第二章
地球光環之謎
人類覺察到太陽係行星上的光環，可能是300年以前的事了。17世紀，科學家伽利略首先從天文望遠鏡裏看到土星周圍閃耀著一條明亮的光環。後來，人們又用天文望遠鏡觀察了太陽係的其他行星，數百年過去了，也沒有聽說它們周圍出現光環。所以人們長期以來一直認為土星是太陽係中惟一帶有光環的行星。
1977年3月10日，美國、中國、澳大利亞、印度、南非等國的航天飛行器，在對天王星掩蔽恒星的天象觀測中發現了奇跡。他們看到天王星上也有一條閃亮的光環！這一發現打破了學術界的沉默，在世界上掀起了一陣光環熱，各國派出越來越多的航天飛行器去太空探秘。
1979年3月，美國的行星探測器“旅行者1號”飛到距木星120萬千米的高空，發現木星周圍也有一條閃亮的光環。同年9月，“先驅者11號”在土星周圍又新發現兩個光環，土星周圍已經是三環相繞了。
太陽係其他行星上相繼發現光環以後，作為太陽係行星之一的地球，會不會也有光環呢？它以前有過光環或者將來還會有嗎？對此，人們開始了思考。
地球曾有過光環嗎
麵對太陽係中其他大行星光環的相繼發現，科學家們首先提出了“地球上曾經有過光環”的大膽設想。他們認為地球和其他行星一樣，同在太陽係中，繞太陽運轉，也應該有光環。這些科學家在地球上找到了許多地外物質，他們推測這些物質可能就是地球光環的“遺骸”。
美國有一位叫奧基夫的天文學家，曾經解釋過這種光環現象的形成。他說，6000萬年前的始新世，由於月球上的火山噴發，大量的隕石碎塊被拋到地球，它們中的一部分變成隕石雨降到地球表麵，另一部分則進入地球外層形成了光環。奧基夫還推測，在那個時代，地球上赤道的上空出現了光環，它在地球上投下了淡薄的陰影。據估算，這個陰影遮蔽了地球上1／3的陽光，使得地球上冬天變得更冷。當時的北半球，夏季太陽的直射點位於赤道以北，這時赤道上空的光環影子正投向處於冬季的南半球，從而大大降低了南半球的氣溫。而此時正處於夏季的北半球沒有光環的影子，所以北半球氣溫正常。當北半球進入冬季以後，光環的影子也隨著移過來，從而使北半球氣溫降低而變得更冷。這種假說較為合理地回答了6000萬年前地質時代的氣候問題，解釋了當時地球上冬天氣溫異常寒冷，而到夏天氣溫又較正常的奇怪現象。
地球上的光環是怎樣消失了的呢？奧基夫推斷是被陽光吹掉了。他說，太陽的光線可能像一股股涓涓細流，打在什麼東西上就對什麼東西產生壓力。在沒有摩擦力的空間環境裏，它在幾百萬年的時間裏，足以把光環裏的粒子吹離地球的軌道。
地球將來會有光環嗎
根據奧基夫的推斷，如果月球火山還保持活動的話，地球將來還會再度形成光環。
對這位美國學者的觀點，學術界對此觀點看法一直未能統一，他的觀點遭到了許多人的反對。但這些反對者中，許多人對“地球將來還會有光環”的預見並沒有異議，所不同的隻是在形成地球光環的物質上。有人認為形成地球光環的物質，並不是奧基夫所說的由月球上火山噴入地球軌道的熔岩，而是在地球強大引力作用下月球崩落下來的碎塊。
根據天文學的理論估算和古生物的測定，在大約5億年前的奧陶紀，地球上的一年有450天左右，每晝夜隻有21.4小時，到了距今約4億年的泥盆紀，一年仍有400天左右，每晝夜約合23個小時。這說明在漫長的地球發展史上，地球自轉速度漸漸變慢。這是什麼原因造成的呢？專家們說主要因素是潮汐作用。
