由于产生万有引力的暗物质太小太小，我们无法直接探测到。我想，是否能在暗物质对恒星和行星长期作用的积累效应中找到其蛛丝蚂迹呢？于是对太阳系九大行星和众多的恒星作了一番考察，终于发现了暗物质存在的证据，同时也得到一个我不愿意看到的结果：相对于地壳的寿命而言，它已经到了晚期，不久的将来，地壳会熔化消失而变成类木行星…… 

       从大陆飘移到大陆消亡

                             ——力与自然界大统一探讨之四

叶 波

(湖北咸宁地区农机研究所  湖北  437100)

摘  要：大陆飘移和海底扩张的力，是由于地球在不断地吸收空间暗物质而生成氢，氢在地球内部发生聚合为氦的热核反应而放出巨大的能量，致使地球内部的压力越来越大，将岩石圈最薄处胀裂。炽热的岩浆填充裂缝冷却后形成新的海洋地壳，将原地壳向两边挤开。宇宙间所有星体内部都因氢聚合为氦的热核反应而在不断演化，其初始的固体外壳会缓慢地熔融而消失，变为类木行星后再逐渐演化成恒星。因此，地壳大约在二千五百万年前后会消亡。由于氢聚合为氦的反应是可逆的，达到动态平衡后形成了目前天体尺度上氢和氦的丰度。

关键词：大陆飘移；海底扩张；暗物质；大陆消亡；地球膨胀;

德国地球物理学家魏格拉分别在1906年和1912年发表了《大陆漂移说》和《海陆的起源》。通过地貌、大地测量、地球物理、地质、古生物及古气候多方面的论述，提出了大陆漂移说。他认为大约在石炭纪后期，现在的各大陆曾连在一起，后在地壳比较脆弱的地方分裂。所分裂的大陆块由东向西，又由极地向赤道漂移，彼此间逐渐远离，形成现在的大陆分布。

这一观点得到了越来越多的事实的支持。人们发现所有的大洋中间都连续分布着洋中脊裂谷带，这里地壳最薄(大约3－5千米)，炽热的岩浆在这里溢出，形成新的海洋地壳。人们认为地幔对流则像传送带似的带着裂缝两边的海洋地壳以相同的速度向两边扩展，在遇到大陆地壳后，下沉并钻进地幔中。整个海洋地壳大约每隔两至三亿年就要更新一次。

人们在接受大陆漂移和海底扩张学说的同时，也提出了一些根本性的问题，例如：大陆为什么会一漂几千千米，岩浆为什么会不断地从海洋中脊裂谷中溢出？产生这种运动的力从何而来？现在就对这一问题深入讨论如下。

在天文学上，人们根据光度定出的质量总比根据力学定出的质量要小得多。因此，一定存在着大量有力学效果而不发光的暗物质。例如，根据星系周围的物质转动曲线，发现宇宙大尺度范围内存在暗物质。计算表明，银河系的总质量至少比光学区的质量大10倍，即银河系的质量中至少有90%是属于暗物质。我们假设这些暗物质是在空间中高速运动着的各向同性的比电子层次还小的粒子，它们能与原子核和电子发生碰撞。虽然目前还不能直接探测到这些暗物质，但是这些暗物质对星体的长期作用还是会显露出来。

很自然，这些暗物质在通过地球时将有一部分被俘获，同时暗物质的运动速度比地球物质分子大，其中有一部分在碰撞过程中把动能传给了地球，地球会不断获得这些暗物质和它们的动能。由于俘获暗物质，地球的质量在不断地增加。随着地球质量的增加，地球俘获暗物质的能力又在不断地增强，因此，地球的质量是以指数的形式在不断地增加着。

地球对暗物质的阻碍作用使得暗物质的速度不断变慢，当速度小到某一限度，会在地球内凝结成稳定的氢。氢在地球内部高温高压的条件下可聚合成氦。这是一个能释放巨大能量的热核反应。

一方面，随着地球内部质量的增加，地球内部的压力在不断地增大；另一方面，当地球从外界所接收的能量和热核反应释放的能量大于其向外散发的能量时，其内部的温度就会越来越高，压力也会越来越大。在某一地质时代，当地壳抵抗不了地球内部压力时，其最薄弱的地方就会胀裂，炽热的岩浆就会从这些裂缝中喷发出来。岩浆泄出后，地球内部压力会随之减少，岩浆会逐渐停止溢出，裂缝中的岩浆冷却凝固后形成新的海洋中脊。

