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第五篇地球未解之谜03（第1页）

第五篇地球未解之谜03

苏联科学院地磁、电离层和无线电波传播研究所的一些学者认为，球形闪电产生于雨水落进普通闪电槽里之时，它的分子粘满正离子和负离子，从而形成非同一般的外层，即形成一个球形的特殊外壳。

有些学者根据已知气体的性质加以判断：球形闪电消失后的浅褐色烟雾，是二氧化氮，而空气中相当强烈的清新气味则是臭氧。从而推测，球形闪电可能是因为有某种气体进入臭氧集中区。使臭氧很快分解而形成。

还有很多学者认为，球形闪电是一个等离子凝团，是一种脱离开原子的电子离子混合物。不过这种等离子体不像在热核反应时变得那样极度炽热，而是“冷的”，基本上就像日光灯里的气体一样，不能炽燃。当气体放电的时期，它才能产生，而雷雨时的闪电就是这种放电。等离子凝团无论在普通闪电后，还是在普通闪电的“锋芒上”都能产生和出现。在此情况下，球形闪电“窃取”了普通闪电并从那里得到生成的能量。

火山爆发之谜

火山喷发是地下岩浆喷发于地表的现象。火山喷发的景象壮观而奇特，同时伴有惊人的破坏力量。早在公元79年，意大利的庞贝城就毁于维苏威火山爆发。

火山爆发所造成的严重灾害，引起了科学家们对火山研究的重视。自18世纪开始，特别是19世纪以来，科学家们开始从地球物理学的角度去探索火山的成因，先后提出了几种火山成因假说。

早期的地球散热说认为，地球由于不断散热使地壳冷却而收缩，因此压迫了地球内部的熔融体。熔融体的原体积相应缩小而产生强大的“弹力”作用。外部压力不断增加，地球内部的岩浆通过不同途径喷出地表，即形成火山爆发。

与散热说类似的岩石粉碎说认为，地球由于逐渐收缩而产生强大的内压力，这种压力促使地球内部产生热能，并把岩石粉碎为熔融体。熔融体沿着地壳薄弱地带进射而出，造成火山活动。

还有一种海水渗透假说，它的观点是，鉴于世界火山带大都分布在太平洋、大西洋、地中海等大洋沿岸和岛屿上，也就可以认为：海水通过裂隙渗透到地壳下部的灼热岩浆区里，被蒸发为水蒸气，产生极大的张力引起爆炸，并形成火山通道，迫使熔融的岩浆沿着火山通道喷出地表。

显然，上述几种假说由于受到当时对地球认识局限性的影响，不同程度地存在着错误。如岩石粉碎说，即对地球内部热能产生的假设，明显是错误的，据此提出的火山成因说自然不能成立。又如海水渗透说，依据更不可靠，因为根据我们现有的实验，地下30千米处温度就有400℃左右，水在这里早已汽化，不可能呈液态渗透到岩浆源区内。另外，这一假说也无法解释与海水无关的大陆区火山。

进入20世纪60年代以后，随着海洋科学的发展，人们在积累了大量地壳运动资料的基础上，创立了板块构造理论，于是一些科学家把火山活动与板块运动联系起来。

世界火山的分布是有一定规律的，绝大多数位于大陆与海洋的交界处，或大洋中脊及裂谷上。这些地区大多是板块的边缘，少数位于板块的中央。地球上的火山，用板块学说可以分为板块边缘火山和板块内部火山。如环太平洋火山带都分布在太平洋板块的周围，是板块边缘火山；夏威夷火山位于太平洋板块的中央，就是板块内部火山。

板块边缘火山又可分为两种，一种是沿板块增生扩张带分布的火山，如沿大洋中脊分布的火山带，一般为以玄武岩为主的一次性喷发火山。另一种是沿板块碰撞消亡带分布的火山，如环太平洋东部火山劳瓶位于太平洋板块与北美、南美板块碰撞消亡的地带；地中海一印度尼西壶火山带，就位于非洲板块、印度板块与欧亚板块、太平洋板块相碰撞消亡的地带，一般为以岩质为主的多次性喷发火山。

