地球的演變過程及其氣候未來變化趨勢推測與研究

（中國·合肥·煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院 安徽合肥 230041）

摘 要：地球的演變過程大體上可分為五個(gè)階段，第一階段為火球階段，也是初始水的形成階段，第二階段地球表面出現(xiàn)高位熱水階段，金屬和非金屬礦物從燃燒后的灰渣或巖漿中析出階段，第三階段為地球古生物生物開始出現(xiàn)到陸地生物滅絕階段，尤其在石炭紀(jì)和二疊紀(jì)是古陸地植物繁衍生息的鼎盛時(shí)期，地球上水量持續(xù)快速增加階段，第四階段為地球表面被水所覆蓋階段，古生陸地生物滅絕階段，煤炭和石油頂板形成沉積巖和煤炭石化階段，第五階段為地球上重新出現(xiàn)陸地，近代和現(xiàn)代新的陸生植物和動物物種重新再次繁衍生息階段。地球氣候變化發(fā)展過程是由高溫向低溫變化，兩極冰蓋形成以前，地球一致處于高溫狀態(tài)，當(dāng)兩極區(qū)域結(jié)冰以后，在兩極極點(diǎn)區(qū)域開始形成春夏秋冬四季分明的氣候，隨著地?zé)嵘l(fā)到地球表面熱量的持續(xù)降低，兩極冰蓋持續(xù)的向外擴(kuò)張，由此形成寒帶、亞寒帶、溫帶和熱帶五個(gè)氣候帶。

關(guān)鍵詞：火球、水球、地?zé)帷夂蜓葑?/p>

一、地球初始狀態(tài)及演變過程的推測

1.第一階段，火球階段（初始水的形成階段）

根據(jù)《關(guān)于太陽系中九大行星是如何形成的推測與分析》，地球是從太陽分離出來的，地球初始狀態(tài)是一個(gè)燃燒的火球，處于燃燒中的火球階段，地球表面沒有地殼，在火球階段，氫氣在燃燒時(shí)與氧氣結(jié)合形成初始水（氫的燃燒反應(yīng)式為2H2+O2=燃燒=2H2O），初始形成的水，全部以水蒸氣的形式存在，火球階段的延續(xù)時(shí)間很長，可能在地球存續(xù)45.7年中絕大部分時(shí)間都處在燃燒階段。在環(huán)境空氣持續(xù)不斷散發(fā)熱量的情況下，最終熄滅了地球上火焰，并由此在地球的表面形成地殼，初始形成的地殼表面全部被燃燒的殘余物—灰或渣所覆蓋，其覆蓋物松散，也可能很厚，在這些覆蓋物中含有大量的金屬和非金屬礦物成分，這些礦物成分為后續(xù)金屬和非金屬礦物的形成提供了必要條件。

2.第二階段，高溫的熱水階段（金屬和非金屬礦物形成階段）

在地殼形成以后，環(huán)境空氣持仍然持續(xù)不斷散發(fā)地?zé)?，使地殼緩慢不斷地增厚，地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量隨著地殼的增厚逐漸減少，當(dāng)?shù)乇頊囟认陆档?00℃以下時(shí)（此時(shí)地?zé)嵘l(fā)到地球表面的溫度約為80℃左右，來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量約為20℃左右），水球階段形成的初始水就逐漸掉落到地球的表面，雖然水珠能落到地面上，但由于地球內(nèi)部巨大熱量的存在，地殼也很薄，在較薄的地殼下方仍然處于高溫狀態(tài)，開始時(shí)候僅有少量的水可以接觸到地面，絕大部分仍然處于水蒸氣狀態(tài)，經(jīng)過漫長的時(shí)間，才使絕大部分氣態(tài)水轉(zhuǎn)化成液態(tài)水，當(dāng)絕大部分氣態(tài)水轉(zhuǎn)化成液態(tài)水時(shí)，在地?zé)岣邷刈饔孟?，遍及地球表面可能絕大部分被高溫的熱水所覆蓋，地球上高溫?zé)崴疇顟B(tài)可能存續(xù)時(shí)間的很長。

在地球出現(xiàn)高溫的熱水以后，由于水蒸氣的冷熱交換作用。地球上可能出現(xiàn)沒日沒夜的下雨，由于水的沉積的作用，蓄水多得地方的地殼可能被先冷卻，蓄水少的地方的地殼可能后冷卻，由于地球表面出現(xiàn)蓄水多少的不均性，在水的重力作用和地球散發(fā)熱量的不均性的共同作用下，以及巖漿不時(shí)地冒出地表（或火山作用），在地球表面就開始出現(xiàn)凸凹不平現(xiàn)象，蓄水多的地方就成為洼地，冷卻的更快，蓄水少的的地方就凸起，成為山體，冷卻的相對較慢，由于當(dāng)時(shí)的地殼很薄，在地球內(nèi)部熱力不均勻性和地球表面水蓄水量多少等因素作用影響下，地表凸起凹下的情況可能不斷發(fā)生變化，所形成的山峰和洼地很不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生變化，這里凸起，那里凹下的現(xiàn)象，在此階段可稱之為鼓泡現(xiàn)象，陸地和水域也有可能在此起彼伏的不斷地變化。水流的方向也隨著地球表面的變化而不斷發(fā)生改變，隨著時(shí)間的推移，蓄水多的地方，在水的重力作用下，慢慢的下沉，形成湖和海，在蓄水少的地方的地殼，由于內(nèi)熱力的作用以及水力的擠壓重力作用，慢慢的抬升，成為陸地，雖然地球上表面在水的重力作用下，形成了湖或海，但由于地球在火焰熄滅時(shí)所形成的水量，相對現(xiàn)在地表水來說還比較少，所以，地球表面凸起和洼下的情況并不十分明顯，絕大部分應(yīng)該是淺湖或淺海及不太高的山體或高地。