随着地球不断地从空间俘获暗物质，这种胀裂的过程就会反复地进行着。由于裂缝中新形成的岩石，其强度较小，这些冷却的岩石又被重新胀裂。因此在海洋中脊处会不断形成新的海洋地壳，原来的海洋地壳就会被挤开沿海洋中脊向两边运动。海洋地壳运动到了大陆边缘，会受到大陆地壳的压力向下倾斜，钻入大陆地壳底下，在大陆边缘处形成海沟。同时，大陆尖硬的边缘会象“刨刀”一样，将海洋地壳表面疏松层刨去，这层疏松的海洋地壳会象“刨花”一样顺着大陆坡边缘上升而堆积成岛弧。钻到大陆底下的海洋地壳则会带着其上的大陆板块一起漂移。地球上存在许多条海洋中脊，不同的海洋中脊所驱动的海洋地壳和其上的陆壳会相遇而发生碰撞，此时它们会根据各自受力情况改变其运动状态。

这一过程已得到古地磁的证实。岩浆的温度在岩石的居里点（约400－580℃）之上。因此岩浆是不带磁性的。当岩浆顺着海洋中脊裂缝溢出冷却到居里点以下时，其中磁性物质便被当时的地磁场磁化而获得与当时地磁方向一致的磁性。在不断胀裂的长期过程中，地磁场的极性曾多次倒转，结果就在海洋中脊两侧形成了极性不同的磁条带。这些磁条带记录着海洋地壳的年代信息，完全和大陆漂移及海底扩张的观点相吻合。

根据地震波的测量结果，地球表面岩石圈的平均厚度约为33千米。占地球半径的0.5%，地球所俘获的暗物质和其释放能量的过程，主要发生在岩石圈以下。大陆漂移和海底扩张的动力，主要来自于空间暗物质在地球内部生成氢后进行热核反应所释放的能量，大陆漂移和海底扩张并不需要地幔对流。

由于地球的质量以指数形式不断地增加，它俘获暗物质进行热核反应的能力越来越大。这种过程开始是很缓慢的，后来就会越来越快。地球内部的热因地壳的隔热作用很难散发出去，温度会越来越高，超过岩石的熔点后，地壳就会逐渐熔融而越来越薄。一个非常严峻的问题就摆到我们面前：人类赖以生存的地壳还能存在多久？

因为地壳厚度只占地球半径的0.5％，如果地壳熔融的速度是均匀的，地壳存在的时间必然等于地球年龄（公认为46亿年左右）的0.5％，大约是二千五百万年。当然，如果地壳熔融的速度在减小或增大，地壳存在的时间则会大于或小于二千五百万年。地壳还能存在的时间和人类的历史相比虽然是较长的，但跟地球的年龄相比则是很短的了。

根据已掌握的资料，地球内部的地质过程在其它有岩石圈的星球上普遍发生着：

月球的质量只有地球的1/81.3，它接受到的暗物质及其产生的能量比地球小很多。尽管如此，月球内部已经开始有类似于地球内部的活动。目前已经发现月球有一个很小的月核，在月球上发生着类似地震的月震，平均每年近千次，大多数在月面下800－1000千米处，属深源震。（地震每年平均达几百万次,多发生在地面下几十千米至300多千米处，属于浅源震或中源震）。探测发现，月球的岩石圈厚度约为1000千米，占半径的72.6%。

水星的质量为地球的0.05倍。1974年3月和9月、1975年3月，“水手10号”三次掠过水星表面，拍摄了大量水星表面照片。乍看上去，水星非常像我们的月球。可以看到几处貌似火山熔岩形成的地区。

火星的质量为地球的0.11倍。 在火星上，有迹象表明，至多在几百万年以前还有火山爆发，因为发现了火星上的一个名为奥林匹斯火山口，底部直径有600多千米，峰高25千米，在它周围有凝固的熔岩。

金星的质量为地球的0.85倍，阿雷西博射电望远镜显示了金星表面巨大的环状山脊，看起来就象火山口的边缘。一条长达1200千米的大裂谷自南向北穿过赤道。赤道南侧的平原地区还耸立着三座巨大的火山。一条宽1.8千米的熔岩流蜿蜒25千米。

水星、金星、火星尚没有星震资料，关于它们岩石圈的厚度，随着各人所用的资料和处理的方法不同，其结果也不相同。这里以Toksoz等的类地行星热演化模型为例，计算结果如下：如果取1000℃作为岩石圈底，水星和火星岩石圈厚度分别大于300和250千米，金星岩石圈厚约100千米，分别占它们半径的12.3%、7% 和1.6%。

