地球之谜
■地球在缩小，还是在增大？
见过火山喷发的人，都会立刻回忆起浓烟升空、火光冲天、尘埃石屑弥
天而降的惊人场面。从地球深处喷射出来的大量物质中，经科学测定，含有
大量的一氧化碳、甲烷、氨、氢、硫化氢等气体。
惊天动地的地震之后，科学家发现大气里甲烷浓度特别高。这个现象说
明地球肚子里的气体，乘地震之机，从地壳的裂缝里冲出来，释放于大气之
中。
海员们在航海途中，能看到比海啸更可怕的海水鼎沸现象，这种翻江倒
海的奇观，也是地球放气的结果。
根据地球放气的现象和地球深部物质大量外喷的事实，有人认为，地球
肚子越来越瘪了，地球的体积自然要缩小了。但是，不久前苏联科学家公布
说，地球自生成以来，其半径比原来增长了1／3。理由是各大洋底部在不断
扩展。这种扩展是沿着从北极到南极，环绕地球的大洋中部山脊进行的。经
查明，太平洋底部的长度和宽度，每年扩展速度达到了几厘米。这种扩展由
地球深处的大量物质向上涌溢，推展洋底地壳，使地心密度变小，地球的体
积就增大了。
■地球的转速在变慢，还是在变快？
珊瑚虫的生长，和树木的年轮相似。珊瑚虫一日有一个生长层，夏日的
生长层宽，冬日的生长层窄。科学家对珊瑚虫体壁研究，识别出现代珊瑚虫
体壁有365 层，正好是一年的天数。科学家又数了距现在3.6 万年前的珊瑚
虫化石的年轮，则为480 层。按此进行推算，13 亿年前，一年为507 天。说
明地球环绕太阳的公转过程，其自转的速度正在变慢。
近百年来科学家在南太平洋中发现“活化石——鹦鹉螺”软体动物，在
外壳上有许多细小的生长线，每隔一昼夜出现一条，满30 条有一层膜包裹起
来形成一个气室。每个气室内的生长线数正好是如今的一个月天数。古生物
学家又从不同的时代地层中的鹦鹉化石进行判析，发现3000 万年前，每个气
室内有26 条生长线。7000 万年前为22 条；1.8 亿万年前为18 条；3.1 亿万
年前为15 条；到4.2 亿万年前那么只有9 条了。从事研究鹦鹉的科学家则认
为，随着地球年龄的增加，其自转速度正在加快。
■地球的荷重在增加，还是在减少？
金刚石是在高温高压条件下形成的一种贵重金属，一般都生成在岩浆岩
中。苏联在玻波盖河盆地里，却发现了大量的金刚石，这实在是一件不寻常
的事件。从而引起了许多地质学家的极大兴趣。经过多年考证，最后证实是
天外来客——陨石撞击在这块盆地上时，发生强烈爆炸而形成的结晶矿物。
加拿大有一个萨达旦里镍矿，是一个38 公里范围的巨型矿体，同样是陨石撞
破地表后，与地球岩浆熔融共同凝结而成的矿体。
据统计，10 亿年来，地球遭到陨石撞击产生的坑，大于1 公里直径的袭
击事件有100 万次之多。每天从宇宙中降落到地球上的陨石和尘埃，多达50
万吨。由此看来，地球的荷重正在逐年加重。
持相反意见的人则认为，地球上每年发生地震500 万次，活火山500 余
座。每年火山喷发和地震时，地球深部的熔岩、气体大量喷射出来，气体飘
入大气层中。更为巨量的是，石油从地层中抽起，煤炭从地下挖出来，被人
们燃为灰烬，形成缕缕浓烟升入大气层中。这种大量毁灭地球上的物质变成
烟气的结果，使地球的重量逐渐减轻，地球的荷重自然减少了。
■地球在变暖，还是在变冷？
宇宙飞船对金星的探测表明，金星表面的温度可达480℃。究其原因，
发现金星大气中含有大量二氧化碳，形成一层屏障，使太阳射上金星的热能，
不易散发到大气层中去，从而使金星的温度日见增高。
地球上由于人口剧增，工业发展，森林大量采伐，自然生态遭到破坏，
二氧化碳逐年增加，使地球上空的二氧化碳浓度越来越高，类似金星之状，
地球上的气温也在逐年增高。仅以东京为例，20 多年来，东京的平均气温已
增高2℃。另外，人造化肥能捕捉红外线辐射：大片积雪的融化，会减弱地
球对太阳光的反射。诸如此类的原因，也使地球的温度逐年增高。
与上述截然相反的一种观点是变冷说。持这种观点的人认为，未来几十
年的气候将逐渐变冷。其依据是：虽然二氧化碳在稳定增加，但自本世纪40
