我們認為地球星是由銀河星係空間內的一個小質點開始。所謂質點,指具有質量的小點,可能是宇宙塵,也可能是較大一些的石塊或鐵塊,均有自轉,鐵塊還具有磁性。它們集合在一起,十分寬鬆,各自運動,位置可以上下左右前後互換。由於比重不同,逐漸分化,比重大的留在中心,比重小的遠離中心,就這樣繼續發展下去,出現層狀結構。雖然質點愈來愈大,但它繼續自轉。這質點的引力比它鄰近的質點大。它用其引力吸引附近的質點,使其成為大質點,因而使它具有更大的引力,能吸取較遠的質點成為一個更大的質點。這樣發展下去,它的引力連續地增長就可以形成一個引力中心。這引力中心就是地球星的起點。這時候,它是冷的,與太空同樣的冷。流星體或宇宙塵在太空內並非靜止的,它會轉動。成為引力中心以後繼續轉動,這現象就是自轉。自轉來自慣力。由引力形成的大質點必為圓球形。球形自轉是必然規律。
地球星由熾熱的星雲形成,而且是一次形成的。這是西方人的理論。我們的看法是:地球星絕不是一次造成的,極可能分為許多期。
地球星的形成可分為三期由質點發展為地球星,至少可分為三個時期,即地核期、地幔期及地殼期。
最初的地核期。核很小,也很冷,更非堅實的固體。由於不斷地加大,壓力也加大,地核內部受高壓而變暖。鐵在地核內密集以後,非鐵的礦物都向邊緣集中,成為一個微小的原始地球星。這時候,附近的空域依舊有鐵塊、石塊及宇宙塵向它表麵落下來,使它體積加大,質量加大。內部因比重不同而迅速分化,出現強大的引力中心。表層的質點都服從引力而向中心施壓。有一個短時期(數千年或數萬年或百萬年)墜落物忽然減少,使原始地球星表麵不再加速成長,而形成一個較為明顯的間歇,這就是地核表麵。那時候的地核表麵之上雖有墜落物,但與地核表麵之間不完全連續。
最初的地幔期。由於宇宙塵、石塊、鐵塊等流星體由星雲各部內飛來,落在引力逐漸加強的地球星上。撞入地核,再受分化。比重較小的離開核心而上浮,形成地核的外圍。這就是原始的地幔。比重較大的向核內密集。這時候,核內部的壓力加強,溫度升高,引力更加強,整個地核化為一個大質點。由於高溫,放射性的流星體或宇宙塵,在核內釋放熱能,使溫度繼續升高,出現對流性的岩漿運動。比重小的岩漿流衝入地幔,比重大的岩漿流向引力中心聚集。由於對流作用愈來愈盛,新墜落的宇宙塵及流星體,不論大小,落下後即熔化。這時候地幔已是一片火海般的高熱。由於物質分化,氣體由於比重較小,繼續向外移,水汽也上升,但不能凝結。這時候由於地球星質量大增,引力更強,距離較遠的大型石塊、鐵塊、冰塊蜂擁而來,紛紛落入地幔,直徑有十多公裏長的大流星體也被吸入。因此,地幔加厚,質量大過地核。地幔內比重較大的依舊分化而進入地核;比重較小的,仍留在地幔以內;比重更小的上升為水汽及空氣,散布在地幔表麵以上。後來,墜落物有一個時期(可能許多萬年)忽然減少。落下來的物質也同樣地被分化。比重大的下沉,比重小的上浮。這一層物質形成“軟流圈”,可作為地幔的表麵。墜落物依舊降落,隻是量較以前為少而已。
最初的地殼期。由於地心引力愈來愈強,遠方太空內石塊及鐵塊也紛紛被強大的地心引力拖來,落在地幔表麵上。墜落的全是隕石和隕鐵,落下後依舊熔化並分化。在表層的是玄武岩岩漿,由此向下是橄欖岩岩漿。由於岩漿分化而成為上下兩層:上層化為地殼;下層侵入地幔。地殼與地幔之間有一不連續麵,叫做“莫霍麵”,一稱莫霍界麵,即莫霍洛維奇不連續麵(MohorovicicDiscontinuity)。
1909年奧國地震學家莫霍洛維奇把地殼與地幔分開,這分開麵是一種地震時“震波變更麵”。他指出,這個麵以上震波走得慢,這個麵以下震波走得快,但未說明這個麵是怎樣生成的。
如果采用星雲假說,主張往昔熾熱的星雲冷卻凝結而成為地球星,依據這樣的過程,不可能形成莫霍麵。如果改為地球星由質點連續堆積而成的假說,地球星的生成可分為若幹期,每一大期可以形成一個表麵。用這個假說來解釋就比較容易。因此,我們的看法,地核表麵可作為地球星第一期表麵,也就是第一期的地殼。這個核含有大量的鐵,且具有磁性。由於墜落物在這時期內較少,使表麵狀態穩定而成為地核麵。
地幔表麵同地核表麵一樣,也是由於有一段時期墜落物忽然減少,使表麵狀態穩定,形成地幔的表麵。地幔很厚,絕不是一、二億年時間以內堆積的,因此,又可分為下地幔及上地幔的區分。
