地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎：求索永恒在，争论出真知

    灌浆提示：在1998年10月28~31日中国科学院地学部于北京香山召开的“白垩纪地球整体事件学术讨论会”上，傅容珊给出其根据观测数据得到的最新计算结果：南半球纬度圈呈扩张趋势，其最大扩张率在40°S附近，为每年11厘米；北半球则呈收缩趋势，其最大收缩率在30°N附近，其值为每年5厘米；经度圈以收缩为主，从0°E到125°E范围内经度圈均在收缩，其最大收缩率在45°E的经度圈上，其值为每年1.2厘米；在过去几百万年的时间内，地球总体仅有轻微膨胀，其半径扩张率每百万年小于200米。这个结果与叶淑华院士和杜品仁研究员给出的数据趋势相同，符合马宗晋院士提出的南热北冷、南胀北缩的全球构造特征，得到我的地球体积计算结果的支持。

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海面上涨、火山喷发、地震造山，怪地球膨胀就完事了？

2019-3-1 21:25 

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人类对地球、宇宙永远充满幻想。

如果地球是一个不断膨胀的球体，会发生什么？

地表撕裂、山崩海啸、风起云涌……

慢着，这可不是骤息万变的灾难大片，也不是无厘头的玩笑。

曾经就流传着这样一个学术假说，认为如今的地球形貌是由地球膨胀造成的。

地球像吹气气球一样膨胀起来，情况也许不至于太糟糕。

只不过体积增大可能导致区域海拔上升，热胀冷缩的原理下可能激发火山爆发……

有科学家表示地球膨胀还会造成地球万有引力减小。

换言之，地球上包括人在内的所有物体都随着地球膨胀而变“轻”（质量不变，重力减小）。

假如经过长久的膨胀，大陆极有可能被拆分成几块，而间隙会被海水填充形成海洋。

如此形成的格局画面有点熟悉。

要是再加上一些外力，不就是造成大陆漂移了吗？

这样一来，地球膨胀似乎还能和大陆漂移学说扯上关联。

其实在地质科学的发展进程中，这两个学说确实曾有一段联系紧密的渊源。

照现在看来，大陆漂移学说已经被广泛认可。

而地球膨胀说却被遗留在了历史长河里，鲜有人知晓。

其实早在19世纪，地球膨胀说就已经有了萌芽的势头。

这一假说的支持者来头还不小，其中就有生物界的标杆达尔文、物理学家特斯拉等著名科学家。

查理斯·达尔文

1834年，达尔文远航到达南美洲，发现一处巨大区域的海拔在不断上升。

怪诞的情形随即引发了这群博物学家深刻的思考。

他的导师解释说这是地壳的作用导致的。

而未知的空间与充沛的想象力反而打开了达尔文的脑洞。

他设想海拔上升也许是因为地球的体积正在增加。

这个想法在他脑子里根植，一年来不断延伸扩展。

他跋山涉水观察地球万物，对于地质有了自己独特的见解。

一年间，地球体积会改变的假设不断被他强化和补充。

如果这个假说成立，那么地球当下的地形地貌也都有迹可循。

这套理论解释得了海洋，山脉又怎么说？

达尔文认为，地球曲线膨胀造就了安第斯山脉的形成。

虽然不全面，但一些特别球地形似乎都可以用地球膨胀来解释。

这更加坚定了达尔文支持地球膨胀说的信心。

罗伯托·曼托瓦尼在达尔文的基础上又进行了理论的拓展。

他认为原本的大陆是封闭的一个整体，在膨胀过程中才发生分离。

海洋区域的裂缝进一步扩张，使大陆逐渐相互偏离形成当今的形态。

就像穿着衣服的人快速变胖，最终把完整的衣服撑破为多块破碎的布料。

他还认为频繁发生的火山活动，是由于地球热胀冷缩导致的。

1889年，曼托瓦尼正式提出了地球膨胀假说。

而此时也逐渐出现了大陆漂移的雏形。

直到1912年，德国地球物理学家阿尔弗雷德·魏格纳提出了大陆漂移理论。

阿尔弗雷德·魏格纳

魏格纳认为地球上各自分开的大陆曾经合并成一个古老的超大陆。

他把这个超大陆命名为“盘古大陆”。

但是何种强大的力量才能让盘古大陆分崩离析，裂解成当今的局面？

恰好当时流行的地球膨胀假说似乎很好地解答了这个疑惑。

于是两种学说相辅相成，在成为科学共识的路上扶持前进。

地球膨胀说的支持者不断增加，假说也得到了实例论证。

比如大陆漂移学说遇到了一个关键的问题。

科学家对地球模型进行简单的重排操作，在球体模型上滑动相互隔离的陆地板块。

他们尝试将当今的陆地合并还原成设想的盘古大陆。

但他们发现，盘古大陆并不能完全重新复原在当今尺寸的地球上。

在陆地的边缘，大多会出现无法解释的间隙或者重叠部分。

这时候地球膨胀说的支持者们纷纷跳出来帮忙。

