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王锡玉 (etscha@gmail.com) 2007.04
地球表面占据着 71%
的辽阔海洋,被公认是生命的摇蓝。
那么,海洋是如何形成的呢?一个天体能形成海洋的先决条件是什么?大量海水来源于何处?海水形成的物理机制是什么?海洋是永存的吗?当地球上发生了什么样的情况海洋才会消失?
所有这些问题,不仅涉及到天体物理学、地球物理学、大气物理学和基础物理学等众多学科的重大理论问题和实际问题。而且,也是生命科学最首要的理论问题和实际问题。
宇宙是统一的,而统一的宇宙是物质的。所以,任何宇宙间的物理现象都不会是孤立地产生的。它们都是相互作用,而又是互为因果的。海洋的形成和变迁也决不例外。作为一个完整的自然科学理论体系,它就不应该只求知其一点而不及其余。
现代海洋成因学说质疑
现代的关于海洋成因的理论学说,归结起来主要有两种:
1.大气降水成因说——认为地球在很早以前曾有过一个时期,大气层里的水气很多,因遇冷变成大量降水。然后,百川携带着大量降水和水中的溶解物质汇集于低洼盆地,从而形成了海洋。
2.地内释放成因说——认为地球内部的放射性物质裂变和火山喷发,致使地球内部物质以高温气体、岩浆、地下水以及水的化合物形式释放到地面上来。然后,经过多种循环过程,最终汇集于低洼盆地,从而形成了海洋。
对于以上两种学说,前者因为难于证明地球早期的大气何以能容纳如此巨大的水量,以及如此巨大的水量又是从何处来的。所以,这一假说已为很多人所怀疑。
而当着人们仔细地研究了火山喷发的高温气体之后,发现其中确实含有大量氯的化合物和水气。于是,就设想在地球历史上曾经存在过造山活动的火山喷发旺盛期。那时,大量的火山喷发物质通过海陆水气循环最后形成海洋,这种可能性是存在的。因此,这后一种学说目前已为全世界的科学界所普遍接受。但是,经过仔细分析和思考,这种单方向的地内释放成因说也同样是值得怀疑的。
海洋的物理成因只能是来自两个方面:一个天上,一个地下,或者兼而有之。问题是,要作为一种物理成因,就不能只抓住一点而不及其余地笼统一提了事。
说海洋是来自大气降水,这需要仔细算一笔账。事实上,大气中确有大量降水。依据科学测定和计算,地球大气中的含水量总计约有
28 万亿吨。这个数字可谓大矣!但是,整个大气中的水充其量也不过占全球总水量 1% 中的 0.2% 而已。况且,大气中的水究其来源,主要还得追溯回到海洋。更何况,依据科学计算,海洋水的总质量比大气的总质量要多上
282 倍呀!
说海洋是来自火山喷发,也需要仔细算一笔账。事实上,火山喷发也确含有大量水气,这些水气被认为都进入到大气层了。据科学测定,地球上每年从陆地和海底通过火山喷发等形式释放出来的温泉水高达
6.6×1011 吨,即等于 6600 亿吨,这个数字也不算小。但是,即便是把设想中的火山喷发极盛期的水汽喷发量再增加
42 倍,充其量也只不过相等于大气中的总含水量(即全球总水量的 0.002%)而已!
依据科学测定,全球的总水量约有 140 万万亿吨,海水就占了其中的 97%。如此大量海水的物理成因,仅用火山喷发和大气降水岂能自圆其说呢?
也许你会说:就以上例举的数字来看,火山喷发和大气降水比起现有的海水总量是显得有些微不足道,但这些统计数字仅反映了地球目前的现实情况,为什么不可以是在几亿年以上的漫长历史岁月里积少成多而累积成今天的海洋呢?
