地球地壳陨击成因的若干立论前提

地壳陨击成因的主要依据，可从多个角度说明。

这里取空间角度：地球大气、地壳构造、地壳地质、地幔和地核等。

1．地球大气层并没能地遮蔽大规模陨击

    自从确认了美国亚利桑那陨击坑以后，约半个世纪以来，在地球各大洲都陆续发现了不同地质历史时期的陨击坑，其中有约二百个陨击坑得到国际有关学界公认，被发现的陨石也达数万块之多。这些陨击坑和陨石都是小天体穿过大气层来到地球的直接证据。

从地球陨击坑、陨石和岩层变质年龄——在地球自然条件下，即使发生常剧烈的火山爆发，形成了新的火山灰等火山岩，也并不能形成新的岩层同位素年龄，更何况，地球岩层变质岩层，多数地方并非分布着火山爆发导致的火山岩。

——推断地球大气层并不具备可以遮蔽大规模陨击的条件，结合地球环形山等地貌普遍分布等现象，地球历史上经历的陨击事件，跟月球相似。

2．地球固体构造与其他类地行星相似

    行星表面的固体岩层，为人们观察历史上的陨击遗迹提供了便利。根据遥感地图显示出地球表面的地貌，通过行星比较，结合陨击机制的分析初步推断，地球也是一个陨击坑遍布的星球。地球的山脉基本上都是环形山，多数变质岩层复合在环形山系相关的区域中；直径1000千米以上的陨击坑遍布全球达至饱和。在地球上，海洋和陆地的陨击遗迹呈现了广泛的对应性。如，环形山/海底山脉、盆地/海盆、地质裂带/海沟、环形矿带，等等。除了液态水和生物圈，以及它们参与了成岩成矿过程之外，其他景观要素跟月球相似。

3．地壳地质年龄与其他类地行星相似

地壳环形地质构造中的岩层变质呈现出高度的相关性，地壳岩层年龄从深部到表面呈现出从古老到年轻的分布规律，它们都比地球已经发现的陨石年龄较年轻：

将其他类地行星与地球比较，可以发现其成岩时间与地球表面岩层形成的时间序列比较统一。“现今地表面积的90%是近6亿年形成的，”这与金星、月球等类地天体表面的成岩时间相似。

“大多数陨石，固结年龄为46.7±0.3亿年，对于月球和地球也得到相似的结果。”而“地球上最古老岩石的年龄约38亿年，个别矿物年龄也有41亿年的”。

4．“板块构造漂移说”的地球动力基础不存在

从物理学的原理来看，地球地幔强大的副压场必然伴随着强大的低温场。因此，地幔不可能存在一个高温软流圈层。“板块构造漂移说”的动力基础是不存在的。其次，大陆板块漂移的方向也不符合力学原理，在地球自西向东一个方向自转的条件下，板块不可能长距离逆行，并向多个方向漂移。

5．地球呈现出与陨击机制相关的多种重大地质事件的偶合

银河磁场扰动周期，太阳系小行星带（包括彗星群等小天体）摄动周期，太阳系陨击事件周期，地球历史上的陨击事件发生周期都是耦合的。

地球上的无机矿（包括土壤和岩石）、有机矿（包括煤矿和石油以及天然气，但石油和天然气的可流动性，可能出现多个构造矿体混合的情况，年龄测查不如煤矿准确）、生物化石（如果是原始成矿地点）、成山期、火山期（原发期）和地质断带、溶洞、天坑和地下河形成期，等等，都跟有关陨击构造岩层同期形成。

银河磁场活动周期与陨击周期

根据地球地质年表等资料，结合所谓“冰期”与银磁耦合的研究结论认为，银河磁场扰动和小行星带、彗星群等小天体摄动周期、以及太阳系陨击活动大爆发的周期是耦合的。因此，“冰期”是陨击期。说明“冰期”的研究恰好揭示了银磁活动周期，与陨击活动发生的连动关系及时间分布规律。

地壳构造与陨击机制（摘要）

——兼析“地三说”若干疑点/陆 玲

【关键词】地壳  陨击机制  大陆板块  漂移

【引  言】现代科技的进步，使人们逐步看清许多地外天体的表面景观，人类的足迹已踏上月球，人类的特使——太空探测器更登上了遥远的金星和火星。太阳系类地天体表面普遍分布的陨击遗迹，使人们清楚地认识到“陨击作用是类地行星的一种重要的普遍过程”[1]。但人们却认为地球是一个特例。

