《大自然寻真》

第19章  地下环流与地磁场

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19.1 现在的地下还会有液体环流

    在18.1中讲的是原始液态地球的环流情况，现在的地下究竟还有没有液体环流呢？我们的回答是：有！目前火山爆发还能喷出热岩浆，说明目前的地下依然还是高温的液体。再者，地球还在自转，所以正如18.8已经指出过的：“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”。因此，地球体内就必定还有液体环流，环流形式也会与18.1所述的一致。

    有文献说：“曾经有过一种说法，认为地壳下面普遍存在着高温熔融的岩浆，这是不正确的。地幔不是岩浆，岩浆是在一定条件下才会产生的局部熔融现象。目前，人类打得最深的钻井在俄国，深12261米，离钻透地壳还很远。……地球内部的很多细节，现在还无法了解清楚。”[28]。奇怪！既然对地球内部细节还不了解，又断言地下不是高温岩浆，这又是何种逻辑呢？这不是科学态度吧！难道历历在目的火山熔岩反而比不上你钻不透地壳而进行想当然的猜测更可信吗？

    按照核球喷射论看来，地球从诞生至今，自转从未停止过，因此其内部环流也未停止过。在马路上走的水泥罐车不停地转动着，罐里的水泥浆就不会凝固又保持了均匀。地球内部的岩浆应该比水泥浆更稀薄，相信也同样不会凝固和基本均匀。硬地壳的形成和加厚只因地球表面温度的降低所致，地壳里的高温和不停的转动就可保证地下岩浆熔融状态的长期保持，因此，地球体内的液体环流也会从远古一直维持至今。目前硬质的岩石圈层对地下环流的影响作用不外与古液态地球表面的轻浮物差不多，两者都像锅盖一样盖住液态的地球。略为不同的仅仅是，原古轻浮物有如漂浮于液面上的一个较小的木盖子，目前的岩石圈层则像是盖住锅面的密实盖子。但是，只要系统内的热源还在，就好像煮开水一样，锅盖密实与否，锅里的开水都照样滚。虽然地球因表面岩浆的逐渐凝固而使表层液体环流都停止了，但仅仅是使整个地球的液体环流少了一个表面层而已，其下面依然是液体，动力又来自内部，自转离心效应也照样在起作用，而且球心附近的热核反应现在依然保持着六、七千度的高温，高温所产生的热能必定要通过液体的流动外传出来，所以地球里必定会保持着原来模样的液体环流基本不变。

    由于原始液态地球的南、北中纬度地带存在着两圈自西向东的液体急流（可参见18.1的分析），所以确信现在的中纬度地壳底下也还是有那两圈液体急流，它们正是产生地磁场的原因所在。

19.2  地下环绕地轴的环形急流是产生地磁场的根本原因

    由于现在地球内部还有几千度的高温，这就足够使物质普遍发生电离。某些原因所造成的正负离子的分离和聚合（详见19.3），以及两极与赤道之间的环流交换，又会使中纬度地带的那两圈自西向东的液体急流，变成为南、北半球的两股带电的大规模的液体流，这在效果上也就形成了两股强大的环绕地轴的环形电流。于是，强大的地磁场就产生了。

    从反方向进行推理，我们也可以认为地磁场的存在正说明了地下有着环绕地轴的电流。再从地磁极位置的微弱年变化，又可进一步证明形成地磁场的地下环绕地轴的环形电流绝非存在于固态电导体之中，而是存在于液体环流之中。这是因为中纬度地下的自西向东液体急流也像大气的西风急流那样都会有一些波动，所以不论大气环流还是地下液体环流，全球的环流总轴线就不可能很稳定地与地轴相平行，都会有一些年际的进动，这才产生了地磁极位置的年变化。因此，我们完全可以从观测得到的地磁场的存在，推理得到观测不到的地下带电液体环流的存在。

19.3  细谈“地磁场倒转”

