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地球表面形状的演变

编辑整理:深圳自考网 发布时间:2018-05-25 17:02:08阅读数:

    [摘要] 地球内部热能在运动中发散而造成地表开裂,裂沟在地球散热移动中不断被裂开和移动,裂沟之间的陆地也不断被抬高和加厚,长期反复进行,最终形成了对地球面貌有决定意义的从南极至北极的三大裂沟和三大大陆旋臂。地球的表面就以这最初形成的三大大陆旋臂的移动为基础进行演变,三大大陆的分离、漂移、抬高等运动,主导并形成了今天地球的表面形状。
 
一、地球物质层次的形成
原始地球就像太阳一样,是一个发光发热的火球,在地球旋涡体长期的演化过程中,地球外面寒冷的宇宙原子气体旋进流包压着热地球,推动其旋转,并与其热物质发生各种反应,使地球的热量在不断地消耗,温度逐渐降低。地球表面温度从高到低的长期变化过程中,原始气体物质与构成地表的物质在不同的温度条件下进行反应,生成各种各样的物质,生成的各种物质之间在不同的温度条件下,又进行各种反应,生成新的物质,这些物质的不同形态(气态、液态或固态)在外层宇宙原始气体的包压下包裹地球作环绕运动,性质相同或相近的物质聚在一起形成不同的物质层次,轻者在外,重者在里,从而使地球形成一个从外到内由轻到重的物质层次层层旋进包压的球体。简略来说,地球的物质层次从外到内依次是轻气体离子层----重气体离子层----轻气体分子层----重气体分子层----液体物质层----轻固体物质层----重固体物质层----高热流体物质层----极热地核物质层,层层旋进包压构成一个完整的地球旋涡体。液体层与固体物质层构成了地球的表面,即地壳。
二、大陆旋臂的产生
地壳形成之后,地球内的热量向外散发受到了地壳坚硬岩石层的阻力,地球热量的散发主要以两种形式进行,一是地表向内裂开,二是火山爆发。地表向内裂开散热最终形成了对地表形状有决定意义的从南极到北极的南北走向的三大裂缝(在星球旋涡体中,星球热球体与外面旋进冷气体之间长期对抗散热中,形成有规律的散热形式,即三旋臂式的散热形式,地球旋涡体的散热形式也不例外,这可能就是地表最终出现三大裂缝散热的原因)。三大裂缝在长期的地壳运动中,不断再开裂和移动,被加宽加深,逐渐变成三大海洋,即大西洋、太平洋、印度洋。三大裂缝之间从南极到北极的三大旋臂陆地,在长期的地壳运动中,被加厚加宽、抬升,变成了三大大陆,即美洲大陆、欧非大陆和亚澳大陆。(如图1)(亚澳大陆旋臂,由现在的亚洲东部大陆与澳大利亚大陆组成;欧非大陆旋臂,由现在的欧洲、西亚、中亚、南亚洲大陆与非洲大陆组成的旋臂;美洲大陆旋臂由现在的北美洲大陆与南美洲大陆组成)
开始时,美洲大陆与欧非大陆处于地球的一边,而亚澳大陆则处于另一边。美洲大陆与欧非大陆相隔很近,中间只是狭长的较窄的大西洋,美洲大陆与亚澳大陆、欧非大陆与亚澳大陆之间则分别隔着宽阔的太平洋和印度洋。这是物体长期保持自我平衡运动必须遵循的不对称平衡原理,即物体的形状从不对称到对称、再到不对称的反复运动,才能长期保持自我的平衡运动。因此,地球的形状一边重、一边轻的不对称状态,在交替变换运动中才能达到自我的平衡,三大大陆旋臂的这种从不对称状态到对称状态、再到不对称状态趋势的移动变化,保持了地球的平衡。
三、大陆旋臂的三大运动及其原因
