那麼“地球磁場逆轉”是如何被發現的呢?原來火山爆發時我們可以看見熔融的岩漿溢流,這在地球史上是很常見的。岩漿常常含有細小的鐵礦顆粒,每一個顆粒在地心深處磁場的感應下都可以看作一個小指南針。在液態狀況下這些顆粒將自身定向為與地心磁場方向相同。冷卻後這些顆粒的指向就永遠被鎖定在結晶的結構裏。無論地殼板塊移動到哪裏,這些顆粒的指向都不變。因為岩石“記憶”了它在形成時與地心磁場的相對位置。關於這些記憶的研究是地質學的一大領域,稱作古地磁學。現在對剩餘磁性的觀測研究,主要表明這些古岩石的剩餘磁性的方向,即形成岩石時受到地球磁場磁化時的地球磁場方向,有的同現在的地球磁場方向相同(稱為正向),有的同現在的地球磁場方向相反(稱為反向)。
大家知道,是地球磁場屏蔽了宇宙射線尤其是太陽風的襲擊,保護了地球所有生命的延續和進化。如果地球磁場一旦在逆轉的過程中消失,那麼地球上的生命必然會遭到滅頂之災。
“地殼弦動”(大陸漂移)不但解決了“地球磁場逆轉”的疑難問題,同時也解決了南極有煤、非洲大陸有冰川遺跡、大洋脊磁場異常、我國南方有冰臼等許多自然之謎。“地殼弦動”是地球存在的第三種基本運動。
地球板塊結構之謎
20世紀60年代末,一些科學家提出了比大陸漂移理論更加完善的板塊構造學說。板塊學說認為,地殼上的岩石圈並不是一個完整的、沒有縫隙的整體,而是有幾處明顯的裂縫。整個岩石圈形成了六大板塊,它們分別是歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度-澳大利亞板塊、南極洲板塊。這些板塊飄浮在不斷流動的地幔上,如同漂浮在水中的木筏一樣。板塊隨著地幔的變化,而呈現出有規律的變動。在地質史的長河中,這些板塊處於不斷的分開與合並之中,3億年前,這六大板塊合在了一起,之後又開始分開,於是形成了今天七大洲的地貌。
1910年,生病臥床休息的德國氣象學家魏格納聚精會神地望著牆上的一張世界地圖。他突然發現,大西洋兩岸的地形之間具有交錯的關係,特別是南美的東海岸和非洲的西海岸之間,相互對應,簡直就可以拚合在一起,此後他通過查閱各種資料,於1912年提出大陸漂移理論。
大陸漂移理論認為,在2.5億年前,目前分成各個洲的大陸是連在一起的,那時還沒有大洋。後來,完整的泛大陸開始四分五裂,逐漸形成了現在的七大洲。
魏格納的大陸漂移學說一經提出,便引起了很大的震動。許多人感到不解,這樣堅實的大陸怎麼會像水上的木筏一樣漂來漂去呢?漂移的動力是什麼?為什麼漂移發生在2.5億年前?這些問題在當時都沒有得到很好的解決。大陸漂移理論提出後不久,便被視為是一種荒唐的臆想。到了20世紀30年代,人們基本認識了地球的內部結構,於是科學家提出,是地幔的對流造成了地殼的運動,但對地球板塊結構卻未給出理想的答案。
地球晝夜變化之謎
旭日東升,預示著新的一天已經開始;夕陽西下,則意味著黑夜即將來臨。在地球上,人們總是這樣經曆著白天和黑夜的變化。
地球上晝夜變化是怎樣形成的呢?原來,地球在圍繞太陽自西向東旋轉的同時,它還在圍繞著自己的軸自西向東不停地自轉。地球自轉一周,約為24小時。地球在自轉的過程中,麵對太陽的一半,被太陽光照得很明亮,這就是白晝,稱為“晝半球”;而背著太陽的一半,被地球自身的陰影所籠罩,太陽光照射不到,這就是黑夜,稱為“夜半球”。晝夜兩半球之間的界線是一個圓圈,叫作“晨昏圈”。由於地球不停地自轉,晝夜兩半球在相互交替的過程中,白天變成黑夜,黑夜又變成了白天。地球上不僅有晝夜交替的變化,還有晝夜長短的變化。除赤道外,地球上每個地方的晝夜都不是等長的。無論是南半球還是北半球,冬半年總是晝長短於夜長,而夏半年正相反,夜長短於晝長。