这也说不通。临近地球的 5 大行星和卫星都有不短的年龄,也都经历过火山喷发,象金星、木星及其几个卫星上至今还在进行着大规模的火山喷发。如果这种喷发水气累积论成立的话,这些星球上都应有海洋(那怕规模不大)才是。但事实是,只有地球有海洋。
可见,现代的海洋成因理论需要重新认识,需要有更加完备的理论来取而代之。以下是作者的海洋成因新认识。
形成海洋的先决条件
海洋,是地球本身物质存在的一种形态。它同地壳固体岩层和大气层中的气体粒子是一样的,都是宇宙统一物质的一种转换形式。
一种物质形态——固态、液态、或者气态,要转换成为另一种物质形态,都需要具备一定的条件。水一般在
0℃ 以下会变成固态冰;水一般在 100℃ 以上会变成气态分子和粒子。不要说是固态岩层,就是固态的磁化铁镍矿石在达到
1452℃ 时也要变成液流态。而处于高温下任何液态物质,在其热力转换升腾的气体粒子中,离子化的氢—氧原子遇冷后都会合成化合物的水分子。因此,欲要寻求海洋形成的物理成因,首先就要找出与海洋形成相适应的热力源条件。
在地球上,什么是与海洋形成相适应的热力源条件呢?
其唯一的条件,就是在地表以下要有一个处于高温状态下的物质转换热源——即地下“锅炉”。
按照现代地球地质学的测定,在地表 5—65 公里以下确实存在着一个高温“液流层”。[注意!] 按照我的观点,它既不是什么液流圈,也不是液流层,这实际上是地壳表层中的溶岩海洋,它理所当然地就成了地面海洋形成的热力源条件。
全球地面海洋占了地球总面积的 71%。海水所占的总体积是 13.7 亿立方公里。海洋最深处为 11.5 公里,平均深度为 3.8 公里。要形成和持续保持如此大量的海水,一般的热力供应源是不够的。按照宇宙统一场素(数)的衰变和转换理论,它必须具有与之相适应的转换素(数)比例。
根据地面海洋的实有体积,地下熔岩海洋必定要大于它的
7—9 倍,才可能维持住目前海洋的物理状况。据此计算:地下熔岩海洋的最深处约在 100 公里左右,其平均深度约为
34 公里左右。然而,要生成目前规模的一个海洋,则还需要大于目前 90 倍的地下熔岩海洋的热力源才可以办到。如果地下熔岩海洋达到目前的
90 倍,则地球大气层的粒子密度和大气压也会相应增加 90 倍,地球表面温度随之也会比现在增高近
30倍左右。
这种情况会不会发生呢?回答是肯定的。如果有人对此持有怀疑的话,我建议他仔细研究一下目前金星上所发生的物理事件吧。[请参看本篇《金星的现在和地球的未来》一文。如果认为那篇文章也是我这个愚蠢的中国人在胡说八道的话,那就请参看自 1961 年 2 月 12 日以来苏、美两国相继发射的探测器在金星表面软着陆所发回的大量外国人的科学资料好了。]
人们应该切记:在宇宙事物的发展中,在一定条件下产生的东西,还会在一条件下转化和消失。这应该是一条物理定律。
在这里,条件是相互转化的决定因素。这也就是说,在一定条件下,海洋的生成和消失是同一个物理循环过程的两个端点。在一定条件下,地球上目前现有的海洋会消失;同样,在一定条件下,金星上目前已经消失的海洋又会重新生成。
因此,一个远大于目前的地下熔岩海洋,才是与地面海洋形成相适应的热力源先决条件。
其次,是否有了相适应的热力源条件,就一定能够形成海洋和维持海洋的存在呢?也不尽然。因为热力源只是先决条件之一。这就如同核裂变一样,在一定条件下,核裂变可以产生破坏性很大的核爆炸;又在一定条件下,受控核裂变会产生建设性颇大的核能源。
在这里(指有了相适应的热力源内因条件),一定的外在条件又成了一定条件中的决定因素。
在地球上,什么是海洋形成的外在决定因素呢?
