關于地球起源與構造運動動力的簡單探索

■沙如華

（南通創維測繪有限公司江蘇南通226300）

關于地球起源與構造運動動力的簡單探索

■沙如華

（南通創維測繪有限公司江蘇南通226300）

承襲筆者的宇宙探索，地球的起源就是宇宙空間一個小小的單個天體運動體系，就是組成地球的一團物質，在宇宙運動的散熱降溫進程中，不斷的耗散自身的能量，從“氣態”的星云團到液態的巖漿地球，再到固態的巖石地球，不斷地冷卻收縮堆積，形成了今天的地球。圍繞宇宙運動能量耗散與散熱降溫的運動主題，地球自身也衍生了特有的演化活動。

1　對巖漿地球的簡單探索

灼熱的液態巖漿地球是固態地球的前身，是液態巖漿地球通過散熱降溫逐漸冷卻凝而來的，這是一個確定性的事件，只有在確定了這樣的主題狀況后，圍繞這個主題的探索才具有確定性的現實意義。

1.1巖漿地球的分異演化

巖漿地球的散熱從地球的內部中心呈球形向外部空間發散，這是一個長期的漸進性活動，這個活動使得巖漿地球的總體熱量處在不斷的減少之中，巖漿地球的整體溫度也處在逐漸的降低進程中，散熱狀況使巖漿地球自身由內部向外形成了相應的地熱流狀況，散熱有兩種方式，一是熱對流，另一是熱傳導，在巖漿地球處于高溫狀態時，散熱現象以熱對流為主，在總體溫度下降后，漸漸向熱傳導的方式發展，在熱對流作用控制下的物質移動現象，使組成地球的物質向上產生了相應的熱浮力，配合液態巖漿地球的重力分異狀況，巖漿地球產生了相應的分異，一方面，比重相對大的物質不斷下沉，并隨熱浮力的逐漸減小，在相應的深度逐漸沉積，比重相對輕的物質則不斷上浮。在巖漿地球散熱降溫的進程中，隨著整體溫度的漸進性下降，不同的物質，根據各自的比重，由重到輕，由下往上依次沉積，巖漿地球由此形成了相應的層狀結構，這個層狀結構隨巖漿地球的總體降溫逐漸趨于穩定狀態，層狀結構圍繞地球的中心形成，地球由此形成了相應的圈層結構，這個圈層結構最終發展成為固體地球的巖石圈。

在巖漿地球分異演化的進程中，比重最小，熔點最低的物質始終飄浮在巖漿地球的最表面，在最后，由于其數量不足以再構成一個完整的球狀地層，只能在其下的母質表層之上，形成了相應的飄浮層，這些飄浮層的存在導致了巖漿地球表面組成物質的區域性差異，由于這個區域性差異的產生，巖漿地球表面冷凝固結時，它們不能同時進入冷凝狀態，出現了時間先后的差異現象，這種狀況導致了地球表面兩大類地殼的產生，地球的演化活動從此產生了進一步的分化狀況。

1.2原生地殼的生成

巖漿地球的冷凝固結首先發生在冷凝點相對高的飄浮層以外的區域，巖石的熔點就是相應巖漿的冷凝點，最早的固體地殼是由巖漿地球表面原生巖漿直接冷凝形成的，最初的巖漿巖構成了原生地殼。原生地殼不是一次性快速形成的，它隨巖漿地球總體溫度的漸進性下降而緩慢發展，這是一個相對緩慢的進程，當巖漿地球整體溫度從高溫向低溫逐漸發展時，表面巖漿的冷凝處于由液態→塑性態→固態的漸進性發展進程，這也是所有原生巖漿巖生成的基本方式，冷凝速度取決于地球的整個溫度狀況，表層巖漿的冷凝具有相應的全球屬性，當表層巖漿全部冷凝時，一個固體的地球就相對生成，那些未凝固的飄浮層區域，相當于固體的球殼上存在幾個“軟斑”而已。飄浮層是由比表層母質輕的低熔點熔融物質構成的，在巖漿地球表面，它們存在著大范圍的差異狀況，但在相應的接合部位，物質的組成成分并不存在突變狀況，存在相應的漸變過渡區域，這個區域成為表層巖漿冷凝固結的緩沖區域，它們環繞著飄浮層存在，在表層巖漿冷凝固結時，固體表層與液態飄浮層間的形成了相應的液→塑→固過渡地帶，隨著巖漿地球整體溫度的繼續下降，飄浮層也逐漸冷凝固結，具有固體球殼的地球至此正式成型，這就是今天地球的確定性起始狀態。