    有人说地磁场有过倒转，很快又会面临着倒转的灾难，这究竟有无根据呢？这个问题挺重要，它关系到地球人类是否存在着致命的潜在灾难，因此很有必要做认真深入地探讨。

    既然我们认为地磁场由地下液体环流产生，而地下液体环流又由地球自转离心效应造成，那么，只要地球自转的方向没有改变，按理说地磁场的方向也就不会改变。然而，对古地磁的研究结果，人们发现被研究的岩石有些是正向磁化的，另一些却是反向磁化的，这不得不使人承认地磁场确实曾经倒转过。尤其典型的是，“在大洋底部存在着等磁力线条带，而且呈南北向平行于大洋洋中脊中轴线的两侧，磁性正负相间，每条磁力线条带长约几百公里，宽度在数十公里以上……分析终于发现，在过去的7600万年间，地球曾发生过171次磁极倒转……两次反转的平均周期约为42～48万年。目前，地球的磁场方向己保留70万年了，所以，人们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近”（见于网站）。这段话的前半部分的确是地磁场倒转的铁的事实，但后半部分那似乎顺理成章的分析和预测，既是令人毛骨悚然的，也是很值得商榷的。

       既然“两次反转的平均周期约为42～48万年。目前，地球的磁场方向己保留70万年了”，那么，地球人类不是早已经大难临头了，为什么一直拖迟了20几万年而不会马上发生地磁场倒转呢，这不是很奇怪吗？

       最关键的问题在于，究竟应该如何更合理地分析海底磁性条带的形成原因。然而，离开了地球的历史演变过程是无法正确分析出海底磁性条带形成的真实原因的。在此，我们首先具体分析一下正常地磁场的形成经过。情况是这样的，由于同样是液态的地核附近的物质，目前温度还高达六、七千度，原子中的电子都被分离成了自由电子。又因受到了很大的压力，沉重的原子核多被往下压而集中到了地核附近，电子则被挤上地面来。或者说，随着地球内部的液体环流，多数自由电子被带到了地球表层。于是，正常情况下是地球表面带负电，地核带正电。在大气环流中，从低纬度上升的空气都在高空逐渐漂移往高纬度而汇入了中纬度西风急流（南、北半球都一样）。在星球自转力学原理的同样作用下，熔融状态的地下液体环流的总趋势也与大气环流完全一样。于是，地球中纬度地带的那两圈自西向东的液体急流，在实际效果上是包含了大量电子的移动电子流，也即强大的环形电流。因此，按照右手定则，磁场的N极是在地理南极附近，磁场的S极在地理北极附近。这就是正常的地磁场，目前的地磁场就是这个样子。

       难道还会有不正常的情况发生吗？现在是永远不会的了，可是原始地球的地磁场情况就与现在不同。目前地球绕太阳公转轨道的偏心率是0.0167，长半径149597870公里，短半径相当于长半径的0.9998，可见地球的公转轨道已经很接近于圆形。然而，诞生初期的古地球情况就大不相同了。从8.1和8.10的分析就可知道，初诞生地球的公转轨道的椭圆形偏心率是很大的，长半径可以是短半径的很多倍，后来才慢慢收缩演变成了目前的样子。现在地球接近于圆形的公转轨道，使得地磁场的方向很稳定，永远也不会倒转。其实很久以前至今都再没有倒转过了，地磁场倒转的现象只发生在地球公转轨道的椭圆偏心率还很大的早期古地球时期。

       尤其典型并留下了最显著历史印记的是，地球喷走了月球之后一段时期里的地磁场变化，那就是形成大洋海底磁性条带的原因。我们下面就试图具体分析一下，请专家们检审并指正。为了更顺条理地说明问题，我们先复述一下在14.4中所说的：当地球从太平洋喷走了月球之后，“在与太平洋遥相背向的地球背后，从上背脊至屁股处就都被震出了一条大裂痕。地球当时为了缝补前面的肚皮，只顾盲目地将伤口左右（东西）的两片肚皮拼命往前拉，于是顾此失彼，背后的大裂痕被越拉越开，终于就拉成了S形的大伤口，而且因反冲力的作用使内部的浆液从中间处往上涌。……伤口中间的主伤痕上涌的浆液变硬后，又使伤口中线多了一道同样是S形的峺（海岭）”。无论太平洋还是大西洋，当时这种洋底内部浆液上涌直至完全静止下来的过程，并非像我们目前所能见到的地面上的任何事物那么快就完成了，而是一个千、百年的过程，因为地球的巨大质量形成了巨大的惯性又呈液体状态，这就决定着它是一个很长的时间过程。地球绕太阳公转一周是一年，因此地球每年都要经过近日点一次。然而，当时地球公转轨道的椭圆偏心率很大，所以近日点比远日点距离太阳近了很多很多，这就给海底磁性条带的形成创造了必要的条件。

