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第81期 地球演化与全球变暖

时间:2016/03/16 来源: 作者:胡万超 编辑:


亲爱的各位来宾、各位同学:

大家晚上好!欢迎来到第81期科学论坛,我是今天的主持人王慧慧,首先请允许我非常荣幸的介绍莅临本期科学论坛的主讲嘉宾唐春安教授。

唐春安博士毕业于中南大学,大连理工大学教授、英国帝国理工大学博士后,教育部“长江学者”计划特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者。国家重大基础研究973项目首席科学家、国务院第5届学科评议组成员、中国岩石力学与工程学会1516届副理事长、国际岩石力学学会中国国家小组主席、岩石力学与工程学学报杂志副主席。

今天,唐教授将以“地球演化与全球变暖”为主题与我们共同探讨,带我们走进自然地理的新世界,在新年伊始,为我们注入新的能量!接下来让我们以热烈的掌声有请唐教授上台授课!

唐春安教授:感谢主持人给我做的很全面的介绍,因为我当时接受这个邀请我听说是咋们学生会组织的活动,我感到很新颖啊!我是第一次接受到这样的邀请,我今天下午在湖南大学进行了一个报告啊!过去我们都是老师组织的活动,我觉得我们的学生会非常活跃,还组织这样的科学报告,我一定要努力,今天晚上不让大家失望。

我再介绍一下我自己啊,虽然刚才也有介绍,首先我是湖南人,你们这最有名的应该也是学校的教授啊,袁隆平院士对吧?袁隆平院士工作的地方就在我那个小镇,湖南省黔阳县安江镇安江农校,我读中学的时候马路对面就是安江农校。所以说有一点点缘分,但今天这个主题可能与我们有一点点远,所以当时我在接受这个邀请函的时候在琢磨该讲些什么东西,但是如果讲我的专业岩土工程更远,我觉得还是应该讲这个。我首先告诉大家这个主题不是我这几十年学术生涯的研究成果,而是我八年业余时间的自由探索,当然为什么能有这个自由探索是因为我有几十年的专业基础。所以今天晚上的这个报告呢!我觉得可能更多的不是和大家灌输我研究方面的什么成果,而更多的是鼓励大家怎么样进行自己的科学研究,怎样去探知一些未知的事物或者怎样开展科学探索,这是今天的主题。

我这个名字换了一下,其实和他们的主题是一样的。我这个名字叫地球大龟裂。实际是它是一个副标题,就是刚才我们学生所说的,实际上从地球上它就是地球演化包括全球变暖。今天我可能要发表自己的观点与目前主流的关于全球变暖的不同。可能非正式的观点。就像我这句话说的啊“纯个人观点只供参考,更多的欢迎大家批评指点”。

现在大家看一幅图,像我后来才知道,原来我们农业大学也不全是学农的,不是我们很多工学院的,他也有不定学农的,他可能学包括力学,机械制造什么的知识。但是我这幅图是和农有关系对不对,你看这个干旱的农田,我的专业应该这么说吧,不是研究干旱农田的,但是我研究一个力学问题叫做龟裂,龟裂不仅仅是干旱农田里面有,你看看这个是敦煌壁画,这是一个古建筑它的油漆干裂,大家看看陶瓷,陶瓷在烧制的过程中,烧完以后把它拿出来冷却,但温度又控制不好它产生龟裂。所以龟裂陶瓷,最开始古代的时候我们的工匠烧制陶瓷的时候,烧完以后拿出来一看发现裂了就把它扔掉,再裂了再扔掉,后来老是这么弄控制不好啊,那他想想看他也是要吃饭的对不对?全扔掉他受不了。他看看只是表面有裂缝,用来装装水、装装东西还是可以的,但是后来发现图文是很漂亮的,而且它控制的很好正好事薄薄的一层,而且烧制的同样的两个陶瓷但它的花纹一定不一样,最后发展成龟裂艺术了!你们看很多大的博物馆里面都有,甚至是可能供给皇上用的,变成艺术品了!

但是我刚才演示两图片,一个是干裂一个是陶瓷的冷缩,这是两种完全不同的物理,因为今天我没有做任何的调查不知道在座的力学概念有多少啊?但是总的来讲它两种完全不同的物理集中在力学上就是一个件事,就是产生了拉升应力,不知道大家有没有听懂?拉升应力说白了就是表面张力表面拉力,我刚讲了我不是做烤瓷的也不是做农业的,但是我因为我知道它的拉升,我就做了一个数字模型。模拟在干裂或者冷缩的情况下怎么形成这个龟裂。

这是我的第一个数字模拟图大家看一看,看这个图和农田干裂像不像,但是模拟完了它说明了一个什么问题呢?一共两句话,它这个裂缝形成之前我这个材料里面有不均匀吗?这个裂缝要渗透的地方强度要更低一点?没有吧!是不是这个应力增高了?也没有吧!你看均匀的材料、均匀的应力,但是它就会在一个相对短的时间内全尺度的开裂,这个很复杂科学问题,关键就在这个位置。

今天讲的地球大龟裂大家应该知道我是什么意思了吧!你看它这个介质材料性质一样,应力一样,但是只要它应力不断增加突然打破临界状态以后,它就全尺度开裂,大家应该知道地球地壳,地壳下面是有温度的增加,温度增加产生膨胀,球壳表面全球尺度产生张应力,按照刚才唐老师的原理,它不是地球这里开一个裂缝,然后哪儿又开一个裂缝,它可能在某一个时期内全球尺度大开裂。这叫地球大龟裂。

这下就进入主题了。所以应该说讲到这个位置的时候唐老师还是讲的专业,过去过马路看到那个斑马线你会发现等间距裂缝,如果受力是均匀的是多边形,受力在一个方向是等间距裂缝,英文专有名词叫fracture spatial (断裂的空间)。一定记住二维情况下是等距裂缝,尤其是铺的那个水泥路面你可以发现这个问题,但是三维空间受力情况下是多边形裂缝,今天我为什么说我在这一块是专家呢,你看我的论文就知道了,就是06年我在美国物理评论,08年我在美国科学杂志我登了两篇有关这个方面的论文,那么从这时候开始我就不务正业了,进入到另一个完全不是我的研究专业,就是刚才我所讲的地球演化,不是因为地球演化好玩我才去研究,而是因为我研究的龟裂有可能对地球演化产生新的思想。

这是个新的起点。这个起点需要条件和机会,什么机会呢?中国科学院武汉研究所的在座的陈老师今天是我的嘉宾。他以前是来自武汉研究所的,现在在理工大学,今天专门来给我壮胆来了吧!(陈老师:学习学习)。那么你看在这个研究所在50年前的时候,做了一个报告,就是岩质皲裂技术模拟。大家看着不是地球皲裂吧。在这个报告上我演示了一个图,很有意思。我模拟的一个板,也模拟一个球看看。我模拟的球让里面的温度增加,这表面就开裂了,这个方法全程是他们自己发明的,总结出来的一个比较完善的方法。现象出来了,在一块一块的开裂,后面的图演示完成以后,当时在座的武汉的中国地质大学的一名研究生,他就提了一个建议,有一句说:你回去看看板块构造理论,感觉好像这个诶。好家伙!就是学生的这一句话,使唐老师走上了一条不归路,到现在都已经离不开了,甚至把这个变成主专业了,这就是当时的一个机会吧。

