地球的膨胀阶段划分

自从人们认识了地球曾经发生过膨胀运动后，有关地球膨胀的模式就一直成为人们探求的课题。在本文内容形成以前，有四种膨胀模式较为突出：单一膨胀式，非对称膨胀式（凯里模式），威廉斯模式，脉冲膨胀式。四种有关地球的膨胀模式，由于缺乏系统理论的指导，尽管在某一方面或某几方面考虑周到，但总不能避免局限性，有时甚至出现不能自圆其说的情况。

地球的膨胀体现在两方面：一种是短周期的膨胀，主要是由于地球绕太阳运行受太阳的作用而引起的，体现在地球大气层的变化上；一种是长周期的膨胀，主要是由于地球绕银核运行受银核的作用而引起的，体现在地球的岩石圈的变化上。地球膨胀是由于地球受到了膨胀力作用，这种作用力实质上是一种胀缩力。在地球轨道一周内，一段时期表现为膨胀力作用，而在另一段时期内则表现为压缩力作用。地球所受膨胀力既不是一概增大的过程，也不是单调减小的过程，而是在压缩力之后表现为单调增加，当达到极大值后又表现为单调减小，是一种含周期性函数特征的作用力。在这种力作用下，地球的膨胀表现在地球半径的增量△R随时间呈一种幅度、跨度为非对称的曲线形态，这种形态可用图4-8加以示意。由此可见，在地史长河中，地球的半径在“增加－减小－增加－减小”的循环往复中逐渐地增长。

图4-8　膨胀过程中地球半径增量随时间变化关系曲线示意图

膨胀力作用于地球使地球发生膨胀的过程可分为四个阶段：表面积扩充阶段，体积扩充阶段，膨胀力持续增大作用阶段，膨胀力持续减小直至为零作用阶段。各阶段用图简示（如图4-9）。

图4-9　陆块的张裂过程

1—地球膨胀使陆块分裂而增加地球面积；2—地球继续膨胀使地幔外逸而增加地球体积；3—地球受不断增大的膨胀作用，地球表面积、体积变大的同时岩浆大量外逸，洋中脊越来越向外凸出；4—地球仍在膨胀，但作用力逐渐变小，岩浆外逸量逐渐减小，洋中脊向内凹进

1.表面积扩充阶段

地球的表面积扩充阶段，是指地球从地壳发生张裂开始，到岩浆从裂谷中逸出前的阶段。

地球受到膨胀力作用后，地球的各个层圈都将发生膨胀，这些改变量全部体现在包裹在外的地壳上。由于膨胀所引起的体积增加必须通过表面积的增加来完成，所以，作为刚性体的地壳发生张裂。张裂氛围分板间张裂和板内张裂。当张裂逐渐加深加宽时，一方面完成了体积增量的空气填充；另一方面，也是主要的方面，则使地球的表面积得到了扩张。这样的张裂过程在地球膨胀的最初阶段，随着地球体积的变大，而由裂缝—裂口—裂谷逐渐展开（图4-10）。

图4-10　板块的破裂与运动过程

a—板块在地球的胀缩力作用下在中部发生破裂；b—随着持续膨胀，裂缝形成开口；c—形成裂谷

2.体积扩充阶段

地球的体积扩充阶段是指岩浆从裂谷中逸出开始，到岩浆停止持续流出为止。这一阶段实质上包含了后面即将谈到的两个阶段。

尽管地球的体积膨胀从理论上讲，是在地球受膨胀力作用开始的瞬间就已经开始，但却无法在实际中将这一起点划分出来。将地球的体积扩充阶段的起点定在岩浆开始从裂谷中大量外逸，是具有实际意义和理论意义的。

3.岩浆外逸量持续增大阶段

岩浆外逸量持续增大阶段是指从岩浆由裂谷中大量逸出开始，到岩浆外逸量突然急剧下降前为止，在洋中脊变化曲线上表现为上升趋势出现急剧下降（如图4-11）。

图4-11　大西洋洋中脊所表现的地球体积膨胀阶段（1英寻＝1.8288m）

A—岩浆外逸量持续增大阶段；B—岩浆外逸量持续减小阶段

当裂谷中开始出现大量外逸的岩浆时，表明地球内部物质的体积增大速度大于地壳膨胀速度，地球的整体膨胀开始向新的动态发展。当膨胀力持续作用，内部物质体积膨胀量越来越大时，由于地壳的重载使岩浆的外逸量也越来越大，从而形成了由裂谷最初的外逸岩浆之处向洋中脊方向呈现越来越凸出的地形特征（参见图4-6）。