    1、大陆旋臂的三大运动
在地球表面演化的过程中,大陆旋臂进行三大运动,一是大陆西移运动;二是南北大陆都向北半球北纬30度地区移动;三是大陆升高运动。这三大运动基本上同时进行。
2、大陆旋臂西移运动的原因
(1)地球表里层的相对运动速度差,造成地表大陆旋臂发生相对西行运动。进行自转运动的地球,旋涡体运动规律与地壳物质坚硬特性等原因,使地球的里层比外表层的运动速度快,表层与里层的相对运动速度差,使表层大陆发生相对西行运动;(2)地球的不对称平衡运动造成了大陆旋臂的西行运动。地球的三大大陆旋臂,是一个有机的整体,一个旋臂的运动必然导致另一个旋臂的相应运动。三大大陆旋臂从不对称到对称、再到不对称的运动,是地球长期保持平衡运动的基础。地球东半球的亚澳大陆旋臂的西行运动,必然导致西半球美洲大陆西移,远离欧非大陆,进行新的不对称形状调整,促使欧非大陆与亚澳大陆的相互靠近,形成新的地球形状的不对称状态;(3)地球赤道周围地区西行的洋流对大陆旋臂的冲击推动,在一定的程度上推动了大陆旋臂的西移。
3、南北大陆都向北半球北纬30度左右地区移动的原因
(1)夏天,地球距离太阳最近,北半球北纬30度左右地区附近区域面向太阳,在太阳旋涡体中,此时期,太阳对地球的向外推动力和太阳旋涡体旋进气流作用于地球的推压力最强,两种力的相互作用把地球的大陆向北纬30度左右地区推动,造成了大陆旋臂向这一地区的季节性移动;(2)当北纬30度地区的大陆陆地加大加厚,聚集增大到一定的优势程度,作为整体陆地大板块因地球自转而具有的离心力最大,抬升的速度也最快,从而使周围的陆地向其靠拢,造成大陆陆地向这一地区移动。西藏高原就属这一类型。(惯性)
4、大陆升高运动的原因
(1)大陆的漂移运动,与其他较低的陆地相碰撞或挤压,使其底部被填高、增厚而升高;(2)大陆旋臂作为陆地板块,因地球的自转而具有向外的离心力,并且,地热力从底部将其向外推动,加大了大陆的抬升运动;(3)大陆旋臂作为整体向西移动,使大陆东边的裂缝变宽变深,海底也不断变宽变深,海平面降低,露出海面的陆地面积增多,大陆相对被抬升了;(4)地热在长期消耗中不断减少,向地心退去,地壳增厚,大陆体积也变大变厚,大陆内部对水的积溶量增大,更多地面上的水渗入到陆地内部里面,进一步减少了海水的常量,使海平面降低,从而使大陆相对增高。
地表大陆的这三大运动,是推动地球表面形状变化的直接原因。
四、三大海洋的出现
当地表温度降低到一定程度,汽态水凝结成水降落到地面上,聚集于地表山谷、峡谷、洼地等较低的地方,开始时,这些地方并不深,大陆旋臂也不高,地壳运动与地球散热形成的裂沟也不深,地球表面的绝大多数地方可能都是一片汪洋大海。随后,随着地壳的不断运动变化,三大大陆旋臂在移动变化中逐渐增大升高,大陆与海洋之间明显隔开。隔在欧非大陆与美洲大陆之间的狭长海沟就是大西洋,美洲大陆与亚澳大陆之间广阔洋面就是太平洋,处于亚澳大陆与欧非大陆之间的海洋就是印度洋。
五、贯穿全球的赤道洋流的出现与三大大陆旋臂的南北分裂
由于地球地壳里层运动速度快于表层,地球的自转使海底陆地向东运动快于海洋水面,导致洋面海水发生相对西行运动。赤道周围的洋面最宽,洋流规模和力量最大,因此,海洋主要以赤道西行洋流为主导,形成海洋环流。太平洋的赤道西行洋流受到亚澳大陆旋臂的阻挡,分离成南北两股分别向南北方向流动,形成太平洋南北海洋环流;印度洋和大西洋也同理,形成南北环流,只不过大西洋太窄而洋流不很明显。