我继续讲这个皲裂,这一张是我在美国科罗拉多大峡谷拍的,我标尺的是一千米。这只是一个概念标尺,有可能是一千一,九百八这样的,大约是一千米的尺度。那么我现在给大家看一幅图,在座的同学站起来说这有多深?(10厘米!)好!这同学有科学的思维,他一定知道我想诱导他,再把一千米放在这里就没意思了,对不对!但不一定就是10厘米,看下实图这说明什么问题啊?这说明皲裂是一种跨尺度的力学现象,就是在不同尺度上都可能发生。那我们换更大一点尺度的图给大家看看,大家有没有看到下面的标尺是多少?下面有单位μm,有工学院的没,知道这是什么吧。这个图是六亿年前细胞分裂的化石,细胞分裂居然是这样一个图像不像一个足球啊!

第二个知识,考同学们啊,玩泥巴!把泥巴放太阳下晒三天试下。就是这个图了,我今天要理智地透题了:它在各种程度发生皲裂,那为什么地球不会发生皲裂呢?现在回过头来看看我们的板块。不着急!所以说为什么讲是不归路呢,花了大量的时间不务正业去考查冰川、火山岩,还不止这些。也许你们会觉得好玩,可这不好玩啊!大量的勘测数据,一个一个的收集。到现在为止,我带出的有五六十个博士生毕业了,但是我不敢让一个学生跟着干。所以说这不是你一个在做,基本上这个团队在干一部分工程。为什么?我不敢让他们干,因为他们现在还保证有饭吃,没问题,而学生干这个可能就没饭吃了。第一我们专业不是这个,你敢去也做不了这个,别人说你是农学院的你跟着别的专业一直做。再一个呢,你做也不行,因为这是挑战传统,人家就说你不行!你博士都拿不了啊!那就真没饭吃了,所以现在是唐老师自己一个人在做这个。

今天给大家分享下。好在我们现在的环境其实是一个很好的环境,比如说今天你们能让我上这个演讲台,对不对。但是大家知道魏格纳大陆漂移学说吧,魏格纳到死也没得承认这理论,而且到后面他真没饭吃了,因为美国的大学开除他了,还不止开除他,还说以后谁做这个就开除掉。为了探索寻求这真理,他自己去格陵兰岛,这是一个冰川,在这做研究,死在这冰川里面。但是现在时代发展了,唐老师刚刚提出的理论我们协会就大力支持。这是我们学会理事长李红春院士,钱七虎院士他主持我们的组委会,石中华也是我们的老前辈了。不仅协会支持,还有中国科协,大家知道中国科协也是一个学术政府官方组织,专门资助我搞了7年科学论坛,还搞了整个第80期学术沙龙。这个沙龙干什么的?就是新观点、新学说学术沙龙。通过这个沙龙有很多专家专门讨论了我这模型、还给我很高的荣誉,不管对不对,也是引起他们的兴趣。不仅如此,我们这个会还出了一本书叫《地球演化与全球变暖》,就回到刚才主持人提到的主题。而且最近前沿科技杂志还发表了这篇文章叫地球大龟裂。这文章出来不到20天,地球科学杂志又接收到我这篇论文,也就是这个思想的框架结构论文。

地球作为一个热力学系统在演化,今天我介绍这下热力学是什么。内容有有十多张,在这无法展开,于是我尽量挑了几张大家能看懂的给大家介绍下基本概念。实际上,从刚才的同学说他看到的板块构造很有意思,进到这内容就不那么简单了。因为大家都知道地球是大系统,这也就是最重要的问题,为什么地球一会很热一会很冷,你们可能没听说过,可以冷到发生雪球事件。什么是雪球事件呢?地球上曾经出现过几次,整个地球都被冰雪覆盖着,当然也不可能有生物。但也有更热的时候,整个生物都不能繁衍, 都不能生存了,叫热事件,为什么地球会一会冷一会热?所以今天我想用我的观点来回答这个问题。这片子我讲一句话就行了,就是说你感兴趣看的时候。我们地球科学到现接受的理论叫板块构造理论,也是最大的理论了。板块构造理论就是有关板块构造的学说嘛。我和你们一样原来我也不懂地质,我也以为板块构造理论就是一个有关地球演化的理论。其实我到后面开始学的时候我发现问题了,你们看看啊!我看板块构造理论的定义就发现问题了,它定义:全球有几大板块组成,有多厚的地壳,岩石层等等。但是告诉大家这个定义描述的这个板块只存在于地球的两亿年,就是在地球存在的两亿年之前是另外一个板块,甚至再在两亿年之前没有板块。我们主流的观点地球最早形成是在4.5亿年前基本形成熔融状态的地球,我给大家看图。即然这样,地质科学主要依靠的地球板块构造理论并不是演化的完整理论,因为它只讲地球2忆年后的东西,所以冰川是怎么形成的呢?大火山喷发什么时候?生物灭绝是怎么形成的?板块构造理论并没有明确解释这些内容。这是我门的出发点。

回到一开始,唐老师说过不是做地球科学的,所以我不可能按照地球科学的方法首先老老实实的拿一个锤子到野外去敲,今天敲一下,明天敲一下,那么我这一辈子肯定来不及了。我只能换一种方法,逻辑思维、思辨,这也是我觉得最的大一大优点。若是要借鉴的话,就是这个,这样通过思维和逻辑来借用。也就是说我是先建立个地球演化模型,然后再去找证据。大家懂没有?而不是先去找证据,总结归纳,再来出一个地球演化模型,当然来不及了。我个人还坚持认为这地球的演化模型应该从这个思路开始才对,这仅是我的个人观点。那么怎么做呢?我们就带着同学们一起走,去看看,你如果发现有逻辑问题马上就打住好吧。

那么在此之前,我们再来讨论一些地质科学的问题,讨论的过程可以不一样,可以组织自己的观点,但是你研究的问题得是同一个前提,如果前提不一样,那就根本没有办法讨论了,因为我和你谈论的不是同一件事,所以我找到了地球演化最早的发展的主流观点的前提,就是认为地球在形成的初期不管是什么原因反正就是在地球形成的初期,也就是4546年左右。它是一个熔融状态的地球,什么叫熔融状态?我们来看一段视频。

好了,这就是主流科学家认为的当时的地球,好了,我从这里出发,我认可这个观点,我也希望这个是结点,那么从这个出发后,我们就开始讨论了第一个逻辑,不做实验,第一个逻辑就是,大家看看,既然45.6亿年前,地球初期是这么一个熔融状态的话,那我问大家,这个地球总的趋势是升温过程还是降温过程。(降温)对的嘛。这个是不需要做实验的,所以总是有同学问,唐老师,你不做实验你怎么联系到这个东西呢?这个需要做实验吗?这个逻辑一定是对的是吧,因为它是一个热构成的,现在不存在热量了,所以一定是降温过程。

