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地球水的演变历史
发布时间: 2019-12-31 来源:互联网

海相沉积是指海洋环境下,经过海洋动力过程产生的一系列沉积,包括来自陆上的碎屑,海洋生物骨骼和残骸,火山灰和宇宙尘等,具有海洋环境的一系列岩性特征和生物特征。

经过39亿年的沉积,累积起来的沉积层有多厚呢?中国科学家在珠穆朗玛地区发现的海相沉积厚度为1.1万米,美国科学家在阿巴拉契亚山脉发现的海相沉积厚度为1.2万米,四川平原的海相沉积厚度为7000米,塔里木地区的海相沉积厚度为8000米。海洋沉积物的沉积速度大约为每千年1至3毫米,要沉积1.2万米大约需要40亿年。

地球地壳在39亿年前爆炸(详情请看“生命起源于地壳爆炸”),爆炸口在太平洋。当时大量的高压河南氯基水蒸气从地球内部喷出,这些水蒸气冷却之后回落地面便形成大海。地壳爆炸时究竟产生了多少地球水?

地壳的结构划分为两大类:一是地壳爆炸之后重新形成的新地壳,也就是海洋地壳,称之为海盆;二是未爆炸的地壳,也就是陆地地壳,称之为陆盆。根据上面的讨论,美国科学家在阿巴拉契亚山脉发现海相沉积厚度为1.2万米,这表明39亿年前地球的陆盆水深超过1.2万米。还有,珠穆朗玛地区的海相沉积厚度为1.1万,四川平原的海相沉积厚度为7000米,塔里木地区的海相沉积厚度为8000米。很显然,这些沉积都发生在陆盆上,陆盆上的海相沉积厚度在7000米和12000米之间。这表明陆盆上的地势有高有低,在加里东造山运动之前(4.4亿年前),四川平原的地势就比美国阿巴拉契亚山脉地区的地势高出5000米。而海盆的平均水深要大于陆盆约2000米。所以,39亿年前,海水的深度大约在7000米和14000米之间,海水的平均水深大约为1万米。我们就用1万米的平均水深来估算地球水的总量。这里所说的1万米的平均水深是指把地球看成一个标准的球体,这个球体的表面被1万米的水深包围着,以下所说的平均水深的含义与此相同。

球的体积公式为:V=(4/3)πR^3,地球的半径R=6.3782×10^6米。水深用H来表示,则H=1×10^4米。由此便可以求出地球水的体积,计算如下:

计算结果表明,河南硝基地壳爆炸时产生的地球水的总体积大约为5.1016×10^18立方米,其质量大约为510亿亿吨,大约是目前地球水量的3.7倍。

地壳爆炸时,510亿亿吨高压水蒸气从地球内部喷出,冷却之后回落地面,形成平均约1万米的水深,把地球表面全部包围了起来!当如此浩瀚的水量从地球内部喷出时,其温度超过1000摄氏度。其爆炸力究竟有多可怕?你慢慢去体会吧!

目前地球水的总量为多少呢?美国地质调查局于2012对地球水资源重新进行统计,绘制出了一张地球水资源总量图。研究人员发现,如果把地球上所有的水——海水、河水、地下水、水蒸气、甚至动物和人身体里的水都收集起来,将能形成一个直径为1385公里的“水球”,这些水的体积将有13.86亿立方公里(1.386×10^18立方米)。根据目前地球水的体积,可以求出目前地球水的平均水深约为2700米。

计算结果表明,每经过1亿年时间,地球水大约要减少9.5272亿亿立方米,大约为9.5亿亿吨。

39亿年前,地球被1万米的平均水深包围着。目前地球水的平均水深大约为2700米,39亿年来地球水的平均水深减少了7300米,每经过一亿年地球水的平均水深就要减少187米。减少的地球水流到哪里去了?自然流入到地幔的上层。这意味着,目前地幔上层的水柱厚度达到了7300米。地幔的厚度增加了,自然会把地壳往外推,结果,地壳就会产生褶皱运动而形成山脉,地面就会上升。地幔中水柱的厚度增加多少,地壳就会往外移动多少,地面就会上升多少。所以,39亿年来地面平均上升了7300米,每经过一亿年地面平均上升187米。