太平洋与印度洋力量强大的赤道西行洋流不断分别对亚澳和欧非大陆的赤道地区进行猛烈的冲击,此时的大陆岩石层温度较高,岩石层并不很坚固,最终被强大的赤道西行洋流所冲开,随后,汹涌的合并一处的太平洋与印度洋的赤道西行洋流又冲开了美洲大陆旋臂的赤道地区。三大大陆旋臂从中间被分割成南北两半,即美洲大陆被分割为南北美洲、亚澳大陆被分割为亚洲和澳洲、欧非大陆被分割为欧洲和非洲,中间是贯穿全球的赤道大洋流,大西洋、太平洋和印度洋也因此而相连在一起。当时属于赤道大洋流的地区包括现在的南中国海、红海、地中海和加勒比海。
在赤道西行大洋流的中间存在一条相对东行的洋流,被称为赤道逆流。赤道逆流产生的原因是: 赤道正处于地球旋涡体的中间平面上,即旋进气圆盘的中间平面,这个气圆盘的平面实际上就是地球的黄道区,地球的转动自始自终由地球旋涡体的旋进气流所推动的,而气圆盘的中间平面区的气流推动力最大,这个气流推动力时时作用于地球的赤道平面上并推动地球转动,这个推动力大大减缓了赤道西行大洋流的中间水流,导致了赤道大洋流的中间水流与两侧水流的速度差,从而产生了赤道中间水流的相对东行运动,即赤道逆流。(如图2)
六、地表形状的具体变化
    地球陆地是以大陆旋臂为基础形成,这也是地球上大多数的山脉都是南北走向的原因,陆地的变化也以大陆旋臂的移动为主要形式来完成。三大大陆旋臂的三大运动,即大陆的西移运动、南北大陆向北半球北纬30度左右地区移动和大陆升高运动,造成了地球表面形状的深刻变化:(亚洲指的是现在亚洲的东部,即青藏高原往北直上靠近北冰洋一线以东地区,现在的东亚、东北亚、东南亚、西伯利亚等地区;欧洲指的是青藏高原往北直上靠近北冰洋一线往西地区,即现在的欧洲、中亚和西亚地区;非洲、澳洲、南北美洲与现在的所指地区差不多)
    1、南极大陆与北冰洋的出现
    南、北半球的大陆都分别向北半球北纬30度左右地区移动,南半球的三大半旋臂,即非洲、澳洲和南美洲大陆向北半球北纬30度左右地区移动,造成了它们大陆尾端的断裂,剩下的尾端逐渐形成了南极大陆;北半球的三大半旋臂,即亚洲、欧洲和北美洲大陆向北半球北纬30度左右地区靠移,造成大陆尾端北极的裂开,逐渐形成了北冰洋。
    2、美洲大陆的移动
   根据不对称平衡原理,亚澳大陆旋臂的西移,必然使美洲大陆旋臂西移,地球运动才能达到自我平衡。亚澳大陆旋臂的西移,导致了美洲大陆相应西移,大西洋得到扩大。
南美洲主要向西移动,在这过程也向北半球北纬30度地区移动,但北移的速度较慢,在其向北移的过程中,主要受东面大西洋的赤道西行洋流的冲击,减缓了其北移的速度,但其北部还是超出了赤道,也因为南美洲的向北移动,使其南端大陆发生断裂,与南极大陆分开。
北美洲大陆在西移中,也向地球北半球北纬30度左右地区南移集中,形成了整体向西南的移动,造就了北美洲的西部高原。南北美洲大陆的西移,其西部海岸一路上不断与太平洋东边的海底陆地和山脉发生挤压、碰撞,不断被抬高,形成了贯穿美洲南北大陆的西部山脉。
   3、亚澳大陆旋臂的移动