1.3大陸地殼與大洋地殼

很簡單，液態的巖漿地球，在散熱降溫進程中，隨著整體溫度的漸進性下降，表面率先冷凝固結，形成了固態的地球球殼，這就是固體地球的簡單來源。但是，從總體上看，巖漿地球表層從冷凝開始到完全固結存在相應的降溫溫差，再到飄浮層的冷凝固結，也存在相應的溫差，這個溫差的存在將導致了地球整體上的冷卻收縮，由于固體的巖石是熱的不良導體，當固體的球殼生成后，地球內部熱量散發受到了相應的阻礙，巨大的地球內部，存在足夠的熱量，它們都通過地球表面向空間散發，隨著地球表面的冷凝固結，當地殼冷卻收縮時，內部巖漿不能及時散熱降溫，總體積不能與外表球殼保持同步冷卻收縮，產生了相應的收縮差，這個收縮差使固體球殼對內部巖漿產生了相應的收縮擠壓力，這個收縮擠壓力通過內部液態巖漿的液壓傳遞，均勻反作用與所有地殼的底部，形成了相應的漲壓力，這個漲壓力反過來阻止了固體球殼的收縮進程。對于均一的液態巖漿地球來說，在地球重力均衡作用下，其表面處在相應的水平面狀態，由于飄浮層區域構成物質比重相對輕，它們的表面向上相對凸起，通過增加飄浮層的自重維持地球重力的均衡現象。在表層地殼形成后，飄浮層未凝結，仍然處在液態，當表層球殼冷卻收縮時，仍然具有流變性的飄浮層區域進一步向上凸起，一方面釋放了相應的收縮量，另一方面，飄浮層抬升由此增加了相應的自重，保持了相應的均衡狀態，這個相對增加的自重就是表層地殼底部受到的漲壓力。在飄浮層冷凝之前，表層球殼在降溫進程中不斷地冷卻收縮，所帶來的收縮量也通過飄浮層的抬升來實時釋放，并且處于相應的動態平衡之中。飄浮層的抬升產生在具有塑性的過渡帶內，這個過渡帶環繞飄浮層。隨著地球整體降溫進程的推進，飄浮層也逐漸冷凝固結，在地球表面形成了相應凸出的地臺地。在飄浮層冷凝固結以后，固體的地球正式成型，飄浮層區域在全球表面形成了相應的凸出地臺，過渡帶區域構成了相應的坡地，這就是原始的固體地球，飄浮層區域就是原始的古大陸架地塊，過渡帶就是古大陸坡，除此以外廣大的表層區域就是古大洋地塊。

2　固體地球的簡單探索

固體的地球就是液態的巖漿地球表面具有了一個固態的球殼，隨著地球整體散熱降溫的進程的漸進性發展，巖漿的冷凝現象由表及里，不斷地向地球內部發展，固體的球殼不斷增厚，并由此帶來了相應的構造演化活動。

2.1地殼的冷凝生長

散熱降溫導致了巖漿地球表面的冷凝固結，生成了最早的原生地殼，隨著整體溫度的繼續下降，地殼底部巖漿也將逐漸依次進入冷凝固結之中，地殼由此得以在降溫中，從底部向下冷凝生長，基于散熱降溫的連續性，從地表向下的溫度變化存在相應的地熱梯度，地殼的生長不是一次性快速凝固的，同樣存在了液→塑→固的發展進程，這個狀況在地殼的底部生成了一個液→塑→固過度地層，這個過度層就是固體球殼下的軟流圈，這個軟流圈在地球整體的降溫進程逐漸由表及里，向地球的深部逐漸移動，它移動的速度取決于內部熱量的散發速率，它存在的深度取決于降溫進程及內部壓力狀況。軟流圈對內部的液體巖漿形成了全面的包裹，它的存在為地球構造運動和構造活動提供了完備的緩沖機制。