火山成因的板块学说认为，在板块增生扩张地带，软流圈内的熔融岩浆不断上升涌出，从而形成火山喷发。在板块的碰撞部位，其中有的板块被压迫下沉插入地幔之中，当下沉板块移动到软流圈时，由于来自地幔的热能和相邻板块的摩擦热能，使板块部分熔融，这部分熔融的岩浆就常常在压力作用下，上升喷溢于地表，形成火山。

板块构造理论虽然能够很好地说明板块边缘火山的形成过程，但是对板块内部火山却无法作出解释，这类火山活动与板块运动无关。

如位于海洋板块中心的夏威夷群岛，地质学家称这些岛上的火山口为“热点”。热点并不随板块一起移动，始终固定于一点喷发。板块移动时，原来喷发过的地方随即成了死火山口，热点又在附近的地方喷发岩浆。随着板块的移动，热点就留下一连串的死火山口。目前，全球已确定的热点有60多处，夏威夷群岛火山只是其中的热点之一。科学家们猜测，热点所喷发的岩浆，可能来自地幔内层，但尚不明白这些岩浆是怎样冒到地面上来的。

除此以外，人们对板块成因假说还提出了许多疑问，为什么太平洋中脊的火山活动并不明显?为什么没有环大西洋的火山带?因此，关于火山爆发的原因，还有待于进一步探讨。

地震和火山虽同为地球上的自然灾害，但两者的性质并不相同。地震主要以大地震动为主要特征，而火山爆发则以岩浆喷发为主要表现形式。从表面上／来看，两者不存在任何共同之处。唯一有点联系的是，在理论上认为，两者的威因都与板块运动有关，地震带与火山带的分布大致吻合。巧合的是，对板块内的地震和火山爆发都无法作出解释。到目前为止，尚未发现地震和火山之间有什么内在联系。

石油形成之谜

据史书记载，早在汉代，我国的劳动人民就发现有一种从岩石中流出来的油脂，用火一点就会燃烧，当时的人们称其为“石漆”，这种物质就是我们今天所说的石油。石油作为一种自然资源，是当今世界上使用最普遍的能源和极为重要的化工原料。

然而，关于石油形成的问题，自从100—200年前，俄国两位科学家分别提出了石油的有机成因和无机成因以来，地质学家就分成了两大学派，为此争论不休。

世界上第一个试图探索石油成因的是俄国科学家罗蒙诺索夫。他在1763年提出了一个假设：“地下肥沃的物质，如油页岩、碳、沥青、石油和琥珀……都起源于植物。因为油页岩不是什么别的东西，而是古代从结果实的地方和从树林里被雨水冲刷下来的植物残体形成的黑土，它像淤泥般地深埋在湖底……树脂和石油以它们的重量轻和可燃性表明它们也是同样的成因。”

后来又有人继承和发展了罗蒙诺索夫的观点，形成了石油有机说理论体系，这一假说可具体概括为：石油是由埋藏在地下的动植物遗体变来的。石油一般生成在古代的沉积盆地或浅海和湖泊中，在漫长的地质年代里，这里堆积了几百米至几千米厚的沉积物，其中埋有许多动植物的遗体；这些生物有机物质经过几百万年的地质变化及一系列的物理化学变化，逐渐转变为无数细小的油珠；油珠再汇成油流，油流则集中迁移到地壳中具有封闭构造的地层中储藏起来，最终形成规模较大的油田。石油有机成因说自提出以后，地质研究工作者找到了大量的证据，用啵说明石油的有机形成过程。

尽管世界上找不到成分完全相同的两种石油，但绝大多数石油都含有木同数量的碳氢化合物，这类化合物很容易氧化，在200℃以上便会分解，因而宙们只能来自生物，而不可能来自地球内部和岩浆。另外，化学分析显示，石油求碳12富集，碳13较贫。这两种碳同位素比例与依赖光合作用的生物相似。

1980年底，一些美国科学家潜入加利福尼亚湾瓜伊马斯海盆，考察那里的海底热泉，无意中目睹了在高达600~C的热泉作用下，堆积在这里承受着海水和地层巨大压力的有机沉积物，就像处在石油厂的裂变设备中一样，正在分解裂变成石油。

瓜伊马斯海盆的这一发现为石油有机成因说提供了现实证据，同时也修正了有机成因说的一些推论，它说明石油的形成不一定要经历上百万年的时间，也不一定要埋藏到几千米深的地下才能形成。

