地热：地球威胁与终极抉择

地　热

在太阳仍处于主星序阶段的这未来几十亿年里，看来不会有什么大小可观的外部天体（连月球在内）能对我们地球构成严重的威胁。既然如此，我们暂时且不管宇宙的其余部分，⁽¹⁾而来专门考察一下地球这个行星本身。

在不涉及任何外部闯入的天体的情况下，难道会出现什么只同地球本身有关的灾变吗？譬如说，这个行星会不会在毫无预兆的情况下突然爆裂开来？它会一下子裂为两半吗？它的整体性会不会以某种方式受到严重破坏，从而引起一场第三类灾变，使地球不再是一个适合居住的星球？

原来，地球是非常炽热的天体，只是它的表面已经冷却。

地球的热量来自46亿年前聚集在一起挤压而形成地球的那些小天体的运动的动能。那些动能转化成热量，把原始地球的内部熔化。而且，几十亿年过去了，地球的内部至今也未能冷却。所以会这样，主要是因为地球外面的几层岩石导热非常不好，传热极其缓慢；几十亿年来，由地球向周围空间散发的热量相对说来微乎其微。

不过，没有什么东西能够是绝对的绝热体，所以地球总还是会散失掉一些热量。然而尽管如此，地球并不见冷却。在地球的外面几层存在着好几种放射性原子，其中特别重要的有4种，即铀238、铀235、钍232和钾40。这些原子衰变得非常慢，尽管地球已经存在几十亿年，它们每一种至今都还有一些没有衰变。诚然，目前铀235和钾40已经衰变得所剩无几，但铀238才只衰变了一半，钍232只衰变了1/5。

原子衰变所产生的能量转化成了热量。单个原子衰变所产生的热量固然微不足道，但是大量原子衰变所产生的热量却至少可以补偿地球内部向外散发掉的热量。因此，地球如果因此而有什么变化的话，那就不仅是不会损失热量，反而会缓慢地增加热量。

这样一来，不断增加着热量的地球的炽热的内部（有人估计在地心温度高达2700℃）便有可能产生一种爆炸力，最终冲破冷却的地壳，就像一颗巨大的炸弹那样爆炸开来。那时，在曾经是地球的轨道上便只会留下一圈小行星带。

这种推理之所以有道理，首先是因为事实上在火星和木星轨道之间已经存在着一个小行星带。这个已知的小行星带是怎样形成的呢？1802年，德国天文学家奥伯斯（Heinrich W. M. Olbers，1758—1874）发现了2号小行星智神星，他马上就作出这样的猜测：最早发现的小行星谷神星和他所发现的小行星智神星两者都是过去曾在火星和木星之间运行的一颗大行星发生爆炸以后留下来的碎块。现在我们已经发现了数以万计的小行星，所以小行星是大行星爆炸后留下的碎块这种看法，在今天看来就更加可信了。

这方面的另一个有利的证据是掉落在地面上的陨星（有人认为它们最早是起源于小行星带），它们有90%是石质陨星（陨石），10%是镍铁陨星（陨铁）。这样的比例似乎正好证明它们是一颗有着一个由镍铁组成的内核和一个由岩石组成的壳体的行星爆炸后的碎块。

地球的组成差不多就是如此，它的内核（地核）占到地球体积的17%。火星的密度比地球小一些，因此，同地球相比，它的内核（火星的最致密的部分）所占的比例也要小一些。如果认为那颗爆炸了的行星原来同火星差不多，那么就可以说明石质陨星和镍铁陨星之间为什么是那样一种比例。

在大量的石质陨星中，甚至还有2%—3%的碳质球粒陨石，它们含有数量不少的轻元素，有时甚至会以水和有机化合物的形式存在。这些轻元素可以认为原来就存在于那颗爆炸行星的最外一层壳层中。(www.xing528.com)

