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地球有46亿年的演化历史,其演化历史和过程是极为漫长而复杂的。人类的出现和人类活动,相比于地球本身而言,是一个十分短暂而且微弱的事件。但地球作为人类的生存环境和生命活动的载体,探讨地球活动的规律以及其地质构造特点有重要的意义。
对于地球形态的认识,经历了天圆地方、地心说、日心说等多个阶段。这些学说与人类所拥有的认知手段和知识经验密切相关,是一个随着认知手段进步而模型逐步修正的科学过程。现代的遥感遥测、空间测量以及大地测量已经确认了地球是圆的。但是对地球形态的进一步的研究表明,地球并不是严格的旋转椭球体,而是一种梨形的或者非常复杂的形体,是一个不规则的椭球体,表面凹凸不平。这与地球的内部结构、物质运动以及其活动规律有关系。
地球的内部结构主要是依据地震波传播速度的变化来确定的。形象地来说,地震波像一盏灯一样,可以通过地球物理的观测来照亮地球的内部结构。地震勘探的震源包括天然震源和人工震源两种,地震波速和纵波、横波的特征与地球内部物质的性态相关,我们可以借此判断地球内部物质的性态。根据地震波特征,人们提出了以古登堡界面、莫霍面等为分界的“鸡蛋模型”,进而发展出了更为复杂的“三明治模型”、“核桃流变模型”等。这是一个随着认识深入而不断修正的模型,表面上是更加复杂,其实是更符合实际、能解决更多的问题。从内核、外核到软流圈、岩石圈,再到外部的水圈、大气圈和生物圈,这些圈层其实是相互作用的。这些相互作用就是我们现代地球科学的发展的前沿问题,即为地球系统科学。
关于地球的构造活动规律,即涉及到地球演化的原因或者叫做地球动力学问题是地质学的核心问题,也是当代地球科学最重大的基础理论问题。关于此,有许多假说在努力阐明其特征或机理,主要可分为四大类。第一类为依据大陆整体运动特征提出的收缩说、膨胀说、脉动说、潮汐说等。第二类为依据大洋探测和深部探测提出的海底扩张说、板块说等。第三类为反对板块构造的动力学说,有重力分异说、涌流构造说等。第四类为依据天体研究提出的星际作用说,陨石撞击说等。这么多假说的存在,一方面说明了地球本身构造和动力来源的复杂性,另一方面,也说明了我们对于地球构造活动规律方面的研究,还有很多工作要做。
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