地球最终的命运是什么可能会超出大多数人的

文章转载自“格致论道讲坛”

地质学按其性质来说，

主要是研究那些不但我们没有经历，

而且任何人都没有经历过的过程，

所以要挖掘最后的、终极的真理，就要费很大力气。

翟明国·中国科学院院士

科学大咖讲科学

北京年

翟明国：神秘的地球及人类的使命36:55来自中科院地质地球所

大家好，我是翟明国。今天我讲的题目是“神秘的地球及人类的使命”。

地球是我们大家生活的地方，应该是最熟悉的。可是实际上，对于地球的很多知识，大家都感到陌生，所以它是个神秘的星球。

近些年来，地球科学及相关问题可以说是“网红”，比如《侏罗纪公园》讲恐龙的灭绝与再现，《流浪地球》讲人类向宇宙的逃亡。与其他国家相比，我国对地球知识的普及做得还不够好，有必要唤起大家对地球知识的渴望。了解地球后，就知道人类对于地球负有神圣的使命。

神秘的地球

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人们见面时常常会问：你是谁？多大了？你从哪里来？要到哪里去？还有一个咱们中国人比较忌讳的问题：你将归往何处？对地球来说，同样存在这些问题。

地球处于宇宙之中。宇宙是时间、空间、物质（能量）的总和，是一个非常庞大的系统。太阳系是宇宙中的一个星系，地球就在太阳系里面。

▲依次为：初期混沌地球早期开始分层

现代蓝色地球将来的地球？

与其他万物一样，地球也有前世、今生和未来。它最初叫“混沌地球”，混混沌沌、没有天、没有地。后来逐渐有了分层，有了地核、地幔和地壳，又有了大气圈、水圈和生物圈，我们称之为蓝色地球。蓝色地球会不会永存？它还会演化，最终成为一个未知的地球。

地球从诞生到现在是46亿年。在这期间，它经历了惊天动地、翻天覆地或者说造天造地的变化。了解地球，特别是大陆的形成演化是自然科学的核心和王冠，这是一个非常深奥的知识。

▲地球结构

地球本身是有圈层的，所以我们说地球是圆的。它的结构就像上图，由地心至地表依次为地核、地幔和地壳。圈层之间并不是静止、僵死的，而是相互运动、有生命的。地球内部有岩浆，可以由火山喷出。什么地方火山爆发了，就说明圈层之间在运动。

打个形象的比方，鸡蛋也有“圈层”：内部是蛋黄和蛋白，外面是蛋壳。鸡蛋的结构也不是僵死的：鸡蛋核可以慢慢孕育出新生命，从蛋白里吸取营养，最后孵出小鸡。

万物的基本形态就是圈层。我们站立在地球表面，因此我们最应该了解的是地壳。

这个地壳有多厚呢？它的平均厚度约17公里，其中大陆地壳厚度较大，平均约为35公里。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70公里。大陆地壳又可以分为下地壳和上地壳，下层是玄武质的，是基性的，二氧化硅含量比较低；上层是花岗质的，呈酸性，二氧化硅含量高。

那么大陆地壳是由什么组成的？是由岩石组成的。岩石有三类，一类叫水成岩，也叫沉积岩，还有火成岩和变质岩，其中火成岩包括火山岩和侵入岩。变质岩是指受到地球内部力量（温度、压力等）改造而成的新型岩石。水成岩、火成岩和变质岩都可以再经过变质。这些石头从地壳浅层“跑”到深处，10公里以下、20公里以下、30公里以下、40公里以下，再次发生变化，不再是原来的结构，而成为另一种矿物。变质岩记录了地球表层岩石所发生的翻天覆地的变化。

岩石又是由矿物组成。矿物有不同的色彩，包括我们平常大家都喜爱的金刚石，红宝石、蓝宝石、祖母绿等。部分矿物还是重要的尖端材料，是我们非常难以人工合成的，能应用于高精度的高科技制造。

地壳又分为大洋地壳和大陆地壳。大家所知的海洋下面的这个底，就是大洋的壳。我们所在的大陆，就是大陆壳。大陆跟大洋的面积比大概是3∶7，前者主要集中在北半球。大洋底部跟大陆一样坑洼不平，也有山脊和洼地。夏威夷群岛就是海底山脉中的一些山峰，最高有1万米以上，比人类所在的陆地最高峰珠穆朗玛峰还要高很多。