那么为了讲清楚地球是一个热力学系统,什么叫热力学系统呢?就是一个系统有热量输入,有热量输出,那么有某种因素导致热输入输出不平衡。所以有热有冷,还有周期性变化,那么有人可能说这个地球太复杂了,这个讲不清楚的。

那么我们来看一个最简单的例子,我给大家看一下这个,我们这里有来自重庆的没有啊?这个是重庆火锅,我们去半夜吃火锅,服务员一定不会给你端上一盆凉水把,一般是烧开了的,这个烧开的水就像地球最早的熔融状态的地球泵,开水放上去,不点火,那肯定是会变凉的,那么我们一定要点好火,但是一般情况下,这个火不会太大,不会总是滚滚的翻腾,所以假定这个火不够大,那么你吃着吃着,虽然有火不断的输入,但是不够大,什么意思呢?就是火锅散热,散失的热量大于增加的热量,所以这个系统是一个什么系统?降温系统还是升温系统?降温系统。那么为什么讲这个呢?地球的初期,刚刚讲了,是一个热熔系统,降温是对的,而且还告诉你,这个降温系统它是有增温的,就是地球内部有很多放射性元素,它的衰变产热,那么它们产热能产多长时间呢?也是几十亿年,有半衰期21年、31年的,什么铀、镓等等,放射性元素产生的热量,但是它是慢慢均匀的产热,所以地球就是一个火锅系统,它产热的同时也散热,但最早的地球,刚刚讲了的,不管有什么放射性材料产热,它可能总的热量是降温的,那么我们的火锅是这么一个系统,所以最终情况下,整个过程是一个降温过程。那你值得这个后还吃不吃火锅?那你们怎么办?怎么办?加温?我们的火已经开到最大了,已经不能在加温了,那怎么办?你是不是盖一个锅盖?对不对?好,盖锅盖是一个是什么过程?大家想清楚了,因为你盖锅盖,我们的火增加了吗?没有,对不对,所以盖锅盖并没有增加热量输入,它只是减少了热量的输出,所以它的平衡方程里面热增量增多了,所以这个火锅由原来的降温系统变成了增温系统了,不增温火锅吃不成咯,所以,物理增温,而且这个锅盖只是临时的,它增温到一定程度,开了之后,会把锅盖顶开,这个还是比较好想象的,这个锅盖一顶开,那么锅里的压力温度它是上升还是下降啊?下降了,是吧,而且你看,它是外面的加温,锅盖一顶开之后就快速的下降,是不是这个过程?这就是一个渐变到衰变的过程,所以我们把火锅里面装一个压力传感器和温度传感器,你会发现它是不是这么一个规律?盖上盖子之前它是降温的,盖上盖子以后呢?是不是升温了?但是它到一定程度了它是不是会顶开这个锅盖顶开这个阀,然后它就突然下降了,下降之后呢?它把热、压力下降,温度也释放掉了,但是我的高压锅加热不会马上就释放那么多热,它会慢慢的加热,所以加热这个过程也是缓慢的,加热的这个系统不会因为你的阀拔掉,就会增加一些热,它除非有一个失热控制系统,它是个自然系统是不会的,不会因为你散热多我就就增加一点,这个就是火锅的热力学系统。

单个热量增加但是也有阀的作用使它形成波动,所以火锅变暖变冷,是不是?那么我们想想看,我们的地球,刚才讲了,开始的地球,热熔状态、熔融状态的,虽然有热量输入,有产热,但是温度还是会就下降,但它不断降低不断降低,不可能一直把温度降低到零啊?我不知道在座的物理学学到什么程度了啊?当钢水温度不段降低的时候,能把温度降低到零吗?不能,才刚刚降低到几百度,它就凝固了,它凝固成一个地壳,是不是这样的?所以你看,从一个熔融状态的地球,到形成地壳,那不相当于给地球盖上了一个大锅盖吗?有没有反对意见?

原来是钢水,散热很快,现在发现变成地壳的岩石,岩石表面也会散热,但是它散热慢多了,它把地球捂住了,但是不能因为它被捂住了就不产热了,只是地球从当初的降温过程变成升温过程,如果地球什么时候不破裂,我什么时候温度就会上升,好在地球不可能是一个无限大强度的介质,所以你捂住我,那对不起,我的温度就会上升,上升就会膨胀,就会顶你,最后就会把你冲开了,什么意思?好了,现在关键是冲开到什么程度呢?它是这里开个小点,然后那里开个小点,它是这样开的吗?不是啊?我刚刚给你们讲了龟裂的理论啊?一个完整的介质,强度均匀了,但是内部的力量在增加,整个地球表面产生张裂,对不对?所以张裂达到一定的程度它就产生地球龟裂对不对?所以哪怕你没有学也不要否定它,这个是力学原理决定了的,它的张裂体系就是地球大龟裂,听懂了没有?好了,听懂了我就很开心,刚刚讲火锅就怕你们说什么专家讲火锅?

我们回到科学问题好吧,我们再认真看看地球这个系统,看看它是怎样的一个热力学系统,首先地球的原始热当它是个不变量,原始热嘛,它只会递减,那么地球还有什么热量?大家看看,我刚刚说的放射性产热,什么叫放射性产热,产多少热量?

自身热量半数来自放射性物质衰变,多大的热量。所以想象地球为什么会火山喷发了。我们在读书,你妈妈你爸爸给你很多钱买一个很好的热水壶,你装满热水,它自己会顶开吗?不会的,它最多是保温,保温保的更好,绝不会把100度或者90度变成91度。所以这个地球好好的为什么还要火山喷发,一定有新的热源在里面。如果地球内部没有自身产热的话,只是地球源带来的热,那么地壳形成后就永远不会被顶开了。但是地球内部有产热的机制,54%来自于放射性产热,还有太阳热。我们万物生长靠太阳,我们学农业的最喜欢太阳了。所以你们会觉得太阳影响太大了,但是我告诉大家,对地球的演化,太阳始终没有作用。这个没有实验就难以说服大家了。其实不用实验,我以前是做采矿的,我们打个竖井下去就发现,下去几十米,那温度梯度的高温梯度是在地下的。这是什么意思呢,,如果是太阳影响的话,高温梯度在上面才对啊,太阳的影响只影响地表一点点,再往下全是高温,越往下越深,那热是哪来的,绝对不是来自太阳的。所以我就凭这一点说,地球的演化一定不跟太阳有关,这有反对没?你反对不了我。因为太阳在上头,那么温度梯度应该是上面高下面低,但是到几十米下面去温度是越来越高的,我们地壳平均来讲,每下降米33米它温度就升高一度,这升高的一度能量来自太阳吗?明显不是,它来自于地球内部的热。

