第十二章 火与水

从观察得到的事实，科学家推断我们的地球在形成之初是一个由液体物质组成的球体。你肯定会问：那它从哪儿来呢？它来自创造出万物的上帝之手。

之后，地球就形成一片火海，没有海床，也没有海岸。而火海中汹涌的热浪就是陆地和海洋形成的最根本原因。那时候，白热的物质就像液态金属的流体一样，从炼炉里流出。随着最外层的慢慢冷却，地球逐渐获得了一层坚固的外壳，可是这时候的外壳却跟刚从铁匠的锻铁炉里取出的铁一样炽热。

随着时间的推移，地表的温度不断下降，地球的外壳慢慢变厚，它过多的热量也一点一点地消散，到最后就停止发热了。地球发光发热的时期结束了，但是它周围的大气并没有像现在我们看到的天空一样清澈碧蓝，而是又厚又浑浊，由很多种气体组成，太阳光很难透过大气层射到地球表面。

在地球坚硬的外壳初步成形时，地球内部的流体物质就开始对它产生作用——这种作用从未停止过——就是在这股力量的作用下，地球表面才变得那么不规则，凸起的部分形成了陆地，下沉的部分形成了海洋，还有一条条被峡谷隔开的山脉拔地而起；就是在这股力量的作用下，海床被挖空，一座座高山耸入云间。地球内部的流体物质对地壳的作用过程就跟苹果逐渐变干、表皮长满褶皱的过程是一样的。

新鲜苹果的表面是光滑的，包含着多汁果肉的表皮上没有一点褶皱。但是不久，部分果肉就会脱水，而脱水的地方就会产生轻微收缩。事实上，干燥的表皮并不含多余的果汁或水分用来蒸发，所以它不会像多汁的果肉那样收缩。那么，如果苹果皮的大小不发生改变而里面的果肉收缩的话，显然，对于果肉来说，这层果皮太大了。因此为了要保持与果肉紧贴，果皮就肯定会萎缩，长出褶皱。从太古时代以来，地球的外壳就不断有褶皱的形成，现在它就像某种干缩的水果表皮一样皱巴巴。

地球外壳之所以会收缩，是因为在相同的时间内，液体流失的热量总是比固体流失的多。地球中心的流体物质慢慢释放出热量，并在周围的空间中消散，这些热量比地球固体外壳在同一时间内释放出的热量要多，虽然这两者的差别并不是那么明显，但是久而久之，内部的流体物质肯定会与外壳分离，那么就肯定会发生下面两种情况中的一种：第一种，地壳的韧性足够，会折叠起来，形成褶皱，来保持与收缩的地球内部的接触；第二种，地壳的韧性不够，无法折叠，形成褶皱，那么在它自身重量的压迫下，地壳就会破裂，甚至有些地方还会倒塌，但是因倒塌而产生的地壳碎片藏身于地球内部流体物质之间的缝隙，所以地球的外壳就变得很粗糙，形成各种不规则地形。地球的表面是凹凸不平的，有高有低，有沟壑，有悬崖，有山谷，有山脉，有深不见底的深渊，也有高不见顶的高山。我们很难想象如此高大的山脉竟然只是地球表面一处小小的很不起眼的褶皱。但是，与庞大的地球相比，阿尔卑斯山真的是微不足道，因为就算是最小的褶皱与苹果的比例也比安第斯山与地球的比例要大。

很明显，地球表面不规则的幅度和程度取决于外壳的厚度和硬度。如果外壳很薄很有韧性，当地球内部的流体物质流失时，它并不会产生大幅度的收缩，形成小波浪形的褶皱；如果外壳很厚很硬的话，那么就可以产生更持久的阻力来对抗与地球内部物质的接触，但是当阻力到达极限时，外壳不会只发生一点点变化，而是会发生大断裂，同时水平岩层会变得垂直或接近垂直。因此，越到现代，地球表面的不规则就越明显。事实上，已经证实现存的一些圆顶小山都是在史前时代形成的，而安第斯山和喜马拉雅山这些巨大的山脉是在更近代时形成的。接下来我们会知道山脉的形成年代是如何判断出来的，尽管地球表面不规则的形成时间比人类的出现还要早很多。

