别再夸地球了，它会膨胀的

ejinjing

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人类对地球、宇宙永远充满幻想。
如果地球是一个不断膨胀的球体，会发生什么？
地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……
% R; |# @3 t7 V, t  y5 m慢着，这可不是骤息万变的灾难大片，也不是无厘头的玩笑。
/ d1 ]8 z+ e" b. Q1 J- r" u曾经就流传着这样一个学术假说，认为如今的地球形貌是由地球膨胀造成的。
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' V/ G6 U$ {& o/ K! G5 B7 {( J地球像吹气气球一样膨胀起来，情况也许不至于太糟糕。
% Q% g* P, o+ `- l只不过体积增大可能导致区域海拔上升，热胀冷缩的原理下可能激发火山爆发……
# I# c5 Y) b, e- H9 I4 N! y有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。
2 k' z, ^: c8 m$ C9 F4 X8 M换言之，地球上包括人在内的所有物体都随着地球膨胀而变“轻”（质量不变，重力减小）。

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假如经过长久的膨胀，大陆极有可能被拆分成几块，而间隙会被海水填充形成海洋。
如此形成的格局画面有点熟悉。
要是再加上一些外力，不就是造成大陆漂移了吗？
2 j% Q" @' h; b! u这样一来，地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。
其实在地质科学的发展进程中，这两个学说确实曾有一段联系紧密的渊源。

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* l) E. j7 Q( R8 M) S; u: Q照现在看来，大陆漂移学说已经被广泛认可。
而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里，鲜有人知晓。
其实早在19世纪，地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。
# d- k: {: ~+ N这一假说的支持者来头还不小，其中就有生物界的标杆达尔文、物理学家特斯拉等著名科学家。

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( @9 x+ X$ ^/ a" ^: C8 m+ T1 J查理斯·达尔文


+ K8 Q3 |) o4 d8 G  R9 }3 P+ @1834年，达尔文远航到达南美洲，发现一处巨大区域的海拔在不断上升。
怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。
& L3 H4 r7 w: f, ?3 J他的导师解释说这是地壳的作用导致的。
而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。
他设想海拔上升也许是因为地球的体积正在增加。

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7 n1 n! e! u4 r/ d8 J/ e这个想法在他脑子里根植，一年来不断延伸扩展。
1 Q  O6 d& u* g他跋山涉水观察地球万物，对于地质有了自己独特的见解。
& f' a/ \( G) {, i# ]% x4 S- v0 R一年间，地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。
如果这个假说成立，那么地球当下的地形地貌也都有迹可循。
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这套理论解释得了海洋，山脉又怎么说？
达尔文认为，地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。
# ]! D! }2 l1 N- e2 X- F虽然不全面，但一些特别球地形似乎都可以用地球膨胀来解释。
这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。
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罗伯托·曼托瓦尼在达尔文的基础上又进行了理论的拓展。
他认为原本的大陆是封闭的一个整体，在膨胀过程中才发生分离。
" e# k* I4 B; U7 i海洋区域的裂缝进一步扩张，使大陆逐渐相互偏离形成当今的形态。
% G2 p  Q+ ]& @; ?7 f" a7 H1 ]就像穿着衣服的人快速变胖，最终把完整的衣服撑破为多块破碎的布料。





他还认为频繁发生的火山活动，是由于地球热胀冷缩导致的。
1889年，曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。
直到1912年，德国地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳提出了大陆漂移理论。
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8 M2 i3 g" r& A阿尔弗雷德·魏格纳
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) t" ], p5 m3 g$ E+ M$ N魏格纳认为地球上各自分开的大陆曾经合并成一个古老的超大陆。
% }8 r) V, {5 I( J& g他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。
但是何种强大的力量才能让盘古大陆分崩离析，裂解成当今的局面？
7 d3 o& v0 O  j: y' i恰好当时流行的地球膨胀假说似乎很好地解答了这个疑惑。
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9 N2 W3 M( ]  [9 _! @1 |5 i* g9 o于是两种学说相辅相成，在成为科学共识的路上扶持前进。
. d- g% o0 k4 c1 m4 ?4 x4 J地球膨胀说的支持者不断增加，假说也得到了实例论证。
+ p# H2 l3 ^/ U3 J. P- X1 Y9 P( T比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。
) Z5 ]+ {, E6 J科学家对地球模型进行简单的重排操作，在球体模型上滑动相互隔离的陆地板块。
; V2 p7 O; ^/ e他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。
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7 W1 u1 p: V- J" {5 t* n8 x6 j7 z8 a但他们发现，盘古大陆并不能完全重新复原在当今尺寸的地球上。
% E8 G" ^( k4 H( F5 P在陆地的边缘，大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。
这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。
) v: u% K# }6 E6 ~6 |3 q( r5 e他们的观点是，如果地球缩小至现在的60%，就能无缝融合在一起。