好了,这个几个热都是使地球变热的,还有什么热呢?地球最外层的辐射。说散热嘛,高压锅的热量往外散,这个是使地球变冷的热。还有更重要的就是今天我讲的,相变热,熔融状态的地球,经过一定时间它就凝固了吧。凝固的过程,它要释放热,然而温度越来越高,他就要熔融,它就要吸热。所以下雪的时候我们不觉得冷,化雪那几天特别冷,它是吸热过程。这几个热加起来,它等于地球内能的变化吧。如果热是增量,那么地球内能增加,如果是降温,地球内能就减少。然后内能转换成两者,一种是功,热功嘛!那么功是什么,说白了就是加热介质膨胀,到这一步就得到了地球氧化的热平衡方程。

那么下一步呢,我想探索是谁引起了地球的灾难。因为刚刚讲了,冰河世纪是怎么到来的,为什么生物大灭绝?地球四十多亿年,生物大灭绝四五次,为什么生物大灭绝,说火山喷发,那现在夏威夷火山喷发,为什么不生物大灭绝?那一定是这个火山喷发太小了,一定是全球尺度的大龟裂才可能火山喷发导致生物灭绝。好,我们通过这个数学方程,我们看哪一项可能就是灾变项,就是数值上取极值,我们在数值上能取极值它就是灾变项,间变向不用去考虑它。那么看这几项,哪几项能取极值,哪几项是灾变项,对时间求导,这四项,这一项是相变热,相变热可能增热,也可能减热,凝固,放热;熔融,吸热。这个相变跟什么有关系呢,暂时也讲不清楚。熔融过程虽然跟温度有关,温度越高越熔,还跟压力有关,认为压力越大越不容易熔融,压力越小越容易熔融。什么意思呢,这个相变的项,既与温度有关,又与压力有关。

第一个是放射性产热,它的时间导数。放射性是一种元素,它的衰减过程一定是渐进量。太阳造热好高,也是渐变量,但你们说那个什么黑子活动,黑子活动我们人也感受不到,不会有突然的变化,也是渐变量。地球对外的辐射热,一般情况是渐变量,但是在偶然情况下是突变量。唯一在地球大龟裂的时候,这一项会大失热,大失热他的绝对值就会很大,但它又是负的,这个是地球变冷的一个因素,它失热嘛。

还有一个因素,就是相变热,相变跟温度有关,跟压力有关,两个偏导数。第一项是跟压力的偏导,第二项是跟温度的偏导。跟温度的偏导,它能不能出现极值?我认为不能。原因是:温度是靠能量驱动的增加,能量是不能突然增加的,自然界没有什么自然因素能让温度突然增加,所以说它也是渐变量。现在只剩最后一项,还是渐变量,它就是压力,压力与时间的导数,这个压力什么时候出现突变?比如封闭容器的地球,温度不断膨胀,慢慢的膨胀,膨胀一亿年,然后地球大龟裂,到处开裂嘛,就像高压锅打开锅盖,压力突然下降啊,这个数值上趋于负无穷。这一项趋于负无穷的原因是什么,因为熔融过程是吸热过程,就跟这项有关,大量的熔融,大量的吸热,大龟裂一旦产生,压力就下降,即便是温度不上升,但是由于熔点下降了,并不需要太多的能量,就可以熔融,一熔融,它就吸热,就是这两项,一个是放热,一个是吸热,都造成地球大失热。全球性的变冷,什么时候出现呢?大破裂出现大变冷,很容易理解,就像高压锅盖气阀一顶开,温度下降了由于不能马上补充热量,所以整个地球温度下降了。由于有温度梯度,所以里头凉外头就降下来了,这就是基本热力方程。由这个方程我们就可以简单的分析周期了。这个方程,我们先看第一个周期,地球演化回到45.6亿年前。你看最早的地球是这么热的一个东西,但是我这个方程一摆上去就告诉你它小于零,为什么啊?大家刚刚是同意我了。

第一个过程我简单讲,最早的地球一定是一个降温的状态,这是数学的伟大,小于零就是小于零。为什么小于零?因为熔岩、海洋易于扩散热量,比地壳容易多了,整个地球是一个降温的过程,所以就形成了地壳。地壳把温度补住以后,地球内部回暖,就是这么一个过程第一个降温周期。从45.6亿年前一直到23亿年前。

好了,由这个周期我们再看,不管怎么冷就像我们吃火锅,只要盖上盖它总是会回暖的,这是举一个不散热的例子。所以当地球达到极限冷的时候,地球内部的产热就会增加,所以这就是第二个上升期。按照这个意思,我们可以得到很多这样的周期,你看,第一个周期是哪里?大概开始于3亿年的时候,第一次雪球事件,这是7亿年的时候,第二次雪球事件,越往后就没这么严重了。直到奥陶期大冰期,再往后几个冰期就没有这么严重了。最开始是雪球事件,后来两极冰川就多一点了。然后呢,还有几个高点。你看,这个这么高—极高,但不能无限高,因为我刚刚说,只要阀一打开它就有一个极限,有了这个极限以后,唐老师就通过逻辑画了这么一条地球45.6亿年以来的地表温度变化曲线。我这条曲线画出来很有意思。中科院地质所的一个老师,马上就给我从网上发了一张图,就是这张图。这个图的字小了看不清,这个图的周期是45.6亿年。我当时看到了很兴奋,就和他说:“你赶紧把这个图的原始资料发给我”。结果这个老师说:“唐老师,对不起,这个是我在网上查资料看见了就下载”.结果他现在花费了两天时间给我找,找不见了。但是现在的年轻的老师都很聪明,我的一个学生说,让他试试看。他用以图查图的方式,居然找到那个网址了。大家看这个网址,199933日就停止了,所以我联系不到他这个人。他到底是退休了还是去世了,我也不知道,结果我这么一说,我们学校的一个老师就说,下回我们学校的网页也要随时更新,不然连这个老师是退休了还是去世了都不知道。总之得到了这幅图。

同时还有一个加拿大的专家,这图尽管没有46亿年以来的,但是有38亿年开始以来的,也有这么一个周期。我把这个周期展开以后,大家看看,冷周期热周期都有,冷周期热周期都对上了。当然能对上,因为我是按照地理事件来做的,但是我刚刚告诉大家了,你们应该也理解了。一两天前,你们可能不知道怎么回事,现在我跟你们讲完了,你们应该知道怎么回事了,就是锅盖效应。所以很多人叫唐老师的名字叫“锅盖”,这个图的意思让我的兴奋点在哪里大家知不知道,你想想看世界上三个人既不认识也没有什么关系但是在不同的时间不同的地点想到同一件事情上去了,这就是一种必然性的存在。感觉很兴奋!