4.岩浆外逸量持续减小阶段

岩浆外逸量持续减小直至为零的作用阶段，是指岩浆外逸量从突然急剧下降到岩浆停止持续流出为止（见图4-11）。

显然，图面显示出这一阶段在洋脊变化曲线上为非对称性，是可以理解的。岩浆的外逸从第三阶段到第四阶段，是从一种动态平衡状态向另一种状态过渡的。由于膨胀的增量出现减小，而地球各个圈层向外膨胀的边界条件（包括地壳板块的松散环境），岩浆外逸口的大小等并没有发生改变，所以会出现各种对称与非对称的洋脊形态。

从时间上讲，图4-11中的A,B两个阶段是不相等的；从膨胀的改变量来讲，A,B两个阶段也是不相同的。图中距离长短不一是因为，B阶段为膨胀力作用的后期，此时地球尽管还在膨胀，但膨胀增量越来越小；在经过了A阶段持续加大过程后，地球持续减小的膨胀增量主要体现在地球半径的膨胀上。由于B阶段地球整体膨胀已经足以完成因膨胀力作用而产生的地球体积的改变量，所以，岩浆的外逸量越来越少；而A阶段地球整体膨胀速度则不足以平衡体积改变量。

5.地球收缩阶段

地球结束了膨胀力作用，随之变成了完全受收缩力作用的阶段，在此阶段，地球的半径持续变小。

新地球演化史
地球演化史是地球科学的基础，地球演化史搞不清楚，地质学、气象学、海洋学、天文学等就不可能搞清楚，恐龙灭绝之谜、百慕大三角之谜、通古斯大爆炸之谜等就不可能破解。
地球膨裂说提出的新的地球演化史认为，137亿年前宇宙星因内部核聚变发生爆炸，飞出许多熔融的火球，银河星就是其中之一；136亿年前，银河星因内部核聚变发生爆炸，飞出许多熔融的火球，太阳就是其中之一；46亿年前太阳因内部核聚变发生爆炸，飞出许多熔融的火球，地球就是其中之一。
地球膨裂说认为，46亿年前，太阳系是原始太阳爆炸形成的。太阳因内部的核聚变而发生爆炸，飞出许多熔融的火球，这些熔融的火球冷却后形成了行星、小行星、卫星、月亮和慧星，地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中，由于受到表面张力的作用，形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形，而冷却成了不规则的形状，形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球在飞离太阳时由于离大火球较近而被“俘获”，形成了大火球的卫星。
46亿年前地球形成之后地球温度5800摄氏度，地球温度逐渐下降，地球逐渐收缩，体积变小，自转速度越来越大。
40亿年前，地球温度降至400-700摄氏度，岩石圈形成。46亿年前地球形成之后熔融的地球在万有引力的作用下，铁、镍等重的物质下沉向地心集中形成地核，镁、铝、上浮，40亿年前，因为地球温度逐渐降至400-700摄氏度形成了封闭的岩石圈，因为花岗岩岩浆的密度最小，玄武岩岩浆的密度次之，因此，封闭的岩石圈是由上层的花岗岩和下层的玄武岩构成的，氮、氢、氧轻物质等形成了大气圈。这时的地球体积最小，自转速度最大，1天6小时，1年1460天，地球的半经是现地球的1/2。因为岩石圈封闭了地球，地球内部放射性物质衰变释放出的热量散发不出来，造成岩石圈内部的温度增高，压力逐渐增大，地球开始膨账，地球体积变大，自转速度开始变小。但地球外部的温度还在逐渐下降。因为岩石圈的温度低于居里温度（400——700摄氏度），岩石圈又含有铁磁性物质，所以具有磁性。岩石圈下部是熔融的物质，温度高于居里温度，因此不具有磁性。因为太阳的磁场遍布整个太阳系，太阳的磁S极位于太阳的地理南极，地球又是由铁磁性物质形成的，所以地球岩石圈在太阳磁场的磁化下，在地球的地理南极，形成了和太阳磁S极相反的磁N极，这时地球形成了磁场。这时的地球比较均匀，表面平坦。这时的地球自转轴垂直于黄道面，地球没有四季之分。