由于當(dāng)時(shí)的地殼很薄，大量的二氧化碳（硫化物也可能起到一定作用，但不是主要作用）從地層中不斷的析出，并溶入高濃度的鹽水之中，二氧化碳溶入水中后，CO2與水生成碳酸，碳酸離解得到碳酸氫根和碳酸根，在酸性水中以碳酸氫根或碳酸氫根的形式存在，根據(jù)地球上火山口水中的pH值實(shí)測結(jié)果約為2～3，初步判斷當(dāng)時(shí)水中的pH值可能在2以下，由此使高濃度的鹽水逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝喳}水，在高溫、高濃度酸性鹽水的作用下，將火球階段燃燒的剩余物-渣和灰、火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰或可能包括時(shí)常涌出的巖漿中所含的金屬元素或非金屬元素以離子或化合物分子的形式分解析出，由此形成金屬和非金屬離子或化合物分子，同時(shí)由于水中含有CO2與水生成的碳酸、碳酸根和碳酸氫根、硫化物等，與燒剩余物-渣和灰、灰山灰中的相關(guān)鈣物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成新的物質(zhì)，如碳酸鹽類物質(zhì)，所析出的金屬、非金屬離子或化合物分子溶解到水中后全部溶解到酸性水中（類似于海水中的氯化物），可以隨水流漂浮和流動，通過長期的析出積累，在水中形成大量的金屬和非金屬離子和分子化合物。在高溫?zé)崴A段，地球上液態(tài)水量發(fā)生變化相對較小，所以地表水的鹽度和密度都都隨著時(shí)間的推移而逐漸增高，推測認(rèn)為，在高溫?zé)崴A段，地表水的鹽度和密度比現(xiàn)在海水的鹽度和密度要高很多，所以金屬和非金屬離子或分子化合物全部溶解在水中，隨水流動，由于當(dāng)時(shí)的地殼還比較薄，蓄水區(qū)和陸地不停的發(fā)生變化，水流方向不斷的發(fā)生變化，可能在在雨水作用下，在河流或河流匯入水域入口處，通過雨水的稀釋作用使酸度和鹽度降低，并使金屬離子、非金屬離子、化合物和通過反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的化合物逐漸沉淀聚集，也不排除有池塘或淺湖的干枯沉淀聚集（像鹽田曬鹽一樣），由于各種礦物成分在比重上有顯著的差異，沉淀后就形成含各種不同的金屬和非金屬離子或化合物分子沉淀區(qū)，隨著地表水溫的降低，空氣中的水蒸氣含量減少，地表水開始逐漸地增加，水的pH值逐漸升高，當(dāng)含有金屬和非金屬化合物沉積聚集后，逐漸被水覆蓋，在水壓的長期靜壓作用下，由此形成石灰?guī)r、方解石等碳酸鹽類礦物礦床，其金屬礦物沉積后，在水的長期靜壓作用下形成金屬礦床。

本人推測認(rèn)為，只有在高溫酸性鹽水的侵蝕的條件下，才能將地球在火球階段燃燒所形成的剩余物-渣和灰、灰山灰或可能包括巖漿（巖）中所含的金屬和非金屬溶解為金屬和非金屬離子或化合物分子，碳酸類非金屬礦物是在酸性水條件下，碳酸根和碳酸氫根與與灰渣或巖漿析出的鈣結(jié)合，反應(yīng)生成新的物質(zhì)碳酸鈣或碳酸氫鈣，，可能在河口處pH值上升到弱堿性時(shí)或湖塘的干枯，通過沉淀聚集，形成金屬和非金屬的沉淀區(qū)，在水的長期靜壓作用，才在地球表面近距離范圍內(nèi)形成金屬（如銅、鐵、金等各類金屬礦體）和非金屬礦床（如石灰?guī)r、方解石、石膏等各類非金屬礦體）。推測認(rèn)為，在沒有水的星球上，不可能有金屬或非金屬礦體或礦床的存在。

3.第三階段，古陸地生物繁衍生息開始至幾乎全部滅絕階段

本人推測認(rèn)為，在地球表面溫度下降到大約60℃到70℃或更高溫度時(shí)，在地球陸地表面上就可能出現(xiàn)遠(yuǎn)古植物，古生物從零星開始，逐漸發(fā)展到遍及全球的陸地，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)《地球時(shí)代劃分》資料，到5.42億年前的寒武紀(jì)才出現(xiàn)生物大爆發(fā)，到了形成的煤炭和石油的年代的石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，為古生植物生長的鼎盛期和繁茂期，形成煤炭和石油的古生植物與現(xiàn)代植物可能存在非常大的差異，主要差異就在于具有很強(qiáng)的耐高溫性和高油脂性。