那我们再看看地球的高温会发生什么情况?有周期嘛,但是很多人认为不可能啊,觉得地球会一直冷下去,我们先看看几个行星,金星在11亿年前是有海洋的,可是现在金星的表面温度大家知道吗?四百多度。说明金星至少有一个这样的波动,你看11亿年前有海洋,现在是四百多度,四百多度还有海洋吗?不可能有的,还有我们再看水星,现在告诉我,水星在最近七八亿年凝固形成,但是现在你看水星的温度,所以我们想想看在水星金星上发生的温度波动怎么就不可能发生在地球上呢?所以我认为地球温度周期是有可能存在的,原理就是锅盖效应。地壳就是像锅盖一样把地球盖起来,但是地壳这个锅盖要比我们所说的锅盖复杂多了,因为它会随着温度变厚变薄,为什么变厚变薄啊?因为它温度高就熔融啊,温度低就凝固。

好了,既然这样的话,我模拟的这个梯度,仅仅有凝固是不够的,我一定要说明地球能够产生大龟裂,也只有说明了地球大龟裂,只有全球尺度开裂,才能给生物大灭绝大冰期的到来提供理论基础。现在我再给大家放一次那个模拟的动画,从上往下的是裂缝在膨胀,而且跟厚度有关系,这个叫fried spicing。这里面我刚刚提到了其实就是很简单的两个原理,同时产生却有一定的先后,不是绝对的同时,同时产生的裂缝,就是这种体系。为什么产生多边形啊?用力学的解释是只有这么形成它的路径最短,一般来讲,安全龟裂的情况下一定是120度相交,因为你拿东西120度相交的时候它积分的长度是最短的。你想偏一点它的长度就会变长,而自然界是一定会找最短的路,因为它下面的能量最少。但是一共有两种情况,如果是120度相交,那么这个裂缝一定是同时产生的,这是从力学原理推断的。不要和地质学一样去争论。第二种情况是垂直相交,先有一条裂缝,第二天裂缝不管是从他那里走出来还是伸向它,都一定是垂直相交,你说凭什么一定是垂直相交?因为你是一个外力体系,因为你开了一条裂缝以后,它对面的两个方向的拉力就解除了,只剩下平行方向的拉力还存在,所以它一定是垂直方向的拉力最大。

刚刚讲了一个球面拉力四个方向都是一致的,一旦有一个方向开裂了,垂直方向的拉力就传不过来了,那就只有平行方向的拉力存在,所以它一定是垂直开裂的。你们再看看图上的这几个地方,这些地方是120度,你看这个地方它拐了弯也是垂直的,因为它只有转到拉力最小的方向去,它才最容易破坏。这两个非常重要,重要到什么程度?

跟大家说个笑话,我当时到中国海洋大学考察的时候有一个专门搞海洋构造教授,他也是“长江学者”。完了我们坐在一起喝茶,因为我不懂地质啊,我说我给你做一个预判啊,我说这个地方的裂缝是先有它后有它。他等了两分钟,唐老师,你说对了。他不惊讶,他只是说唐老师你说对了,我说,这个地方又是先有它后有它,他又等了两分钟,说唐老师你又说对了!他觉得很奇怪,因为我从来没有去野外考察过,居然被我都讲对了,这是力学的伟大。

所以我敢凭这个跑到自然基金委员会主任杨立院士那里,要他宣扬一定要让力学在地质学中发挥更大的作用。因为它会指导你去探索问题,你不可能违背它的。所以再看下面的裂缝,这条裂缝基本120度相交,所以说是差不多同时形成的。再看东非大裂谷,也差不多。这就是力学引导你指导你去追求探索。

再看这幅图,不搞地质的都看不懂。这是1.7亿年左右,我们当时的一个超大陆,叫做冈瓦纳古大陆。当时在一个几十万年相对于地球来说是很短的时间内,裂解成很多不同的多边形,这是最漂亮的一副多边形图,比刚刚看的那副图还漂亮。几乎都符合刚刚那个原理。你看哪些红色位置主要都是三岔口,为什么是在三岔口呢?因为三岔口对地下的泄压是最明显的。三个地方同时降压嘛,会产生什么影响呢?这个介质的熔点就会下降,压力下降,熔点下降,所以就更容易达到熔融的状态。

这个红色的表示从地下喷出的叫做玄武岩,这叫做玄武岩溢流现象。所以你再看看地表的裂缝,非常有意思。它几乎是垂直在冰岛上面,垂直开裂的,你看这个裂缝更是的。然而过去有一种理论说裂缝是水流冲刷引起的,不要迷信这种想法,要视情况而定。像这种大裂缝肯定是地壳大开裂引起的,不是水流冲刷引起的。我有时间给大家讲一个例子。

我再跟大家讲讲全球变暖吧。我们讲这个很有意思,我们讲全球变暖之前先讲讲全球变冷。因为在我这个体系当中,冷热是一个周期,你光讲热不讲冷是不行的。全球变暖是一个周期性的行为,地球历史上出现过多次全球都被雪包住的现象,这就是雪球事件,为什么?有各种解释,有一个事实是现代地质学家所认可的,就是大的火山喷发可能会诱发大的冰河期的到来。我给大家看一个小短片,

你看我停一下,这句话看的清楚吧?有些科学家认为这次超级火山爆发启动了下次冰河期的到来。我们先看,他会给一个解释,我也会给一个新的解释,但是这个事实也是存在的。大的喷发大开裂会引起冰河期的到来,那么看他是怎么解释的。

我今天放的这是主流的观点,大的火山喷发所喷发出来的一些物质到平流层以后,太阳光就照不进来了,把它挡回去了,这就造成了地球变冷,引起了冰河期的到来,对不对?看上去是很对的吧!大家住意了没有?形成这一过程用了多久的时间?飞到平流层用了多久的时间,several years!几年呐,那就算十年行不行?但是我们讲一个冰河期,我们常常讲一个小冰河期,大家知道是多久吗?五百万年算是一个小的冰河期,更大的冰河期几千万年全是一个尝试,甚至是上亿年。但是你把火山灰停留的时间和冰河期的时间比较的话,你就会发现问题,你从热力学从能量守恒的角度去看那就一定是错误的。你想想看,它仅仅挡住的是十年的太阳,但是一个冰河期几百万年几千万年太阳照他都化不掉,你想这能量能守恒吗?就算是冰河期照回来的太阳能量损失多一点,就算损失百分之九十,也不至于是一个一千万年的事情。能量不守恒,所以这种变冷的机制不能促成冰河期的到来,那是什么机制呢?

