第一篇第2章古老的地球
开天辟地
中国神话传说中，盘古手持神斧把连在一起的混沌黑暗劈开，造就了“天”和“地”
，这就是人们常说的“盘古开天地”。在西方，许多国家都把耶稣诞生的日子作为地球的出
生日。他们认为，公元前4004年10月23日上帝创造了地球。后来又出现了地心说，认为地
球是万物的中心，太阳、月亮、恒星都围绕着地球转动。直到哥白尼提出日心说以后，人们
对地球的起源才逐渐有所认识。但是，直到现在，关于地球是怎样诞生的，还没有一个统一
的认识，只是一些假说。其中最主要的有“星云说”、 “相撞说”和“星子假说”。
“星云说”最早是由德国哲学家康德提出来的。他认为，太阳系是由星云形成的，地球同太
阳、月球和其他行星都是太阳系里的一员。几十亿年前，太阳系只是一团充满气体和宇
宙尘埃的星云圈。它不断运动转化，中心先形成一个质量巨大的发光体，这就是最初的太阳
。接下来太阳周围的宇宙尘埃在运转中发生碰撞，就像滚雪球似的，形成了行星的胚胎。地
球就是这些胚胎中的一个。地球形成的初期，温度很低，物质大多处于固体状态。地球不停
歇地运转，随着体积的增大，内部放射性元素释放的热量使地球温度升高，最后全部熔
融了。在重力作用下，最重的物质沉降到地球最深处形成地核，较轻的物质紧靠地核形成地
幔，最轻的物质在地幔外面形成地壳。
“相撞说”是与康德处于同一时期的法国博物学家布丰率先提出来的。相撞说认为，几十
亿年前，太阳和彗星在运转中不知道是谁脱离了自己的轨道，进入另一个轨道发生碰撞，
使大量物质分离出来。这些物质慢慢冷却形成行星，其中一个就是地球。布丰的
观点一出笼就遭到许多人的反对，因为，彗星与太阳相比，实在是太悬殊，即使发生碰撞，
也不会影响太阳，就好像鸡蛋碰石头不会碰掉石头的一丁点碎末一样。不过，布丰的相撞理
论却成了他以后200多年一些假说的基础。
1900年，美国芝加哥大学的天文学家莫尔顿和地质学家钱柏森提出了他们的“星子假说”
。他们认为“星子”是一个绕着固体旋转的小固体。当某个恒星接近太阳时，由于相互吸引
的作用，一些气团被从太阳内部抛出来，这些被抛出的气团一部分
随恒星而远去，一部分则受太阳的引力作用绕太阳周围旋转，形成自己的轨道。气团的温度
慢慢冷却后，变成了液体，渐渐又形成固体颗粒。这些颗粒就是他们假说中的星子。这些
星子最后聚在一起，形成行星。地球就是其中一颗。他们认为，太阳系的陨石就是星
子的代表，它们是没有形成行星的星子。
地球的形成假说还有许多。比如有人提出“两个太阳假说”，其中一个太
阳被路过的一颗恒星撞坏了，形成了众多的行星，地球就位列其中。
也有人提出了“宇宙尘埃说”，认为太阳系最初是宇宙尘埃和气体组成的一个巨大的圆盘
状烟云。烟云不断旋转，尘埃和气体逐渐密集，其中，固体分子相互碰撞，粘合起来形成行
星，地球就是粘合起来的行星。烟云的中心形成了太阳。
中国地质学家游义勇在总结我国古代地球学的基础上，提出了地球起源的“阴阳说”，认
为地球形成主要靠它的内部因素。
地球的起源假说众多，但是，没有一个是能够自圆其说的，都只是猜想而已，因此，地球
形成之谜还有待于进一步去破解。
地球有多老了
地球是位伟大的母亲，有人说她年迈，还有人说她年轻。地球的年龄到底有多大呢?