地球上大量生物種群的出現(xiàn)首先可能從兩極開始（零星種群可能遍及全球），因?yàn)閮蓸O地區(qū)各有半年沒有陽光，所以地表水首先被冷卻，其地表溫度相對其他區(qū)域相對要低一些，然后逐漸向赤道附近延伸，地球上最初出現(xiàn)的植物可能僅為菌類、藻類等生物，慢慢的進(jìn)化為蕨類等植物，隨著地表水的溫度的逐漸的降低，再由低級生物，緩慢的進(jìn)化為高級生物，由于地球從古生陸地植物開始直到古生物滅絕，地表水都維持較高的水溫，地表的環(huán)境溫度也較現(xiàn)在高得多，在古生物生長的鼎盛期和繁茂期的石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，保守估計(jì)當(dāng)時(shí)全球年平均溫度（含兩極區(qū)域）不低于50攝氏度，海水表面平均溫度也有可能不低于50攝氏度（含兩極化區(qū)域），在形成煤炭和石油的植物生長階段，地球上沒有春夏秋冬之分，且天氣非常的潮濕悶熱，植物在高溫下，一年四季不停的快速生長與繁殖，推測認(rèn)為，形成煤炭的植物可能是生命周期很短，但生長速度非常快，下面生物尚處在缺氧發(fā)酵階段，上面生物就在缺氧發(fā)酵的生物尸體上繼續(xù)生長，從嚴(yán)格意義上說應(yīng)該屬于堆積式的生長（如果不是堆積式的生長，就不可形成幾十米厚或更厚的煤層），由此造成植物體在缺氧的情況下持續(xù)的發(fā)酵或悶燒，并形成大量的甲烷，甲烷導(dǎo)致雷雨不斷，每天日夜雷雨天氣都籠罩整個(gè)地球，在炎熱而又潮濕的環(huán)境中，加速了植物的生長與繁殖，死亡的植物只能在缺氧的情況下發(fā)酵或悶燒，由此形成了大量的碳物質(zhì)累積?？赡苁钱?dāng)時(shí)地殼相對平坦，當(dāng)蓄水多的海域發(fā)生火山噴發(fā)或地震時(shí)引起的海嘯，夾帶大量的泥沙，將正在缺氧情況下發(fā)酵悶燒的植物體所覆蓋（例如在安徽的淮南和淮北地區(qū)，煤層多達(dá)二十多層，層與層之間都有沉積巖相隔，除海嘯和地震以外，還有可能某些區(qū)域地殼的隆起或抬升，經(jīng)過漫長的時(shí)間后，再次下沉，由此反復(fù)多次，才形成多達(dá)二十多層的煤層），將正在堆積式生長的植物體覆蓋，海嘯引起的海水帶來的泥沙每覆蓋一次就形成一層煤，泥沙所覆蓋的厚度與頻率與煤層的厚度密切相關(guān)，海嘯引起的海水泛濫的間隔的時(shí)間越長煤層就越厚，海嘯引起的海水泛濫的間隔的時(shí)間越短，煤層就越薄，海嘯引起的海水泛濫的時(shí)間越長，其煤層頂板覆蓋的沉積巖也就越厚，時(shí)間越短，其煤層頂板的沉積巖越薄。同時(shí)被覆蓋的植物在海水的浸漬下不易腐爛，植物體被覆蓋后，同時(shí)也受到來自地球內(nèi)熱的高溫蒸烤（即碳化），通過在缺氧的情況下的高溫蒸烤和繼續(xù)悶燒，將植物體逐漸轉(zhuǎn)化為碳化物質(zhì)，在煤炭和石油形成的后期，地球表面全部被水所覆蓋后，在水的長期靜壓作用下，將原來覆蓋在植物體上方的泥沙演變?yōu)槌练e巖，將在缺氧的情況下悶燒或碳化的植物體演變?yōu)槊禾亢褪停纱嗽诘厍蛏辖乇砭托纬墒剂厦禾炕蚴?，推測認(rèn)為，煤炭有可能是陸生植物演變或濕地植物形成的，而石油有可能是水生植物藻類或在淺湖或淺海中生長已經(jīng)滅絕的某種植物演變形成的。

根據(jù)地球上煤炭和石油的分布情況，地球上未出現(xiàn)植物之前，地球上覆蓋的水并不多，地殼也較為平坦，現(xiàn)在人類勘探到在海洋深處的石油，當(dāng)時(shí)應(yīng)該是蓄水不多的淺湖、淺?；蜿懙?，但地球上的植物出現(xiàn)以后，尤其到了石炭、二疊紀(jì)形成煤炭和石油的植物生長的繁茂年代，由于植物不間斷地快速地生長和快速死亡，由此形成大量死亡植物或藻類的堆積，這些死亡生物的堆積，在缺氧的情況下發(fā)生發(fā)酵或悶燒以及來自地?zé)岬恼艨咀饔?，使之形成大量的甲烷，甲烷通過雷電作用生成水，使得地球上水量持續(xù)顯著增加，由于水量的持續(xù)增加，使地球表面的陸地面積逐漸減少，水域面積逐漸增大，直至將地球表面的陸地被水所覆蓋。

4.第四階段，水球階段（古生陸地生物滅絕階段）

推測認(rèn)為，在煤炭和石油生成年代的后期，地球上尚未形成高原和很深的海洋，在地勢相對平坦的情況下，但不太高的低矮山丘可能遍及地球，由于雷電的作用，水量持續(xù)不間斷的大量增加，最終導(dǎo)致地球上有可能95%以上或100%的地表陸地被水所覆蓋，也就是說地球表面有可能在很長一段時(shí)間內(nèi)全部被水所覆蓋—成為水球，推測認(rèn)為，現(xiàn)在地球表面在石灰?guī)r中所形成的喀斯特地貌或溶洞，就是地殼薄的區(qū)域受到地表蓄水多的區(qū)域下沉?xí)r的擠壓作用，抬升為高原或高山以及兩極地區(qū)形成冰蓋過程中，在海水退水時(shí)，由于海浪的拍擊或海水的穿流形成的，如果沒有海浪的拍擊或海水的穿流作用，就不可能在石灰?guī)r中形成巨大的溶洞或地表的喀斯特地貌。

推測認(rèn)為，地球表面被水覆蓋以后，古生的陸地植物物種有可能絕大部分消失或全部滅絕，只有非常少量、生命力特別頑強(qiáng)的植物物種或種子被保留下來，陸地動物也只有非常少量的物種通過長時(shí)間的水上生活，緩慢的進(jìn)化為水中動物才幸存下來，例如，現(xiàn)在的企鵝有可能是遠(yuǎn)古的鳥類或魚鷹，海豹、海獅、海象等都是遠(yuǎn)古的陸生動物，由于當(dāng)時(shí)的陸地全部都被水所覆蓋，這些動物無陸地棲身之處或者有非常少量的陸地也找不到維系生命存在的食物，只能到水中尋找食物，一開始可能在潛水中尋找食物，逐漸向深水區(qū)域?qū)ふ沂澄?，?jīng)過長年累月的在水上生活，再通過漫長的進(jìn)化，將企鵝的翅膀和海豹、海獅以及海象等的四條腿進(jìn)化為適應(yīng)水中生活的鰭，使之成為水生動物。陸地上的大型動物恐龍之所以會滅絕，完全是因?yàn)榈厍蛏蠜]有陸地棲身而導(dǎo)致其滅絕，而保存下來的化石，是在恐龍被海水和泥沙掩埋以后（海水中的鹽度比現(xiàn)在的鹽度要高得多，生物體不易腐爛），就處于被海水覆蓋狀態(tài)，通過漫長的海水的靜壓作用而形成化石，在地質(zhì)年代中，白堊系曾經(jīng)出現(xiàn)過生物大滅絕，本人認(rèn)為，就是因?yàn)榈厍虮砻嫒勘凰采w，而導(dǎo)致生物大滅絕，而在白堊系之前的生物大滅絕可能主要是海水泛濫、地震和火山噴發(fā)引起的海嘯引起的，也可能是地殼內(nèi)熱力的作用，使得部分蓄水區(qū)變?yōu)殛懙鼗虿糠株懙刈優(yōu)樾钏畢^(qū)而導(dǎo)致生物大滅絕。