就是唐老师今天要讲的机制,我用这副图来表达,地球内部在加温膨胀到一定程度的时候就开裂了。开裂第一件事,就是把地球内部的热量和物质搬运到地球外部去。这样,热就跑掉了,开裂状态容易散热。岩浆跑到外面去就很容易凝固了,这样就散热了,这是第一个散热。但是更重要的是唐老师今天所要讲的,地球大龟裂所造成的地球内部压力下降,压力一下降就会造成介质的熔点下降,本来不容易熔的由于熔点下降就大量融化了。

刚刚讲了融化是一个吸热的过程,它把周围的热都吸掉了,大家想想看,这样是不是全球就变冷了,而这个热是地球用了几千万年上亿年所积累起来的,你把它吸收掉了地球还要用几千万年把它重新积累起来,就像高压锅一样,你把气放掉了,它又要过一段时间重新积累。在重新积累的这个阶段中,它变凉了,地表是不是也同样的变凉了,温度梯度嘛,所以这种变凉是有里及外的,大家懂有里及外是什么意思吗?是地球内部自身的一种本质性的变凉,不是火山灰或者地球离太阳远近的这样的机制。这就是红点与压力的关系。

你看,只要是破裂使压力由八降到五,那么熔点由这个图上看就由1800°降到1600°,熔点降低二百度。大家想想看,你想,地表以下一百公里二百公里的地方一下子降了二百度,由于温度梯度,地表降1020度是可能的吧。你像在超大陆裂解的时候地表温度下降了八度,地下一定降温不止八度吧,这就是超大陆裂解与温度的关系。超大陆裂解说白了就是大的开裂,就引起大的温度的降低,这是大的冰河时期到来的很重要原因。所以有了这个再带着同学们去看看冰岛,冰岛是一个冰火两重天的地方,为什么呢?

我们不一定了解:我跟你们讲冰岛并没有进入北极圈。可是还有很多大陆进了北极圈都不如冰岛那么冷。大家应该知道吧。那为什么呢?而且冰岛还是在海中央的一个岛,四周全是海洋,海洋性气候它也不应该那么冷,可是冰岛为什么大量的冰川,因为冰岛是完全从海底的火山岩冒出来的一个岛。

今天不懂没关系,可以回去查资料:冰岛是完全由洋中谷裂口气喷出来的一个岛,玄武岩溢流溢出来的,这个岛你喷了这么长时间,不断喷。为什么有那么多喷呢?因为下面在不断熔,不断熔,不断喷,所以使这个冰岛怎么样?周围地壳的温度比周围要低很多。所以它尽管在海洋中间,因为它在海中间,因为它的温度,不是喷了喷了也就能补上的,它补上是靠大量的产热,慢慢地慢慢地靠温度的传导。所以,冰岛是冰火两重天的。有些专业到冰岛去觉得很热,洗澡、洗温泉,那你错了。你洗的是温泉,温泉真的是,它很多裂缝,是它(裂缝)放热的。所以它放的热越多,它下面就越凉,不可能上面越热下面越热呀!是不是?所以不是火山喷发在喷的过程中感到热,但是它喷发的效果的是几千万年的冷啊。是不是这个道理。?

所以,我们再看看,我们说近一点嘛:我们这里有没有来自四川的,像我们在湖南大学讲就有来自四川的啊。有没有?没有?噢,有的。你知不知道海螺沟川?我是今年才有机会去海螺沟看看。海螺沟是号称世界上(中间这块)海拔最低,纬度最低的地方。我们学过地理知道,海拔低,纬度低,这跟什么有联系?是跟温暖有联系啊,对不对?但是为什么它的海拔最低、纬度最低还是大冰川的地点呢?最糟的原因看看:这个黄色的位置是圈,有黄圈的海陆沟,然后这个大椭圆形圈的这一块位置是玄武岩。这玄武岩哪来的,我们叫玄武岩溢流,是从地下冒出来的。什么时候呢?1.1亿多年前,这个地方出现了一次大的我们叫峨眉山玄武岩溢流事件。什么叫玄武岩溢流事件呢?就是下面(地面)开裂冒出很多玄武岩来。这个多宽的面积呢?图里应该很清楚。看到没有?能看清吗?大理。再看看这个位置,这是什么?昆明。这个是成都,这个是峨眉山,你看,这么大一个区域,地下躺的是从地底下冒出来的玄武岩。多厚呢?告诉大家,平均从500米到5000米厚,整个峨眉山都是玄武岩顶起来的,这么厚5005000米这么厚,从地底下冒出来的玄武岩,因为它们带出多少热能来,因为这玄武岩从哪来的?是从地底下生出来的?长出来的?熔融出来的?所以,它是这个地方:按地质岩来讲它变老了,所以我认为它会有冰川的到来。当然我跟你们讲啊,今天我讲的东西,查资料也没有的。到现在为止,我们对世界海陆冰川的形成还没有一个很好的解释。一问他说,那是因为过去冰河期退化的时候留了更多。那还是没有解释啊----凭什么那里多别的地方少?还是那几个问题,别的地方为什么,按理说应该是一样多的,对不对?

好,刚刚讲了全球变暖对不对?我们说变暖了然后叫坚冰期,然后叫回暖期。对不对?过去认为全球变暖了,大气变暖了,冰河期结束了。我说NO!冰河期的结束是因为地下变暖,不是因为冰河期的结束全球变暖了,反过来。那么大家知不知道戈尔有一个片子,美国副总统戈尔他拍的一个环保片子,叫什么?这跟我们农大有点关系的,全球变暖,大家知不知道这个片子大家,嗯?不知道,很遗憾,大家有机会上网看一看,叫《不可忽视的真相》,讲的是人类活动造成二氧化碳含量上升,是不是?今天我把他得到结论的那一段放给大家看一看,看他这么做结论合不合适,好不好?戈尔拍摄的这个片子得了诺贝尔和平奖的,大家知不知道?这其中有7个冰河期对不对?好,先停一下,他刚刚讲是多长时间?65万年,可是他这个片子的目的想说明什么问题呢?他想说明人类活动造成全球变暖!我们人类有多少年?就是说这半个时期是没有人类的,他把没有人类的一个东西说成是人类活动造成的全球变暖,这科学上有意义吗?这说明没有人类它也造成了全球变暖啊,是不是?这是我第一个要反对的问题。我们再往下看好不好?我解释一下,这个蓝色线是温度,所以他的结论马上就要得出来了他用了一个词叫relationship,关系。就是指,这个二氧化碳和温度有一个非常好的关系,对不对?这个没问题吧,所以你看,二氧化碳越多,温度越高嘛!我们在座的是工科的对吧,我们觉得他这个推理有没有问题啊?假定我要反过来说,大家看这两条曲线,看到没有,看到了吧!你看:温度越高,二氧化碳越多嘛。我们也是相同的推理方式啊。就是你不能反对他,他也不能反对我,是不是。这个,因为你是两条相关线,你并没有说明因果。大家懂这个意思了没有?结果他用这个结论,他就全面地、无限制地展开。我就想,我们这个柴静可怜呐!也是拍的这类的片子,结果被封杀了都。人家拍的这类片子还得诺贝尔奖呢,我们的《穹顶之下》对吧!其实《穹顶之下》也不是那种科教片是吧!就讲了雾霾影响很大嘛,大家注意提防这东西,但是不知道为什么不让放。你看人家都可以探索,尽管我认为人家的结论是错误的,我这种话可不能随便说的,我如果下面我没有任何证据的给大家,至少你也不能信服我说她是错的。对不对,因为我们两个结论都很自然,有可能他对了我错,有可能我对了他错,这是完全有可能的,当然了从科学的角度,两个relationship的东西,不能说明因果关系,得有辅证,辅证材料。