数百年来，科学前辈承前启后，建立了一系列地球构造成因的科学学说。如，关于地球岩石圈的“分异说”和关于地壳岩层的“沉积说”等等。在此基础上，还提出了关于地壳构造的“大陆板块漂移说”、“海底扩张说”、“板块构造说”（注：以下简称“地三说”）等等。它们成为了现代自然科学基础学科——地球科学的基础，并支持着与之相关的应用理论和技术的构建。比如，地球地震和火山带形成机制及相关预测技术，无机矿和有机矿带形成机制及其查找和开发技术，地球成岩和成山机制及人居地质环境选址技术等等。 

然而，伴随着科技的进一步发展，“地三说”偏重地球内部过程、忽略陨击作用对地壳影响的“逻辑漏洞”日渐显露。约半个世纪以来，人们在地球上陆续发现并确认了一百多个陨击坑，遥感地图显示出地表环形构造与其他类地行星相似，达到基本饱和程度；1994年的“慧木相撞”事件，以及一次次小天体飞临地球上空的消息都在启示着人们：假如地球大气层并未如前人认为的那样，可遮蔽小天体对地球的强烈撞击，有关地壳构造的理论是否需要重新审视？“地三说”的“逻辑漏洞”是否可被修复？此为本文的出发点。

【正  文】

1．陨击机制与地壳构造

1．1．基本概念

陨击机制是指陨击事件发生时，外天体在与地球岩层发生撞击的过程中，以其产生的特异的压力和温度等条件，使被作用的植物、动物以及有关岩层等物质发生相应的物理、化学、生物等变化的一系列自然条件反射。陨击机制所产生的影响可称为陨击作用，陨击作用的结果通常是改变岩层原构造形成新的环形地貌构造——陨击坑等，同时使陨击主体和被作用的岩层发生新的变质形成环形地质构造——无机矿和有机矿等矿带，并使陨击构造中的岩层发生磁性变异；陨击地震波的影响之广，可达到该陨击靶点的地球对趾区，有的甚至可形成放射坑产生相应的岩层变形、断裂和升降等运动。

陨击成因的地质构造为陨击地质构造，简称陨击构造。除陨击坑和放射坑外，陨击构造还包括所有与陨击作用相关的其他地貌和地质形态。陨击坑由外天体撞击地面靶点形成的中心区、和由强力撞击引发的冲击波向外周辐射形成的环形地貌和岩层变质构成；放射坑由从陨击靶点发出的地震波到达地球对趾区聚焦后转向辐射而成。

本研究初步揭示地球地壳构造是陨击构造的综合形态。

1．2．陨击过程与地壳构造分析

陨击机制表现在陨击过程中，主要过程为：压缩阶段、开掘阶段和成坑后的变形阶段等。

地壳陨击构造包括整个地壳岩层，其中包括：陆地/海洋、高原/丘陵/平原、环形山/海脊、环形裂带/河流/海沟、盆地/湖泊/海盆、溶洞/地下河/地下湖、火山/天坑/花岗岩柱/岩拱、陨蚀岩层、有机和无机环形矿带、放射构造、特异磁场等等，这些地质构造的形成都是以陨击作用为基础的。（略。详见参考文献[2]）

2．“地三说”简介

2．1．“大陆板块漂移说”主要观点

1915年，德国气象学家魏格纳发表了《大陆和海洋的起源》，正式创立了“大陆板块漂移学说”。这一学说认为：现在世界上各大洲，在古生代是一个连接在一起的“联合大陆”，整个陆地的周围被原始海洋所包围。

两亿年前，由于太阳和月球对地球的潮汐力以及地球自转所产生的离心力的作用，古大陆慢慢分裂成若干块，就像冰块浮在水面上一样。这些花岗岩质陆地浮在地球熔岩基底上逐渐漂移分离；美洲脱离了欧洲和非洲向西移动，在它们的中间形成了大西洋；非洲有一半脱离了亚洲，在漂移过程中，它的南端顺时针反向略有扭动，渐渐与南亚次大陆分开，中间形成了印度洋；南极洲和澳洲则脱离亚洲和非洲向南移动，后又彼此分离，形成了今天的南极洲和澳洲。由于“大陆漂移”，大陆前沿受阻形成了褶皱山脉，如南美洲西岸的科迪勒拉山系等等。“大陆漂移”的最后结果，形成了现代大洋和大陆分布的格局。

2．2．“板块构造说”和“海底扩张说”主要观点（略。详见参考文献[3]）

3．“地三说”的“逻辑漏洞”与“地壳陨击成因说”的“逻辑补丁”