現(xiàn)在人類開發(fā)利用的石化燃料，無論是煤炭或石油都被較厚的沉積巖所覆蓋，本人推測認(rèn)為，煤炭或石油地層中沉積巖都是被水長期覆蓋過程中形成的，只有在水的重力靜壓長期作用下，才能把覆蓋在植物體上的泥沙演變?yōu)槌练e巖，并在地?zé)岷退撵o壓共同作用下，將被泥沙覆蓋的古生植物有機(jī)體演變成石化燃料-煤炭和石油，如果沒有水的長期靜壓作用，泥沙遠(yuǎn)遠(yuǎn)是泥沙，絕對形成不了巖石，沒有地?zé)岷退撵o壓共作用，植物有機(jī)體也不可能成為石化燃料，所以古生物有機(jī)體能夠轉(zhuǎn)化為石化燃料的必要條件，就是海水的長期靜壓作用和高溫地?zé)嵴艨镜墓餐饔媒Y(jié)果。從煤系和石油地層之上的沉積巖的情況以及海豹、海獅、海象等水生動物分析，地球表面在很長一段時(shí)間內(nèi)幾乎全部被水所覆蓋—成為水球。當(dāng)然，地球成為水球之前發(fā)生過多次變化，有的區(qū)域抬升，有的區(qū)域在水的清靜壓下下沉，但變化幅度都不是很大，只有在水球階段以后才形成現(xiàn)在這樣巨大的海洋、高原和陸地。

金屬礦床和非金屬礦床及圍巖與煤系地層的沉積巖強(qiáng)度有很大的差別，之所以巖石強(qiáng)度存在很大差異，主要原因是與被水靜壓作用的時(shí)間長短和水壓的大小密切相關(guān)，也就是說，水的靜壓作用時(shí)間越長或所受的靜壓力越大，其巖石的強(qiáng)度越大，水的靜壓作用時(shí)間越短，其抗壓強(qiáng)度越低，巖石強(qiáng)度就越小，因?yàn)榻饘俚V床和非金屬礦床地層的形成早于煤系地層的形成，所受水的靜壓作用時(shí)間遠(yuǎn)大于煤系地層所受的水的靜壓作用時(shí)間，因此金屬礦床和非金屬礦床的圍巖強(qiáng)度遠(yuǎn)大于煤系地層圍巖強(qiáng)度。

5.第五階段，陸地重現(xiàn)出現(xiàn)（現(xiàn)代陸生生物重新繁衍生息階段）

在地球?yàn)樗螂A段，由于地殼較目前的地殼來說要薄，在水的重力長期作用下，聚集水量多的地方就緩慢下沉，形成很深的海洋，在聚集水量比較少的地方，通過海水的的重力和擠壓力作用下，逐漸緩慢的抬升，并由此在地球表面逐漸形成高原，在地球上出現(xiàn)高原以后，地球上再次重新出現(xiàn)陸地，也就是說地球上所形成的陸地高原和海洋，主要是水的重力和擠壓力的作用結(jié)果，當(dāng)然地球地形地貌的形成，除了水的重力和擠壓作用以外，應(yīng)該還有火山噴發(fā)、地震、地表徑流的水力以及地?zé)岬牟痪缘榷喾N自然因素的作用，但水的重力作用和其內(nèi)部熱力作用是地殼發(fā)生變化的主要?jiǎng)恿?。隨著時(shí)間的推移，在水的重力和擠壓作用下，地球上所形成的高原，不斷地緩慢抬升，海洋深度不斷地加大，地球上陸地面積伴隨著高原的出現(xiàn)，陸地面積逐漸擴(kuò)大，由此使地球表面陸地上再次重新出現(xiàn)新的植物物種和動物物種，通過漫長時(shí)間的進(jìn)化和繁衍生息才在地球陸地表面形成目前的生物種群，也就說現(xiàn)在的陸地生物是地球表面被水覆蓋以后，在第四系沖積層形成以后，在地球表面重新出現(xiàn)陸地所形成的生物，地球上陸地古生物可能全部被滅絕，現(xiàn)在陸地生物可能有部分與古生物基本相像，但已經(jīng)不是原來意義上的古陸地生物，物種已經(jīng)發(fā)生變異或進(jìn)化。當(dāng)兩極地區(qū)出現(xiàn)冰蓋以后，凍結(jié)的冰蓋不斷的擴(kuò)張和延伸，積蓄了大量的水，使得陸地的面積持續(xù)不斷的增大和擴(kuò)張，尤其是兩極形成冰蓋以后，蓄積了大量的水，由此在地球表面形成現(xiàn)在的陸地，隨著陸地的增大，使得部分沉入水下的煤炭和石油區(qū)域又重新出現(xiàn)在陸地上，但仍然有大量的煤炭和石油埋藏于海洋之中。隨著時(shí)間的推移，地球內(nèi)熱散發(fā)到地球表面熱量的減少，兩極地區(qū)冰蓋的會不斷的增厚和擴(kuò)張，并由此蓄積更多的水量，地球上的陸地面積隨著兩極地區(qū)蓄水量的增加將會逐漸的增大，海洋面積會逐漸減小，尤其是海洋中的島礁將逐漸緩慢的轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙亍?/p>

在陸地的重新出現(xiàn)以后，在水力和風(fēng)力的共同作用下，將巖石的表層逐漸分化為泥沙—即土壤，例如，中國的黃土高原以及巨大的沖積平原，就是在青藏高原緩慢的抬升、海水緩慢的消退過程中，在水力的作用下，將分化為泥沙向低洼處匯集，由此形成黃土高原和高海拔的平原，在兩極出現(xiàn)冰蓋以后，沖積平原不斷地向海洋方向延伸，由此形成低海拔高度的沖積平原，當(dāng)然這是非常漫長的過程，經(jīng)歷了幾千萬年。