地球外壳的破裂并不是突然发生的，而是有前期准备的。事实上，在地球外壳的韧性承受得住的情况下，坚固的外壳在很长的一段时间里是与地球内部的液体物质的收缩运动保持一致的。这个过程是非常缓慢的，几个世纪后，才能看出它的变化：地球的表面开始变形，有些地方凹进去，有些地方凸出来，直到最脆弱的部分发生破裂才停止。之后，才形成了对比鲜明的陆地和海洋；根据变形的方式，以及变形的程度，远古的海洋可能变成陆地，而以前的陆地可能变成海洋。最后，地球的秩序被重新修复，新的平静期又开始了，等待着下一次暴动。我们古老的地球发生过无数次这样的暴动，它们不仅改变了地表，也改变了陆地和海洋的框架，陆地上到处可以看见海水流过的痕迹。

现在我们的地球正处于平静期，此时改造陆地的地下熔炉活动似乎已经停止了。我们很难相信有一天，我们的地球会变得完全不一样；我们认为陆地是非常坚固稳定的，它永远也不会离开它现在所处的位置，而海洋则会一直流淌在它所占据的领域里。地球内部的火不会再燃起来了吗？地球已经进入永久平和期了吗？种种迹象都证明事实与之完全相反，有很多很多的例子都可以证明我们脚下的这片土地是很不稳定的。地面到处都有持续的轻微震动，迟早有一天，整片陆地会因为地球内部流体的运动而动摇。

当地球外壳发生断裂时，在固体表层的重力作用下，地球内部的流体物质被挤压到裂缝处，把裂缝差不多都填满了，有时候会从地球表面溢出，溢出的液体甚至会形成液体流，有时候还会在两边裂缝的压迫下形成液体柱。对此，我们可以用冬天表层冰破裂时，冰层下面的水的流动情况来解释这些现象。当表层冰破裂时，下面的水被迫上升到冰层之间的缝隙，有时候会从冰层表面溢出，如果周围的温度够低，水就会凝结成冰，把分离的冰块接合起来，有时候还会沿着冰块之间长长的缝隙形成冰柱。在地球发展史的上个时期，特别是地球的外壳还很薄、经常发生断裂的时期，地球内部的液体物质就会这样流出地表，从而形成坚硬的外壳。

地球表面一开始的不规则，一开始在光滑的表面形成的与地球内部流体相连接的突起，主要归结于火山不断喷出炽热的岩浆，岩浆冷却变硬后形成了锥形山丘。后来，地球外壳的韧性变小，形成了无数横七竖八的裂缝，地球内部的流体物质受到的压力变得更大，溢出地表，在裂缝上形成了大山脊，从侧面看，每座山脊的脊骨呈锯齿状，高耸入云。一直以来，地球内部流体物质受到向上的作用力，被迫从地球外壳的裂痕流出是经常发生的状况，所以，现在我们脚下一半的土地都是由岩石组成的，这些岩石曾经都是地球内部的流体物质。另外一半则是由洪水过后留下的沉积物组成的。

地球内部流体物质灌入地球表面的裂缝，溢出后在地表形成山脊，同时凝固的岩层折叠倾斜也会形成山脊，而山脉就是由这些山脊组成的。地球表面的裂缝沿线就是地震多发带，因为这些地方的抵抗力比其他地方小，也就是在这些沿线上会经常形成喷泉，因为地热更容易通过裂缝传送到地表；同时，沿线上还分布着大量的火山，就像很多连接地球内部与外部的烟囱一样，屹立于同一裂缝之上。

当地球的温度降到足够低时，我们周围的大气发生了重大的改变。到目前为止，当温度很高时，水没办法以液态形式存在，只能以水汽凝结成的密云形式飘浮在地球上空。海洋就要形成了，不过还不是时候。当第一滴水落在炽热的地球表面时，新的世纪到来了。第一次下雨不过是小阵雨落到了炽热的地面，水很快就变成了水蒸气。更大的降雨不断发生，而且像往常一样把过多的热量蒸发掉。直到地表温度冷却，水才能以液态形式留在地球表面，从那时候起，大气中储藏的水分越来越多，形成了大量降水。