潮汐是自然界由於天體對地球各部分的萬有引力不等引起的潮漲潮落現象。引潮力的大小與天體的質量成正比，與天體距地球的距離的立方成反比。因此，月球的引潮力是太陽的2.2倍。我們知道，月球在無空中每天東升西落，它在地球上的潮汐隆起（大陰潮），也是從東向西運轉的。這種運轉方向正好與地球自轉相反，潮汐和淺海海底的摩擦對地球起製動作用，使得地球自轉逐漸變慢，自轉周期逐漸變長。有人通過計算，推測出這種變化大約每百年地球的自轉周期增加0.001秒。由於地月係統是一個能量守恒係統，地球自轉速度的減慢破壞了這個係統原來已有的平衡狀態，這就需要建立一種新的平衡，於是導致了地月距離的逐步拉大。地球自轉速度的不斷減慢，引起地月距離的不斷增大，這種平衡形式的不斷破壞和重建若能持續下去，那麼在遙遠的將來，勢必有一天地球和月球的各自自轉周期和公轉周期都會相等。
到那時，一天就等於一個月了。這樣，太陰潮也就是月球在地球上的潮汐隆起也就停止了。但是那個時候，太陽在地球上的潮汐隆起作用仍在進行，專家們給這種作用取名為太陽潮。由於太陽潮也是自東向西傳播的，這種作用使地球與月球距離的增大繼續進行，再過一段時間，地球上的一天將長於一年，於是又出現了與過去形式相反的太陰潮。由以前的地球自轉周期短、公轉周期長，變成了相反的自轉周期長、公轉周期短。換句話說，就是以前的太陽潮時期是一月等於30天，新的太陰潮出現後過一定時間就是一天等於幾個月了。但這時的月球自轉方向不是自東向西的周日視運動，而相反卻是自西向東運動了。那時，如果人類存在的話，看到的月亮可不是東升西落，而是西升東落了，“日月平升東升西落”的自然現象可能也一樣成為那時人們口中流傳的遠古神話了。
在那個時候，由於月球周期性運動方向的改變，使太陽潮的運轉方向與地球的自轉方向一致，不僅消除了潮汐和淺海海底的摩擦引起的對地球的製動作用，而且方向一致產生的極大慣性加速度使地球就像順風船，自轉速度變快，自轉周期變短，這樣月球和地球的距離又隨著縮短。有人曾進行過推算，當地球和月球兩者之間的中心距離隻有15000千米的時候，那時的一個月隻有5.3小時，而一天卻有48小時。估計強大的引潮力能把月球撕裂成許多一塊塊的巨大碎片，散布到地球的外層軌道中去，那時地球的外層空間裏就會出現—團明亮的光環。
“地球將來還會出現光環”，科學家根據潮汐作用引起的地球自轉速度、方向和月球與地球距離周而複始的變化，推出的這個假想似乎是一個天方夜譚式的神話，缺乏令人完全置信的說服力，況且這種推想還沒有建立起證據確鑿的科學基礎。但人們現在也很難拿出足以否定它的證據。按照這個假說，地球光環的再度出現將會是相當遙遠的事，檢驗這種光環的出現的最高權威是事實，我們人類中誰能留下來欣賞這樣的宇宙奇觀，並為這種假說充當人證呢？顯然誰也沒有時間等這麼長。我們隻能通過宇宙衛星資料去尋找更多的解決這個問題的證據，完全解決這個問題恐怕不是一個短時間的事情。
“地球光環”問題已經被有關高技術國家列為重點研究課題，不久的將來恐怕會有更多解釋這種現象的理論著述問世，從而出現更多的揭謎假說，我們可以預見人類總有一天會揭開這個謎底的。
難以解釋的奇異水柱