可是，小行星起源于一颗行星爆炸的理论听起来虽然不错，可是并未得到天文学家的公认。全部小行星的总质量，据估计，充其量只有月球质量的1/10左右。如果这些小行星原来是一个天体，那个天体的直径大约只有1600千米。那个天体那样小，它的中心就不会太热，因此我们找不到充分的理由认为它会发生爆炸。一个只有中等卫星大小的天体是极不可能发生爆炸的。

另一种对小行星带的解释倒十分合理。那就是，木星在成长过程中从它邻近的空间扫走了过多的质量充实自己（因为它已经具有相当大的质量），结果在现在小行星带的区域剩下的物质太少，以致不足以再聚积成另一颗行星。事实上，由于剩下的物质太少，连火星也未能长大成具有像地球或金星那样的大小，因为它捕获不到足够的物质。

因此，小行星带的物质之所以未能聚集成一颗行星，多半是因为它们的质量太小，因而所产生的总引力场太小的缘故。更何况，邻近的木星引力场的潮汐效应还会阻止它们这样做。结果，那里的物质只能形成一些不大的小行星，它们彼此再发生碰撞，于是就产生了众多的比较小的天体。

总之，目前趋于一致的看法是：众多的小行星并不是一颗行星爆炸后的产物，相反，它们是未能形成一颗行星的遗留下来的物质。

既然在火星和木星之间的空间未曾有过行星爆炸的事件，我们当然没有理由认为别的某颗行星却会在将来发生爆炸。事实上，我们决不要低估了引力所起的作用。在一个像地球这样大小的天体的内部，引力是起主导作用的因素。内部的热量所具有的膨胀效应绝不足以克服引力向内的拉力。

我们也许会奇怪，地球体内原子的放射性衰变为什么不会把温度升高到发生危险的程度。即使我们不用担心地球会发生爆炸，但是，如果温度上升到把整个地球都加以熔化，那么，目前的大气和海洋都将消失，剩下的地球则像一个巨大的液滴继续转动，而且仍将在它的引力作用下维持成一个整体而不散。（有人认为木星就是这样一个转动的液滴，它中心处的温度高达54 000℃；当然，木星的巨大引力场强度则是地球的318倍。）

如果地球被加热到把自身整个（连同地壳和其他的一切）都熔化了，不用说，那肯定会是一场名副其实的第三类灾变。地球不用发生爆炸，生命也可能全部完蛋。

然而，甚至这样的事情也不会发生。地球的天然放射性一直在不断地减弱，从整体上说，目前剩下的已经不到地球刚形成时的一半。地球既然在它的头一个10亿年中都未能完全被熔化，那么它今后更不会被熔化。退一步说，即使地球的温度自地球形成以来一直在以一种不断减小的速率在增加，因此目前尚未熔化的地壳在今后仍有可能熔化，但是由于今后的温度肯定会上升得十分缓慢，人类将有充分的时间去设法离开地球。

其实，地球内部的热量多半会保持不变，或者，由于地球的放射性不断减弱，它的热量还会从某个时候开始非常缓慢地减少。所以，在遥远的将来，地球多半反而会越来越冷。

那么，地球变冷会对生命造成威胁，从而导致一场灾变吗？如果只是考虑地球表面的温度，我们完全用不着担心。地球表面的热量几乎全都来自太阳。一旦太阳停止照射，地球表面的温度全都会下降到比今天南极的温度还要低，地球内部的热量对这种情况帮不了什么忙。但是，即使地球内部的热量全都失去，只要太阳仍然在照射，我们就不会感觉出地球表面的温度有什么变化。不过，地球内部的热量毕竟还是我们人类熟悉的一些现象的动力。在太阳继续照射的情况下，地球内部热量的散失到底会不会引起什么灾变呢？

我们根本用不着去分析这个问题，这种事情是绝不会发生的。这是因为，放射性的减弱和地球内部热量的散失是一个极其缓慢的过程，在太阳离开主星序以前，地球肯定会一直保持有一个炽热的、同今天完全差不多的内核。