2.2地殼的堆積增生

在地球球殼生成后，此時的地球仍然存在足夠的高溫狀況，表面球殼在降溫中冷卻收縮，由于內部巖漿不能及時散熱降溫與外部球殼同步收縮，球殼收縮對內部巖漿形成了相應的擠壓作用，這個作用通過內部液態巖漿的液壓傳遞，均勻反作用于所有球殼的底部，對表面球殼形成了相應的漲壓力，阻止了固體球的收縮進程，固體的球殼通過自身的結構強度與內部液態巖漿的漲壓力相抗衡，并在地球重力均衡作用下，處于相應的動態平衡狀態之中。由于地球表面球殼不是一個均一結構體，結構強度存在強弱之分，在同樣的漲壓力之下，結構強度小的地殼巖層在漲壓力作用下，從地球表面向上相對凸起，利用增加的自重，保持相應的均衡狀態。固態的地殼巖層不同于液態的巖漿，凸起變形將影響固態巖層的內部結構，當降溫繼續進行時，收縮程度將逐漸增大，相應地殼的變形狀況也逐漸發展，當變形程度超過地殼巖層自身的變形限度時，地殼產生破裂，內部巖漿從破裂處運移到地殼表面，長期積累的收縮量和收縮壓力得到了一次快速的釋放，通過這樣的構造活動，一方面內部巖漿的外部運移，帶出了相應的熱量，加速了相應區域的散熱進程，另一方面，運移出來的巖漿在原地殼表面覆蓋，它們冷卻后構成了新的地層，地球地殼通過這種方式從表面向上堆積增生。

地殼從底部下的冷凝生長與從表面向上的堆積增生是地殼增厚的基本形式，也是地球整體降溫的必然結果，冷凝生長同時發生在所有地殼的底部，它們的生長速度取決于地球整體的降溫速率，生長的深度取決于地球整體降溫的程度。堆積增生發生在產生構造活動的區域，通過構造活動，活動區域內部的熱量得到一次快速的外部釋放，這將加快了內部熱量的散發速度和進程，相應部位的地殼得到一次較快的冷凝生長，同時，外部地殼的堆積增生也進一步導致了地殼的增厚，地殼巖層通過構造活動得到一次相對快速的增厚，相對于同期的其它地殼，它的抗漲壓力的能力得到一次較大的發展。

對于古大陸與古大洋地殼來說，基于它們形成時的次序，它們的增生活動也產生了相應的次序，率先冷凝固結的表層球殼，具有全球屬性，也正是基于表層球殼的整體冷卻收縮，才導致了飄浮層區域的大面積抬升，才導致了古大陸的形成，在地球地殼生成的初期，后生成的大陸地殼先于大洋地殼產生構造活動，通過構造活動，大陸地殼向下冷凝生長，向上堆積增生，大陸地殼通過構造活動得到相對快速的增厚，同期的大洋地殼，由于它是全球性的，它存在相應的全球整體結構，它對地球的整體收縮具有全面的決定性控制作用，它允許大陸地殼相對快速地增厚，即使不考慮大洋地殼的整體收縮，重力均衡作用至少允許大陸地殼的厚度發展到底部與大洋地殼的底部同等的高度上，當考慮表層大洋地殼的整體收縮時，由于大陸地殼的結構強度相對小，它底部高度可以比大洋地殼底部更低，大陸地殼只能通過更大的自重彌補與大洋地殼結構強度上的缺陷，這就是大陸地殼不僅高大，而且深厚的簡單成因。

3　對構造運動動力的探索

簡單的說，地殼構造運動的動力就是地球地殼整體冷卻收縮帶來收縮作用，這是一個全球性的事件，無論是地球表面眾多的水平構造現象，還是垂直構造運動現象，都是地球整體收縮的直接效應。在地球的一生中，組成地球的物質始終在整體上處于收縮之中，只是在固體的球殼形成后，才產生了伴隨地殼的構造運動現象。

