假如没有板块运动,地球会全部冻结
在地球的历史上曾经多次发生过气候变动,不过从长期看,地球始终维持了保证有液态水存在的温度。这是因为地球能够自动调节它的大气中的二氧化碳的浓度,而后者正是决定一颗行星气温的一个重要因素。这就好像地球拥有自己的“空调器”。
大气中的二氧化碳易溶于水。溶解了二氧化碳的水成为碳酸,能够缓慢地溶蚀地壳,将钙等物质带入海洋(一种侵蚀作用)。溶解在海水中的二氧化碳与钙结合,变成碳酸钙,最后沉淀到海底。这样一个过程的结果是除去大气中的二氧化碳。
不仅如此,这个过程还具有气温越高越活跃的特点。这是因为气温高,雨水就多,这自然会加快对地壳的溶蚀,而且溶蚀时进行的化学反应也是温度越高越激烈。结果,当气温升高时,这个过程会从大气中除去更多的二氧化碳,从而使气温回落。
反之,当气温下降时,这个过程难以从大气中除去二氧化碳。另一方面,由于火山活动等地壳变动,不断有二氧化碳从地球内部释放到大气中。如果释放的二氧化碳的数量超过被除去的二氧化碳的数量,大气中的二氧化碳浓度就会升高,结果,导致气温上升。不论气温升高还是下降,这种“空调器”都能够发挥调节作用。
这样一种调节气温的机制所以能够发挥作用,是因为覆盖地球表面的那些“构造板块”在缓慢地运动。田近博士解释说:“地球不停地有火山活动,它们发生在板块俯冲带和海底洋脊(海岭)等各个地点。正是这些不断进行的火山活动向大气持续提供了二氧化碳。如果火山活动停止,断绝了二氧化碳的来源,那么大气中的二氧化碳经过数十万年就会被全部消除,到那时,地球就会完全冻结。”
板块运动和火山活动等是受到地球内部强烈影响的现象。原来,我们所居住的地球的表面环境也要受到地球内部很大程度的影响。
不过,这种“空调器”调节的是数十万年长时期的气温。像现在这种在数百年内便出现的二氧化碳浓度的急遽上升,上述的这种调节机制也是无能为力的。
在地球上,可以看见像喜马拉雅山脉那样连绵数千公里的规模宏大的山系,然而在同样是岩石型的行星火星和金星上面虽然也有山脉这样的地形,却根本看不到有像地球上延伸如此长的山系。这种差别与地球的板块运动有关。在火星和金星上虽然也有板块构造,但是似乎没有地球这样的板块远动。
喜马拉雅山脉是由于印度大陆和欧亚大陆发生碰撞形成的。印度大陆原来位于南半球,后来随着板块飘移向北移动,与欧亚大陆碰撞,导致地壳隆起,从而形成了喜马拉雅山脉。我们可以说是地球上独有的板块运动的动力学造就了山脉。
地球上还有一种独特的地形,那就是像夏威夷群岛那样的火山岛链。仔细观察夏威夷群岛,从东南端的夏威夷岛开始,向西北方向还有毛伊岛、瓦胡岛等一连串岛屿。实际上,这个岛链一直延伸到海底,还继续有一座座据信是以前的火山岛下沉形成的海底山。
即使现在,在位于东南端的持续有火山活动的夏威夷岛上仍然有一部分地幔物质熔融后形成的岩浆不停地从地球深部涌出地面(热点)。
由过去一连串的火山所形成的夏威夷群岛
夏威夷群岛从东南向西北排列成一条岛链。位于东南端的夏威夷岛即使现在也仍然有火山活动,其中就有著名的基拉韦厄活火山。为夏威夷群岛火山活动提供的岩浆来自从地下深处的地幔向上涌出岩浆的“热点”。热点的位置基本不变,而承载着这些火山岛的板块却在不停地移动。因此,在热点上方堆积成的火山岛随板块缓慢向西北方向移动,结果就形成了现在这种一个岛屿接着一个岛屿的岛链地形。
研究表明,热点的位置至少数千万年以来几乎没有改变,然而板块却在不停地缓慢移动。例如夏威夷群岛所在的太平洋板块,它向西北方向移动的速度大致是每年8厘米左右。在热点上方形成的火山随着板块的缓慢移动而移动,最后会离开热点所在的位置。此后,在热点的上方又继续形成新的火山。相继形成的这一个个火山就是火山岛链。
地球的另一个特点是海洋板块特别年轻,年龄都很小。海洋板块最终都会下沉插入到大陆板块的下方。这就是说,地球表面随时都在改变面貌。海洋板块的最古老部分的年龄也只有约2亿年。
.火星上面有太阳系里最大的火山
这里图解显示的是火星上的奥林匹斯山,可以把它与上面图解中显示的夏威夷群岛进行比较。奥林匹斯山是太阳系里高度最大的山,以火星的基准面为标准,高度为25公里。奥林匹斯山是火山活动形成的,现在似乎已经停止了火山活动。
(本文发表于《科学世界》2011年1期)
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