       与前述的地球表、里带电的同样道理，也使太阳表面带负电，日心附近带正电。可是，太阳与地球相比，不仅质量大得多，温度也高得多，所以日心附近的压力和温度都比地核附近大和高很多个量级，因此太阳表面负的静电场非常巨大。容易想象得到，当地球公转来到近日点附近时，受到太阳表面无比强大的负静电场的吸引作用之后，地核附近所积聚的正电荷肯定会发生“底朝天”的变化。具体说来，随着地球的逐渐靠近近日点，地核的正电荷就会逐渐顺着液体环流沿着赤道截面附近上升来到地球表面，然后再逐渐漂移到了中纬度上层那两圈自西向东的液体急流之中。地球越靠近近日点，液体急流的正电荷就积聚得越多，最后终于就会使急流整体反过来带上了正电，从而地磁场也就倒转过来了。随着地球重新逐渐远离太阳向着远日点移去，在地球本身内因的作用下又会逐渐恢复表面带负电，地核带正电，于是地磁场又恢复了正常状态。一年倒转了一次。大西洋这个“S形的大伤口”是南北向，从洋底中线上涌不止的浆液，由中心分别向东西两侧外溢出去，又遇水冷却逐渐凝固下来，就把这种地磁场倒转的情况，像磁带一样记录了下来，正好形成了彼此相平行的典型磁性条带，成为古地球历史变迁永不改变的实证了。当然，当大洋的盆底完全停止了浆液上涌的现象之后，那种记录古地球历史变迁的“磁带机”也完全停止了工作，所以尽管那时每年发生的地磁场倒转现象还依然会继续维持很久很久，一直维持到地球公转轨道的椭圆偏心率足够小，地球到达近日点时已经不再发生里外电荷的“底朝天”变化，地磁场就再也不会发生倒转了。但是，从“磁带机”完全停止工作一直到地磁场不再发生倒转的漫长年代里，却再也没人去做记录了。浆液一旦停止上涌，洋底的硬地壳就逐渐加厚。时至今日，海洋硬地壳已经加厚到了好几公里，这整个漫长的海洋地壳的后续加厚过程，就肯定是与大洋海底磁性条带这些历史实证的形成再无关系了。显然，古海底“磁带机”所记录的磁性条带，虽然可以证明古地球发生过171次磁极倒转，这只能说明地球喷走月球后所造成的内部浆液上涌维持了171年。当时的地磁场每年倒转了一次，而不是42～48万年倒转一次。

       从上面的分析反过来看，大洋海底磁性条带的存在，又成了“月球从地球喷射出去”的另一个有力的历史实证。而且，这种历史实证又证明了地球喷射出月球的时候，地球的公转轨道椭圆偏心率很大，近日点离太阳很近。对于人工收藏的一件珍贵的古董，人们往往会用“价值连城”加以形容；对于地球自己天然收藏的这样一件历经亿万年的老古董，未知用什么词汇来形容才合适，恐怕这才是真正的“无价”了吧！大洋海底磁性条带确实是难得的稀世珍宝，关键就看有没有人看懂了它。能看透了，它就是无价的古董，看不透它就会令人毛骨悚然，感到将有大难临头。

       除了上述的海洋特殊情况之外，要补充说明的是，陆地磁矿岩石的形成可能又有另一些情况值得考虑。其实，地下带电液体环流有个总的合成效果，它就造成了地球的总磁场。就好像大气环流有很多热带气旋和温带气旋等中、小尺度环流一样，地下液体的中、小尺度环流肯定也很多。在这些地下液体的中、小尺度环流中，由于当时的物质带了电荷，就形成了局部的环形电流和局部的磁场。在地球诞生后不久，地壳的某些岩石正在凝固的当时，如果处在地球总磁场的影响之下，则所固定下来的岩石的磁化方向就与总地磁方向一致。相反，在局部磁场影响下所凝固下来的矿石，其磁化方向也就不一定能与地磁场方向相同了。此外，地壳在形成初期发生过很多变动，经过了多少万年、亿年的变迁，某些岩石被改变了原来的方向也是不足为奇的。这些另外的种种因素，就是造成陆地上的磁矿石的方向不是完全一致的原因。