尽管有机成因说日臻完善，但随着石油地质工作研究的深入，一些不利于有机成因说的证据渐渐显现出来。人们注意到，在世界上已发现的3万多个油田中，有8个特大油田占了全部储量的一半左右。如果说石油是由剥植物演变而成的，那么就不会出现这种情况；因为生物在地球上的分布虽然不均衡，有的地方多，有的地方少，但绝不会造成如此巨大的差别。

人们还注意到，洧些油田在垂直方向上分布很深，而且越往深处成油条件越好，油气的产量高、压力大，似乎在它的深部有源源不断的油气供给。

颇有意味的是，当初在勘探中国南海地区的油气藏时，一些西方的石油公司从有机成因观点出发，在分析了当地地层中一系列有机指标后，断言这里不可能生成供大规模开采的石油矿藏。而实际情况却完全相反，南海地区打出了一个又一个高产油气井。

因此，在过了一个世纪之后，石油成因的无机说在学术界应运而生，这一学术观点最早是由元素周期律的发现者门捷列夫于1876年提出来的。他在实验室看到水与金属碳化物（碳化铁、碳化铝）能在高温高压下起化学反应，生成类似石油的碳氢化合物。受此启发，他提出一种假设，地球上有丰富的铁和碳，在地球形成初期可以化合成大量的碳化铁，以后又与过热的地下水作用，遂生成碳氢化合物；这些碳氢化合物沿地壳裂缝上升到适当部位储存冷凝，即形成石油矿藏。

“碳化说”在19世纪末和20世纪初曾流行一时，然而，地球内部是否存在碳化铁，却是一个未知数；再者，即使存在碳化铁，地球内部的高温却又使水无法到达，这样就不会产生水和碳化铁的化学反应。更何况石油的化学成分非常复杂，水和碳化铁的简单反应不能形成如此多样的成分。由于存在着如此多的疑点，所以门捷列夫的假说流行了—个时期后就被人们抛弃了。

继“碳化说”之后，1889年俄国的索柯洛夫提出了石油成因的“宇宙说”。他认为，地球在诞生伊始尚处于熔融的火球状态时，吸收了原始大气中的碳氢化合物，随着原始地球不断冷却，被吸收的碳氢化合物逐渐冷凝埋藏在地壳中，之后便形成了石油。

进入20世纪60年代以后，天文学家利用光谱分析，在宇宙中发现了大量的有机物质，有力地支持了宇宙说。碳氢化合物不仅见于一些行星的大气里和彗星的彗核中，有的甚至可以构成巨大的分子云。在陨石中，人们还找到了更复杂的有机物，它们显然与生物作用无关。这些事实表明，许多有机物完全可以通过非生物途径获得。

在以上发现的支持下，现代主张石油无机成因说的研究者认为，在地球形成早期，后来生成石油的有机物便以甲烷及其他碳氢化合物形式参与了地球的组成，后来在地球内部热力和压力的促使下，它们从深部释放出来，在某种有利的环境下进一步合成变成了石油。至于石油中含有的有机质，无机成因说的主张者们认为，那是原生石油在运移过程中受到了有机物的污染，从而造成了石油成分的复杂化。同时，他们也不否认一部分石油可能来自生物，但大量的石油则来自地球的内部。

但是，还是有反对者指出，索柯洛夫的观点有一个先天不足，他们认为地球形成时的大气与现在差不多，不可能存在大量碳氢化合物，即使有的话，遇到高温熔融状的地球也早就分解了。

美国康奈尔大学的天文学家高尔德，站在无机说的角度批驳有机说时说，世界上油矿的规模比其他任何沉积矿体都大得多，已查明的油气储量也比原先根据生物生成说估计的高出数百倍之多；最难以解释的是许多油气田中含有大量的氦，但生物对氦的浓集不起任何作用；再有，生物作用无法说明世界油田分布高度集中现象（指中东）。

围绕着石油成因，有机说与无机说的争论已持续矛一个世纪之久，各自都有自己的理论依据和证据，谁也说服不了谁，在学术判关于石油的形成问题，至今难以定论。

人类进化之谜

达尔文在著名的