我们看看,我们有什么样的辅证材料,我们先看看这条曲线,那么我的解释,我可不可以这么说,CO2增加,温度增加是CO2增加的一个原因,但是,工业革命也是二氧化碳增加的一个原因,可不可以这么说,那么原来的工业革命,我的温度的上升再往上走,是工业革命造成的,也就是说,CO2增加原因有两部分,一部分是温度上升引起的,另一部分是工业革命引起的,但反过来说,二氧化碳增加并不能引起工业革命的产生,CO2上升是因为温度在上升,地球内部温度在上升,当然,这还不能确定,这只是我的一个推论。

我们再看第二个,我们把各个曲线都展开,看细节,结果发现,它的曲线里头温度上升达到顶点,800年后CO2达到顶点,就是CO2滞后800年,当然这只是一个point,也许这只是一个顶点,把其他的点拿出来看看,因为很多点才能有统计性。

第三个是我到新加坡。访问的时候,一个顾问,他接见了我两小时,我们看这句话,温度变化,然后过500800年有什么变化?是不是?这是两个不同的增变量,这告诉我们温度引起了二氧化碳的增加,而且它比上一个数据更好这个它还给出了解释。这个解释是:在温室气体里头,人类造成二氧化碳上升比例只占0.117%,大自然造成的多一些,是3.502%,但是温室气体的主要气体是来自水蒸气,占了95%,因为地球内部的温度增加了,那海洋是要加温的,海洋加温那水蒸气会大量增加,事实上我在想这个问题,如果真的是地球内部变暖,水蒸气在增加,那么大气中附着物就跑不掉,因为水蒸气湿度增加了,可能也是造成雾霾的主要原因之一,但是这没有科学依据,只是一个猜想。

总之来讲,这个说明了温度的变化会引起CO2的变化,通过这几个数据,都能说明问题。但我们还是要进一步证明,我们全球变暖的时候,从曲线上来看,五亿年的时候地球温度的变化曲线波动较大,这些数据都是来自《SCIENCE》。这是我们北京的,北京有一个黄山洞,有个钟乳石,通过C的同位素判断是五百年,所以说北京地区通过钟乳石的测试表明温度在过去五百年是线性上升,那我们的工业革命大家知道,最多200年,在工业革命之前,温度早就在上升了,是什么原因呢?自然原因,好,有关讲全球变暖最重要的事实是冰山融化,由于气候变暖,所以冰山融化,当然全球变暖,不管是地球变暖还是气候变暖,冰川都会融化,这都是事实。但是如果你把原因搞错了那是不可以的。那我们看看,南极的冰山融化到底是不是全球变暖、是气候变暖引起的?

我现在把全球变暖重新定义一下,有两种:一种是地球变暖,另一种是我们现在主流观认为的气候变暖,那么来看,在南极四千米厚的冰盖下有一个大湖,叫东方湖。我们看看这个东方湖,实验前,科学家想钻通四千米的地盖,到达地下湖,想看看里面有什么微生物,那么俄罗斯抢先一步,在201252日打通了,不仅打通了,而且还从下面打了一壶水,放在普京面前。同学们大家想,普京敢不敢喝?肯定不敢喝,万一把几百年前的微生物喝了怎么办?这个事说明了四千米冰盖下居然存在世界第三大淡水湖,到现在为止,人们只到了第一步,科学钻探。我认为,它在用铁的事实证明,地球在内部变暖,使冰盖下层的融化。如果是气候变暖,不可能使四千米下的冰盖融化,这是第一个point,实际上,这样的湖泊不只有一个,有大大小小200300个地下水湖,这是气候引起的吗?

我们再看第二个例子,还是南极冰盖,在这里我要重申一下,我引用的文献资料绝对不是小道消息,但是它的正确性,大家就要自己去判断。这里是引用《SCIENCE》。“南极西部温度上升速度远超预期”,我们先看南极西部是什么位置。温度上升速度远超预期,是全球整体变暖速度的三倍,这里要科普一下热力学第二定律,“在自然状态下,温度永远是从高温到低温传导的”,当然了,这是在自然状态下。只有高温影响低温,那既然是气候变暖,引起了冰盖的温度上升,那冰盖怎么跑前面去了呢,比山快?所以说温度上升按我的观点来说另有原因,在一个来说,气候的流动性很大,怎么能集中在一块?对不对,应该四周都有吧?是一个原因,还有另一个原因,

这个区域,冰盖下头是火山聚集的地方,当然火山和大气变暖没关系,而且,更重要的是,这个冰盖下面相当于存在着像美国科罗拉多大峡谷这么大的峡谷,还有,这是我去香港理工大学访问的时候测量师教授,也是我中南的校友,丁博士给我的。这是一个关于拉沙的数据,这是整个南极冰盖融化的一个动画。冰川流动,然后,这个曲线是什么呢,大家知道吧!上升到一定程度,达到极限的时候就会引发火山喷发,这是引起生物大面积灭绝的原因、这绝对不是一个火山两个火山三个火山。是全球性的,是地球大龟裂才会造成生物大灭绝,对不对?这个生物确实受不了,为什么呢?按照我的理论,大面积火山喷发本来就热得快死了,然而一下冰河期就要来了。冰河期来了就冷。一热一冷这生物就受不了了,就造成生物大灭绝,所以说这条曲线非常好,你看,五次生物大灭绝,四次是因为温度上升,有一次是奥陶纪,冰期。

那么按照唐老师的公式我马上就得出结论,如果是生物突然性灭绝,那么肯定是跟热事件有关,我的方法告诉你,我也不去研究,你自己去理解,热是慢慢灭绝的,只跟冷事件有关,大家懂我的意思没有?因为热到一定程度突然一下火山大喷发,一下火山灰把地球给盖住了,是突然之间,但是是慢慢告别这里面的。这是按照这个公式来表达的,那么来看看这条曲线,这是生物灭绝后火山喷发岩的关联曲线,45度型呀同学们。这个是权威,我们学理工科的同学们,这个结论就是大面积火山喷发造成生物大灭绝,一定不是一个两个,是大面积的。

但是就有一个人站出口反对这个曲线,他是怎么反对的,他找到一个点,他发现生物大灭绝在前,火山大喷发在后,好家伙,差点就把这个理论彻底打死了。但是其实没关系,因为你一定要记住这个火山大喷发的前提是很长时间的温度积累和上升,所以当温度上升到不是太大的时候,生物还不会灭。但是当温度升高到很高的时候还没有喷发呢?我先把它热死了嘛,然后再喷一下,怎么就不可以呢?所以站在热这个角度去理解这个就能理解通了。而遗憾的是过去研究这个生物大灭绝也好研究冰川也好,从来没有从热的角度去考虑问题。所以在这个书上经常这么说是造山运动来了。大家并不知道为什么会有造山运动,就只知道这个时期有造山运动,这个时期有过好几次的火山喷发。它没有跟这个周期建立联系。