在此必須說明的，本推測僅僅是地球演變的大體過程，實(shí)際上的演變過程比文中描述的要復(fù)雜的多，滄海變陸地或陸地變滄海，在水球階段以前可能反復(fù)發(fā)生過多次，只有在水球階段以后以及兩極冰蓋積蓄了大量的水后，地球才逐漸緩慢的形成為目前的地形地貌。

二、.地球氣候變化的演變過程

地球初始狀態(tài)為火球，通過環(huán)境空氣不間斷的散發(fā)地球的熱量，使地球的火焰緩慢的熄滅，地球火焰熄滅以后，在地球上就緩慢的形成地殼，在地表溫度下降到100℃以下以后，以水蒸氣形式存在的氣態(tài)水，就掉落到地球表面上，并在地球表面緩慢的形成液態(tài)水，在環(huán)境空氣和液態(tài)水不間斷的共同散發(fā)地球內(nèi)熱的情況下，地殼逐漸緩慢的增厚，使地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量逐漸減少，地球表面溫度逐漸緩慢的降低，經(jīng)過漫長時(shí)間環(huán)境空氣和水散發(fā)地?zé)岬睦鋮s作用，最終導(dǎo)致在兩極區(qū)域開始結(jié)冰，在兩級區(qū)域結(jié)冰后，在很長時(shí)間內(nèi)，極夜所結(jié)的冰，到了極晝時(shí)全部融化，由此，在兩極區(qū)域首先形成春夏秋冬四季分明的氣候，此時(shí)除了兩極區(qū)域外，其他區(qū)域仍然處于高溫狀態(tài)，隨著地?zé)嵘l(fā)到地表熱量的逐漸減少，兩極極夜所結(jié)的冰，極晝不能將其全部融化，通過日積月累，使兩極冰蓋的面積不斷地增大，冰蓋的厚度不斷地增加，由此在兩極區(qū)域形成大面積的冰蓋，隨著冰蓋的不斷擴(kuò)張，將原本僅在兩極區(qū)域出現(xiàn)的春夏秋冬四季分明的氣候，逐漸緩慢的向外延伸，由此在地球上就出現(xiàn)現(xiàn)在的寒帶、亞寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶五個(gè)氣候帶。

三、地球氣候未來變化趨勢

環(huán)境空氣和水循環(huán)持續(xù)的散發(fā)地球的內(nèi)熱仍然在繼續(xù)，隨著時(shí)間的推移，地殼在緩慢的持續(xù)增厚，隨著地殼的持續(xù)的增厚，地?zé)嵘l(fā)到地表熱量會逐漸緩慢的減少，兩極冰蓋和冰洋將逐漸的增厚，并逐漸向外擴(kuò)張，來自兩極地區(qū)的冷空氣也會不斷地增強(qiáng)和頻繁，溫帶區(qū)域夏季會越來越短，冬季會越來越長，熱帶會緩慢的消失。并由此導(dǎo)致地球氣候未來變化趨勢會越來越冷，地球氣候總的變化趨勢是：寒帶逐漸向亞寒帶延伸，亞寒帶逐漸向溫帶延伸，溫帶逐漸向亞熱帶延伸，亞熱帶逐漸向熱帶延伸，熱帶會逐漸消失，地球表面最終將被冰雪所覆蓋—成為冰球，由此毀滅地球上表面上的所有生物。

根據(jù)《安徽蚌埠城市規(guī)劃區(qū)淺層地?zé)崮苎芯俊泛汀躲y川市平原區(qū)淺層地溫場分布特征及其控制因素》，安徽省蚌埠市和銀川市平原區(qū)地?zé)嵘l(fā)到地表的溫度約為16℃和14℃，估計(jì)中國陸地平均散發(fā)到地球表面的熱量約為15℃左右，2015年中國陸地平均溫度為10.5℃，由于受到北極和北冰洋冰蓋所產(chǎn)生的冷空氣的影響，中國陸地平均溫度已經(jīng)低于地?zé)嵘l(fā)到地表的溫度。

因?yàn)榈乇硐蛳拢貙用吭龊?00米，溫度上升3℃，相應(yīng)的地層向上每增加100米，地層吸熱損耗地?zé)釡囟?℃，根據(jù)中國銀川平原和蚌埠市的地?zé)嵫芯?，預(yù)測全球地?zé)嵘l(fā)到地表的平均溫度約為15℃左右，按此計(jì)算地殼厚度再增厚500～600米，地?zé)峋陀锌赡苌l(fā)不到地球的表面，但是，由于地下越靠近地球中心其溫度越高，考慮不確定因素的影響以及地殼厚薄的不均勻性，地殼有可能要增加的1000米以上，地?zé)岵派l(fā)不到地球的表面，總體來說隨著地殼的增厚，地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量會逐漸減少，這客觀的事實(shí)。當(dāng)?shù)責(zé)嵘l(fā)不到地球的表面時(shí)，地球表面就會全部結(jié)冰。也就是地球氣候長期變化趨勢只受地?zé)岷蛢蓸O冰蓋控制，不受來之太陽光輻射所產(chǎn)生熱量控制。以溫帶合肥市（來源天氣網(wǎng)）為例，夏季7月和8月日均最高溫度為32℃，地?zé)岬寞B加效應(yīng)約占16℃，來之太陽光輻射產(chǎn)生熱累積效應(yīng)約為16℃，冬季1月日均最低溫度-1℃，來之太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量以及地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量全部被冷空氣吸收掉，因?yàn)?，來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量沒有熱累積效應(yīng)。所以才表現(xiàn)為-1℃，合肥市年平均溫度為15.3℃，低于地?zé)嵘l(fā)到地表的溫度，這是因?yàn)閬碜员睒O的冷空氣作用，抵消了全年來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量的熱累計(jì)效應(yīng)。