年代中期开始，特别是60 年代以来，北极和近北极的高纬度地区，气温明显
下降，气候显著变冷。例如在日本，60 年代以来，樱花开花日期较50 年代
明显推迟，而初霜期则相应提前了。在北大西洋，出现了几十年从未见过的
严寒，海水也冻结了。在格陵兰和冰岛之间曾一度连成“冰陆”，北极熊可
以自由来往，成为罕见的奇闻。有人认为，60 年代的气候变冷是“小冰河期”
到来的先兆，从下世纪开始，世界气候将进入冰河时代。
■争论将继续下去
有关地球的争论还有很多，诸如：地球是怎样生成的？初期的地壳是什
么样？海水从何而来？生命如何起源？如今大地高寿几何？地球深部物质究
竟呈何状态？地球的形状像桔子还是像梨？地球未来能预测吗？等等，至今
都没有定论。有关地球的种种说法，还要继续争论下去，地球之谜何时才能
解开，很难估计。
（祝兆荣 崔英 黎光）
地球生物生存之谜
宇宙间的奥秘之一是地球上存在生命。这生命是宇宙间其他地方出现不
了的一种侥幸的成功，还是诸因素绝妙结合的必然产物：恰到好处的温度、
恰如其量的辐射和恰如其分的化学成分？
我们知道，太阳系由星云凝缩而成。当行星从星云的尘埃物质中脱胎而
出时，它们面临着多种相抗衡的力：重力要把物质凝聚到一起，形成原始行
星，而星云中心的那颗年轻恒星所发出的越来越强的辐射要将这些凝聚起来
的物质照得四分五裂，使最轻、最易挥发的物质汽化入太空。
各个原始行星互不相似的一个重要原因是它们与太阳的距离不相等。那
些离太阳最近的行星由于灼灼高热，丧失了大部分较轻的元素，水星、金星、
地球和火星就是那种类型的4 颗行星。因为它们都是固体的岩石球体，周围
都有一层气体，有时也被称为类地行星。在更其遥远的地方，凡物不胜寒，
气体混合物可由重力吸附在一起，其中一些密度较低的元素还会从中冷凝出
来，结果形成了4 颗巨大的行星：木星、土星、天王星和海王星。它们几乎
全由气体组成，主要成分是氢、氦、甲烷和氨，可能还有一个小型岩石核。
最外围的冥王星则几乎可以肯定原先并不是行星，而是逃逸出来的卫星。
在宇宙中，氢虽然是最为普遍的元素（氢在太阳系形成之前的原始星云
中也同样普遍存在），但是所有的氢几乎都从太阳系的中心地带逃跑了，而
类地行星差不多囊括了全部残余的氢。
地球的构成中保留的氢不到原始星云1／10，而且其中只有一小部分保
持着游离状态，大多数氢已与氧结合形成汪洋大海。
地球既是湿漉漉的，又是一颗裹着一层含氧丰富的大气层的岩石小行
星。这些相辅组成的特征与它在太阳系中所处位置有关：地球靠近太阳的程
度使它成岩石状；地球轨道与太阳之间的精确距离决定了它表面的大气层和
海洋的性质。
充裕的液态水看来是地球上行成生命的关键。太阳系中没有别的行星具
有液态水。水星是最里层的一颗行星，很像地球的核心，但被剥去了可组成
岩石厚壳的那些元素。这颗小行星的密度相当高，与别的行星相比，它含有
异常丰富的金属物质。但水星太热，简直没有丁点儿的大气，也压根儿不可
能有水浪汹涌的海洋，从而排斥了生命的立足之地。
金星和火星似乎还是较有希望的两颗行星。金星的大小和地球几乎相
等，构成也极相似。金星有一层含丰富二氧化碳的大气层。这层气体像温室
的玻璃一样收捕太阳光的热量，使其表面温度极高，不存在液态水。
火星离太阳比地球远，是较轻的一颗行星。它有薄薄一层质量还不差的
大气层。尽管这样，火星还是太冷；水不能以液态存在。
地球主要多亏了它与太阳的间距，使它得天独厚地具有一层厚厚的大
气，这样地球表面的温度恰恰保持在高于水的冰点而低于水的沸点之间。因
而这颗行星老是湿漉漉的，海洋中的水分不断蒸发，通过下雨又进行再循环。
这种条件于生命最为有利。然而，这些完美的条件又是如何产生的呢？
初始态的地球该是一颗不带大气层的岩石球体。在类地行星形成时总有
件随着行星存在的各种残剩的轻气体，但那怕一星点儿，也都可能在年轻太
阳不规则活动时被逐走。此类情形发生在大约46 亿年之前。现时，内层行星