自然科学的基础理论必然要以客观事实和科学逻辑为依据。不符者，便存“逻辑漏洞”，这需及时修复。否则，构建其上的应用理论和技术将漏洞百出。

运动是一切物质的属性，大陆板块的“漂移”必然受到力学基本原理约束。以下列举“地三说”有关“逻辑漏洞”，并试用“地壳陨击成因说”的思想修复之。

3．1．关于大陆板块“漂移”的前提

“大陆板块漂移说”认为，在两亿年前，大陆板块是一个被海洋包围着的“联合大陆”。众所皆知，地壳平均厚度约17公里。其中，陆壳约达33公里，洋壳只约7公里。试问，接近洋壳平均厚度5倍的陆壳岩层是怎样被汇聚到地幔某处的？假如“联合大陆”与海洋地幔具有某种对应的承载力的话，那么，它们的承载力则应差异明显。可有些板块裂带的岩层厚度不仅超过了地壳以及陆壳的平均厚度，甚至厚薄相差达到50公里以上。为什么大陆板块的不从较易断裂的洋壳或厚薄差异较大的洋壳与陆壳过渡处断开？此外，这些地壳板块与地幔某处之间能分离么？否则，地壳怎能“漂移”呢？

——根据地壳岩层年龄及其分布，以及在地球发现的陨石年龄分析，地壳是大约45亿年来逐步在地幔表面形成的，上地幔是45亿年前的地表岩层。大陆板块的基本构造是陨击作用所导致的圆环形地质构造交叠分布而成的；由于陨击作用导致的岩层变形，使地壳底部与地幔接触面凹凸不平，其岩层变质没有绝对的界限，玄武岩和花岗岩等化学成分极其接近，并往往混合在一起。地幔和地壳之间还有大量的由陨击作用造成的岩层出气孔道（包括出水和熔岩），其中玄武岩和花岗岩熔岩冷却后形成的柱体（俗称“地幔柱”，其并非都来自地幔——笔者注）随机分布，它们像大铆钉那样把岩层铆紧；地壳的地质裂带分布与陨击作用的影响密切相关，地裂带出现在随机分布的陨击构造边缘地带；水是液态的氢氧化合物，在地表常温和常压等条件下，它与固体岩层（其他化合物）同时产生分异，水体渐渐从高于海平面的固体岩层流向凹陷的地方形成海洋。

3．2．关于大陆板块“漂移”的诱因

中国古人认为，任何事物和现象的存在都有“因缘”。“大陆板块漂移说”以为，古代的“联合大陆”在大约两亿年前开始像冰块浮在水面上那样“漂移”。这些“大陆板块”因何聚汇在一起后，却又“分道扬镳”？

——地球和月球运动具有特定的轨道和转向循序而行，地球岩层的构造运动也相应地稳定有序。如果并没有发生能导致地球运动逆转的重大地质事件，地壳岩层也就没有理由发生聚散逆转的“漂移”。

根据地球岩层的年龄分布、以及地质史上所谓的“造山运动”、“成煤期”、“生物灭绝”、“磁场偏转”等情况来看，约45亿年来，地球经历了跟银河磁场等天体运动周期对应的、与太阳系陨击周期相吻合的多个系列的陨击事件。这些事件一层层地构建了地壳，地壳岩层年龄分布与之相吻合。这其中也包括了两亿多年以来分布在陆壳和洋壳的岩层。或许该年代的陨击事件在某处形成的岩层正好被魏格纳他们“抽样”，成为洋壳只有两亿年历史的“铁证”，这掩盖了洋壳形成时间更加漫长的历史真相。

3．3．关于板块“漂移”的动力来源

“海底扩张说”认为，上地幔里夹着一个“软流层”,洋壳岩层随地幔对流2-3亿年便可“履带”式更新一次。试问，地壳能驮在“软流层”上的固体地幔“漂移”么？在地壳上，这样的岩层“履带”存在么？

——根据地幔的内陨击（指地球地幔形成后期，地球环系的小星子被地心引力“吸积”到地球上的过程）成因推理，上地幔地质构造与地壳的形成机制和结果都颇为相似。其差异主要是陨击体来源的不同，前者来自地球形成初期的地球环系物质，后者则来自地外天体解体的残片。资料显示：在上地幔浅部与地壳一样，同样有地质裂带，如大西洋等地；有地下海等，如中国华北等地的地质构造[4]；在上地幔深部，超强的地心引力使岩层不能流动；地壳与地幔之间的岩层融合一起，地壳没有可“滑动”的界面，地壳是不可能驮在固体地幔上“漂移”的。