現(xiàn)在全世界都在討論地球變暖問題，實(shí)際上地球氣候變化的客觀規(guī)律是在逐漸的變冷，例如，我家住在安徽省合肥市，屬于中國的中東部城市，我家從1986年冬季開始供暖，從1986年冬季開始到2009年春季供暖結(jié)束，23年沒有出現(xiàn)供暖期延長或提前現(xiàn)象，從2009年冬季開始至2017年春季合肥市供暖期在持續(xù)的提前或延遲，根據(jù)合肥市相關(guān)文件的規(guī)定，合肥市法定供暖期為上年12月5日至次年3月5日，表1為合肥市2009年冬季至2017年春季季供暖期的變化情況。

合肥市2009年冬季至2017年春季供暖期的變化情況

從表中可以看出，從2009到2017年8年間，采暖期最短的延長5天最長的延長30天。目前還處在拉鋸階段，有的年份長一點(diǎn)，有的年份短一點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移，有可能30年，也有可能50年或更長一點(diǎn)時(shí)間，合肥市采暖期延長10天或20天將成為常態(tài)。

雖然從表面上看，合肥市的采暖期的延長僅為8年，時(shí)間很短，但它反映了地球氣候變化的客觀事實(shí)，那就是地球氣候變化的客觀規(guī)律是越來越冷。事實(shí)上地球上最早是在兩極極點(diǎn)區(qū)域開始出現(xiàn)春夏秋冬四季分明的氣候，就像合肥市的采暖期延長的情況一樣，通過冬季3天5天，10天20天，逐漸的延長，隨著兩極冰蓋不斷地增厚和擴(kuò)張，這才將在兩極區(qū)域出現(xiàn)的春夏秋冬四季分明的氣候逐漸的緩慢的向外延伸，并由此形成寒帶、亞寒帶、溫帶、亞熱帶四個(gè)受冷空氣影響的氣候帶，熱帶目前尚未受到兩極冰蓋的冷空氣的影響，現(xiàn)在溫帶區(qū)域已經(jīng)遠(yuǎn)離兩級區(qū)域，隨著地?zé)嵘l(fā)到地球表面熱量的減少。兩極冰蓋的增厚和擴(kuò)張，溫帶必然向著亞熱帶延伸，亞熱帶必然向熱帶延伸，熱帶也必然會逐漸消失。

本人認(rèn)為，地球未來氣候總體變化趨勢主要受地?zé)嵘l(fā)到地球表面熱量的多少以及兩極冰蓋的大小控制，而不受來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量控制，地球從火球狀態(tài)（其溫度至少在1000℃以上）走到現(xiàn)在年平均溫度只有15℃.來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量并沒有發(fā)生變化，變化的僅僅是地?zé)?。就熱量而言，維持地球生命存在以及地表液態(tài)水存在主要熱源來自地?zé)?，而不是來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量，太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量僅僅是對地?zé)岬难a(bǔ)充，沒有地?zé)岬厍蛏喜豢赡苡幸簯B(tài)水和生命的存在，當(dāng)然來自太陽的光輻射及所產(chǎn)生的熱量對地球上的生命有著非常重要的作用。沒有太陽光輻射，就沒有五彩繽紛的地球世界。

四、推測依據(jù)

（一）人類對月球和火星進(jìn)行了長期的探測，到目前為止在月球和火星上沒有發(fā)現(xiàn)金屬礦床和非金屬礦床的存在，說明金屬礦床和非金屬礦井必須有水的存在，且是酸性水的情況下才能形成。

（二）在中國幾乎所有的煤礦絕大部分都是多煤層，多煤層就意味著當(dāng)時(shí)地形比較平坦，在火山噴發(fā)、地震引起海水泛濫時(shí)，由于海水的推流作用將大量的泥沙覆蓋到正在堆積式生長的植物體上，退水以后，植物再次生長，由此反復(fù)多次，才能形成多煤層或煤層群。

（三）生成煤炭的植物只能是堆積式的生長，才能儲存大量的碳物質(zhì)積累，并在地?zé)岷退墓餐饔孟滦纬擅禾?，現(xiàn)代植物植物即使是被水覆蓋，也不可能形成煤層，因?yàn)椋谝?、受溫度限制，生長速度緩慢，第二、不能被海水覆蓋，在微生物作用下就會腐爛，第三，地?zé)釡囟鹊?，即使被水覆蓋生物體也無法使其碳化，使之形成石化燃料。

（四）目前地球表面有70%被水所覆蓋，水周而復(fù)始的循環(huán)冷卻地殼和環(huán)境空氣在持續(xù)的散發(fā)，消耗地球內(nèi)部的熱量，仍然在持續(xù)。如果以現(xiàn)在為中心點(diǎn)，往前推，越往前地球地殼會越薄，散發(fā)到地球表面的熱量也就越多，地表溫度會越高，地球氣候也只會越熱，因?yàn)?，地球近地面的大氣層中所有空氣介質(zhì)都具有吸收地?zé)釤崃?、并保持熱量存在的功能，所以地球?nèi)熱散發(fā)到地球表面的熱量越多，地球大氣層中的對流層氣溫也就越高，如果一直推到地球的初始狀態(tài)，根據(jù)地球上水的來源分析，地球初始狀態(tài)只能是火球。往后推，由于環(huán)境空氣和水循環(huán)冷卻作用持續(xù)的散發(fā)地?zé)?，地殼會緩慢的增厚，由于地層吸熱消耗熱量的作用，地球?nèi)熱散發(fā)到地表的熱量會逐漸降低，如果一直推到地球內(nèi)熱散發(fā)不到地球表面，不能維持地表水液態(tài)狀態(tài)時(shí)，地表水就會全部結(jié)冰，屆時(shí)地球表面就會被冰所覆蓋，成為冰球。由此，毀滅地球表面上的所有生物。

（五）地球初始狀態(tài)只能是火球，通過燃燒大氣中的氫（發(fā)現(xiàn)氫的科學(xué)家。將氫的定義是可燃空氣的水，氫的燃燒反應(yīng)式為2H2+O2=燃燒=2H2O）與氧合生成為水，由于大氣層的氫含量非常少，如果地球不是火球，就不可能在地球上形成大量水，地球初始狀態(tài)只能在火球階段時(shí)，通過燃燒大氣層中所含的氫，才能形成地球上的初始水。