月球和内地行星一般都由壳、幔、核构成，其地貌主要有陨击地貌和火山地貌。星体质量越大，火山地貌所占的比例越大，陨击地貌所占的比例越小。因此，人们认为，月球和内地行星普遍地存在着与地球内部相似的地质活动。现有的证据表明，与地球类似的星体，其质量越大，地质活动越剧烈，岩石圈越薄，占半径的百分比也越小。

需要特别强调指出的是，以地球为分界线，凡比地球小的行星和卫星都有岩石圈（或冰圈）。凡比地球大的行星就都没有岩石圈了！

天王星和海王星的质量分别是地球质量的14.5和17.2倍，土星的质量是地球的95倍。天王星、海王星和土星都没有固态的岩石圈。

木星的质量为地球的318倍，在它表面存在着剧烈扰动的大气。苏联学者苏奇科夫和萨利姆齐巴罗夫在1982年发表意见认为，木星内部正在进行着热核反应，核心温度高得惊人，至少有28万度。而且还将变得越来越热，最终会变成一颗恒星。

太阳的质量是地球质量的33万多倍，其表面温度高达6000℃，其内部可达上千万度的高温，它是一团发光发热的炽热的火球。

从太阳系的现状来看，特别地，根据小行星、月球、类地行星、地球、天王星和海王星、木星以及太阳所提供的证据，可以归纳出星体的演化过程：

质量很小的星体，例如小行星，只是一整块温度很低的固体；当星体质量达到月球大小时，开始出现幔和核，在其深处产生微弱的星震；随着星体质量的增大，幔和核会逐渐增大，岩石圈的厚度会逐渐减小。当星体达到地球质量大小时，幔和核已占其绝大部分体积，其外层只有一个约占地球体积0.5%的很薄的固体外壳了；质量再比地球稍大一些，例如海王星和天王星大小的星体，就没有固体外壳了；质量达到木星大小的星体，不久的将来可能会变成一颗恒星；质量达到了太阳大小的星体则变为能发光发热并向外辐射大量能量的恒星了；恒星的质量增大到某一程度，其吸收的暗物质和它抛射的物质会达到一种动态平衡。在某种条件下还可能会引发物质更深层次能量的释放，恒星（甚至整个星系）会爆发，向空间抛射小的星体和暗物质而完成一个循环。

太阳系会首先变成双星系统然后成为聚星系统。原来，宇宙间这么多的双星和聚星就是这么形成的。由行星变为恒星的过程是非常缓慢的，要几十亿年时间。亮度的增加也是非常缓慢的，同样要几十亿年时间。短期内人们很难发觉。因此，所有星体都在不断地生成、长大和消亡。而分布在空间中各向同性地高速运动的暗物质几乎主宰了宇宙星体的演化。这是人们迄今为止所没有认识到的。

到达行星表面的太阳光分别被反射和接收，从而使行星维持稳定的温度，并向外散发热量。此时它吸收的和辐射的能量应该相等。测量表明，类地行星大致是这样，类木行星却是辐射大于吸收。其中以木星最为严重，它辐射的能量比从太阳吸收的能量多2倍以上。这些超支的能量由其内部的能源来补充。类木行星是具有内部能源，能自己发光发热的行星。

类木行星以及太阳内部能源从何而来？它们的来源与大陆飘移的能源是统一的。太阳、类木行星和地球一样地俘获空间中暗物质，这些暗物质一样地凝结成氢，然后进行同样的热核反应而释放出巨大的能量。这就是它们取之不尽、用之不竭的能源。星体的质量越大，吸收的暗物质越多，热核反应越剧烈，释放的能量也越大。因此，太阳永远也不会枯竭。其实，有岩石圈的星体从太阳吸收的能量和辐射的能量平衡后，其内部多余的能量除了进行地质演化外，其余的全部用来熔化岩石圈。当岩石圈熔化消失后，它们就会变成类木行星。由于再也没有需要熔化的岩石圈了，其辐射的能量就会大于从太阳吸收的能量。

这种观点能够从宇宙范围内氢元素和氦元素的丰度测量中得到证实。

根据光谱分析，从天体的尺度看，氢与氦是最丰富的元素，两者之和占总质量的99％，其余的元素仅约占1％。对宇宙学特别有意义的是，在许多不同种类的天体上，例如在河外星系、银河系、太阳、木星和土星上，氢元素含量与氦元素含量之比竟是大体相同的，即二者质量之比约为3比1。为什么是这样的呢？

