跟著變成了化石。隨著海底巖層的抬升，這些貝殼也就一起被抬升到高處。

巖石像一本地球歷史的大書

丹麥醫(yī)生斯坦諾在1669年進(jìn)一步推斷，最先沉淀形成的巖石位于最底層，后來沉淀的巖石位于它的上面，越往上的話，巖層越年輕。因此，巖石的層層相疊反映了地球歷史事件發(fā)生的先后順序。整套巖層就像一本地球歷史的大書。下一期，我們就來談?wù)効茖W(xué)家們是如何閱讀地球歷史這本大書的。