的大气层均来自行星内部慢慢泄漏出来的气体——如火山活动时释放出来的
炽热气体，和大流星体高速撞击行星表面时挥发出来的气体。
以前总认为这种原初的大气层含有大量甲烷和氨之类的气体，颇与气体
巨星的大气层相似。可是，近来的实验表明：作为生命先兆的分子也可在含
有大量二氧化碳的试管“大气”中逐步产生。根据一些天文学家的论述，生
命的先兆甚至在星际气云和彗星物质中出现；现在有些研究大气层的科学家
也争辩道：由行星内部释放出来的气体形成的原始大气并不像原先认为的那
样，含有大量甲烷和氨，而含有大量目前仍在从地球内部释放出来的二氧化
碳。由于在金星和火星的大气层中都发现了大量二氧化碳，从而给上述结论
以强有力的支持。可是，这些行星似乎都失去了生命产生所必须的水，而地
球失去了二氧化碳。原因何在？
从这三颗行星轨道与太阳的距离中我们再一次找到了答案。
拿金星来讲吧，它吸收太阳的热量之后，又将一部分散发到太空中，在
没有大气层的情况下，它的温度稳定在86.5℃。所以，当气体从岩石中逃逸
出来，开始聚集形成大气层的时候，便呈气体状态。不只二氧化碳如此，就
是水也是以水蒸气状态存留的。水蒸气和二氧化碳允许太阳的短波长辐射透
射到金星表面，而且还吸收灼热岩石放射出来的红外线光波。这种所谓温差
效应的后果是使行星的表面温度随着大气层的发展急骤上升，很快超过了水
的沸点，并一直上升到现在火炉般的高温，于是生命存在的可能全完了。
火星上的情况完全不同，在星体内部气体释放之前，火星表面温度稳定
于－55℃上下，连冰也溶化不了，还谈什么水的蒸发。尽管薄薄的二氧化碳
气层确实起着温室作用，但目前尚不能溶化冻结的水。可能在过去某个时候，
它的大气层很厚，起到了良好的温室作用。火星上有水在流动，刻蚀出了道
道的峡谷和那些看来极像干枯河床的线状系统。据火星“河道”中的陨石坑
数量推测，这至少是在5 亿年之前的事。
地球真是举世无双，得天独厚。这颗湿润的星球既不太冷，也不太热，
在地层深处气体逸出之前，初始的表面温度为－25℃，但后来变暖了，温度
高到可使水保持液态，却又不至于使大量水分蒸发到大气层而产生难以控制
的温室作用。相反，温热的水溶解大气层中的二氧化碳，把它从大气层中分
离出来而抑止了温室作用，起初温度是增高了一些，但后来平均温度停留在
15℃左右。这样的温度一直保持至今，那得部分归功于云层所起的自然恒温
作用。
设想太阳在其生命的历程中，有可能变得热一些。但是这一点点温度的
提高并没有使地球变热，或增强难以控制的温室作用，只是使更多的海水蒸
发，生成更多的云，把太阳新增加的热量反射出去。或者，设想太阳稍许冷
了一些，热量的减少又意味着水的蒸发减少，因而云也变少了。由于减弱了
的太阳热能较多地直接照射到地面，寒冷也就不那么严酷。换句话说，合宜
的温度一旦来临到美好的、保持着生命的地球，就留在那儿长期不变。这全
亏了云层的保护作用。
但是，对地球，至少对地球表面上刚刚产生的生命来说，上述种种情况
还未必正确。太阳光中致命的紫外线辐射可以穿透到地表，把那儿可能产生
的原始生命统统杀死。而海洋则不同，海水把有害的紫外线滤掉，为生命的
生长发育提供了天堂。于是生命出现，立即发挥自己的作用，开始对周围环
境产生影响。
最初的生命形态发觉氧对己有害，是生命过程中产生的有害废料，但是，
在20 亿年前，由那些原始生物产生的氧开始在大气层中积聚。由太阳辐射激
发的光化学反应导致大量臭氧——由三个原子组成的氧——气体的产生。臭
氧层起到挡去大部分紫外线的作用。在这种过滤作用的保护下，生命开始从
海洋向外蔓延，登上了陆地。同时大气层中丰富的氧使新的生命形态——以
有氧呼吸作为其生长能源的原始动物——得以产生。
（于今昌）
地球转劲之谜
众所周知，地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转，同时又绕地轴自转。
因为这种不停的公转和自转，地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而，是