地球的运动和运动的地球

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圈层之间是相互运动的、有生命的。所以我们将地球称为运动的地球。地球内部有岩浆、有流体，有水在不断地运动、运移。海可以变成山，山可以变成海。构造运动引发地震，甚至还可以让一整块大陆漂移到另一个地方去。

地球的运动还有一个深刻的含义：地球不是僵死的星球，它是有生命的，从它诞生起就在一天一天地变老。我写了一本书《运动：地球的生命密码》，就介绍了地球的运动。

先民对地球的运动都有所知。比如《左传》中就载有“高岸为谷，深谷为陵”，指的就是高岸变成深谷，深谷变成大土山。还有沧海桑田、麻姑献寿的故事。麻姑说，她曾看见东海三次变为高山，又三次变为海洋。古人都知道山变海、海变山的道理。所以当大家登上高山，看见山顶上的石头含有鱼类化石，一点儿都不用惊奇。因为那个地方在很多很多年前曾经是海，后来变成了陆。

古人对“地动”也很早就有了解，但没有完全解开其中的秘密，很多古人都写了优秀的文章进行探讨，比如屈原的《天问》里就有“八柱何当，东南何亏”。意思是：为什么天不一样高，西边是高的，东边是低的呀？解答为东边柱子倒了。为什么柱子倒了？过去我们有神话，叫“共工怒触不周山”，这就告诉你地球是运动的。

▲地球“变脸”

除了大的运动之外，地球还有规模小一些的运动。我们给了大地震一个词，叫“变脸”。地震之后，大家一看原来的山变低了，原来有树、树倒了，原来有桥、桥断了，原来的路被错断了几十甚至上百米……这都是地球的变脸。

这些照片是在汶川地震1周年拍摄的。

▲日本大地震

大家可能都知道日本年的大地震引发了海啸，造成了核灾难。

地震是地球的一项活动，还有岩浆喷发是大家看得最多的。地震相当于地球的脉搏，岩浆喷发相当于地球的血液。什么时候地球没有地震了，也就没有脉搏了，地球就僵死了。所以我们惧怕的不是地震，而是地球有一天会僵死。

人们一直在摸索地球运动的规律，其中有一项是由魏格纳提出的大陆漂移假说。魏格纳是一名德国气象学家，据说他在屋子里抽着雪茄、喝着咖啡、偶然翻阅世界地图时，发现一个奇特现象：欧洲和非洲的西海岸遥对北南美洲的东海岸，它们的轮廓非常相似；如果从地图上把这两块大陆剪下来，可以拼接成一个大致吻合的整体。他想它们是不是原来在一块儿，后来又分开了，于是提出来大陆曾经漂移过。

这个假说提出后受到了世人的耻笑，也受到了科学家的批评。他并没有更多的知识储备，只是看到了这个现象，做出了图像解密。后来，魏格纳在北极考察时遇到暴风雪牺牲了。50年以后，人们根据大陆漂移学说创造了板块构造理论。

▲超级大陆—盘古大陆（左）与现在（中）

板块构造理论就像一个巧巧板拼图。在2.5亿年以前，各个大洲基本上是连在一起的，后来逐渐分开了、漂开了，成了不同的大陆，就是现在的样子。

有科学家根据现在板块漂移的速度，认为再过2.5亿年大陆又会重新汇聚一次，就像上面那张图所表示的。

当然这是假说，还需要证实。但这个证实我们都看不到，大家也都看不到2.5亿年以前。但这个推测并不是胡乱说的，是根据现在的观测、记录推算出来的。欧亚板块运动的速度有多快呢？相当于我们一年不剪指甲，新长部分的长度就相当于欧亚板块每年运动的距离。

板块构造的深刻道理包括地幔对流、洋底扩张。就像左边这张图，红色岩浆不断喷出来往两边走，形成洋底扩张。右上方是板块俯冲，右下方是欧洲和北美曾经有一条连续的山脉。

板块学说是上世纪六七十年代最伟大的一项自然科学贡献，现在这项科学仍在继续发展。由它我们可以知道地球有三大科学问题：

第一，地球的板块构造是怎么回事？什么时候有板块构造？是地球刚形成大陆就有，还是后来才有的？这个板块构造会不会永远有？以后要不是板块构造会是什么构造？第二，大陆是不是从来就有的？它是怎么长成现在这么大的？第三，水和氧气是什么时候形成的？地球现在的环境是什么时候定型的？

这三大科学问题在地球科学研究中非常前沿，全世界科学家都在

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