人类有文字记载的历史只不过几千年，假如追溯到人类的出现，也只不过200多万年，这
与地球的年龄比较，显得微不足道。那么，人类是否已经无法确定地球的年龄了?不是，人
们首先想到了海水这个“计时器”。河流不断地将盐送入海中，人们把海水中现有盐分
的总量做被除数，把每年全世界河流带进海中的盐分的数量做除数，这么一除，就知道了地
球的年龄是9 000万年至3亿5 000万年。这个数字并不准确，因为，河流带进海中盐分的多
少每年是不一样的。
人们又在海洋里找到了另一种“计时器”，这就是海洋中的沉积物。据估计，每3 000年至
1万年，海底可造就1米厚的沉积岩，地球上各个时期形成的沉积物大约有100千米厚，算起
来形成这些沉积物大约用了3亿年至10亿年。除此之外，人们还采集冰层来探求地球的年龄
。但这些方法总还有一些不足之处。看来，必须有一种稳定、可靠的天然“计时器”，才能
比较准确地计算出地球的年龄。
随着科学发展，科学家们发现，地壳岩石中蕴藏着放射性元素，这些放射性元素按速
度衰变。例如，1克铀235，每年有1/74亿克变为铅元素。所以，根据岩石中已有的铅
和铀的对照，可推算出这岩石的年龄。
科学家们用放射性元素的同位测得了地球上岩石的年龄，在大洲大陆上找到了30亿年以上
的古老岩石，最古老的岩石算南极洲的火山岩，离现在已有40亿年左右。经过测算和校正，
现在国际上认为地球的年龄为46亿年。也有人认为，从熔岩冷却到固体岩还要一定的时间，
因此地球大约在50亿年前开始形成的，其年龄与太阳的年龄基本上相同。与我们日常相处的
地球竟是如此的古老!
真的有十八层地狱吗
我国古代有一种迷信的说法，认为罪孽深重的人，死后也不能逍遥法外，他们经过阎
王爷的审判后，将根据所犯下的罪行，被打入地下深处的十八层地狱，永遭惩罚，不得翻身
。在西方世界，也有类似的说法，那些作恶多端的歹徒和宗教的叛逆者，死后必将入地狱，
备受磨难，痛苦不堪。
地球内部到底是什么样子呢？真的有十八层地狱吗?
近代科学研究告诉我们，地球内部确实是分层的，只不过没有十八层。从地表向下，可以大
致分为三层，即地壳、地幔和地核。其中地壳最薄，如果用鸡蛋作比喻，地壳的厚度比鸡蛋
皮厚不了多少。地壳还有另一个特点，这就是薄厚不均一，大陆部分较厚，有的地方可达
60公里，平均厚度约为35公里；大洋部分较薄，最薄处仅3公里，平均厚度约为7公里。地壳
通常进一步划分为两层，第
一层为硅铝层，主要成分是硅和铝，与大陆块有关，代表性岩石是花岗岩。第二层为硅镁
层，主要成分是硅与铁镁矿物，与大洋底有关，代表性岩石是玄武岩。
地幔是指从地壳到地面下约2 900千米的一层。其中到地面下约1 000千米的那一层，又称为
上地幔；从距地1 000千米到2 900千米的那一层，又称为下地幔。它们是熔融状物质，温度
很高。从地幔到地心的那一层称为地核。地核又以距地面约5 100千米作为分界点，分为内
核与外核。核心是与太阳表面温度相同的铁质球状体，大小同月亮相仿。如此说来，“地狱
”应该是六层，而不是十八层了。
地球内部的分层是怎样得到的呢？
科学家们是通过对地震波的分析研究，获得关于地球内部结构的信息的。地球内部的主要
分层是根据压缩波(P波)和切变波(S波)的波速随深度的变化情况划分的，由于地球内部
物质的质量不同，地震波的传播速率自然有不同的变化，因此呈现不同的反应。根据转动
惯量和质量的制约，通过计算，已经准确地求出了整个地球内部的密度分布、压力和各种弹
性的分布情况，地质学家和地球物理学家们通过不懈的努力，不仅揭示了地球内部的分层情
况，还成功地重建了地壳的演变历史。
20世纪后半期，地震学的进展，特别是采用仪器台阵，利用核爆破作人工震源，对各种
波长和地球自由震荡数据做出精确的解释，显著地改进了地震波速分布的数据，包括区域性
的变化。根据地震波速随深度的分布情况，确认“莫霍面”为地壳和地幔的界限，在此界面
上下，P波的波速从每秒65～7公里，突然增加到每秒8～84公里。地核与地幔的边界在2
900公里深处，在此边界上下，P波速度从每秒137公里，突然降至每秒大约8公里，低于
这个界面，S波不再传播。
20世纪末，科学家们对地球的核心又提出了新认识，认为地核并不是很硬，
并且可能还在旋转。假如地核真的比原来想像的还软的话，那么，以往种种关于地核的理论
问题也需要重新核实。但仍有科学家坚持不同的观点，他们认为，地核可能在45亿年前，在
地球充分形成时，甚至更早些时候就诞生了，后来，在一系列巨型流星的撞击下，襁褓中的
地球温度增高，大部分铁质融化而渗入地心，形成液化的金属海洋，冷却后即成为固态铁质
的地核。地核到底是怎样形成的呢？它与地球的其他分层还有什么必要的联系呢？
看来，人们对“地狱”的认识仍然没有停止。