在非洲板块、印度洋—澳大利亚板块、欧亚板块等板块之间都没有发现上述岩层“履带”，即使在大西洋海脊两边也不存在类似情况[5]。地裂带的火山活动形成的新岩层极为有限，况且，火山带分布以及超级火山的构造等也显示了其为陨击构造的局部形式，非陨击期的火山活动是以特定的陨击构造为基础的，在有关地质过程诱导下的、地球排气伴随岩浆喷发等过程，是地下气体膨胀、地压缓释、地温融化固体岩层引起的地质过程，它往往伴随着地震，并波及到地球对趾区。岩浆活动并非地幔的“专利”。

3．4．关于大陆板块“漂移”的方向

地球自西向东自转、顺时针的公转、地球及月球引力等定向运动对地球岩层的作用力是综合在一起的。它必然使地表岩层也表现出相应的定向运动，怎可能使岩层从地球的某个“中心”漂向四面八方（大陆板块“漂移”方向图，图1，略）？

——目前，地壳表面岩层主要表现为与地球自转的营力相关的自东向西轻微移动。如，大陆板块经向（东西向收窄）呈现出部分沿海环形山和岛弧的皱折等变形特点。由于陨击作用导致的大量地下气体曾经从地裂带膨出，形成了相应的“开膛山”山脉，长期以来，还有大量的地下气体、水体和熔岩释出，使岩层裂隙略呈两边“回缩”的地貌特征，但岩层并没有“漂移”的迹象。此外，大陆板块定向的整体运动，不可能形成地壳普遍分布的环形山系和环形地裂带，陨击作用则可以。包括魏格纳提到的“大陆板块”在内的、地球上大大小小的岩层板块边缘地裂带都是圆环形的，由陨击作用切割而成。遗憾的是，有关“大陆板块”示意图尚未能将这些板块完整的圆环形裂带标示出来。正是陨击坑“剪”出海陆边界，以下古老的陨击事件就像一把力大无比的剪刀把世界各大洲的版图切割成六大块：

（１）以太平洋西北部、美国旧金山以西海域为中心的，东西径约12500公里，南北径约12500公里；该坑的西部把亚洲和澳洲与北美洲和南美洲（部分）割离；它的东部把北美洲和欧洲割离；

（２）以非洲中部、中非高原为中心的，东西径约10000公里，南北径约10000公里；它把南美洲和非洲与欧洲、亚洲、澳洲和南极洲割离；

（３）以印度洋、印度苏门塔腊岛以东海域为中心，东西径约5800公里，南北径约5800公里；把亚洲与澳洲割离；

（４）以澳洲中部、澳大利亚大沙沙漠为中心，东西径约5100公里，南北径约5100公里；把澳洲与南极洲和亚洲割离。

在非洲与南美洲、欧洲和亚洲之间还有一系列的陨击坑边缘成为原始陆地的边界，在各大洲的陆海交界处还有大量的陨击遗迹交叠，导致了这些边界凹凸不平。

（大陆板块陨击作用切割图，图2，略。）

3．5．关于大陆板块“漂移”动力的大小

将“联合大陆”与现在地球大陆板块分布格局对比，显示了这些板块有的“漂”得很远——非洲和美洲板块，有的“漂”得比较近——太平洋板块，有的基本不“漂”——欧亚大陆板块。地球自转、公转等运动，以及太阳、月球引力与地球引力的相互作用基本是均衡的，板块“漂移”为何显示出如此极端的动力差异？

 ——由于历史上的陨击作用，地壳上随机分布的地质裂带因陨击对趾效应而升降运动，它导致了地壳裂带广泛的凹凸对趾分布。如，北极和南极之间，存在着明显的对趾关系：北冰洋面积为1478.8万平方公里，而南极大陆面积为1400万平方公里。北冰洋的各个地理单元，基本可与南极大陆对应。此外，其他各陆地对趾区板块升降对应运动，也导致部分对望沿海的大陆架呈现凹凸大致吻合的形态。

大西洋海脊跟太平洋等地所有海脊一样，都是陨击成因的环形山脉，它们相当部分与陆壳上相关环形山连在一起，成为完整的跨越海陆壳岩层的环形山系。这些山系中的海盆和“陆盆”（陆地上的盆地——笔者注）也连在一起合成跨越海陆的环形盆地，如阿根廷海盆等。从这些海陆一体的陨击构造可知：大陆板块并没有“漂移”，它们仍然保持在相关的陨击事件发生地。

