21張繪畫完美演繹地球演化新說!
2020-12-05 中國青年報我們生活的地球
是宇宙中一個獨特的星球
具有豐富的演化歷史
超大陸形成
裂解
漂移
碰撞
火山噴發
熔巖溢流
冰河生長消融
碳循環
……
它們之間有沒有內在聯繫？
是什麼力量如此巨大
一直推動著地球
從誕生開始就無休止地不斷演化?
地球給我們留下了
一系列至今未解的地質之謎。
今天，來點科學（ID：zqbscience）刊發一組體現科學與藝術完美結合的作品，由大連理工大學唐春安教授與魯迅美術學院畫師劉爽先生聯袂打造，以繪畫形式，簡述了唐春安近年提出的地球演化新說《地球大龜裂》。
該新說指出地球的演化歷史，就是一部地球在熱驅動下破裂的損傷史，是一部地球熱能在巖石圈破裂過程中不斷冷-熱轉換和漸進衰變的歷史。
（地球演化過程中的溫度周期）
· 1 ·
46億年前，太陽系形成八大行星和衛星時，誕生了我們賴以生存的神奇地球。
· 2 ·
地球形成初期，它只是一個煉獄般炙熱的星球，一個爆裂的世界，被巖漿海完全覆蓋。沒有大陸，沒有海洋，沒有生命。
· 3 ·
時光荏苒。熔巖冷卻成堅硬的巖石地殼，就像給地球蓋了一個「大鍋蓋」。
· 4 ·
「大鍋蓋」阻止了地球內熱外洩的進程，地殼表面得以經歷持續降溫，造成大氣中的水蒸氣冷凝降落，最終才有了地球浩瀚的大海。
· 5 ·
早期過度降溫的地球回暖緩慢，地球的前半生幾乎一直在經歷緩慢降溫。直到23億年前，地球進入誕生以來最寒冷的冰凍時期，發生第一次雪球事件。
· 6 ·
雪球地球期間，地球幾乎被整體冰雪覆蓋。但是，地球並沒有因此消沉。即使在地球的極寒時期，地表雖是冰天雪地，冰下卻是熱液滾滾。來自地球深部的熱量源源不斷地輸入冰蓋下的海底世界，地球的回暖只是時間問題。
· 7 ·
冰蓋下的海洋受來自地球內部升溫和熱液影響，產生高溫、高壓水汽，並衝破冰蓋噴射到地球表面。海底緩慢升溫，冰蓋逐漸消融，地球進入回暖期。全球性冰蓋的消融，全面恢復了地球的光合作用機能，成為地球演化史上發生兩次富氧事件的重要推手。
· 8 ·
地球內部的熱量，除了來自地球形成初期的原始熱，更重要的是來自地球內部的放射性元素衰變產熱。這些內部熱能造成地球升溫膨脹、擴容擠壓、抬升開裂，造成超大陸裂解。
· 9 ·
地球大龜裂，就是地球內部升溫膨脹的極端效應，也是板塊構造活動的開端。隨著地球溫度周期的大幅度波動，超大陸經歷聚合-裂解的多次循環，最終造就了今天地球的六大板塊。
· 10 ·
地球大龜裂，不僅製造「熱點」、形成火山鏈，也將造成殼-幔邊界的大規模降壓，觸發具有吸熱效應的降壓熔融和具有失熱效應的玄武巖溢流，是控制地球冷-熱周期變化的根本原因。
· 11 ·
巖石圈的封閉和開裂，具有「高壓鍋閥」效應，使得地球內部的熱量產生周期性積累與釋放，不僅調控著地球內部的溫度變化，而且也是地球表面氣候產生周期性冷、熱波動的根源。
· 12 ·
「春江水暖鴨先知」。由於地球的熱量主要來自地球的內部，因此，冰河期結束過程中，最先感知地球回暖的是海底世界。海底熱液區不僅是生命的搖籃，海洋生物也毫無懸念地成為地球進入生機勃勃生命周期的先驅。
· 13 ·
隨著地球變暖從海底延伸到陸地，早期的海洋生物也逐漸向大陸遷徙。寒武紀生物大爆發，則是地球冷-熱周期變化中生物宜居期的產物。地球演化的溫度周期才是影響生物演化進程的環境驅動力。
· 14 ·
