《大自然寻真》

第18章  地下环流与典型海岸地形-1

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18.1  原始液态地球存在着液体环流

       按照15.2～15.3所述的自转力学原理，原始液态地球也与太阳一样存在着液体环流。我们根据核球喷射理论，与所有星球的诞生一样，地球从太阳诞生出来之后来到这里时也是一个高温的大熔液球，而且既公转，又自转，所以整个球体就产生了液体环流。地球的这种液体环流的总趋势也与太阳一样，就是两极附近的熔液会下沉后从球体内向赤道截面方向流去，然后在低纬度上涌到地球表面。由于运动惯性和液体连续性，就会使赤道附近上涌到地球表面的熔液太多，这些过剩的熔液又得从地球表层向两极方向廻流。最后，原始地球整个球体里里外外的熔液就都保持着永不休止的流动了，尤其地球表面熔液的流动相当复杂。地球表层赤道附近朝着两极方向流动的熔液，由于科里奥利力的作用，在北半球（南半球与北半球对称），向着正北方向的运动会逐渐变成了向东北（在南半球则向东南）方向运动。越往北，这个科里奥利力就越大，到了中纬度附近，向东北方向的运动就完全变成了向正东方向运动了。此时，流体再略为向北一点点，它向东的速度就会增加很大，因为在中、高纬度地带的纬度坡度（即相邻纬圈与自转轴距离的差异）很大。但是，由于地球自转的不停顿，使得两极→赤道截面→上涌→赤道表面→两极的熔液环流源源不断，结果中纬度附近向正东方向运动的熔液就拼命往极地方向挤靠，而越挤靠，向东的速度就越大。这样，就使中纬度附近终于形成了自西向东速度很大的熔液急流圈，而两极附近却由于自转离心效应的不断起作用，造成了熔液过度缺失，便形成了大规模激烈旋转的下沉旋涡。这就是原始液态地球表层复杂环流的简单概括。

18.2  原始液态地球的表层熔液环流影响了地球后来的地形

       原始液态地球表层这种复杂的熔液流动终于就影响了后来地球地形的形成。由于地球含有各种不同密度的物质，原始地球又是全球热熔液状态，就使得轻的物质浮上了表面。当然，地球内部液体环流的总趋势决定了轻浮物主要是在低纬度区带被上浮到地球表面，然后再按照18.1中所述的地面熔液环流向着两极方向漂移。最终，这些轻浮物被完全凝固硬化之后就形成了陆地（包括大陆架）。在初期，分散浮了上来的轻浮物会逐渐聚成了块状，这大概是自然界中的物质都有着相互吸引、物以类聚的自然规律吧！这些多成块状的轻浮物，顺着地表的熔液环流在北半球向北、向东北（南半球则向南、向东南）漂移着，逐渐汇入了中纬度熔液急流圈的整圈轻浮物之中。

       本来，聚成了块状的轻浮物，在随着轻浮块底下的承托熔液的流动而被动漂移的过程中，一般都保持着形状不太改变，而且因为相互吸引，使得这些轻浮块的边界都比较整齐。可是，后来随着轻浮块底下承托熔液的逐渐变稠而流速逐渐变慢，便使这些轻浮块再也无法保持整齐的边界了，而是形成了地球上很多典型破碎的海岸地形，例如，斯堪的纳维亚半岛、大不列颠岛、爱尔兰岛、亚得里亚海沿岸、朝鲜半岛等海岸的地形，就是那样的破碎地形。

18.3  斯堪的纳维亚半岛的海岸地形十分破碎的原因分析

       我们观察一下59～71ºN的斯堪的纳维亚半岛（以下简称为斯堪半岛）西北沿岸（见彩图18.3），就可发现岸边陆地的破碎状况令人惊讶。为什么会这样呢？记得中学地理老师说是古冰川造成。但在此要问的是，古冰川到处都有，为什么很多地方就没有出现这种情况呢？而且，如果真是冰川所为，那么冰川滑动磨擦的纹理特征应该十分明显，为什么又不见冰川纹理，而是杂乱无章的小半岛和小岛屿呢？在此，我们还是先顺其自然去推敲它的历史原因吧！如前所述，既然轻浮块在顺着熔液环流的被动漂移过程中，一般都保持着比较整齐的边界不太改变，我们就只能从后期的逐渐凝固过程去找原因了。斯堪半岛的所处纬度大概就是中纬度熔液急流圈之中偏北的纬度。一般地，越偏北急流就越强，所以，浮在急流上面的轻浮物也会同样绕地轴自西向东几乎与急流同步的很快漂移着。随着地表熔液的逐渐冷却变稠，地表熔液环流的速度就会逐渐变慢，直至最后完全停止，当然急流也同样逐渐减慢了速度。但是，浮在急流上面原来快速漂移的轻浮块，却因惯性力的作用无法同步减慢向东的漂移速度。这样一来，轻浮块就好像自己具有了动力一样，变被动为主动地驾驶在相对后退的液面上了。原来是轻浮块与急流的熔液同步向东前进，现在是轻浮块相对于下面减速了的熔液自己自西向东前进，所以其后部边界（即西侧）也就必然不断受到了承托熔液的向后撕拉作用。成块的轻浮物本来就是由很多分散轻浮物相聚而成的，在未完全相凝固在一起之前只是松散的联合而已，受不了强大的撕拉作用，其边缘因此就又重新松开了。轻浮块的边缘虽然相互松开成了小碎块，但也不容易相离散得太远，因为大家都有惯性力，所以还是保持着你追我赶的局面。而且，跟在大轻浮块的后面一起前进，“流速大就压强小”的物理学原理会使小碎块受到了很大的吸力，让它们永远也不会掉队。另外，大轻浮块的前边界（即东侧）就好像变成了船头一样，不断受到变慢了的承托熔液冲刷，也掉下了许多破碎的小块。脱落后的小碎块，潜入大轻浮块底下又潜流到后边界重新浮了上来，然后也会汇入了这个“散兵”队伍之中。于是，随着承托熔液最后完全凝固成了岩石层，浮在上面的轻浮物─—如今的斯堪半岛，其西北沿岸也就现出了如此令人费解的破碎状况了。