3．6．关于推动大陆板块“漂移”的动力的作用点

“板块构造说”认为：各个大陆板块边界是以海脊扩张带、消减作用带、转换断层等等构造强烈活动带来分类的。海脊扩张带是大陆板块离散性扩张，也是生长性板块的边缘；消减作用带位于海沟，是敛合性或汇聚性的板块边界。其两侧板块互相碰撞、一块板块俯冲潜没到另一板块下面而消减，挤压作用形成海沟、岛弧，引起强烈地震、火山活动等；转换断层两侧的板块作切割运动，常跟海脊或海沟共生。此外，大陆内还有一种特殊消减作用边界——地缝线，是两板块的碰撞或焊接带，常造成高耸山脉并伴有强烈的构造变形、岩浆活动以及区域岩层变质作用等等。该学说认为，板块间的相互作用也造成了板块内的地质活动。例如：大陆板块体内裂谷的生长，最显著的是非洲大裂谷[3]。试问，这些大陆板块都来自同一“联合大陆”，导致板块“漂移”的主要“能量”分布在地幔里，可为什么它们“漂移”的方式和结果如此悬殊？

——科学家发现，在大西洋中部约有数千平方公里范围的地壳大面积“失踪”，地幔直接暴露在水下3000米左右的海底[5]。大西洋海脊是由多个环形山系局部相联而成，推理该地壳“失踪”的海床原来受陨击事件影响较少，且曾有陨击冲击波把地表岩层推移到环边区形成环形山所致，地幔暴露的地方是有关陨击构造的辐射区。

青藏高原地壳平均厚度约达80公里，跟世界其他高原一样都是受陨击事件影响较多的地方。喜马拉雅山脉分布在中国的以青海省西北部为中心区，东西径约2250公里，南北径约1800公里，基本完整呈椭圆形的陨击构造南部边缘地带，并与其他几个更大规模的陨击构造交叠，其中有的覆盖到太平洋和印度洋。（喜马拉雅山脉卫星地图，图3，略）[6]喜马拉雅山脉出土的海洋生物化石等海洋地质特征显示了发生在海洋的陨击事件冲击波曾经把海底岩层向陆地推移。

非洲大裂谷也是由多个分布在非洲大陆东部的陨击坑的局部裂带相联而成。（非洲大裂谷环形裂带分布图，图４，略）

各个大陆东西部沿海陨击构造显示了偏经向（东西向收窄）变形，这与地球自转等营力对地表岩层作用的方向（与地球自转反向）吻合。有关山脉的皱折并未改变陨击构造的基础特征，原环形构造依然循迹可辨。（亚洲东部等环形地质构造图，图５，略）

4．小结

本文采用比较行星学等科学综合方法，简述地壳构造与陨击机制的关系，企图说明地壳的形成是以陨击作用为基础的。文中采用“地壳陨击成因”的观点，从多方面对“地三说”的“逻辑漏洞”进行修复，并取得与相关自然逻辑统一的效果。以下为两者科学逻辑性比较：

“地壳构造与陨击机制”是现代科学综合研究的新领域，有待人们大胆探索不断创新。文中着重讨论地壳构造的陨击成因，并不能忽视地球内部运动等地质过程的客观存在及其重要性。因为，地外天体的地球陨击作用是陨击事件与地球地质过程的综合作用。

【后记】特别需要指出，科学是人类的思维，人类对自然规律的思索永远都在发展完善之中。文中质疑“地三说”的观点，并不意味贬低这些理论在人类科学史中曾经发挥的重要启迪作用。在特定的历史条件下，“地三说”等地学基础理论都是超越前人的、革命性的、伟大的科学假说。其中许多想象大胆、观念超前、求证认真、不断完善的科学观点，凝聚了好几代科学人信仰的力量和智慧的精华，闪耀着真理追求者的不可磨灭的思想光辉，值得我们永远学习和敬仰。这些学说存在的问题是历史局限性所然，不应苛求前人。对学者而言，事实胜于雄辩，自然规律是检验“真理”的唯一标准，在不断地质疑和完善的基础上继承前人的科学思想，开拓科学新领域，建树科学新理论是历史赋予后来者的使命。

【参考文献】

[1]胡中为,王尔康编著;行星科学导论,南京:南京大学出版社, 1998年8月1

[2]陆玲;地球景观生态陨击成因推想,http://www.science.mblogger.cn/luling2007

[3]胡中为,王尔康编著;行星科学导论, 南京:南京大学出版社 1998年8月38—41

[4]地幔下发现巨大水体北京地下藏着“巨大海洋”,

http://www.cgp.gov.cn 2007年03月07日,世界新闻报

[5] 英国科学家启程调查大西洋深处地壳失踪之谜,

http://www.sina.com.cn 2007年03月05日 15:20, 科技日报

[6]中国卫星地图,www.hua2.com