我们认为，银河系、太阳、木星和土星俘获的空间暗物质聚合成氦后，热核反应开始变成可逆的，即氦可以裂变为氢，二者达到动态平衡后其质量之比约为3比1。因为不断地有氢生成，也就是反应物的浓度在增加，总的来看，反应会沿着正向进行，新生成的氢中只有约25%聚合成氦。这就是占太阳质量约75%的氢为什么不一下子反应完，而是缓慢地进行的机理。不管太阳燃烧了多少亿年，其中氢和氦的丰度基本上保持不变。其它的星系、恒星或质量达到一定大小的星体，如土星和木星也是这样。

因此，暗物质在质量足够大的星体中会转变为“明物质”——氢。这也从另一角度说明，暗物质至少是比元素氢更小和更深层次的粒子。暗物质并不遥远，它就在我们身边。

我们只要把氢或氦在隔绝其它元素的情况下，放入类似于星体的高温高压环境中，等到反应完成后，测出氢和氦的比例，这一过程就可证实。一旦人们普遍地实现了把氢转变为氦的热核反应，就无异于得到了取之不尽、用之不竭的能源。

最后，我们谈论一下地球膨胀的问题。对此，历史上早就有人研究，观点也不尽相同。现将支持地球膨胀的观点简单扼要地综合如下，作为佐证。

林德曼在1927年最早提出地球膨胀学说。他认为大陆飘移来自地球的不断膨胀。

1933年，希尔根伯格根据大陆可以拼合为一个球面的情况，认为地球在其开始时很小，后来由于地球的膨胀，体积急剧增大，地壳受到拉张而破裂，并逐渐分离形成各大陆。1935年他更进一步具体提出，早期的地球半径只有今天地球的一半。

1935年，霍姆根据天体演化观点提出地球的原始半径仅为5430千米，后来，由于地球膨胀使其赤道半径成为现在的大约6378千米，并且由于膨胀作用而使地壳发生破裂，认为红海就是这种作用的早期产物。

卡莱在1958年用古地磁的方法得出早期的地球半径比今天地球半径的一半还小的结论。希尔根伯格得到更为具体的结果：在两亿年以前，地球半径的平均增长率为每年0.17厘米；在这之后膨胀加速，达到每年11厘米。

首先提出有一条环绕全球的大洋中脊和裂谷体系的希曾，在1960年强调指出，地球在不断地膨胀着，膨胀力使得大陆花岗岩破裂成若干分离的大陆地块，大洋中脊轴部是地壳的最薄和最年青部分。

1979年初英国地球物理系与地质系联合会议重新探讨了地球是否在膨胀的问题。会上，澳大利亚塔斯马尼亚大学的S·卡里指出，地球是以指数形式膨胀着的，这种膨胀仅在近2亿年方能辨察出，现今地球半径的增长率是每年5—6厘米。

英国自然历史博物馆的H·阿文从绘制的一系列地球样图中看出，至少在近2亿年内地球确实在膨胀着。

膨胀说认为地球长期以来一直在膨胀着。其依据是大西洋两岸形状的相似性，认为地球表面的主要构造特征是大裂谷拉张构造，从而提出大洋的形成是地球体积膨胀导致地壳拉张破裂的结果。

苏联科研人员认为，自从地球作为一个宇宙体出现之后，其体积不断增大，到目前为止，地球半径已增长了1／3。不久前，他们记录到了各大洋边界的扩展，从而进一步肯定了关于地球半径逐渐增长的论点。他们认为大洋底部的扩展是由于地球深处大量物质向上涌溢，推展大洋底部的地壳。

由于地球的惯性距与其质量和半径有关，所以如果地球是在不断膨胀，那么它的转动将会越来越慢。美国科学家威尔斯根据对古珊瑚虫化石以及当今珊瑚虫日生长线的统计分析表明，自寒武纪以来一年的天数一直在递减，这充分证明了地球自转速度一直在减慢。例如，泥盆纪中期的珊瑚化石每年有385~410条生长线，晚石炭纪的珊瑚化石每年平均有385~390条生长线，而现代珊瑚在一年的生长期中约有360条生长线。

总而言之，大陆不仅是飘移的问题，它最终一定会消亡。从大陆飘移到大陆消亡，这是一条不以人们意志为转移的客观规律。地壳消亡了，人类怎么办？星球迁移是唯一的选择。要把一个星球改造成有水有氧有食物适合人类生活的环境，这一过程一定是长期的，还必须赶在大陆消亡前完成。因此，太空移居就成了人类继续生存和发展的当务之急。

参 考 文 献

1 胡中为, 王尔康. 行星科学导论. 南京: 南京大学出版社,1998