地球很可能是“液態(tài)”的！

跨越固液界限的玻璃

《萬(wàn)物簡(jiǎn)史》作者比爾·布萊森在書中說(shuō)，所有存在于這個(gè)星球上的玻璃，其實(shí)都在地球引力作用下，像液體一樣往下淌。

比如從歐洲古老教堂的窗戶上取下一塊充滿歷史沉淀的玻璃，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它的底部明顯要比上面來(lái)得厚。

地球地幔的巖石，其實(shí)也是像玻璃這樣在“流動(dòng)”，流動(dòng)的速度，大約是鐘面時(shí)針移動(dòng)速度的萬(wàn)分之一。

看到布萊森的話，我真的有些不敢相信，于是就默默測(cè)算了一下。

按照鐘表時(shí)針長(zhǎng)度8厘米來(lái)算，針尖一天走過(guò)的路程大約是1米。

地球的地幔如果按這個(gè)速度來(lái)流動(dòng)的話，大約每27年會(huì)就會(huì)走1米遠(yuǎn)，地球45億年過(guò)去，地幔中的所有物質(zhì)已經(jīng)不知道在地球內(nèi)部瞎逛多少圈了，感興趣的同學(xué)可以算一算。

你可能想當(dāng)然地在想，玻璃肯定比地幔流動(dòng)得要快一些吧？

幸好布萊森先生沒(méi)有這樣說(shuō)，要是玻璃也按這個(gè)速度流動(dòng)話，歐洲那些古老教堂的玻璃，現(xiàn)在早就“淌”到地板上睡大覺(jué)了！

玻璃的主要成分其實(shí)是二氧化硅， 它的晶體就是我們通常所說(shuō)的石英，逼格高一點(diǎn)叫水晶。

雖然名字里有個(gè)水字，水晶卻不會(huì)流動(dòng)。

然而玻璃不一樣，它的分子是無(wú)序排列的，不夠穩(wěn)定，可以像液體一樣緩慢改變位置。

根據(jù)一個(gè)流行的說(shuō)法，手機(jī)屏幕上用的康寧大猩猩玻璃，生產(chǎn)出來(lái)10天內(nèi)每平方米就會(huì)萎縮5微米，18個(gè)月后又會(huì)萎縮5微米，所以玻璃分子從某種意義上說(shuō)確實(shí)在流動(dòng)。

也正是因?yàn)槿绱?，玻璃究竟是固體還是液體，目前科學(xué)上還存在一定的爭(zhēng)議，這個(gè)恐怕有點(diǎn)出乎你的意料吧？

準(zhǔn)確地說(shuō)，玻璃是一種加熱到液態(tài)時(shí)會(huì)出現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)化的無(wú)定形固體，在原子結(jié)構(gòu)上具有過(guò)冷液體的特征，但具有固體的所有機(jī)械性能。

有些不好理解不是？大抵就是跨界的意思吧，玻璃橫跨固液兩界。

地球是個(gè)“液態(tài)”球

說(shuō)完玻璃，現(xiàn)在來(lái)說(shuō)地球。

地球除了一層剛性的地殼和炙熱的地核外，地幔占了83%的體積。

地球從外到內(nèi)溫度不斷升高，地心的溫度相信和太陽(yáng)表面的差不多，甚至可能高于太陽(yáng)表面。

所以你就可以想象了，地幔主要由硅酸鹽組成，如此高的溫度當(dāng)然讓它具有足夠的延展性，可以在地質(zhì)時(shí)間尺度內(nèi)緩慢流動(dòng)，整個(gè)地幔一直都在緩慢對(duì)流。

即使是地核，也分為內(nèi)核和外核，外核也是呈熔融狀態(tài)的鐵鎳及其它重元素，包括放射性的元素；也主要是它們輻射產(chǎn)生的熱量，加熱了地核和整個(gè)地球，產(chǎn)生了磁場(chǎng)，并向外緩慢輻射熱量。

所以整個(gè)地球從某種意義上說(shuō)，確實(shí)就是一顆“液態(tài)”的星球，地球表面的七大板塊，就漂浮在“液態(tài)”的地幔上面，像沖浪板一樣，不停地運(yùn)動(dòng)，地球上的生命，實(shí)際每天都在沖浪玩得嗨！

地球是如何對(duì)流的

地球的對(duì)流主要是地幔的對(duì)流，分為板塊運(yùn)動(dòng)和熱柱對(duì)流兩種形式。

板塊位于地球外層的巖石圈地殼上，由于其強(qiáng)度比地幔上部的軟流圈大，地幔的密度變化就導(dǎo)致了板塊的移動(dòng)。

熱地幔不斷從各個(gè)大洋的中洋脊涌出，鋪開(kāi)形成剛性的新地殼，不斷地向兩側(cè)擴(kuò)散，就像傳送帶一樣輸送到板塊邊緣，然后又潛沒(méi)回到地幔中，在巨大的時(shí)間尺度上循環(huán)往復(fù)，推動(dòng)著地表的滄海桑田。

地幔熱柱對(duì)流則是地核附近的熱物質(zhì)沿著細(xì)柱緩慢上升，把熱量從地球核心擴(kuò)散到巖石圈。由于接近地球表面壓力減小，這些熱物質(zhì)會(huì)大規(guī)模熔融成玄武巖巖漿，通過(guò)熱點(diǎn)噴發(fā)至地表，形成火山爆發(fā)。

正是由于地幔的對(duì)流，一方面把地球內(nèi)部的熱量不斷輸送到地球表面，起到了散熱的作用，讓地球核心的溫度不至于無(wú)限提高——后果是什么自己可以想象。

另一方面散發(fā)出來(lái)的熱量又形成地震、火山及造山運(yùn)動(dòng)等自然現(xiàn)象，促成了地球生命的誕生、演化。

可以想象的是，如果沒(méi)有地幔對(duì)流形成的活躍地質(zhì)活動(dòng)，地球根本就不可能誕生生命并演化到現(xiàn)在。

那么，地球作為一個(gè)“液態(tài)”星球，地幔的熱巖石作為“液體”，它的液體性質(zhì)又是怎么樣的呢？

衡量液體的最重要參數(shù)之一可能就是黏度了，地幔的黏度約為10^21Pa·s，可以作為對(duì)比的是，水的黏度約為0.001Pa·s，瀝青的黏度大約是10^8Pa·s。

而我們前面說(shuō)的玻璃，其黏度大約在10^17-10^18Pa·s。

如果你認(rèn)真看了這篇文章的話，你的腦子里這時(shí)候可能已經(jīng)升起一個(gè)銷魂的問(wèn)號(hào)了，布萊森說(shuō)的地幔流動(dòng)速度大約是鐘面時(shí)針移動(dòng)速度的萬(wàn)分之一究竟靠不靠譜？

既然玻璃的都不靠譜，地幔的黏度比玻璃還至少大了三個(gè)數(shù)量級(jí)，估計(jì)也是不怎么靠譜的了。

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