（六）根據(jù)相關(guān)資料，在南極和北極地下已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)藏有大量的煤炭和石油，而煤炭和石油都是地球形成后，在地球上生長的生物形成的產(chǎn)物，是有機(jī)物。本人認(rèn)為，兩極地區(qū)曾經(jīng)經(jīng)歷過漫長的高溫期和非常炎熱的天氣，只有經(jīng)歷過漫長的高溫期和非常炎熱的天氣，才有可能使大量的生物存在，只有出現(xiàn)大量的生物，才有可能在兩極地區(qū)地下形成大量的石油和煤炭，如果兩極地區(qū)沒有經(jīng)歷過漫長的高溫期和非常炎熱的天氣，不可能存在生物，沒有生物的存在，兩極地區(qū)的地下也就不可能蘊(yùn)藏大量的煤炭和石油。從兩極地區(qū)埋藏有大量的煤炭和石油來說，足以說明地球是由熱緩慢變冷的。

（七）地球某時(shí)段是水球的推測依據(jù)

1、目前人類所發(fā)現(xiàn)的無論是煤炭或石油都被巖層所覆蓋，研究認(rèn)為，只有在海水的長期靜壓作用下，泥沙才可能演變?yōu)閹r石，如果沒有海水的長期靜壓作用，煤系或石油地層之上所覆蓋的泥沙不可能有巖石的存在。例如，地質(zhì)年代中的第四系已經(jīng)存續(xù)了約2千萬年～4千萬年之間，第四系地層中的沖積層厚度已達(dá)數(shù)百米，其中銀川平原沖積層厚道達(dá)到2000米以上。但在第四系沖積層中并沒有出現(xiàn)巖層，因?yàn)榈谒南党霈F(xiàn)以后，海洋面積在不斷的減小，陸地面積在不斷的擴(kuò)張，第四系沖積層沒有被水長期覆蓋過，所以第四系地層均表現(xiàn)為泥沙互層，而沒有出現(xiàn)巖層。第四系松散層的形成，就類似現(xiàn)在的大江大河的入?？冢ㄟ^泥沙的不斷堆積將陸地不斷地的向海中延伸。如我國的長江入?？诘某缑鲘u，就是因?yàn)殚L江水?dāng)y帶的泥沙沉積而成的，目前每年向海中延伸約為143米，地球上的沖積平原的形成均類似崇明島的形成。

2、現(xiàn)在在海洋中的企鵝、海獅、海豹和海象應(yīng)該都是遠(yuǎn)古時(shí)期的陸地生物，因?yàn)樗采w了地球的陸地，沒有棲生之地，只能在水中尋找食物，通過長期的水中生活，才逐漸進(jìn)化為水生動物，如果地球表面沒有被水覆蓋，在海洋中就不可能出現(xiàn)企鵝、海獅、海豹和海象等肺呼吸的水生動物。

3、根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料，地球上在白堊系曾經(jīng)出現(xiàn)過陸生生物大滅絕，史稱第五次生物大滅絕，其中包括陸生大型動物恐龍，地球上之所以出現(xiàn)生物大滅絕，只有一種可能性，地球表面被水所覆蓋，而導(dǎo)致古生物大滅絕，現(xiàn)在人們所見到的生物和動物化石，只有在海水中通過泥沙覆蓋以后才能形成化石，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康柠}分，不易腐爛，這些動物或植物在被泥沙覆蓋后，通過水的長期靜壓作用，才形成現(xiàn)在的動物和植物化石。對于白堊系之前的生物的滅絕，推測認(rèn)為，主要是地震和火山噴發(fā)引起的海嘯導(dǎo)致海水泛濫，例如安徽兩淮地區(qū)煤層多達(dá)二十層以上，每一層都經(jīng)歷過被泥沙覆蓋，每次覆蓋以后，都將原來的生物全部滅絕，然后在泥沙覆蓋層上重新生長新的植物，所以形成多達(dá)二十層以上的煤層，這些植物被泥沙覆蓋層后，在水球階段時(shí)，通過水的長期靜壓作用下才使泥沙逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖，并在缺氧、地?zé)嵋约昂Ｋ撵o壓共同作用下，將植物的有機(jī)體轉(zhuǎn)變?yōu)槭剂稀禾俊?/p>

4、根據(jù)科普中國網(wǎng)《喜馬拉雅山脈形成的原因》：“喜馬拉雅山在7000萬年前，這里還是一片汪洋”，也就是說在7000萬年前還沒有形成中國的青藏高原和喜馬拉雅山山脈，喜馬拉雅山之所以處于海底，只有一種可能性，當(dāng)時(shí)的地球表面處于被水覆蓋狀態(tài)，由于受地殼厚薄的不均勻性的影響，在水的長期重力和擠壓作用下，使蓄水多的海洋深度不斷加大，形成巨大的海洋，蓄水少的的地方或地殼相對薄的區(qū)域隆起，在地?zé)釅毫λ纬傻捻斖辛秃Ｋ撵o壓所形成的則向擠壓力的共同作用下，才形成中國的青藏高原、喜馬拉雅山山脈和陸地。

5.根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料，如果兩極冰蓋凍結(jié)了大量水，全部釋放出來，海平面將上升60～70米，也就是說在兩極冰蓋凍結(jié)大量的水之前，陸地面積比現(xiàn)在要小得多，現(xiàn)在海拔高度在60～70米以下，全部被水覆蓋，處于海底，如果將兩極冰蓋凍結(jié)的水量全部釋放出來，估計(jì)海洋面積至少可達(dá)到80%以上，再加上高原隆起的體積，地球表面必然是95%以上或100%的被水覆蓋。

6.地球表面的第四系的下方全部被巖石所覆蓋，第四系的下方為什么全部被巖石鎖覆蓋呢，那是因?yàn)樵谒螂A段，將原來覆蓋在地球表面的泥沙和土壤，通過水的長期靜壓作用，才將泥沙演變?yōu)閹r石。由此導(dǎo)致除第四系以外地球表面全部被巖石所覆蓋。