其唯一的条件,就是在地表以上要有一个处于恒温状态下的物质转换的场。按照现代地球大气物理学的测定以及人们生活中的感知,地面以上实际存在着一个基本上处于恒温的、闭合态的大气粒子交变层。人们知道,当物质永远处于一定恒温之中(无论是高温或是低温),物质态都不会发生质的转换。物质只有处于自身场的温差临界值时,物质态才会发生质的转换。这个临界素(数)的转换值,就是形成海洋的另一个先决条件。
地球大气层如果基本上是处于恒定的高温状态,(如同金星表面大气
500℃)地下熔岩海洋的裂变升腾粒子在地表以上就形成不了海水分子,即使是在数百公里高空形成了水分子,还来不及等回落地面,水分子就又会分解升腾了。
如此反复循环,势必要造成天体浓厚的大气层。
因此,要形成地面海洋,必须具备两个先决条件:
1. 地下具有相适应的高温熔岩海洋;
2. 地面又有适应于水分子凝聚的转换条件。
现在看来,在地球近期的发展史上,这两个条件都是完全具备的。
海水的来源——海洋形成的物理机制
(1) 海水的来源
海水是地壳表层中高温熔岩海洋进行物质转换在一定条件下的必然结果。这也就是说,海水是由地下熔岩海洋直接派生出来的。[至于地下熔岩海洋是如何形成的?这不是本文的主题。这个问题将在本卷的相关专题中详尽论述。]
地面海洋和地下熔岩海洋是互为因果的对应体。地面海洋的物理状态就是地下熔岩海洋的物理映象。地下熔岩海洋的液态物质量和地面海洋的液态质量之间是成正比的。这也就是说,地面海洋中海水蓄量的多少,是由地下熔岩海洋的液态物质量及其其物理状态所决定的。
现代科学已经从海水里分析和鉴定出 90 多种化学元素和一些含量极微的微量元素。其中仅氯和钠的含量就占 80%
以上,所以海水是咸的;镁盐的含量约占 4%,这又使得海水发苦。与此同时,现代科学还从火山喷发的气体中,分析和鉴定出大量的氯化物,如氯化钠、氯化钾、三氯化铁等等。这些都已经证明,并将继续证明地下熔岩海洋同地面海洋二者之间在物质成分上的相关性。
(2) 海水分子的产生
地球上的海洋尽管拥有 1358000 万亿吨水,但是,它们都是由一个一个的海水化合物的分子构成的。
当地下熔岩海洋处于高温离子化的混合气体物质分子和原子,在升腾的过程中溢出地面后,其中大量的氢原子和含有多种化学元素构成的化合分子同岩石和地面大气中已有氧的化合气体分子(如二氧化碳等等)相互作用发生转换,于是,就形成了含有多种元素成分的氢—氧化合的海水分子。
人们不免要问,怎么会有如此大量的氢原子和氧原子呢?人们知道,物质在处于高温离子化状态下是不会缺少氢元素的。90 倍于现在的地下熔岩海洋所释放的氢和氢的化合物能是小量的吗?人们同样也知道,在经过温室效应下的高温大气中也是不会缺少氧元素的。君不见,目前金星高于地球大气压力
100 倍的浓厚大气层中,仅二氧化碳的含量就占了大气总质量的 90%
以上。随着二氧化碳分子的解体,不仅生物所需的碳原子会大量增加,其转换出来的氧原子难道也会是少量的吗?
有了高温熔岩物质所产生的大量氢;又有了升腾辐射的化合物质粒子流轰击和电解大气粒子所形成的大量氧;再有了氢—氧物态化合转换的临界温差条件,大量的海水分子又何以不能产生?