1960年12月4日，“馬爾模”號在地中海海域航行時，船長和船員們看到一個奇異的、好像白色積雲的柱狀體從海麵垂直升起，但幾秒種後就消失了。幾秒種後，它又再次出現。於是船員們用望遠鏡觀察，發現它是一個有著很規則的周期間隔的升入空中的水柱，每次噴射的時間約持續7秒種左右，然後消失；大約2分20秒後又重新出現。用六分儀測得水柱高度為150.6米。
這股奇異的水柱是怎樣形成的？科學界爭論不休。有人認為它是“海龍卷”。威力巨大的龍卷風經過海麵上空時，會從海洋中吸起一股水柱，形成所謂的“海龍卷”。
但“海龍卷”應成漏鬥狀，這與船員們觀察到的情況不同。而且從有關的氣象資料來看，當時似乎無形成“海龍卷”的條件。於是，有人提出水柱的產生是火山噴氣作用的結果。
其理由是地中海是一個有著眾多的現代活火山的地區，但在水柱產生的海域卻又沒有發現火山活動的記錄。而且“馬爾模”號的船員們在看到水柱時，也沒聽到任何爆炸的聲音。再者，如果確是水下火山噴發，周圍的海域也不會如些平靜。
因此，有人推測，這是一次人為的水下爆炸所造成的。但水柱周期性間歇噴發的特征和當時沒有爆炸聲，也似乎排斥了這種可能。
因此“馬爾模”船員的發現給人們留下了一個難解之謎。岩石的形成之謎
地球上的岩石千姿百態，五彩繽紛，它們是怎樣形成的呢？
自古以來，科學家們都在探索這一奧秘。科學界還有過一場激烈的爭論，持不同觀點的科學家互不相讓，有人稱這場爭論為“水火之爭”。
1775年德國的地質學家魏格納，提出了這樣的觀點：花崗岩和各種金屬礦物都是從原始海水中沉澱而成的。人們稱他的觀點為“水成派”。後來，以英國的地質學家詹姆士·赫頓為代表的一些科學家，針鋒相對地提出相反意見。他們認為花崗岩等不可能是在水裏產生的，而是岩漿冷卻後形成的。人們稱這種觀點為“火成派”。
“水成派”與“火成派”一直爭論了幾十年，兩派之間的鬥爭十分激烈。現在看來，由於受當時科學水平的限製，這兩派觀點都帶有不同程度的片麵性。不過，他們的爭論使地質學又向前推進了一步。
現在，科學家們借助於先進的設備，已摸清了岩石的來龍去脈。
如果按質量計算，在地殼中約有3／4的岩石是由地球內部的岩漿冷卻後凝結而成的，人們稱它為“岩漿岩”或者“火成岩”。花崗岩就是屬於岩漿岩。在地球上，目前還可以看到火山爆發後噴出的溫度高達1000℃以上的液態的岩漿，經過冷卻後形成的堅硬岩石。岩漿岩在地下形成，因此，它分布於地表的不多，一般都埋藏在比較深的地下。
有少數的岩石是泥沙、礦物質和生物遺體等長期沉積在江湖和海洋底下，經過長期緊壓膠結，以及在地球內部熱力的作用下，變成了岩石，人們稱它為“沉積岩”，如砂岩、頁岩和石灰岩等。沉積岩盡管所占的比例不多，可它多數分布在地表麵，因此，我們平時容易見到。
岩漿岩和沉積岩形成之後，受地殼內部的高溫高壓的作用，改變了性質和結構，就形成了另一種岩石——變質岩，如石英岩、大理石岩等。
岩漿岩、沉積岩、變質岩這3種岩石之間還可以互相轉化，比如，埋在地下的變質岩可以被地殼運動推到地表麵，在地表麵再形成新的沉積岩。因此，著名生物學家林奈說過：“堅硬的岩石不是原始的，而是時間的女兒。”
的確，岩石正是經過長期的各種條件的作用，由其他物質轉變而成的。
月亮與地震有關嗎
