书城科普有趣的物质循环(探索神秘的大自然)
7860500000026

第26章 地壳的形成与物质循环

地球在诞生的时候并没有地壳,由于当时离太阳比现在近得多,整个地球被太阳的高热光线照射而处于熔融状态,后来由于在绕太阳公转所产生的离心力作用下地球逐渐远离太阳,地球表面逐渐降温并开始凝固,加上各种天外来物降落在地球表面逐渐衍变成现在的地壳。正因为地壳是这样形成的,所以可以理解为现在的地壳是漂浮在地幔上,才有了现在的各种地壳运动。

地壳物质循环示意图原始地球是均匀的固体,它刚刚从炽热的状态冷却下来。然而,“树欲静而风不止”,冷却的地球又面临熔融的时刻。导致地球再次熔融的热量,主要来自天空中落下来的微星体。巨大的行星引力往往很大,吸引在太阳系中游荡的微小星体,上演着大鱼吃小鱼的故事。尘埃和碎块受到地球的吸引,撞击到地球的表面,动能转化为热能,使地球的表层温度上升。同时,地球由于整体的收缩,地球内部密度越来越大,压力也增加,导致地球内部温度增高。而地球本身含有的一些放射性元素,比如铀,衰变时放出热量,长期积累,能量也相当可观。

运动着的地壳物质三股热流在地球体内涌动,使刚刚固化不久的地球再次熔化,温度达到1000℃甚至更高。在地下400~800千米处,温度甚至超过了铁的熔点。固体岩石中的铁、镍等金属率先熔化,由于这些元素的密度很大,在重力的作用下,铁、镍形成熔滴,向地心下沉,最终在地心形成了铁镍成分的地核;那些比较轻的岩石物质,比如硅、铝、镁等,向上浮到地表一带,冷却后形成了地壳。在地壳和地核之间的物质形成了地幔。

热量的散失再次让地球凝固,至少在表面完全是固体岩石的天下。今天的地球,正在逐渐变得火热还是冰冷呢?我们知道,由于大气中二氧化碳的增多,温室效应使地球变暖。不过人们常说的地球变暖,主要指地球的大气层而言。对于整个地球,尤其是固体的球体而言,虽然天空中不再有微星空袭,地球也不再收缩,但是放射性元素衰变是长期的,从地球诞生之日一直到今天。有人做过计算,目前从地球内部流出地面的地热能散失,在10亿年内将使地球的温度降低100℃;而放射性元素衰变产生的热能积聚,可以使地球在10亿年中温度上升200℃。简单地进行抵消计算,地球内部的温度应该是正在增加。古人有“杞人忧天”,害怕天塌下来;今天的我们不必“杞人忧地”,担心大地会熔化。因为温度的上升是极其缓慢的,每上升1℃,都要度过上千万年的光阴,而且地球岩石的导热性很差,热量传到地表又要很长的时间。