(3) 海洋形成的物理机制
海洋的诞生,是同洋底新生地表岩层的诞生同步进行的。
当着地下熔岩海洋初生的时候,就已经孕育着地面海洋的生成。当着地下熔岩海洋过极的时候,现在的海洋又会消失。而当着地下熔岩海洋恢复常态的时候,地面消失的海洋又会复苏。因此,天体上海洋的形成,是区分为新生海洋和复苏海洋两种类型的。
在整个宇宙的天体中,凡是接近于泛生临界值的天体,都有可能形成海洋。当然,只要有了海洋,生命的泛生期才会开始。
在一定的条件下,海洋和生命现象是宇宙自然界的普遍物理现象。
海洋形成的根本原因,是由于活性的泛生天体吸收和消化了层次宇宙空间的衰变脉冲天体核而在一定要件下所产生的必然结果。
1. 新生海洋形成的物理机制——当一个天体基本上是处于核磁—电磁呈中性的时候,它的地表面是绝对不会形成海洋的。而当一个天体基本上是处于核磁—电磁呈偏性的时候,它的地表面也是绝对不会形成海洋的。只有当一个天体的核磁—电磁交变场呈现出稳态的电磁振荡(现代天体物理学称作天体的脉动)的时候,它又接近泛生的临界值,海洋才有可能诞生。
由于原始地球的磁性振荡或阴性(-)或阳性(+),致使从宇宙空间吸收来的衰变脉冲天体核能够囚禁在地壳表层之中,从而造成地下熔岩湖泊。当许多地下熔岩湖泊连成一片,这就是地下熔岩海洋的雏形。
随着地下熔岩海洋的不断扩大,其热力转换而生成的地下熔岩水就会不断地为地下岩层所吸收。当全球地下岩层的含水量基本达到饱和值时,地下熔岩海洋所生成的大量熔岩化合水就沿着熔岩爆发裂缝(现代海洋地质学称之为海岭),以及通过火山喷发、地震、岩层渗透等多种渠道溢出地面,从而积存入盆地之中,这就是新生地面海洋的雏形。由于地下熔岩海洋的不断扩大,地面海洋也就随之扩展,以至形成了如今浩瀚的全球海洋。
但是,还有一点值得注意! 在新生海洋的类型之中,又有初生海洋和复生海洋之分。
初生海洋——是指一个天体在诞生后第一次生成地面海洋。
复生海洋——是指一个天体在初生海洋之后,由于其内部核磁—电磁场发生了重大的物理变化,或者是外层宇宙的层次空间发生场的转换和物理机制上的变化,以致影响这个天体使已经生成的海洋又重新关闭。
海洋关闭的物理机制同其生成机制一样,只不过是:逆为生,顺为关,只在其中颠倒颠而已。[注意! 关于这一点的深邃哲理,请仔细研究一下中国玄子物理研究所的所徽标志;对于这一点的一般常识,请把自己身边的电灯开关扳动几下即可。]
海洋关闭的具体过程是:因为内外条件发生了变化,致使地壳表层的熔岩海洋急剧缩小,直到最后基本消失。随着地下熔岩海洋的萎缩,地下水位急剧下降,地面海洋迅速缩小,直至最后完全消失。伴随着地面海洋消失的同时,该天体体积的大小、大气层的物理状态,以及生物圈都要发生急剧的变化。
这种情况真的会发生吗?如果有人对此还存有怀疑的话,那么,地球的另一位近邻——火星就是此类天体的实物标本。在宇航时代的今天,要提取火星地质的实验证据,比取得金星地质的实验证据要容易得多了。
海洋关闭后再重生,称为复生海洋。
2. 复苏海洋的形成机制——复苏海洋同复生海洋有本质上的区别。复生是死而重生,有新生之意;复苏是本未死,有复醒内涵。
地球上的海洋,是否在其诞生后曾经隐没又复苏过,我还没有取得有把握的证据。但是,这种情况在宇宙中是肯定存在的。有一点现在就可以预言:当金星表面处于开放的大火山口一旦闭合,其地面大气层
[注意! 实际上是大气海] 的温度就会骤然降低,当气温由
500℃ 降至 200℃ 以下时,沸腾的海洋即可复苏出现。