全球變暖的最主要原因來自地球內部的熱量積累。火山大爆發則是全球變暖的極端表現。地球的內熱是一切構造運動的驅動力。板塊裂解和漂移、碰撞俯衝和造山，都具有與地球內熱周期的相關性。超大陸聚合與裂解，構成數億年周期的威爾遜旋迴，本質上就是巖石圈對地球熱周期的響應。
· 15 ·
地球內部的熱量積累，不僅是地表高溫、乾旱的真正原因，也是海枯石爛、大陸沙漠化的罪魁禍首。蒸發與降雨構成的地球水循環平衡，主要受控地球所處的熱周期狀態。海平面大幅度升降與地球大幅度的冷熱波動具有不可分割的內在聯繫。
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地球內部增溫，波及到地球表面，可加速地熱的蒸發作用，促進全球蒸發巖發育，稱為鹽巖。震旦紀-寒武紀、二疊紀-三疊紀和侏羅紀-白堊紀交匯時期，是6億年以來地球演化史中出現過的三次極端高溫期，造成了全球尺度的蒸發巖省事件（大規模的蒸發巖省出現）。
· 17 ·
地球內部增溫的過程，也是造成地表生物環境劣化的內因。內部升溫必然造成地表氣候變暖和極端高溫環境，誘發大規模火山噴發和巨量玄武巖溢流，造成生物環境的重大災變，是地球演化歷史中多次生物滅絕的根本原因。顯生宙五次生物大滅絕，有四次與超大規模火山噴發事件相關。
· 18 ·
地球內部增溫，造成南極4000米冰蓋底部形成了一個世界第七大淡水湖。冰下河道縱橫交錯，冰蓋底部的裂谷，長度遠超科羅拉多大峽谷，成為貫穿地下的重要熱流通道。南極西部冰原的升溫異常，並非與氣候變暖相關，而是與冰蓋底部的火山活動直接相連。
· 19 ·
儘管大規模火山噴發可能造成火山灰「遮陽」效應，使地球表面的溫度短暫降低，但與長達數萬年以上的冰河期相比，火山灰停留平流層的時間十分短暫，其遮陽效應十分有限。
· 20 ·
真正造成億年周期地球地球變冷的原因，則是超大陸裂解觸發的大規模玄武巖溢流事件。由巖石圈破裂造成的降壓熔融效應，將觸髮長達數萬甚至數十萬年的玄武巖溢流活動。熔巖形成過程中的吸熱和溢流過程中的放熱，才是地球變冷的重要機制。
· 21 ·
地球演化的歷史，就是地球熱能在巖石圈破裂過程中不斷冷-熱轉換和漸進衰變的歷史。儘管宇宙的寒冷註定了活力四射的地球將最終趨向衰亡，但地球內部以放射性衰變產熱為主的自身產熱，卻是維繫地球生命周期脈搏的原始驅動力，推動著地球從誕生開始就無休止地不斷演化。
唐春安，1958年3月生於湖南安江。1981年畢業於中南大學採礦專業，1988年獲東北大學博士學位，1991-92赴英國帝國理工學院做博士後研究。國家教育部長江學者特聘教授，95年獲得國家傑出青年科學基金資助。現為大連理工大學教授、博士生導師，中國地質大學特聘首席教授。國務院第五屆地礦油學科評議組成員，中國巖石力學與工程學會副理事長。
主要從事巖石破壞機理及其巖石工程災害模擬分析、監測預警方面的研究工作。在國內外多種學術刊物發表各類學術論文300餘篇。著有《Rock-Failure Mechanism》、《巖石破裂過程中的災變》等學術專著六部。近年來，熱心地球科學探索，從龜裂的形成機理入手，基於熱力學、物理學和力學基本原理，提出了以地球自身熱平衡為驅動力的地球演化新假說：地球大龜裂。
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