他们的观点是，如果地球缩小至现在的60%，就能无缝融合在一起。

为什么是60%？这个数据也不是空穴来风。

20世纪30年代，德国一位地球物理学家希尔盖伯格用一个模型给出了证明。

他在不同大小的木质小球上排列大陆，重新拟定了一个一个缩小至60%的“远古”地球模型。

后来模型愈加精致，再加上计算机模拟，地球模型也就更加清晰。

但这个60%的缩小版地球却饱含争议。

年轻与年迈的奥特·克里斯托夫·希尔盖伯格

假如地球以如今60%的大小膨胀而来，那么地球起源以来又是怎样的变化历程？

地球现在的平均半径是6371千米。

45亿年前的前寒武纪时期，地球半径只有现值的60%，约3822.6千米。

到了侏罗纪时期，地球半径膨胀至现值的80%，约5096.8千米。

但显然，这些推测的数据后来都被现代测量的真实数据击溃。

这是地球膨胀说空前活跃的时期，却再也没有更多能立足的证据提出。

在这个时候出现了一个相对更靠谱的学说——海底扩张说。

地球膨胀的证据仍不充足，但科学家却证明了海底的确在扩张。

美国地质学家哈里·赫斯发现了大洋中脊*中一种地幔对流现象。

*注：是一条大洋中延伸的海底山脉，现代地质学中认为是张裂性板块边界的一系列火山结构系统。

在大洋地壳中，洋中脊是运动最剧烈的部位，也是海底扩张的源头。

高热流的地幔岩浆不断上涌，上升得到冷却后形成新的洋壳。

新洋壳在洋中脊附近沉积，也推动着旧地壳远离洋中脊。

然后，旧地壳在洋壳边缘的海沟处潜入地幔，最终消亡。

以洋中脊为中心的大洋地壳因此向外扩张。

海底扩张的设想似乎给大陆漂移又提供了新思路。

大洋磁条带的存在就是其最有力的证明。

在地球发展进程中，地球磁场的南北极曾经多次发生转变。

而地壳岩石也会随着调转而重新被磁化。

所以每倒转一次，新生的洋壳都具有当时的磁条方向。

于是以洋中脊为中心，两侧交替形成对称排列的磁条带。

最老的海底侏罗纪时期，根据磁带宽度计算存在年限2.2亿年，与实际十分相符

洋中脊把盘古大陆分割开，间隔区域成了大洋地貌。

而远离洋中脊的地壳相对稳定，所以保持了原本的陆地性质。

这也形成了构造不同的大陆地壳与大洋地壳。

这一系列的地质证据促使海底扩张说成为主流学说。

大西洋中脊

到了20世纪60年代，以海底扩张为理论依据的板块构造说强势崛起。

1968年，法国的勒皮雄首次将全球地壳划分为太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极洲板块六大板块。

板块之间的聚合、张裂与错动三种运动方式共同影响地貌形成和地质变化。

而地幔对流则是板块运动的主要驱动机制。

板块区域与火山爆发位置

于是板块运动与地球膨胀成了完全对立的两种假说。

而不断涌现的证据表明，板块构造说显然上风。

地球膨胀说逐渐没落，被打击成“伪科学”并埋藏在历史的运河里。

解释大陆漂移现象的地质学理论，也变更为了板块构造论。

地壳板块作用力

海底持续扩张，难道不会导致地球膨胀吗？

会，但地球半径平均每年大概只增加一根头发的厚度（约0.1毫米）。

2011年NASA采用高精度空间大地测量工具，测得这个数据。

所以严格来说，在测量不确定性范围内，目前的地球并没有变大。

而在此之前，我国也有研究者分别观测计算南北半球的体积变化。

早在上世纪末，中科院地学部就从实际数据中得出结论：

在过去几百万年里，地球总体仅有轻微膨胀，半径扩张每百万年小于200米。

这彻底破除了地球膨胀说的理论壁垒。

但也正是因为地球的稳定，才让生命存在有更大的可能。

为海底扩张说做出巨大贡献的Warren Cray和Klaus Vogel

地球膨胀的幻想最终被现代测量技术给击得粉碎。

但不得不说，在地质科学的发展中，地球膨胀说也不失为一个启发性的思路。

起码它也曾给大陆漂移学说助了一把力。

而如今回顾这门伪科学也许充满讽刺，但当时科学家做出的探索努力不可磨灭。

*参考资料

Expanding Earth. Wikipedia.

Stephen Hurrell. Earth expansion: mainscientific evidence[J]. Dinox.org, 2018.01.27.

Meg Neal. We've Been Wrong Before: TheExpanding Earth Theory[J]. Popular Mechanics, 2018.08.03.

许浚远, 程智, 毛克彪, et al. 地球膨胀的极限：45亿年不超过450公里[J]. 全球变化- 杨学祥工作室, [2](1.).