月亮對地球的引力，會造成地球上的海洋潮起潮伏。大海有規律地起伏著，就像在進行著一呼一吸的生命運動。然而人們並不清楚在海水漲落起伏之時，固體的陸地也會受月亮的影響，做著相應的起伏運動。
1933年，美國海軍觀察站的測量員，發現聖地亞哥和首都華盛頓之間的距離與7年前測定的數據相差了15米。這在講究分毫不差的大地測量學上是一個巨大的數字。後來研究者才發現，月球把40萬千米下麵的“固體”地球拉起來了，地麵就形成了凸起，因此，兩端距離縮短。這一定會對已經積累了巨大壓力的地殼中某個部位起到導火索的作用，從而使地球上發生地震。
美國科學家發現，在南加裏福尼亞州的一個狹窄的地區內，地震的發生與12小時、半月和18.6年的月球周期有著密切的關係。
我國自1966年以來，在河北平原發生了4次6級以上的大地震，全部發生在初一或十五的前後，並且與附近塘沽港海潮的高潮時刻相接近。
科學家們發現，在月亮形狀為逆、望、上弦、下弦前後的日子，地震發生的機率比其他日期發生的要高。
月亮是怎樣誘發地震的呢？這還有待於科學家們繼續研究。地震的成因之謎
一提起天災人禍，人們就會想到巨大的破壞、恐怖的傷亡，因為天災人禍確實給人們帶來了巨大的痛苦。而其中又尤其以天災因其不可預測性令人感到畏懼。
說到天災，我們熟悉的有火山爆發、地震、海嘯、龍卷風等等。為了避免這些天災所帶來的損失，盡量減少人員的傷亡，科學家們對這些天災形成的原因，進行了大量而艱苦的研究工作。但由於各方麵的限製，現在仍有許多未解之謎在困擾著科學家們，其中地震的成因之謎就是一個。
我們都知道，地震的破壞性是十分巨大的。大地震如果在陸地上發生，頃刻間就會顛覆成千上萬的高樓大廈、農舍田莊，會破壞道路、良田、工廠、礦山，造成慘重的人畜傷亡；地震如果在海底爆發，刹那間就會引起海嘯，吞沒船隻，席卷海濱；地震如果在山川發生，又會震得山崩地裂、江河斷流、堤壩崩潰；另外，地震還會誘發火災、水災，最終給人類帶來更大的災難。
1976年7月28日3時42分，我國唐山發生了一場大地震，整個唐山市在一夜之間化為廢墟，許多市民是在酣睡中葬身於瓦礫之中的。
地震給人類造成了巨大的損失，如何預測它的發生以減少損失呢？這首先要搞清楚地震是怎麼回事，它又是怎麼發生的。在古代，科學還不夠發達，人們對地震的認識很幼稚。對於地震有以下一些說法，像什麼“巨鼇翻身”、“地牛打滾”。當然，這都是當時人們對於地震產生原因的種種可笑的說法。
隨著自然科學的發展，自19世紀後半葉起，人們開始對地震時觀測到的種種現象進行分析，得出這樣一個結論，就是地震是地殼運動引起的。但圍繞地殼運動的問題又出現了形形色色的各種觀點，我國著名地質學家李四光將之歸結為六種觀點。
一種觀點認為：地球是一團熱質冷卻固結而成的，冷卻的次序是先外後裏。在這個冷卻過程中，地球體積逐漸縮小，以致首先形成一個殼子，而且到處發生褶皺、斷裂，因而引起地殼運動。打個比方說吧，這就像一個瘦子穿上一件胖子穿的衣服後，衣服會發生褶皺一樣。
然而，這個論點還存在著漏洞，那就是按照這種說法發生的這種褶皺和斷裂，應該是雜亂無章的，但事實並非如此。地殼中的這種情況是有一定方向的。而且由於地球內含有大量的放射性元素，它們會不斷蛻變產生熱量，這不僅可以抵消地球失去的熱量，而且可能大於失去的熱量，因而這種由於地球冷卻收縮而引起地殼運動的觀點就說不通了。