复苏海洋的形成同新生海洋的形成的速度和规模上都是无可比拟的。新生海洋的形成需经过一个漫长的历史年代;而复苏海洋的形成其速度和规模都将是惊人的。
当地面海洋一度隐没的天体,一旦其开放交变场闭合,其地下高温的熔岩化合水就会骤然间大量地涌现。而处于高压状态下的浓密大气层中的二氧化碳等物质粒子也会骤然间大量地回落到地表大气的内对流层中来。
由于地表开放火山口的闭合,从而切断了地下超强脉冲辐射的主源流;又由于浓厚大气层阻挡和吸收了太阳的外部辐射源,因此,天体的大气温度自外层向里层呈梯度骤降。此时,地面升腾的辐射粒子和气体分子同高空沉降的二氧化碳等物质粒子在地面大气内对流层中碰撞转换,于是,浓密的大气物质就会转化成为大量的空中降水回落到地面。空中的低温降水,会使地下涌现的高温熔岩化合水逐渐冷却,经过一定时期的大循环,隐没的海洋就复苏了。
[ 注意! 宇宙中一世事物的发展都是具有因果性的。当论述海洋复苏的大气物理过程时,自然就会联想到浓密大气层的形成及其净化的物理过程。现在提醒这一点,或许会有助于加深理解本书后面有关大气物理的几个篇章。]
海洋的变迁
地球上的海洋是几经变迁的。无论是陆地变为海洋,或是海洋变为陆地,这都已为现代地质学、考古学和生物学的无数事实所证明。在中国,运动员在喜马拉雅山上找到了鱼龙化石;建筑工人在北京王府井闹市区的金鱼胡同地层里控掘出了鲸鱼化石和海相生物化石。在外国,且不论传说中的大西洲沉陆是否属实,仅在大西洋和加勒比海交界处
900 米深的海底就发现高达 200 米的水下大金字塔和在大西洋亚速尔海底
800 米深处所提取的竟是 1 万 2 千年前的陆相岩芯都可以对此作出证明。人们无须怀疑:在原来一定的历史阶段,北京市和喜马拉雅山曾经是海底;而处于上述大西洋的海底竟是充满生机的绿色大陆。
究竟海陆是如何变迁的?现代科学已形成了为全世界所普遍接受的大陆飘移、海底扩张、板块构造“三部曲”的综合学说。从唯象的观点上看,我认为,德国气象学家魏格纳在
1910 年关于大陆飘移的发现是正确的。本世纪 60 年代初由美国学者赫斯—迪茨所提出的海底扩张学说也是对的。此后,由威乐逊提出的地表层板块构造学说 [“构造”一词不确。作为一种表现形态还是可以的。] 也基本上是对的。迄今为止,在天体物理学和地球物理学的基础理论方面的诸多假说之中,我还没发现有比这三大学说更为贴切和接近于正确的理论。
然而,这三大学说也有其自身难以克服的困难。这就是基本驱动力的来源问题得不到合理自洽的解释。
海洋的变迁,也可以说是海陆的变迁,它是地壳表层中熔岩海洋变迁在地面(包括海底和陆地)上的外部表现。
为了认识地球表面的海陆变迁,必须追溯地下熔岩海洋的演变;为要认识地下熔岩海洋的演变,必须追溯到地外宇宙层次空间天体的物理变化。所有这些,对于世界现有的和正在突飞猛进发展中的科技水平来说,已是不难办的了。
简短的结语
宇宙是统一的,任何宇宙物质成因及其深化机制的研究,都必须作为一个统一体或者统一体的一个侧面来全面把握。对海洋的成因机制的新认识就是一个最典型的范例。
(1988年10月14日)
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※ 本文曾载于 1989 年作者自费出版的《地球的现在和未来》一书第79—94页。
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