18.4  大不列颠岛和爱尔兰岛的海岸情况及原因

       大不列颠岛和爱尔兰岛与斯堪半岛有些不同，它们的前岸边（东岸）和后岸（西岸）都相距不远，从而可以在地图上清楚的相比照前后岸边的情况（见彩图18.4）。显然，这两个大岛的前岸边都比后岸边光滑得多，这就进一步加强了我们在18.3中所推敲的历史原因的可信度了。这两个岛的纬度是50～59ºN，在斯堪半岛纬度南侧，所以熔液急流的速度会小一些，可能主要就是因此而使该两岛西侧的海岸并没有像斯堪半岛那么破碎。

18.5  亚得里亚海沿岸的特殊地形和特别原因

       亚得里亚海是内海，属地中海中的支海，对比其东北岸和西南岸，更是奇妙和令人惊叹（见彩图18.5）。该内海的西南岸边很平滑，东北岸边却很破碎，而且是多成为与主岸边相平行的条形小岛屿，这是为什么呢？相信只有我们用星球自转力学原理的有关知识去推敲其历史演变的办法，才能给出较完美的解释。

       亚得里亚海的纬度是40～46ºN，又在18.4中所述两岛纬度之南，按理说急流速度应该更弱，为何几乎比18.4中两岛产生出更加特殊破碎的地形呢？从流体运动的规律去看，只要平时注意观察就不难发现，这种有较大孔洞的板块在向前移动的过程中，底下的承托液体不仅有向后撕拉的作用，液体还会沿着孔洞的前边界涌起又沿后边界下沉。由此，整个孔洞中液体的运动就会显得比板块外边界液体的运动更激烈和复杂些。正是由于液体的这种涌起作用，才使得亚得里亚海东北岸的轻浮物比较容易被平行于岸边整片地剥离开来。同时，也正是由于后边界液体的下沉作用，才使其西南岸边被收刮得更加光滑，凡是小的、粘附得不牢固的轻浮物都会被吸进板块底下去了。

18.6  朝鲜半岛海岸情况的特别原因

       对比朝鲜半岛的东、西、南岸（见彩图18.6），可知东岸边都很平滑，西岸、南岸就很破碎，这又有力地验证了我们的历史推敲思路的正确性。朝鲜半岛纬度是34～40ºN。所处纬度比较低，为什么海岸还被撕拉得如此破碎呢？因为流速不仅与纬度有关，还与局地环流（如旋涡、波动）有关。轻浮块被撕破的程度也不仅与流速有关，还与轻浮块本身的组成、结构、硬化程度等有关。与前几例不同的是，朝鲜半岛不仅只是西岸破碎，而是西岸、南岸都同时破碎。这说明因为这里纬度比较低，轻浮块还在向东北方向漂移，西岸和南岸都属于后部。当然，这种情况的最大可能，或许是因为急流波动向南弯曲之后又重新向北回弯，轻浮块正好处在流速朝着东北方向的流场位置上。轻浮块相对于自己底下逐渐减速的岩浆向着东北方向主动移去，当然就会造成西、南两侧都被撕拉而破碎了。

18.7  其它的相类似情况

       像南美洲南端40ºS以南、 中国东南沿海（20～30ºN）、澳大利亚（10～30ºS）等（见彩图18.7），都可以见到与前述相类似而不同程度的破碎海岸地形，其成因都是一样的。这其中要注意澳大利亚在南半球，轻浮块是向南漂移，破碎海岸应该发生在朝北方向。南美洲40ºS以南的南端西海岸，破碎的程度也十分严重。中国东南沿海的破碎主要因大块轻浮物向偏北移动而引起，但因纬度较低，还未进入急流圈，所以破碎程度没那么严重。