39亿年前地球的温度降到100摄氏度沸点以下，海洋形成，这时的洋底是花岗岩形成的。太阳的表面温度5800摄氏度，组成太阳的物质大多是些普通的气体。太阳的气体成分：氢 73.46%、氦 24.85%、氧 0.77%、碳 0.29%、铁 0.16%、硫 0.12%、氖 0.12%、氮 0.09%、硅 0.07%、镁 0.05%。太阳色球是等离子体层，日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体，它的密度比色球层更低，而它的温度反比色球层高，可达上二百万摄氏度。因为太阳色球是等离子体层，日冕中的物质也是等离子体，所以氢、 氦， 其它元素都以离子状态存在。当太阳爆炸，熔融的地球从太阳飞出时，便携带了大量的氢、 氦， 其它元素。39亿年前地球的温度降到100摄氏度沸点以下，大气层中的水蒸汽凝结成水珠降回地表形成海洋。这时的海洋覆盖整个地球，深度1.2万米，因此说地球上的水来自太阳。
38亿年前，生命在海洋中诞生。
8亿年前，海洋还覆盖着整个地球，海水深度2000米。地球的气温逐渐降至摄氏零下50度，大陆上的海水全部结成冰，海上的冰层也有1公里厚，海洋生物只能在更深的海洋中生存，这就是“雪球地球”时期，这也就是“雪球地球”的形成原因。8亿年前由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量，内部压力逐渐增大，岩石圈开始膨裂，山脉开始形成，岩浆喷出，地球气温开始升高使寒武纪生命大爆发，冰川开始融化造成冰臼，这也就是“雪球地球”的融化的原因。8亿年前海水开始从大陆上退却，流入岩石圈裂缝，岩石圈开始露出海面形成大陆，最早的大陆形成了，最早的陆相沉积层形成了，最早的陆生生物出现了，地球开始有地震发生。这时地球开始相对地球自转轴每年倾斜0.47角秒，14.2米。因为白天太阳照射太平洋和印度洋的宽度为20000千米×每年增加的宽度14.2米，每年北半球的海洋面积增加为280平方千米。
目前世界上发现的最早的8亿年前的陆相沉积层，是我国地质学家李四光在长江三峡发现的莲沱组。既然陆相沉积层最早是8亿年前的，这说明8亿年前海洋海覆盖着整个地球，所以大陆上不可能形成8亿年前的陆相沉积层。只有海洋开始从大陆上退却之后，大陆上才可能形成陆相沉积层。发现最早的8亿年前的陆相沉积层，这证明海洋是8亿年前开始从大陆上退却的。寒武纪以后石油开始形成，石炭纪以后煤炭开始形成。
2亿年前，由于地球内部的放射性物质不断衰变，释放热量，地球内部压力不断增加，地球发生了大的膨裂，岩浆喷出形成玄武岩洋底，地球进入快速膨胀期，地球表面积每年增加1.81平方千米，自转速度每年慢0.5秒。岩石圈膨裂露出海面的大陆形成了七大洲，海水流入岩石圈裂缝形成了四大洋。
6500万年前，地球发生最后一次大膨裂、最后一次大的造山运动，岩石圈彻底露出海面，大陆彻底形成了。海水最后一次从地球上彻底退出流入海洋，以后大陆上再不能形成海相沉积层了，海洋彻底形成了。这时地球自转轴开始每年倾斜0.0013角秒，0.004米，使北回归线每年北移0.0013角秒，0.004米，地球有了明显的四季之分，恐龙灭绝了
因为地质年代是根据物种灭绝划分的，物种灭绝又是地球膨裂形成的，所以从地质年代可以看出，从震旦纪到第三纪共11个地质年代，地球共发生11次较大膨裂，（其中有5次大的膨裂）。地球每膨裂一次就形成一次造山运动，体积就增加一次。这也就是说，地球膨裂了11次，形成11次造山运动（其中有5次大的造山运动），海洋从地球上退却11次，物种因缺水灭绝11次（其中有5次大灭绝），岩石圈露出海洋的面积增加11次。
作者：赖柏林