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为什么是60%？这个数据也不是空穴来风。
# S% D8 m% f% ]1 O) R20世纪30年代，德国一位地球物理学家希尔盖伯格用一个模型给出了证明。
他在不同大小的木质小球上排列大陆，重新拟定了一个一个缩小至60%的“远古”地球模型。
后来模型愈加精致，再加上计算机模拟，地球模型也就更加清晰。
; r6 i% I7 j8 X" I( F: j但这个60%的缩小版地球却饱含争议。


年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格
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3 I: w9 y4 r' _& V  R假如地球以如今60%的大小膨胀而来，那么地球起源以来又是怎样的变化历程？
" u2 O% e. j7 p/ V+ n: i; U地球现在的平均半径是6371千米。
45亿年前的前寒武纪时期，地球半径只有现值的60%，约3822.6千米。
到了侏罗纪时期，地球半径膨胀至现值的80%，约5096.8千米。
! t) x( g4 Y5 Z9 d. W* `但显然，这些推测的数据后来都被现代测量的真实数据击溃。



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6 Y& l$ Q& G: o- M5 `8 R; W; w5 o( D这是地球膨胀说空前活跃的时期，却再也没有更多能立足的证据提出。
在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。
地球膨胀的证据仍不充足，但科学家却证明了海底的确在扩张。
美国地质学家哈里·赫斯发现了大洋中脊*中一种地幔对流现象。
0 u2 C- U; k% a. |7 _*注：是一条大洋中延伸的海底山脉，现代地质学中认为是张裂性板块边界的一系列火山结构系统。



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在大洋地壳中，洋中脊是运动最剧烈的部位，也是海底扩张的源头。
高热流的地幔岩浆不断上涌，上升得到冷却后形成新的洋壳。
' R3 {. S# @$ t) L, v1 |0 b+ C" O新洋壳在洋中脊附近沉积，也推动着旧地壳远离洋中脊。
然后，旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔，最终消亡。
) ?" I- J% C* h  ^0 G以洋中脊为中心的大洋地壳因此向外扩张。

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海底扩张的设想似乎给大陆漂移又提供了新思路。
8 u4 Q! _: W; ?- m# K0 Y大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。
在地球发展进程中，地球磁场的南北极曾经多次发生转变。
, p6 p: S+ _3 E: l/ I1 k9 N而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。
1 X: p, w( J, a, `( `. \  G" R# H所以每倒转一次，新生的洋壳都具有当时的磁条方向。
于是以洋中脊为中心，两侧交替形成对称排列的磁条带。
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最老的海底侏罗纪时期，根据磁带宽度计算存在年限2.2亿年，与实际十分相符

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洋中脊把盘古大陆分割开，间隔区域成了大洋地貌。
而远离洋中脊的地壳相对稳定，所以保持了原本的陆地性质。
这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。
这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。


大西洋中脊

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到了20世纪60年代，以海底扩张为理论依据的板块构造说强势崛起。
% ^- J! a' u; o7 K1968年，法国的勒皮雄首次将全球地壳划分为太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极洲板块六大板块。
板块之间的聚合、张裂与错动三种运动方式共同影响地貌形成和地质变化。
+ |3 v3 w* V5 s& t6 j4 J而地幔对流则是板块运动的主要驱动机制。
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板块区域与火山爆发位置


于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。
而不断涌现的证据表明，板块构造说显然上风。
地球膨胀说逐渐没落，被打击成“伪科学”并埋藏在历史的运河里。
2 D0 @; F" \2 P+ Z: |解释大陆漂移现象的地质学理论，也变更为了板块构造论。
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地壳板块作用力
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海底持续扩张，难道不会导致地球膨胀吗？
会，但地球半径平均每年大概只增加一根头发的厚度（约0.1毫米）。
: s% x5 y! ~. J; k7 E5 A2011年NASA采用高精度空间大地测量工具，测得这个数据。
6 G% U) z4 _; `( G; P  \. F所以严格来说，在测量不确定性范围内，目前的地球并没有变大。

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+ W9 p1 ]  `; W9 V: q( ?5 o! h, m
; h1 D9 \0 s% i- u5 _) |9 g
而在此之前，我国也有研究者分别观测计算南北半球的体积变化。
早在上世纪末，中科院地学部就从实际数据中得出结论：
) Z/ K' t5 F: o& z在过去几百万年里，地球总体仅有轻微膨胀，半径扩张每百万年小于200米。
" V9 B# K/ t8 X这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。
- S6 O) }8 H, L: W+ S; g但也正是因为地球的稳定，才让生命存在有更大的可能。

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为海底扩张说做出巨大贡献的Warren Cray和Klaus Vogel
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地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎。
( N# }6 A- J0 W5 d但不得不说，在地质科学的发展中，地球膨胀说也不失为一个启发性的思路。
起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。
而如今回顾这门伪科学也许充满讽刺，但当时科学家做出的探索努力不可磨灭。
*参考资料
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