Sudiro P. The Earth expansion theory and its transition from scientific hypothesis topseudoscientific belief[J]. History of Geo- and Space Sciences,5,1(2014-06-20),2014, 5(1):135-148.

邹为雷, 张婉. 大洋磁条带的奥秘[J]. 地调局航空物探遥感中心, 2017.12.21.

AlanBuis, Whitney Clavin. NASA Research Confirms it's a Small World, After All[J].NASA, 2011.08.16.

http://blog.sciencenet.cn/blog-2966991-1165045.html

地球膨胀的极限：45亿年不超过450公里

已有 3631 次阅读 2012-4-9 09:56  

               地球膨胀的极限：45亿年不超过450公里

杨学祥

吉林大学 地球探测科学与技术学院, 长春  130026

摘  要  本文通过资料分析和模型计算，证明地球半径膨胀的最大极限不超过450公里，与地球膨胀理论相差甚远。

关键词  地球膨胀；体积变化；扩张速率；测量数据；现代技术

根据地球膨胀理论，Owen 提出，自侏罗纪以来地球半径为现值的80%，即5096.8公里；Glikson认为前寒武纪地球半径只有现值的60% ，即3822.6公里。地球现在的平均半径为6371公里。这一结果在科学界引起重大争议。

在1998年10月28~31日中国科学院地学部于北京香山召开的“白垩纪地球整体事件学术讨论会”上，傅容珊给出其根据观测数据得到的最新计算结果：南半球纬度圈呈扩张趋势，其最大扩张率在40°S附近，为每年11厘米；北半球则呈收缩趋势，其最大收缩率在30°N附近，其值为每年5厘米；经度圈以收缩为主，从0°E到125°E范围内经度圈均在收缩，其最大收缩率在45°E的经度圈上，其值为每年1.2厘米；在过去几百万年的时间内，地球总体仅有轻微膨胀，其半径扩张率每百万年小于200米。这个结果与叶淑华院士和杜品仁研究员给出的数据趋势相同，符合马宗晋院士提出的南热北冷、南胀北缩的全球构造特征，得到我的地球体积计算结果的支持[1]。

这次学术讨论会的结果表明，地球膨胀理论难以得到现代测量数据的支持，其成因存在重大疑点[1]。这是一场著名的国内学术界关于地球膨胀理论的争论。

短期的地球自转速度变化可能影响到地球体积的测量精度，因为在星体体积不变时，地表面积随星球的扁率变化而变化，地表面积的变化并不能代表地球体积的准确变化^[2]。孙付平等人根据GPS和VLBI组合的数据解算的体积变化率达到-1.5937×10¹² m3·a^-1，相当于地球半径每年大约缩短3～4 mm，表明地球整体上处于压缩变形中^[3]。申文斌等人假定地球为标准球体（一级近似），采用ITRF2000的站坐标和速度，利用Delaunay算法生成的三角网逼近地球形体，计算出了地球的体积变化，得出地球整体膨胀率为0.54mm/a左右^[4]。截然相反的结论表明，正确结论的得出有待于模型精度的提高。

据2011年8月21日腾讯科技报道，自达尔文时代以来，科学家们一直在推测岩质地壳可能出现扩大或者收缩的情况，直到发现了地球板块运动的构造理论，解释了地球大范围岩石圈的运动。即使在接受板块构造运动的半个世纪前，一些地球科学的研究人员还是以各种理论来再推测地壳可能出现扩大或者收缩。目前，美国宇航局使用的研究小组使用了空间测量工具以及一个新的数据处理技术，并没有发现地壳（最外层的部分）出现统计学意义上的明显扩大，年变化值在0.1毫米。这一份研究成果已经发表在《地球物理研究》快报上的。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)领导的科学家小组通过精确测量发现，地球半径年变化值为0.1毫米，大约为人类头发的厚度。以此速度，地球半径膨胀每百万年小于100米，每亿年小于10000米，以地球45亿年的历史，其半径总膨胀小于450公里，小于地球现在半径的1/14。

1998年傅容珊给出其根据观测数据得到的计算结果更接近事实，地球膨胀理论正在经受现代科学技术的检验：有限膨胀是可能的，成倍膨胀缺乏根据。

参考文献

1.       杨学祥. 与地球膨胀有关的数值估计. 地壳形变与地震, 1999, 19（4）：80~85

2.       杨学祥. 地球表面积的计算. 长春地质学院学报, 1987, 17（3）：346-352

3.       孙付平, 朱新慧, 王 刃, 等. 用GPS和VLBI数据检测固体地球的体积和形状变化. 地球物理学报, 2006, 49(4)：1015-1021

4.       申文斌, 张振国. 利用空间大地测量数据探测地球膨胀效应. 测绘科学, 2008, 33(3): 5-6.

http://tech.qq.com/a/20110821/000020.htm

http://www.bzxhw.com/2011-8/21/818-4461-75846.htm

http://tech.china.com/science/nature/11023062/20110822/16720406.html

http://post.discovery.tom.com/s/D7000B196129.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-557070.html