18.8  墨西哥湾沿岸另一种奇特情况的形成

       仅从地图（见彩图18.8-1）就可以看到，墨西哥湾有很长的沿岸（主要是西北侧）在主岸边之外有一圈平行于内岸，又比内岸边平滑整齐得多的长条形半岛或岛屿，这又是如何形成的呢？墨西哥湾近于圆形，其深度是周围水浅、中央水深，从四周一圈圈地向中心下滑（从彩图18.8-1就已显而易见）。这种情况说明当初在此地正好存在着一个比较强的逆时针方向旋转的下沉岩浆大旋涡（在科里奥利力作用下，北半球的这种旋涡都是逆时针方向旋转），漂移来到这里的轻浮物都被往下吸到熔液里去了。后来旋涡的岩浆凝固下来后就成为墨西哥湾，而周围的轻浮物就成了海湾四周的陆地。通过想象，可以猜测当初在岩浆旋涡的北侧可能是突然闯进了一大团粘性的轻浮物，它并没有全部被粘附固定在海岸的某一个地方，而是顺着逆时针方向旋转着的液流被拉成了长丝状而围绕在海湾的岸边。由于海湾西北侧岸边的形状（即原轻浮物边界）很不平整，岸边附近就存在着一定的准静态岩浆，所以粘性长丝无法完全靠近岸边并一起粘附到原有的轻浮物边界上。海湾南边轻浮物边界的形状比较平滑，长丝的大部分就一起被粘附到原轻浮物边上成了现有比较一般的海岸。这条“长丝”的粘度为什么那么大而很少被拉断，究竟是因为物质特殊还是因为当初的温度正好使其变得特别粘稠呢？这就要请有关专家去进一步检测化验和研究了。

       只看到彩图18.8-1时，有人认为那条长岛应该是人工填海建造的，其实绝不可能。地图比例尺是1:8000000，图中的1毫米宽度就相当于实际宽度8千米，这显然并非人力之所能。我们从彩图18.8-2的实际照片，就可更清楚地见到这些岸边长岛的庐山真面目。显然可以完全肯定它们并非人造，而是远在尚无人类的远古地球就一直存在着，问题是我们要用什么眼光去认识它们。

       无独有偶，在北美洲东岸的哈特勒斯角和卢考特角一带也出现了相类似的奇特长岛（见彩图18.8-3）。在远离内陆的外海洋里会突然现出了一长条连续不断的陆地屏障，如果不从探究其历史成因的角度去分析思考，相信是百思不得其解的。

       其实，有着奇特长岛特征的地形从纽约以东的沿岸早就已经明显出现了（见彩图18.8-4），然后沿着美国东海岸一直向南断断续续地来到了哈特勒斯角就出现了角状的大围湖。虽然从卢考特角再往南就逐渐难以重现相类似的长岛，但海岸的平滑形态都隐约显示出它们也与墨西哥湾南岸的形成相似，是古地球的粘性长丝粘附到原海岸轻浮物的边上所形成的。到了佛罗里达半岛东岸，奇特长岛的形态又再度时隐时现。再到半岛南端，粘性物质就明显向西拐了个弯而漂移进了墨西哥湾(见彩图18.8-5)。

       从连续分析看来，粘性物质可能正是由于在太平洋喷走了月球之后，后助力拉裂了地球背后那尚未完全硬结的轻浮物而形成大西洋时从深处涌出来的内浆。在星球自转力学原理的作用下，引导这些粘性物质漂移的岩浆环流的流动走势，也与现有的拉布拉多寒流完全一样，在格陵兰岛西南侧的戴维斯海峡一直往南流。粘性物质顺着岩浆环流紧靠着岸边被逐渐拉长，一直向南漂移到了佛罗里达半岛最南端，再向西拐弯漂进了墨西哥湾。由此看来，当初的北美东岸和墨西哥湾周围应该已经是几乎硬化和定型了的轻浮物，地球表面岩浆则是尚能自由流动却温度已经不高的液体，而“长丝”的物质却由于是刚从被拉裂的大西洋深处流淌出来而浮在岩浆表面的热熔岩，所以其粘性和可塑性才那么大，能够顺着原来的轻浮物边界从北到南被拉长并绕了那么远。

       原古的整地球浆液环流与现代的海水寒流在大西洋西北岸边的走势完全一样，这也正说明了星球自转力学原理从原古到现在一直都在起着作用，是宇宙间不变的原理。

18.9  为何地球上的半岛方向多朝南

       既然北半球的轻浮物向北漂移，所以在承托轻浮物的熔液逐渐冷却变稠使流速变慢的过程中，一方面，速度来不及相应减慢的各轻浮块的后部边界（即北半球轻浮块的偏南边界），受到了底下的承托熔液进行撕拉打磨的结果，当然就容易造成了半岛多朝南。另方面，速度来不及相应减慢的轻浮块，变成了具有动力的“船”驾驶于承托熔液上面主动向北移去，这些轻浮块的尾部后面由于液体流速快，就压强小，便会吸引来很多小轻浮物尾随着自己并可能逐渐与自己沾附在一起，而尾随的轻浮物一般都是离得越远就越少，所以后来就形成了尾巴尖长的半岛了。按此道理，南半球的半岛应该是多朝北的，澳大利亚也确是如此。但是，由于北半球的陆地比南半球多，所以全球朝南的半岛数量也就几乎是朝北半岛数量的两倍，这是很正常的。