當固體球殼在整體降溫中產生收縮時，在整個地球表面構成了一個水平應力圈，在應力圈內的巖石層在全球范圍內處于聯動狀態之中，整個地殼在水平應力作用下，在水平方向產生相互推擠。由飄浮層構成的古大陸地殼，生成時間晚，結構強度小，在水平推擠中，始終處于相對的退卻和堆積的狀態之中，在大陸地殼內部生成了眾多的水平構造現象。垂直方向的作用是水平方向面積收縮的附加作用，球殼表面積的收縮導致了包裹體積的縮小，而內部巖漿總體積不能與外部的包裹球殼同步收縮，由此帶來了相應的漲壓力，漲壓力通過地殼巖石圈層的結構強度得到相應的平衡。地殼自身的結構強度和自重的合力與漲壓力形成作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，它們依托地球內部的軟流圈層處于重力均衡狀態。在地殼內部不同的參考平面上，固體球殼的結構強度、自重、收縮擠壓帶來的漲壓力三者處于動態的均衡狀態之中。對于由巖漿地球表面巖漿直接冷凝的原生地殼來說，這種狀況得到了充分的體現，最早生成的表層地殼厚度最大，底部也最低，它受到的漲壓力也最大，而由飄浮層構成的地殼生成最晚，厚度最小，底部也最高，它受到的漲壓力也最小，在飄浮層地殼生成開始，表層地殼底部已經具有了相應的初始漲壓力，這個初始漲壓力就是同高度上的液態飄浮層的自重與表層同高度上組成物質自重的差值，這個初始的漲壓力隨著完整球殼的生成，在地球球殼內封存，在隨后的地球演化進程中，表層球殼內的漲壓力將以初始漲壓力為起點，處在漸進的增加之中，而飄浮層地殼的漲壓力將從零為起點。在地球的散熱降溫進程中，固體的球殼將繼續逐漸增厚，地殼整體也將在降溫進程中逐漸收縮，漲壓力也逐漸增大，以球殼底部最低點的高度為參考面，其上所有的物質將通過固體地殼的結構強度及自重、未固結巖漿的自重，利用內部液態巖漿的液壓傳遞作用，在地球重力均衡作用下，處于動態平衡之中。

地殼的生成是巖漿地球表面巖漿降溫后冷凝形成的，但它不是一次性生成的，首先，表面的原生地殼經過了液塑固發展進程，由于巖漿地球表面組成物質的區域性差異，導致了古大洋地殼、古大陸地殼、古大陸坡的生成，生成了兩大類型的地殼；第二，地殼增厚也不是一次性進行的，它隨內部巖漿散熱降溫進程的推進從底部向下逐漸冷凝生長，這個生長進程同樣經歷了液塑固的發展狀況，在固體的地殼與內部液態巖漿間，基于散熱降溫的連續性漸進進程，生成了相應的液塑固過渡地層，這個過渡地層形成了固體地殼下的軟流圈，這個軟流圈包裹著內部的液態巖漿，并在地殼增厚的進程中逐漸往下移動，與固體的巖石地層不同，軟流圈的具有相應的的流變特性，它就是地球地殼構造運動和構造活動的緩沖依托，地球地殼的構造運動和構造活動依據軟流圈形成了相應的脈動狀況。軟流圈是地球地殼向下冷凝生長的過渡地層帶，地球整體收縮的表現就是收擠軟流圈層，由軟流圈層的流變性調節地球內部整體壓力的分布狀況，由此帶來內部巖漿的局部運移，在軟流圈內不存在構造運動現象，所有的構造運動和活動現象均發生在軟流圈上的固體地殼巖石層內，地殼不是一次性冷卻生成的，這隨地球整體溫度的下降，處在一個逐漸增厚的進程之中，地表下不深度的地殼巖層，它們存在各自的生成年代和不同的冷凝程度，因此也具有了不同的收縮狀況，同時期，有的處于主動收縮狀態，有的處于被動收縮狀態，在不同的時期，也會產生相反的收縮狀態，下部巖層收縮也會馱動上部巖層產生運動，等等，在不同狀況下它們構成了地球地殼內部許許多多立體的地質、地理現象，具體的狀況現代地球科學已經進行了大量的詳細探索，讀者可以自行查找相關的地質、地理學科的書籍，筆者在此僅是從動力的角度在整體上作些簡單的說明而已。

地球的冷縮學說早已有之，120多年前，法國學者鮑蒙提出了“冷縮說”，但是，這個學說與其它膨脹說、脈動說、分異說一樣，沒有形成全面系統的理論，而在大陸漂移的板塊構造學說問世后，它逐漸發展成為一個主流學說，眾多學說都可以解釋地球上的許多現象，但又不能最終成為一個完整的理論，即使是盛行的板塊構造更是理論，也無法全面解釋地球上的眾多客觀現象，特別是板塊運動的動力問題，這是一個至今沒有解決的重大問題，在此，根據筆者的宇宙探索，對地球的起源與演化提出自己的認識，特別對地球的演化及構造運動和構造活動的動力提出了確切的解釋，對于當今的地球探索來說，是否具有一定的啟發意義，盼望得到地球科學相關探索人士的指點，筆者表示感謝！

［1］探求宇宙的秘密--趙崢著.

［2］地質力學概論--李四光著.

［3］地球科學探索--莫杰李紹全著.