安的列斯群岛的飓风、印度台风所形成的连续闪电，以及所带来的洪水泛滥，好像已经耗尽了地球的所有资源。在远古时代，当陆地成形，地球准备孕育生命的时候，因倾盆大雨造成的地球、因洪灾而变成一片汪洋的景象，现今几乎是看不到了。一大片水汽聚集的乌云笼罩着整个地球。时不时迸发的闪电点亮了昏暗的天空，让人不禁想起远古时期地球还是炽热的发光体的时候。电闪雷鸣不断，仿佛整个宇宙都要坠毁一样。洪水像大瀑布般倾泻而下，其气势是我们现代的尼亚加拉瀑布都无法比拟的。地面和天空在持续的大量降水中仿佛连成了一体。与此同时，地面在水柱和垂直的水流的冲击下猛烈震动。今天任何风雨都无法比拟的龙卷风冲破一缕缕水柱，狂暴地将它们抛掷而下。

等到天上的水库被掏空后，整个地表已变成一片奇怪的汪洋，它的海水是炽热的，而且混杂着各种厚厚的泥土，形成了一种冒着热腾腾的蒸气的矿物溶液。也许，不规则的地球表面的一些暗礁和最高山脊的山巅都会浮出水面。原始海洋的浊浪只有拍打在零星散布在水面的暗礁上才会变碎，泛起泡沫。而其他没有海岸的地方，海浪一个接着一个。不久，陆地从海底深处升起，逐渐成形，同时，地球的外壳不断遭到破坏并得到重新调整。

最后，摆脱掉水分的大气层不再含有多余的水分，连我们现在这种由水汽凝结成的云都没有。这些宏伟的景观，差不多都是科学家们根据结果推出原因，根据已知的找出未知的，根据看得见的推测看不见的，从而得出的。我想说的是，海洋最有可能的形成原因就是：上层的水与下层的水发生分离，也就是“天空上的水与天空下的水分离”，这是3500年前，一位宗教历史学家提出的，现在已经得到了科学的证实。

当大量的高温雨降落到地表时，地球的外壳就发生了翻天覆地的变化。最初形成的岩石结构被破坏，整体变得很松散，同时大量的岩石被溶解。强劲的海浪把一切未能溶解的物质瓦解粉碎。在那之后，就累积了大量的砂砾、碎石、黏土和淤泥，把海洋变成充满热泥浆的流体。当海水不再冒泡时，水温下降，溶解力也跟着下降，泥土慢慢地沉淀，形成最深处的花岗岩床的第一层沉积物。

在这个时期，或许更早，陆地开始从浩瀚的海洋深处浮出海面。每过一天，地球外壳的褶皱和破裂都在加剧，最初的陆地就这样形成了。《创世纪》中是这样简单描述的：“让天空下的水全部聚集到一个地方，旱地就这样浮现出来了。”最初的陆地与我们现在的陆地完全不一样。尤其是法国，它只是浩瀚海洋中的一些小群岛。而在当时，现在的最大的这块陆地在海底沉寂了很久，才一点点地上升，即使到今天它也还是在慢慢上升，我之前提到的例子可以证明这一点。用“干旱”这个词来形容最初形成的陆地再适合不过了，因为在它上面，除了由地下熔岩活动形成的光秃秃的岩石外，一无所有，一两个火山岛就跟格雷厄姆岛一样，一片荒芜。但是，在上帝的安排下，生命就在这个时候诞生了，草地也开始出现在贫瘠的土地上。

在最初形成的泥浆完全沉淀下来后，海水变得格外清澈，同时，海里出现了各种各样的生物。海浪、河流、小溪不断地冲刷着陆地，把陆地上的各种矿物质带入海洋，堆积起来，形成了海床。从最早的时期到现在，海水都在不断地侵蚀着海岸，被冲走的矿物质全部沉积在海底。海洋从未停止接受从各条河流流入的沙、砂砾、泥浆等，这些物质和其他壳类动物的尸体一样，都沉在海底，慢慢变硬，形成坚固的岩石层。后来，地球内部的岩浆不断从地球表面喷出，蒸干了海洋，把它变成了一片干地。因此，至今在我们陆地的岩石上，甚至是高山上，都可以找到壳类海洋生物的化石。

地球外壳是由两种不同的岩石共同组成的，这两种岩石又是因两种不同的机制形成的，即火与水。一种是地球内部的熔岩从地表喷涌出来形成的；另一种是由（海浪）从陆地冲刷入海底的各种矿物质聚合形成的。第一种岩石叫做深成岩，表明它来源于地球内部流体物质的喷发。深成岩也叫冥王岩，是以掌管地府的神的名字命名的。第二种叫做沉积岩，名字来源于拉丁语，是“沉淀”的意思，因为它是由沉淀在海底的矿物质组成的。它也叫海王岩，以海之神的名字命名。