莫霍麵並不規律。海洋下方較淺,平均深度介於8公裏到10公裏之間,絕對不規則。大陸塊下方莫霍麵也不規則,平均深度介於35公裏到75公裏之間。洋底是沉積層,很薄,沉積層以下是玄武岩;大陸塊下方也是玄武岩。兩區完全連接,成為地殼下部,叫做玄武岩地殼。大陸下方玄武岩地殼出現較早;洋底玄武岩地殼成立較晚。
流星體向地球星表麵墜落,其景象很象戰場上的炸彈。試看月球表麵照片的撞擊坑(又名隕星坑),密密麻麻,這現象顯示46億年以前太空裏流星體比現在多,而且顆很大。原始地核表麵或原始地幔表麵也會有大小不同的流星向它猛撞。有些流星體含有水,例如現今火山噴發,其中有天然氣,也有水汽。海洋水的來源一部分自地下岩漿,另一部分直接來自太空。土星、木星、天王星都有水冰;哈雷彗星由冰球作為核心;西伯利亞1908年的一次大爆炸就是一塊大冰塊撞擊地麵;中國境內也有過冰塊從太空降落。由此可見,太空內有冰是確實的,地球星上的水來自太空的提法是有充分理由的。
太空冰內含有有機物DNA和RNA,前者是脫氧核糖核酸,後者是核糖核酸。碳、氫、氮、氧是組成蛋白質的主要元素。有機質在太空內很有可能利用冰塊傳入地球星。那時候海水是淡水,後來由於輸入礦物質,才變成鹹水,將來會越變越鹹。生命先由海內開始,然後登上陸地。人類祖先曾生活在海水裏,那時候,海水已是鹹水,人類的血都是鹹的,是良好的證明。
地幔質量大於地核,把地核束得很緊。有了地殼,地核被地幔及地殼束得更緊。地核內部所受到的壓力約相當於大氣壓的360萬倍。一切物質被壓得緊而又緊,地核內原子可能被壓扁。地核溫度可達6000~7000℃。雖然化為液態,但在高壓之下,又流不動,形成固態,比鋼還硬。這個高溫而又高壓的地核是地球星的引力中心。地核本身已是一個龐大的質點。
地球星可以抗太陽風,月球不能月球表麵磁力微弱,幾乎等於不存在。因此,太陽風可以直接撞擊月球表麵。太陽風由太陽傳到地球星約需10天之久。當它將到之時,就遇到地球星強大磁場的抗拒,為避免陷入磁場就繞道而行,躲過地球星以磁力線所組成的磁層以後,又繼續前進。如果有高能量的粒子闖入磁層,必被磁力線所捕捉。所謂“範艾倫輻射帶(VanAllenRadiationBeles),簡稱範艾倫帶,就在這磁層以內。
地球星有明顯的磁場,叫做“地磁場”(GeomagneticField)。所謂磁場是指磁針可以發出作用力的空間,也就是能夠影響電荷的空間。地磁場可伸展到距地麵許多萬公裏遠處。當太陽風粒子流以秒速500公裏向地球星襲來,行到距地麵約10萬公裏遠時,已能覺察到地磁場的抵抗力,受到了地磁場的阻力,太陽風隻能大力減速前進,結果造成一個大波,叫做“激波’(ShockWave)。太陽風隻能從上下左右繞過上述的磁球層,簡稱磁層(magnetosphere)。激波的後方是弓形的或新月形的一區域,叫做磁鞘(magneto-sheath),其中全是闖進來的高能粒子,沒有固定的前進方向,叫做亂流區,介於激波與磁層之間。磁層有邊界,叫做“磁層頂”(magnetopause)。磁鞘內高能粒子東奔西闖,混亂流動一番,然後繞過磁層頂繼續向前進,並不停下來。
眾所周知,地麵以上有一個大氣層,由空氣組成;這個大氣層向上又有一個磁性大氣層,由磁力線組成。這磁力線同地麵磁力線完全相同,由磁南極走向磁北極呈弧形,在赤道上空向外突出,愈向外突出愈高,赤道高空可突出數十萬公裏遠。磁層以內無太陽風,磁層以外有太陽風。磁層橫亙長空,象隻大口袋,地球星躲在裏麵,安安穩穩地作自轉運動和公轉運動。磁層長度可達500~1000萬公裏,在地球星附近磁層橫跨的長度可達10萬公裏。麵向太陽風或激波是“磁層頭”,相反的方向是“磁層尾”。如果無太陽風,磁層不被壓縮,磁層應該具有圓球形。現今磁層受太陽長期撞碰拖拉,成為橢球形,且有一條長尾,西方學者把它比作一滴正在下垂的淚珠,頭部寬而圓,尾部細而長。
地球星保護它的大氣層不被電離,使用地磁場以抗拒太陽風。所謂磁場,並非真實的物質,隻是能量的一種形式,能拘留高能的粒子。這些粒子都是物質,其中包括電離氫和電離氦,都由太陽光球表麵飛來,其中有些高能粒子能乘虛闖入地磁場,被能量較大的磁力線捕捉而拘留。在地球星前方有一大拘留區,後方也有一個大拘留區,這兩區各為圓弧形,正式名稱叫做“陷阱”。地球星會設立陷阱保護自己,真了不起。
範艾倫帶1958年美國發射的“探險者”Ⅰ號和Ⅲ號所攜帶的蓋格計數器,發現了大氣層由地麵上空300公裏到5萬公裏以外的高空間是一個厚度極大的輻射帶,其中輻射最強的區域叫做“範艾倫輻射帶”,這是地球星磁層內磁力最強的區域。