地球进程如何受物质特性的制约?

来源:《海洋地学发展战略与动态》2013年10月•特刊第4期 发布时间:2013-12-05

地球天体物质主要来自太阳,而太阳天体物质则来自银河系。原始的天体在银河“黑洞”中瓦解,在“白洞”中构建,在“灰洞”中边瓦解边构建。持续循环,在特定环境中形成特定的“微观特性”。宇宙物质是统一的。在天体中,一切物质形态的差异性显示其在不同形成和保持环境中的条件差异。如果条件相同,任何物质都必然具有相同的“微观特性”。

传统观点认为,地球物质主要由元素及其化合物的形态:化合物和电离子构成的,甚至认为地核为铁和镍元素为主的化合物组成。科学家主要根据地核物质能量辐射形成的大气热层和地球自转所需功率来推测地核的温度。地核物质不是化合物,也不是原子,甚至连电离子的形态也难以保持,很可能是可构建原子核或者离子核的更小粒子。元素有“三态”,小粒子在特定的条件下也可为“三态”。科学家以地幔副压向深部递增的数学模型可大致推理地核的正压强度,地核的物质密度与地壳浅部岩层化合物密度的存在形态大相径庭。

太阳、地球等天体物质遵循着能量守衡的法则,在“黑洞”瓦解,在“白洞”构建,其各个层次粒子被赋予高速旋转惯性,在能量平衡机制下,相互吸引—排斥地构建,在“灰洞”中自然地延续这一过程;微观粒子的能量将逐步消耗,结构逐步瓦解,如地表中的元素可衰变。在深部地幔中,粒子在吸收部分来自地核发散的能量,在与副压场对应的低温环境中,粒子还可有效地保持能量,随着从深层到浅层地幔的压力降低,持续地组建为更复杂的粒子和粒子组团,如元素及其化合物。

生命系统在地球诞生超过30亿年,平均厚度约17km的地壳大约在40亿年来逐步层叠而成。地球和太阳系其它行星形成的时间也超过45亿年,在这漫长的历史进程中,地球经受过多次系列的陨击“造地”过程,总体环境依然适宜生命持续繁衍。“坐地日行8万里”,地球绕太阳公转时间依然精确(数年仅1秒延长误差),可见地球以及太阳系天体,在自然条件下其能量保持得非常稳定。

透过地壳形成的漫长历史和地球表面规模大小不一的累累陨击痕,人们可以理解地球经受住了多么严酷的考验,还有数十亿年来地球外的大气环境基本稳定,这充分说明地球曾经有个漫长的、比较稳定的过去,那么也可以预测和相信,人类家园的未来仍将是漫长而较为稳定的。尽管人类仍在不理智地“改造地球”、不合理地进行“开发活动”,对地球本身来说可能无足轻重,但对人类生存和整个生物圈的影响和危害则是严重的。

目前科学家只认识到板块构造和地幔对流等宏观行为,而对源自地球物质的微观特性却知之甚少(图10)。因此,理解物质的微观特性对弄清楚地球历史及其演变过程,以及未来将如何变化(如海平面变化趋势,南、北半球气候变化趋势、地震预测预报、各种自然灾害的预测及防治……等)是与人类生存相关的重要问题。当今地学界开展全球变化研究,在很大程度上探索气候—环境变化,对预测和预防自然灾害将起到重要的作用。

10  板块构造与地幔对流