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“星球”的表面学

“星球”的表面学


——从“星球表面”的“两种力量假说”


看地球上的“全球化”


    (刊2001-7香港《前哨》月刊)
   “经济全球化”是发生在地球表面的一种现象,这是商品、资本等在地球表面迅速的、大范围的流动。自从人类社会产生以来,直到20世纪末和21世纪之交才产生这种现象。在21世纪,这一趋势还会继续并进一步发展。长期以来,“国界”是商品、资本和人流动的障碍,“经济全球化”的发展,会不会使“国界”愈来愈不重要了呢?

   事实上,“经济全球化”依赖于有“国籍”的跨国公司和有“国籍”的“人造卫星”。
   “全球化”现象也引发人们思考一个问题,地球上为什么会划分为一个又一个国家呢?
   

从卫星和太空看地球表面


   从卫星上看地球,可以看到每一块大陆、每一个岛屿的明显轮廓,但无法看到大陆内部人为划分的“国界”。然而,从卫星对地球在晚上的照片看,有一条“人为分界线”极为明显。这就是朝鲜半岛上的“三八线”。线的北部,几乎没有光线,一片黑暗,线的南部,十分明亮。韩国像一个岛屿般漂浮在中国和日本之间的海上。
   在太空中看地球,离开地球愈远,愈看不到人类改造自然留下的痕迹,当然,更谈不上看到“国界”了。从卫星上可以看到,在全球各大洲中,唯有亚洲和非洲有条宽阔的沙漠带,这就是非洲的撒哈拉大沙漠、阿拉伯半岛上的大沙漠、伊朗的卡维尔沙漠和卢特沙漠、中亚的卡拉库姆沙漠、克齐尔库姆沙漠、中国的塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠以及从蒙古延伸到中国境内的戈壁大沙漠。北京处于这一沙漠带的边缘,沙尘暴不过是亚非沙漠带扩张的一个讯号而已。
   在太空中看地球,远远望去,只能看到一个蓝色的星球,间隔着某些褐色的“板块”和漂浮的白云,地球表面大部分为海洋覆盖,蓝色就是海洋的色彩。
   

宇宙中形形色色的“星球表面”


   宇宙中很多星体呈现球状或近似球状。这主要是引力作用造成的。有些星体因为太小、太轻,引力作用不能把它变成球体,如火星的卫星“火卫一”,直径只有2.5公里,外形近似马铃薯。今年(注:2001年)2月12日,美国的“近地号”探测船降落在距离地球大约2亿公里的“爱神”(Erous)小行星上,这颗小行星不呈球形,长34公里,寬13公里,大小与纽约的曼哈顿相当。木星的卫星“木卫五”近似球形,是一个大小为270公里×170公里××150公里的“三軸椭球体”。
   在晴朗的夜晚,我们可以看到天空中有一条微白的光带,这就是银河系。
   银河系有2500亿颗恒星。我们所在太阳系的太阳,不过是2500亿颗恒星中的一颗。由于引力作用,恒星一般呈球状。每个恒星以及每个恒星系统里的行星、卫星,其每一个“星球体”的表面,从组成、结构、形状、表面颜色来说,千变万化。在纯理论上,研究这些“星球体”的表面的各种性质和变化,可以形成一门独立的学科——星球的表面学。
   直到今天,人类对宇宙的探索还十分有限,今天谈“星球表面学”,还只能限于太阳系内各种星体的“星球表面”。在本文中,对“星球表面学”的研究还只能放在地球表面的各种“圈层”上。“人类圈”是地球“表面”的一个“圈层”。“经济全球化”不过是发生在这一薄薄“圈层”内的一种特殊现象而已。
   

太阳系的“星球表面学”


   太阳系由太阳、九大行星(注:现在“冥王星”已不列为“大行星”)、行星的卫星、众多的小行星和彗星等组成。
   太阳的表面有厚达300公里的大气层。大气层发射可见光,形成“光球”。太阳半径为700,000公里。300公里的“光球”不及太阳半径的万分之五,不过是太阳表面薄薄的一层而已。“光球”表面是不均匀的,具有颗粒状的气团,称为“米粒组织”。每个“米粒”都有一个欧洲大。这些“米粒”,就是从太阳内部升起的熾热气流,由于温度比光球表面高出几百度,在太阳表面呈现为明亮的“米粒”。这些熾热气流迸出表面後若干分钟,随即破裂消散。
   在“光球”上有时会出现一个个“黑子”,这是“光球”上温度稍低的区域。一个“黑子”,都会有几个太平洋大。
   在太阳系中,每一个星球的表面各不相同。水星、金星、火星是“类地行星”,是“岩石星球”。水星看上去呈深棕灰色,没有大气层,地表密布环形山。金星呈深棕黑色,大气层富含二氧化碳,在“温室效应”下,金星气温高达450度。金星地表没有江河湖泊,大部分是平原,此外是低地和高原。火星表面山脉绵延不绝,有许多火山口,荒漠中充斥着沙子、尘埃、砾石。木星、土星均呈浅黄灰色,在稠密的大气层(由氢、氦组成)下,没有岩石,而是一片高温的液态氢、氦海洋。天王星、海王星均有大气层,分别呈蓝绿色和绿色。
   月亮是地球的卫星。在大行星中,除了水星和金星外,各有自己的卫星。太阳系中各行星的卫星大约有160多颗。木星的4颗卫星,类似地球,是“岩石星球”,木卫一、木卫二、木卫四均有地下水源或地下海洋。土星的一个卫星“土卫六”比水星还大,有丰富的氮气大气层和大片海洋。
   

地球的六个“圈层”