亚洲大陆西移的同时,也向北半球北纬30度地区移靠,因此,亚洲总体上是向西南移动,在这个过程中,它受到了太平洋赤道西行洋流的推动,加快了移动的速度。由于其向西南移动,亚洲大陆的西南部受碰撞和挤压最多,造成了这一地区的隆起、抬升形成高原。又因其在移动的过程中与向东南移动的欧洲大陆相遇,两大陆相碰撞,高原陆地被大大抬高,此后,两大陆以整体大陆板块的极大优势,在地球自转中产生强大的离心力,使大陆高原继续抬升,并吸引周围的陆地向高原聚集,逐渐形成了现在的青藏高原。
澳洲大陆向北半球北纬30度左右地区移动,受到了太平洋西行的强大的赤道洋流的不断冲击,长期的冲击,使澳洲大陆北移受到一定的阻碍,并被冲击得支离破碎,留下西太平洋的众多岛屿和现在的澳大利亚大陆。
4、欧非大陆旋臂的移动
  根据不对称平衡原理,美洲大陆旋臂的西移,也必然促使欧非大陆旋臂与亚澳大陆旋臂互相靠近,形成新的不对称体,这就促使欧非大陆旋臂具有东移的趋势。美洲大陆的西移,加剧了美洲、欧非两大大陆间海底的裂开,造成对欧非大陆的反推动力,推动欧非大陆向东移动。这样,就造成了欧非大陆向东移动的同时,也向北纬30度左右地区移动,即非洲大陆向东北移动,欧洲则向东南移动。
当地球靠近太阳时,北半球总是面对着太阳,因此,北半球的大陆受到太阳向外的热推力和太阳旋涡体旋进气流的推压力比南半球的大陆所受的力要强,这使北半球的大陆比南半球大陆的移动更快。欧洲大陆向东南作较快速的移动,在其移动过程中,碰上了正向西南作更快速西移运动的亚洲大陆。由于两大陆相碰撞,欧洲大陆的东移停止了,亚洲大陆的西移也大大减缓,两大陆发生碰撞、挤压而形成高大的高原,并合成一个巨大的欧亚大陆板块,欧亚大陆板块以超大的体积和质量优势形式进行地质运动,并继续作互相挤压抬升运动和向北纬30度左右地区缓慢的南移运动,使附近的陆地被迫以之为主导进行聚集和升高运动,造就了现在的青藏高原和帕米尔高原,周围的山脉也随其运动而发生扭曲,由原来的南北走向的山脉变成东西走向的山脉。
非洲大陆向东北方向作缓慢移动。欧非大陆的较慢东移,亚澳大陆的快速西移,大大缩小了印度洋的空间面积,澳洲大陆的北移,又挡住了太平洋的赤道西行洋流进入印度洋,减少了印度洋的赤道西行洋流的速度和力量,减少其对非洲大陆赤道地区的冲击,使非洲大陆向东北移动比较顺利。当处于北半球的欧洲大陆与亚洲大陆相碰撞合在一起以后,欧亚大陆大板块强大的南移力量阻止了非洲大陆的向东北方向移动,使非洲大陆的移动方向发生了改变,转而向北移动,在与欧洲大陆的相错北移中,向西北移动并推动欧洲大陆的西南部,使欧洲大陆发生偏转,使从西班牙到阿富汗的山脉,由原来的南北走向变成了东西走向。也把欧洲和非洲大陆之间的赤道海峡向北推进,变成现在的地中海。(如图4)
七、地球形状演变图示 

 
 
八、地表的将来趋势
    美洲大陆将继续西移,大西洋继续扩大。北半球的亚欧大陆将继续相挤压抬高,非洲大陆与澳洲大陆将相互接近,印度洋将被压缩,美洲大陆会在地球的另一边,与欧亚、非洲和澳洲大陆对立在地球两边,形成双臂对称的势态。南北半球的大陆都继续向地球北半球北纬30度左右地区移动,大陆将继续增大增高,大西洋与太平洋的海底裂沟也将加深加大,海平面缓慢持续下降。由于地热的不断消耗而向地心退去,大陆变得更厚更大,地下水位越来越深,地面水量减少,海平面继续下降,最终地面所有的水都被渗进地表下面或逃逸地球,地面干枯,地球变成无生命的星球。

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