什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢？地球运动的过去、现在、将来又
怎样的呢？
人们最容易产生的错觉，是认为地球的运动是一种标准的匀速运动，否
则，一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体
的运动，看成是上好发条的机械，准确无误，完善无缺。
其实，地球的运动是在变化着，而且极不稳定。根据“古生物钟”的研
究发现，地球的自转速度在逐年变慢。如在4.4 亿年的晚奥陶纪，地球公转
一周要412 天；到4.2 亿年前的中志留纪，每年只有400 天；3.7 亿前年的
中泥盆纪，一年为398 天。
到了亿年前的晚石炭纪，每年约为385 天；6500 万年前的白垩纪，每年
约为376 天；而现在一年只有365.25 天。天体物理学的计算，也就证明了地
球自转正在变慢。科学家将此现象解释为是由于月球和太阳对地球的潮汐作
用的结果。
石英钟的发明，使人们能更准确地测量和记录时间。通过石英钟记时观
测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在看时快时慢的周期性变化：
春季自转变慢，秋季加快。
科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化，与地球上的大气和冰
的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉，向地心集
中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。
除了地球的自转外，地球的公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的
轨道是一椭圆，最远点与最近点相差约500 万公里。当地球远日点向近日点
运动时，离太阳越近，受太阳引力的作用越强，速度越快。由近日点到远日
点时则相反，运行速度减慢。
还有，地球自转轴与公转轨道并不垂直；地轴也并不稳定，而是像一个
陀螺在地球轨道面上作圆锥形的旋转。地轴的两端并非始终如一地指向天空
中的某一个方向，如北极点，而是围绕着这个点不规则地画着圆圈。地轴指
向的这种不规则，是地球的运动所造成的。
科学家还发现，地球运动时，地轴向天空划的圆圈并不规整。就是说地
轴在天空上的点迹根本就不是在圆周上的移动，而是在圆周内外作周期性的
摆动，摆幅为9〃。
由此可以看出，地球的公转和自转是许多复杂运动的组合，而不是简单
的线速或角速运动。地球就像一个年老体弱的病人，一边时快时慢、摇摇摆
摆地绕日运动着，一边又颤颤巍巍地自己旋转着。
地球还随太阳系一道围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地
球在宇宙中运动不息，这种奔波可能自它形成时起便开始了。
就现在地球在太阳系中的运动而言，其加速或减速都离不开太阳、月亮
及太阳系其他行星的引力。人们一定会问，地球最初是如何运动起来的呢？
未来将如何运动下去，其自转速度会一直变慢吗？
也许，人们还会问，地球运动需要消耗能量吗？若是这样，空消耗的能
量又是从何而来？它若不需消耗能量，那它是“永动机”吗？最初又是什么
使它开始运动的呢？存在着所谓第一推动力吗？
第一推动力至今还只是一种推断。牛顿在总结发现的三大运动定律和万
有引力定律之后，曾尽其后半生精力来研究、探索第一推动力。
他的研究结论是：上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制，且给予了
第一次动力，使它们运动起来。而现代科学的回答是否定的。那么，地球，
乃至整个宇宙的运动之谜的谜底究竟是什么呢？
（朱江 明明 改编）
参考资料：大地之迷