从39亿年前到8亿年前,历时31亿年。在这31亿年时间内,地球水的平均水深减少了5797米(31亿年×187米╱亿年=5797米),只剩下4203米。减去目前地球水的平均水深2700米,其值为1503米。按照目前的海拔标准,在8亿年前,海拔超过1503米的地面才能露出水面。

从39亿年前到6亿年前,历时33亿年。在这33亿年时间内,地球水的平均水深减少了6171米(33亿年×187米╱亿年=6171米),只剩下3829米。减去目前地球水的平均水深2700米,其值为1129米。按照目前的海拔标准,在6亿年前,海拔超过1129米的地面才能露出水面。

从39亿年前到4亿年前,历时35亿年。在这35亿年时间内,地球水的平均水深减少了6545米(35亿年×187米╱亿年=6545米),只剩下3455米。减去目前地球水的平均水深2700米,其值为755米。按照目前的海拔标准,在4亿年前,海拔超过755米的地面才能露出水面。

那么,地球上什么时候才出现陆地呢?很显然,最早露出水面的必定是那些高耸的山脉。地球上大部分的山脉是在加里东造山运动之后形成的。加里东运动开始于距今5.7亿年,结束于距今4亿年,以英国苏格兰的加里东山而命名。而加里东造山时期则发生在志留纪末泥盆纪初,志留纪大约开始于4.4亿年前。所以,地球上大部分的山脉是在4.4亿年内形成的。

在加里东造山运动之前,曾经出现过三次较大的造山运动。第一次造山运动发生于26亿年前,称之为阜平运动,主要造山地点在保定市阜平县。第二次造山运动发生于25至18亿年前,称之为吕梁运动,主要造山地点在吕梁山。第三次造山运动发生于8亿年前,称之为晋宁运动,主要造山地点在云南中、东部的晋宁、玉溪等地。所以,8亿年前,地球上地势最高的地方应该在阜平县、吕梁山和云南的晋宁、玉溪等地。

目前保定市阜平县最高的山是歪头山,海拔为2286米。但8亿年前,歪头山的海拔高度并不是2286米,因为每经过1亿年,地球水的平均水深就要减少187米。所以,8亿年前歪头山的海拔高度应该是790米(2286米-8亿年×187米╱亿年=790米)。同样道理,6亿年前,歪头山的海拔高度应该是1164米(2286米-6亿年×187米╱亿年=1164米)。

目前吕梁山的海拔高度最高为2500米。8亿年前,吕梁山的海拔高度最高应该是1004米(2500米-8亿年×187米╱亿年=1004米)。6亿年前,吕梁山的海拔高度最高应该是1378米(2500米-6亿年×187米╱亿年=1378米)。

目前晋宁地区的最高山为谷堆山,海拔高度为2648米。8亿年前,晋宁地区的最高山的海拔高度应该是1152米(2648米-8亿年×187米╱亿年=1152米)。6亿年前,晋宁地区的最高山的海拔高度应该是1526米(2648米-6亿年×187米╱亿年=1526米)。

根据上面的推算,8亿年前,海拔超过1503米的地面才能露出水面。但8亿年前,地球上没有任何地方的海拔超过1503米。所以,8亿年前地球上没有出现陆地,全部土地都被海水淹没。

6亿年前,海拔超过1129米的地面才能露出水面。那时,阜平县歪头山的海拔高度是1164米,吕梁山的最高海拔高度是1378米,晋宁地区的最高山的海拔高度是1526米,这几处地方的海拔高度都超过了1129米。所以,6亿年前,阜平县的歪头山,吕梁山的大部分地方,云南晋宁、玉溪的大部分地方都露出了水面。但地球上的其它地方仍然被海水淹没。

4亿年前,海拔超过755米的地面才能露出水面。那时,加里东造山运动已经结束,在地球上形成了很多山脉,这些山脉的海拔高度都超过755米。所以,4亿年前,地球上已经有很多地方露出水面,出现了大片陆地。