（八）當(dāng)我們進(jìn)入海濱浴場場時(shí)，會發(fā)現(xiàn)海底就像水泥地面一樣光滑堅(jiān)硬，這就是海底的沙子，在海水靜壓作用下的結(jié)果，當(dāng)然海濱浴場海底的沙子，海水靜壓作用的時(shí)間并不長，當(dāng)海水退去以后，沙子還會浮起或松散，試想經(jīng)過幾千萬年或幾億年的時(shí)間連續(xù)不斷的靜壓作用，泥沙必然會演變成巖石，所以，現(xiàn)在海底全部被巖石所覆蓋，同樣陸地上第四系沖積層下方的巖石，也是在海水長期連續(xù)不斷的靜壓作用下形成的。

（九）、無論動物和植物必須在有土壤的環(huán)境中生存，沒有土壤無論是動物或植物都沒有生存的環(huán)境，而第四系沖積層的下方全部為巖石，沒有動物和植物的生存環(huán)境，因此，現(xiàn)代的動物和植物，只能在第四系沖積層形成以后，才在第四系沖積層上重新繁衍生息，經(jīng)過幾千萬年的繁衍生息、進(jìn)化和氣候變化，才形成現(xiàn)代的動物和植物。

（十）太陽系九大行星都是從太陽星球分離出來的，目前只有地球和金星地?zé)崮軌蛏l(fā)到地球的表面，其他七個(gè)星球地?zé)岫忌l(fā)不到地球的表面，所以溫度都在0℃以下，地球和金星由于環(huán)境空氣的密度和壓力比其他七個(gè)星球的空氣密度和壓力高，對地?zé)岬纳l(fā)速度小于其他七個(gè)星球，所以地?zé)徇€能夠散發(fā)到地球的表面，地球目前散發(fā)到地表的溫度在15℃左右，隨著地殼緩慢的增厚，地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量會逐漸減少，地球最終將與其他七個(gè)星球一樣，溫度將降低到0℃以下，由于地球上有水，當(dāng)?shù)責(zé)嵘l(fā)到地表的溫度降低到0℃以下時(shí)，地表水就會結(jié)冰，由此成為冰球。

五、結(jié)論

地球上之所以有金屬和非金屬礦床的存在，是因?yàn)榈厍蛏铣跏妓疄樗嵝运?，通過溶解火球階段燃燒后的灰渣、噴出巖漿中的礦物質(zhì)，以及通過二氧化碳的離解作用形成新的化合物，然后通過沉淀聚集，在水的長期靜壓作用下形成現(xiàn)在的金屬和非金屬礦床，沒有水的星球，不可能有金屬和非金屬礦床的存在。地球上之所以有煤炭和石油石化燃料的存在，是形成煤炭和石油時(shí)期的溫度高，且堆積生長的生物體被海水覆蓋，不易腐爛，并在地?zé)岬淖饔孟?，造成碳物質(zhì)的堆積，通過水的長期靜壓作用下形成的，白堊紀(jì)之所以出現(xiàn)生物大滅絕，是因?yàn)榈厍虮砻姹缓Ｋ采w—成為水球，由此導(dǎo)致生物大滅絕。

長期以來，人類對地球氣候變化的研究，都著重與來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量，忽略了地?zé)岬拇嬖?，?shí)際上維持地球生命存在及地表液態(tài)水的存在的主要熱源是地?zé)?，來自太陽光輻射僅僅是對地?zé)岬难a(bǔ)充，沒有地?zé)幔瑏碜蕴柟廨椛渌a(chǎn)生的熱量，不足以維持地球生命和地表液態(tài)水的存在。

地球從火球狀態(tài)走到現(xiàn)在，是因?yàn)?，環(huán)境空氣不間斷的散發(fā)地球內(nèi)熱，使地殼不斷地增厚，地?zé)嵘l(fā)到地球表面的熱量的不斷地減少，致使地?zé)嵘l(fā)到陸地表面的熱量約為15℃左右，也就是在兩極冰蓋未形成之前，氣候變化僅受地?zé)峥刂?，兩極冰蓋形成以后，地球氣候變化受地?zé)岷蛢蓸O冰蓋共同控制。目前來自兩極的冷空氣基本上抵消來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量，所以全球年平均溫度（15℃）與地?zé)嵘l(fā)到地球表面的溫度（約為15℃左右）基本相同。

隨著環(huán)境空氣和水的周而復(fù)始的循環(huán)作用，持續(xù)的散發(fā)地球內(nèi)熱，使得地殼在緩慢的逐漸增厚，由于地層的吸熱作用，散發(fā)到地球表面的熱量也會逐漸減少，隨著地?zé)嵘l(fā)到地球表面熱量逐漸減少，兩極地區(qū)的冰蓋將不斷增厚和擴(kuò)張，來自兩極地區(qū)的冷空氣也會逐漸頻繁和增強(qiáng)，當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部的熱量不能使近地面的地下水維持液態(tài)水的狀態(tài)時(shí)，地球表面的水就會全部結(jié)冰，一旦地表水全部結(jié)冰，太陽光能所產(chǎn)生的熱能不足以將其融化（例如兩極地區(qū)各有半年時(shí)間為全極晝，但并不能將兩極冰蓋全部融化掉），地球最終狀態(tài)就像現(xiàn)在的南極和北極那樣，被冰雪所覆蓋，成為冰封的世界—冰球，由此毀滅地球表面上的所有的生命（不含微生物），也就是說，地球表面上存在生命是有限的，不是無限的。因?yàn)椋厍蛑睆綖?萬2千多公里，其內(nèi)熱非常巨大，所以境空氣和水循環(huán)環(huán)對地?zé)嵘l(fā)的損耗非常緩慢，也是非常遙遠(yuǎn)的未來，但地球氣候變化的演變總趨勢，始終緩慢的朝著冰球的這個(gè)方向在發(fā)展。

綜合以上所述，地球總體氣候變化趨勢僅與地?zé)岷蛢蓸O冰蓋密切相關(guān)，而與來自太陽管輻射所產(chǎn)生的熱量基本上沒有關(guān)系，來自太陽光輻射所產(chǎn)生的熱量，對氣候變冷有一定的減緩作用，但不能阻止地球氣候越來越冷總體變化趨勢。

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