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……
慢着，这可不是骤息万变的灾难大片，也不是无厘头的玩笑。
# o4 B+ l4 G, L- f$ V4 i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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地球像吹气气球一样膨胀起来，情况也许不至于太糟糕。
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……
有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。
5 `3 k, l+ o% }7 l1 H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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9 t' H; x/ c: i# y3 a% U6 G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。
# t. _% l% O  T4 o* k* @要是再加上一些外力，不就是造成大陆漂移了吗？
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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  b9 a- \9 O5 f8 N( ^% ]照现在看来，大陆漂移学说已经被广泛认可。
7 [7 t- u" C, a, c. [' A7 h而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里，鲜有人知晓。
' T1 K8 D% N, r. r( v其实早在19世纪，地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。
" J2 j2 c( F1 {5 V8 S! V8 Q! A6 C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。


) R7 s# `/ {7 }3 O9 n3 l查理斯·达尔文
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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。
他的导师解释说这是地壳的作用导致的。
3 {/ L; P$ F2 ?" A- R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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6 X  j/ c" Y0 z8 |) j这个想法在他脑子里根植，一年来不断延伸扩展。
3 {. V/ s0 p  V9 V- E& @6 D* u: ~  C他跋山涉水观察地球万物，对于地质有了自己独特的见解。
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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! I0 f4 v+ n, `6 m# `' V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。
. L' a3 }- _8 s  f* f! C. e& ]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。
1 g3 o. M3 x) d, A7 u2 v4 T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。
+ z0 z- A8 O) e7 a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。
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。
( {0 A* _( x4 e4 w' Y1889年，曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。
' {+ A% C8 D: |, X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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& K. D: w! k; ~: O' i2 [阿尔弗雷德·魏格纳

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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。
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？
4 J1 H  Y0 j+ y7 a: J! }- x! g7 ^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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- Y! F8 z) E8 }于是两种学说相辅相成，在成为科学共识的路上扶持前进。
地球膨胀说的支持者不断增加，假说也得到了实例论证。
3 R! D" |" n7 ]8 [6 a, O' H( A比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。
, K5 O4 A* K5 Y0 x/ E$ w  Q6 a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。
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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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。
! j' \- B3 y6 u, F$ \0 l0 R. X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。
# G. a% D/ B, S5 L% P2 F* k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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& e6 e" h/ I% L为什么是60%？这个数据也不是空穴来风。
20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。
, i" C9 Z4 @! ^% E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。
. M3 {) W( v2 t. j/ H0 ^2 f; w5 q) R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。
但这个60%的缩小版地球却饱含争议。


% _1 m, z( c& Q5 r' p! g" H年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格

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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？
/ P( m) ^# t! T9 O3 ~地球现在的平均半径是6371千米。
1 N" N4 b- F; ~+ }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。
- p- ~2 ~5 u- f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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( }3 q* B# C, Z. j1 [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。
. M  [+ t' i0 I' t8 c" o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。
*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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. f/ ]+ `3 f* c% \  X6 v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。
  h0 I# U* x5 g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。
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。
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。
大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。
" v" q, I! X+ d9 j8 S在地球发展进程中，地球磁场的南北极曾经多次发生转变。
而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。
1 }2 x( V% a% ?4 t! j) }' v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。





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。
# v: n/ ?; C+ j0 Q- C3 t+ V这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。
) ]9 |2 p4 a  H2 K! p这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。

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6 D! q- k( h* f+ y$ B5 Z8 R大西洋中脊
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$ a: R8 I' O6 X* v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。
1968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。
' m3 Q0 l" f/ r8 W" Z+ S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。
而地幔对流则是板块运动的主要驱动机制。


板块区域与火山爆发位置

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0 ]3 c. V9 P+ q& n! J! E8 L4 a9 `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。
解释大陆漂移现象的地质学理论，也变更为了板块构造论。


; h4 y3 d, L- _- I* v' W# H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？
1 z. l6 K; g7 x$ @2 U5 d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）。
* d9 M; _% ^7 ~4 t2011年NASA采用高精度空间大地测量工具，测得这个数据。
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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6 E* i4 \4 f8 O, P4 j% a# K5 b* M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：
. p3 l! d' x0 C6 ^$ {* c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。
这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。
, R: I. H# X+ I# \6 B' Z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
, {' u. \: j0 `5 e5 Z$ q
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0 k  E; Z  K- l, l7 O" ~" d$ O
地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎。
  \! M/ E& i2 B# g) _1 l. \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。
0 V0 N% s* k  G9 \1 m  m; q起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。
' J% s1 ]7 x; ?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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  `" U5 N- z/ X. q: NMeg Neal. We've Been Wrong Before: TheExpanding Earth Theory[J]. Popular Mechanics, 2018.08.03.
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