每一种固体物质受热熔化，经过慢慢的冷却，都会结晶，形成形状规则像小镜子一样的平面晶体。正如我们看到的糖一样，虽然糖的结晶方式不一样。（糖是一种可溶性的物质，当溶解可溶性的液体蒸发后，可溶性物质就会结晶。糖和盐就是这样形成的，当溶解它们的水蒸发后，它们就变成晶体。）因此，当从地表喷出的地球内部的岩浆慢慢冷却后，就会变成晶体，形成深成岩；而且，事实上，它们通常是由无数的小晶体组成的。

在这些结晶岩中，最普通也最值得关注的就是花岗岩，它的名字来源于它清晰可见的粒状结构。花岗岩是由3种不同的晶体混合而成的。这3种晶体分别是石英（硅石）、长石和云母。我们都知道，有一种晶莹剔透的矿物质与铁摩擦时会产生火花，形成

白色鹅卵石。这种矿物质就是石英，也称硅石。打火石是一种硅石，还有颜色异常丰富的玛瑙以及比玻璃更透明的水晶都是。硅石可以和很多种物质混合，形成种类繁多的矿物质，这类矿物质通常被称作硅酸盐。白色不透明的长石就是硅石和石灰混合而成的硅酸盐，它的特别之处在于它的晶体是椭圆形的。云母也是一种硅酸盐，成分主要是黏土。这种硅酸盐很小，有时候会像金银一样闪闪发光，因此常被误认为是某种贵金属。以前的石英砂纸上的那些闪光的点点就是云母。

我就不再对深成岩的成分的复杂结构作进一步详解了，但是还是要强调一点：它们都是硅酸盐，是由硅石与各种各样的物质混合而成的，而且大部分硅酸盐与铁碰撞后会产生火花。各种硅酸盐的区别在于晶体的形态以及硬度有差异。

深成岩的这种晶体结构在沉积岩中几乎是看不到的，这也在意料之中，因为后者是由成层堆积在海底的松散沉积物经过很长一段时间的固结形成的。最普通的沉积岩是由石灰组成的，比较常见的有石灰岩、粉笔以及大理石。这些物质的基本成分都是一样的，都含有石灰和一种无形的气体——碳酸气体。它们共同的特性是：当它们与一种比碳酸更强的酸反应时，就会产生气泡，这些气泡就是碳酸气体。这个特性是深成岩所不具备的。

另一种沉积岩是由各种各样的黏土形成的，这种泥质岩很容易通过它们的用途辨认出来。当往泥质岩中加水时，它们就会变得很柔软，可以随意造型；泥灰岩就是由黏土和石灰粉混合而成的；各种各样的沙子和光滑的鹅卵石都是海水从陆地夺取的不同大小的矿物碎屑经过摩擦形成的；还有一种砂岩，它是结构非常紧实的砂砾，同时硬度也很大。

组成沉积岩成分的物质沉积在海底形成了不同厚度的规则分布的水平岩层或岩床。这种岩层就是所谓的地层。这些矿物质和其他物质在海底沉淀后会形成一系列地层，分别有石灰岩层、泥质层、沙质层等，最下面的是最先形成的，按形成的先后依次类推。如果没有外界力量的干扰破坏，这些地层就会一直保持水平，后来很多地层都发生变形、扭曲、破裂、移位，但是它的水平结构并没有发生任何改变。地球外壳最大的特征之一就是由于海水作用形成的水平分层。这是深成岩所不具有的。深成岩在从沉积岩的裂缝流出的液体的推动下，发生断层，原来的组成结构被破坏，最后形成了孤立的山峰或者锯齿状的悬崖峭壁；有的形成圆顶锥形山丘或者圆顶小山墩。但是没有一个例子可以显现出规则的组成结构。简单来说，深成岩并没有分层。

最后一点，沉积岩经常还包含大量石化了的有机生物的遗体，动植物的都有，它们都曾经生存于深海——沉积岩形成的地方。我们把这些石化了的动植物的残骸称作化石。其中贝壳类和鱼类的化石最多，有些岩石全部是由这种化石组成的。而深成岩是不存在这种化石的，因为它们是由地球内部炽热的岩浆形成的。

组成地球外壳的两种岩石的区别如下表：