中微子地球演化说——地球演化的能源来自何方？张国文我们脚下的地球内部如同一个滚烫的“炼钢炉”燃烧了数十亿年，虽然地球每年以火山、地震和地表热流等形式损耗的能量达10万亿亿焦耳，比全球迄今为止开采并消耗的煤炭所释放的能量还要多，但是地球内部的温度丝毫没有下降的迹象。那么，是什么物质数十亿年来为地球内部的“炼钢炉”提供了源源不断的能量呢？这篇文章将告诉你一个石破天惊的答案！1引言迄今，我们所熟知的一些地球运动和现象，如板块运动、地球磁场的起源、钱德勒晃动以及地球自转的其他不均匀运动、地震和火山活动、地球内部的分层和热运动、地热流等等，其能量来源都不很明朗，而在地球的形成和一系列演化过程中，能量的产生、迁移、转化和消化起着决定性的作用，可以说找到了地球演化的能量来源就等于解决了地球科学的主要问题。中微子地球演化说[1]通过研究太阳中微子和地球内部的圈层构造，提出了地球演化的能量来源于太阳中微子的观点，为揭开地球演化的一系列运动机制提供了全新的思路和线索。2地球内部圈层构造的成因地球的内部和其外层大气虽然在相态、密度和化学组成等方面有较大差异，但是它们却有一个共同点，即都呈现圈层结构。那么，地球这些从内到位的圈层构造是如何形成的呢？2.1大气圈层的构造及其成因研究表明，地球大气的温度、组成和电离程度等随海拔高度而变化，呈现出明显的圈层结构。如果按大气温度随高度的变化分，则可把大气层分为对流层、平流层（包括臭氧层）、中间层和热层；如果按大气的电离程度分，则可将大气层分为中性层和电离层。大气的这种圈层结构是由于各种宇宙射线和不同频率的太阳辐射，分别在不同的高度与大气物质作用的结果。例如高层大气物质吸收带电粒子，形成电离层；在距地面10—50千米处，大气吸收紫外线，形成臭氧层；在靠近地表的底层，大气吸收可见光和红外线，形成对流层等等。当然，大气层的圈层构造并不是一成不变的，而是随着宇宙线和太阳光的强弱而发生起伏变化。例如，经过整整一个白天太阳辐射的影响，电离层在黄昏时最强；在夜晚太阳辐射消失，一些离子便与电子复合而使电离层变弱，至黎明电离层最弱。因此，如果没有宇宙射线和太阳辐射的维持,大气分子的热运动将导致大气层逐渐变成均匀体,大气的圈层结构就会完全消失[2]。2.2地球内部的圈层构造及其成因地质学家通过地震波研究发现，地球内部跟其外层大气一样也呈圈层构造，由地表往里看，大致可分为地壳、地幔、外核和内核。地壳在陆地平均厚度为35km,在大洋处非常薄，只有5-10km,；自地壳以下至2900km处为地幔，在地幔中的70—150km深处，震波传播速度减弱，形成低速带，物质呈塑性，可以产生对流，称为软流圈；地幔向下到大约5100km处地震横波不能通过，为液态外核；5100-6371km又转化为固态，称为内核。那么，地球内部的这种圈层构造是如何形成和保持的呢？对地球内部圈层构造的成因有两种传统的解释[3]。一种是热起源说，一种是冷起源说。前者认为，原始太阳系是由灼热星云不断收缩聚集而形成的，初始的地球是熔融的，在逐渐凝固的过程中，重的熔点低的铁镍等金属物质则下沉，轻的难熔的硅酸盐上浮，于是就形成了圈层构造。后者认为，地球从星云盘中的尘埃集聚成为行星时，是一个近似均质的球体，各种物质混杂在一起，没有明显的分层，是冷的。之后，由于地球物质的集聚动能转化的热、地球收缩的位能转化的热以及放射性元素在蜕变中释放的热等等，在这些热能的作用下，地球内部开始熔融，轻重物质逐渐分异，这样就形成了现在的圈层构造。研究发现，地球是冷起源的，所以第一种观点就被否定了。而第二种观点无法解释内核为何是固态的，且软流圈是近似液态的。我们认为地球内部的圈层结构与大气的圈层构造一样，也起源于外部粒子（或射线）与地球物质的作用。如果没有外部输入的能量的维持,地球的内部圈层结构就不可能形成，并在漫长的地质年代保持相对稳定。例如，陆壳与洋壳的厚度很不相同，如果没有外界能量的补充，板块的运动及海陆的交替变化将导致陆壳与洋壳的差别完全消失，但实际上这种差别一直存在。那么,是什么粒子或者宇宙射线能深入到...
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