   地球表面是陆地、海洋和大气层。从太空中看,大气层构成一个“圈层”,即“大气圈”。地球表面的海洋、湖泊、河流、冰川和地下水,从太空中看,形成“水圈”。由陆地和洋底组成的地壳,与地幔顶部的岩石部分,构成“岩石圈”。“岩石圈”下面有一层温度较高、刚性较弱的、能够长期地、极缓慢的变形的部分,构成“软流圈”。从太空中看,地球上所有生物,也构成一个薄薄的“圈层”,这就是“生物圈”。“生物圈”中的一部分则是“人类圈”。
   

“水循环”是水的“全球化”


   在地球的六个“圈层”中,水圈和大气圈中的全球运动最为显著。地球表面的水,以汽态、液态、固态形态存在。这些水,处于不停循环之中,其中“水汽输送”是“水循环”中最活跃的环节之一。全球“大气水分交换”周期为10天左右。“水循环”是水的“全球化”。水循环使水圈中的所有水都联系在一起。大气流动比“水循环”更为迅速。“大气环流”是全球性的大气流动,它还影响到大洋中表层洋流的运动。
   

“岩石圈”的六大“板块”


   在地球六个“圈层”中,“人类圈”中的运动最复杂,它无法与“水圈”、“大气圈”中的“全球运动”相比拟,但中许多方面却可以和“岩石圈”中的运动相比拟。
   板块构造学是地质学的一个分支。板块构造学认为,地球的“岩石圈”由若干巨大的刚性板块组成,如欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印澳板块、太平洋板块和南极板块。太平洋、大西洋、印度洋洋底都有“山脊”,称为“洋中脊”。这些“洋中脊”是两个相互分离的板块的边界。“软流圈”位于地幔上层,厚约100公里,带有塑性,能缓慢流动。板块构造学认为,岩石圈的六大板块漂浮在软流圈上。板块边缘大都是地震带。板块移动引起了地震、火山爆发、造山运动、造陆运动和海底扩张等构造运动。
   

“超羽流”和青藏高原的隆起


   板块的移动和运动度需要外来能量。现在知道,推动地质板块运动的能量是地球高温核心的热量和地幔中不断上升的“超羽流”(Superplume)。
   “超羽流”的运动非常慢,上升过程要持续几千万年至几万万年。所以,在人类文明存在的几千年中,很难感觉到地幔熔岩的对流和“超羽流”的作用。但正因为“超羽流”推动着“岩石圈”中板块的移动和运动,大西洋就是美洲板块与欧亚板块、非洲板块分离形成的,而由于印澳板块不断地挤向欧亚板块,造成青藏高原的隆起和连绵不断的喜马拉雅山脉。
   

“球体表面”的“两种力量假说”


   分析研究各种“星球表面”,可以提出“星球表面学”的两种力量交互作用的“假说”。这两种力,一种是在“水平方向”起作用的,叫作“均一化力”,另一种是在“垂直方向”起作用的,叫作“离表面力”,或形象地称为“崛起力”。一个与外界有物质、能量交换的“球体表面”系统,如果“球体表面”的物质分布不均匀,“均一化力”推动着“球体表面”物质为“均一化”分布而流动。如果“球体表面”呈现某种刚性,“球体表面”的不均匀性就可能形成一个又一个“板块”。当能量不断输入“球体表面”时,“离表面力”(“崛起力”)就推动着板块的移动、运动和撞击。
   

地球表面的“两种力”


   一些小的星球或天体,如“火卫一”、“爱神”小行星,与外界没有明显的物质、能量交换,“崛起力”和“均一化力”或者非常微弱,或者不起作用。在地球的卫星月球表面,似乎这两种力的作用也不明显。
   木星、土星上大气和液态球面中的各种“环流”、“涡流”,“岩石星球”的各种地质变化都是这两种力起作用的结果。
   在地球表面,风化侵蚀、洪水泛滥、湖泊淤塞以及大气环流、海洋中的洋流都是地球表面“均一化”的过程。当地球上的陆地在风化侵蚀下愈来愈平坦时,汹涌奔腾的江河就会消失。水土流失、沙漠蔓延、沙尘暴的频繁发作,也都是“均一化力”起作用的结果。地球上的造山运动、海底扩张、火山爆发、地震则是另一种“反均一化”过程,这是“崛起力“作用的结果。
   

“人类圈”中的“政治板块”


   在地球的六大圈层中,“人类圈”在某些方面类似于“岩石圈”。岩石圈有六大地质板块。在21世纪的今天,人类圈的“板块”有大小不等数十个。人类圈中的板块是由于地域、民族、宗教、文化等因素形成的,政治权力如同“钢筋”一样,使人类圈中的“板块”具备一定的“刚性”。所以,人类圈中的板块可以称为“政治板块”。中国、东盟、俄国、美国、日本、欧盟、澳大利亚、巴西、阿根廷、印度、印尼、伊朗、沙特阿拉伯等大国都是“政治板块”。
   所谓“政治板块”,就是在国际社会中有独立行动能力和明显影响力的国家或国家集团。一些小国,如欧洲的安道尔、列支敦士登、摩纳哥和太平洋中诸多群岛小国,都不能构成“政治板块”。苏联原来是一个巨大的政治板块,苏联的解体就是政治板块的断裂。欧盟的产生,欧盟各国走向单一货币,对外实行共同的外交和安全政策,标志着欧洲愈来愈像一个政治板块。
   岩石圈的六大板块漂浮在软流圈上。人类圈的数十个政治板块漂浮在生物圈上。
   

太阳辐射能与“人类活动”


   政治板块的移动和运动,是人类活动的结果。人类活动的能量,来源於食物——支撑着人类圈的生物圈和地壳中采崛出来的各种燃料。哪一个政治板块获得和使用的能量多,哪一个政治板块就会崛起。

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