地球：收缩还是膨胀？德·博蒙特假说、板块学说之争

地球上的褶皱山脉是怎样形成的？早在16世纪时，著名的意大利天文学家布鲁诺（后因宣传日心说被教会判处火刑）已经有了地球收缩的初步想法。他把地球表面的褶皱和干苹果皮相比；苹果干瘪，内部收缩，表皮起皱；地球也是这样，地壳起皱的地方就隆起成山。

18世纪，关于地球包括太阳系的起源，先后有康德和拉普拉斯的星云说问世。根据星云说的观点，宇宙中曾存在一团炽热气体组成的星云，后来因不断冷却而收缩，星云的中心部分发展成太阳，周围部分发展成行星。星云假说在18—19世纪曾风靡一时，它为地球冷缩说提供了依据。1830年，法国地质学家E·德·博蒙特第一个提出地球收缩假说，公布这一学说的全部内容则是在1850年。这一学说认为，原始地球是一个炽热的熔融火球（地核至今仍处于熔融状态）。因逐渐冷却而收缩，首先在表层凝成固体硬壳——即地壳。但这时地球内部仍没有完全固化，继续散热冷缩，地球的体积和表面积进一步缩小，于是使已凝固的地壳产生水平方向的挤压力而变形，从而造成地层的褶皱，断裂和升降运动，内部的熔融岩浆则沿断裂带侵入地壳或喷出地表——导致火山爆发。后来奥地利著名地质学家E·修斯和瑞士地质学家A·海姆等人都支持并发展了这一理论。

但是以后的研究表明，强烈的地壳运动只是在某些地区和某些时代发生，冷缩说不能解释地球上山脉的分布为什么具有一定的构造方向，而不是像收缩的干苹果一样杂乱无章。另外，像阿尔卑斯山所发现的强烈褶皱，只有在它皱缩的原距离的1/4—1/8才会出现，而要达到这样的收缩，当时地球就需降温2400℃以上，可是根据计算，过去的地球体绝不可能有如此高的温度。1896年，法国物理学家贝克勒耳首次发现铀的放射性质。不久人们就认识到，地球内部藏有大量放射性元素，它们在分裂蜕变时会释放大量的热量。一些人认为地球最初是由一大团冷的从来没有熔融过的微粒形成，并且是朝着变热而不是冷却的方向发展演化的。这是对冷缩说最有力的反对意见。

冷缩热胀是大自然的普遍规律，于是在19世纪末又有地球膨胀说问世。膨胀说作为一个较完整的假说，首先是由德国人希根堡于1933年提出来的。他认为自2亿年前的三迭纪以来，地球一直在膨胀，到今天它的半径大约增大1倍，表面积增大3倍。原始地球没有海洋，现在的各个大陆当时是彼此直接相连覆盖在一个较小的球面上的。后来因地球膨胀，统一完整的地壳表面被撕裂开来，以后裂缝又不断扩大，地球表面的水汇流进去，遂形成今日的海洋，而残存的地壳碎块就是今日的大陆。有人用模型地球试验，估计在一个半径只及现在地球一半的球上，目前所有的大陆块之间都能像七巧板一样拼合得近似天衣无缝。膨胀说似乎可以完满解释南美洲东岸和非洲西岸轮廓，地层，化石的相似性，海洋年龄比所有大陆都小，大洋边缘地壳活动特别剧烈，以及大陆地壳具有硅铝层和硅镁层双层厚结构，而大洋地壳较薄，仅具硅镁层单层结构的现象。它们曾是魏格纳创立大陆漂移说的证据，有趣的是，它们同样也有保留地支持了膨胀说。至于为什么会膨胀，有人设想，地幔上部主要是由橄榄岩和榴辉岩组成，当温度增加时，体积小，密度大榴辉岩就会转变成体积大，密度小的玄武岩，从而引起地壳的膨胀。(www.xing528.com)

进入70、80年代，尽管地学界几乎是板块学说的一统天下，但关于地球究竟在收缩还是在膨胀的争论依然没有销声匿迹。英国科学家凯利就是当今膨胀说的积极倡导者。他在1976年出版下500页的巨著《膨胀的地球》，创设地球膨胀情报交流会，1981年2月主持召开地球膨胀国际讨论会。凯利利用古地磁资料，算出原始地球的半径为4000公里左右，但另一位学者牛来正夫计算的结果是5500公里左右，都比现今地球半径6371公里为小，从而证明地球发生了膨胀。还有人估计了地球膨胀的速度，大约平均每年半径增长0.5毫米。苏联科学院海洋地质研究所近年通过对大洋底部的地质调查，发现洋底裂隙的扩展从未停止过，他们也大力赞成膨胀说。苏联海洋学家通过化验海洋底岩心和珊瑚虫化石的年轮和日生长线，还计算出距今3.6亿年前地球的直径只有今天的2/3。地球体积小，自转速度快，自转一圈所需时间就短，因此那时地球一年有480天。

膨胀说的反对者贝则指出，太阳系的其他天体，如月球，火星和水星在最近40亿年都没有发生过显著膨胀，地球也不会例外，而且对于地幔物质的成分和状态也缺乏可靠资料。

与此同时，还有人推出热收缩的新观点。1983年初，英国剑桥大学天文研究所的利特尔顿教授在他的十部著作《地球与它的山脉》中指出，由于放射性元素的存在，使地球内部温度稳定上升，地核外围的固体地幔不断熔化加入到地核中，于是。地球半径缩小，地壳上推皱缩成巨大山脉，他确信地球每年以1/10毫米的速度在收缩，自从它形成以来，其半径已缩减了300公里；他还说，地球的这种收缩不是稳定出现的，约在30亿年前发生第一次猛烈的收缩，当时地球半径在几分钟内就缩放了70公里，从而在地面上发生剧烈的造山运动。这种活动期每1亿年发生一次，自那以来，已有过20～30次主要的地壳收缩和造山活动期。利特尔顿的新书在当今世界引起了更多的争论。