我还是举个例子吧。我想把我的理论应用在科罗拉多大峡谷的基础上。大家都知道科罗拉多大峡谷是世界上非常有名的大峡谷,我给大家看看视频,那么有关科罗拉多大峡谷现有的解释是河流冲刷理论。是科罗拉多河冲刷形成的。但是我去看完以后,其实在我看之前我就想一定不是河流冲刷。

我会用四个点来否定他的理论。首先我们先来看下这个原有的理论,是比较有名的理论,因为已经拍成了电影肯定是有名的,叫溢出理论。而且人家是做了实验的。你看这就形成了科罗拉多大峡谷了对不对?相信不相信啊?相信对不对?所以我自从看了这个实验以后,我才理解原来我老师说的一句话,太对了。说提出假说的人只有自己相信,做实验是自己不相信,人家相信。假说提出来人家不相信只有他自己相信,但是实验做出来自己不相信。我们看这个实验,我先给大家看几张照片,这是科罗拉多大峡谷,你们可以从谷歌地图上看到,看到这个三岔口没有?这是主河道,这是三岔口,垂直相交看见没有?垂直相交都是的,我告诉大家这些大峡谷的分岔说不上是什么河,因为几乎都没有什么水,而且也不长,也就几公里长,甚至几百米的也有,但是深度却很深,而刚刚那个实验有没有岔口?没有的,你看它流的挺好的,但是没有岔口,那你怎么解释那些岔口,对不对,那么这里其实是我的第一个理论,实际上这里有多少理论。

给大家看看啊。有四个理论,第一个理论是美国科学家自己提出来的。为什么科罗拉多大峡谷的形成时间远比地质科学家预测的短?因为那个河流冲刷是很慢的,你们看我的雅鲁藏布江大峡谷冲了多少年啊,那么这个为什么500万年就形成了呢?为什么说是500万年呢?因为从加州湾采的那个泥土样本能够证明是从上面流下来的。泥土测出刚好是500万年,也就是河流冲刷下来的。那就是说科罗拉多大峡谷是500万年以后才形成的。这是第一个问题。

第二个问题:为什么科罗拉多大峡谷的谷顶高出上游一千多米?这不是河流冲刷吗?河流总不能爬上去冲刷你吧。对不对?也有人会讲到是因为抬升。抬升是对的。

那么第三个问题:为什么科罗拉多大峡谷的河流冲刷没有在下游形成典型的泥沙三角洲?这个问题是什么意思呢?我为什么要问这个问题呢?难道下游没有三角洲吗?我告诉你,有。但是我们看看,我们先看看科罗拉多河是多大的河,把全世界的河流都装进去都装不满它的一半。多大的一条河啊,我们可不能忘了。

那我们再看看全世界十大三角洲都有谁。十大三角洲我从头看到尾我没有看到科罗拉多,有我们的长江,美国也有密西西比河。但是按照说法,这些河流都装进去还装不满科罗拉多大峡谷啊。那你形成的三角洲怎么十大都没有进呢?第十一大都没有道理,你应该是第一个大才对啊,因为河流冲刷嘛冲刷到下面一定形成三角洲的。为什么没有形成呢?

第四个问题:为什么所有的大峡谷都在高原?我没有提这个问题大家可能都没有注意到过?我再提个问题你就会发现,哎,的确是。雅鲁藏布江大峡谷在什么高原?青藏高原。北盘江大峡谷也在高原。在贵州吧好像。你看沙漠大峡谷它也在鄂尔多斯高原。对不对?我告诉大家,连火星上的大峡谷它也在高原。看到没有?为什么大峡谷总是高原?所以我用一张简单的图来告诉大家。

地壳下面有放射产热,热量不断增加。热量增加,尤其是要形成熔融的时候

地壳上升,地表往下开裂,就是这个裂缝形成以后,它并没有体积的损失,它并没有冲刷下去,对不对?它开裂嘛。但我们看的是有冲刷,对,没错,因为常年累积,有几千万年,它逐渐可以把两边不牢固的地方给冲垮的,但是我告诉你,它的这个河流冲刷,不仅没有使这个大峡谷变深,它反而使峡谷变浅了,所以你去看科罗拉多大峡谷,下去以后,横过来了,那是一个河床。看见没有,不是两个陡峭的、陡立的底线,对不对?那么这就是一条证据,什么证据呢?就是最近2014年即我们中国地质研究所有一个黄平研究员,在Science发表的文章,他在雅鲁藏布大峡谷的河床下方打钻,有钱啊,很有钱,打了500米深以下还有大峡谷。但你想想我们的雅鲁藏布大峡谷出现这个情况,首先雅鲁藏布大峡谷高原抬升引起的,那科罗拉多大峡谷是不是也应该这样呢?

我还做了个实验,这是我做的实验啊,他做了个实验,我也做个实验,对不对?我做的实验,我把下面的,我给他不要,因为我没有水利冲刷,我看能不能放水吧。我在厚层的岩石下放了一层石蜡,因为加热石蜡它会熔融嘛,对不对?石蜡熔融的时候,它会体积扩容,对吧?这一块就像个溶质,在扩容过程中它会抬升,看见没?所以它形成了大峡谷。但是它也有分叉,看见没,一定是有分叉的,水力冲刷呢一定是有分叉的,对吧?

这是我另外一个实验,是热源宽一点,所以它两边开裂,当开裂到一定程度,它中间才断空,这说的是什么意思?这说明科罗拉多大峡谷绝对不是500万年后才有的,它早在6500万年前就开始高原产生了,开始产生了很多谷裂,只不过这些谷裂贯通,所以没有河流冲刷,什么时候贯通的呢?500万年,贯通了。所以怎么样呢?水下来了,这是500万年,所以按照逻辑,按照水力冲刷的逻辑思路,他得出了这个结论。那么我这个结论,大家可以看到我这个资料,你看,6500万年前,是这一段开裂了,然后2500万年,开始第二段,最后才达到第三段开裂,就是500万年以后。但是它这个资料,是什么时候的呢,2012年,比我去考察大峡谷要晚一年。看一下,早就在6500万年前就有了。

大家知道白垩纪,恐龙灭绝就这个时代,这个大的热时代,本来整个科罗拉多高原是在海底的,然后还是在3.2左右的,所以这个过程造成古峡谷,怎么样?老的峡谷贯通以后形成的,什么时候形成的呢?你看,五到六百万年吧!好了,这是个典型的例子。甚至你看,火星上都出现了一种怪现象,火星上没有水吧,尽管现在证明了火星上有液体的存在,但是这时候是没有的,但是你看2010年到2013年,这只有三年的时间,NASA的数据居然表明中间出现了大峡谷,看到了没有。一个水力冲刷肯定不能在三年的时间冲刷出来,何况这里是绝对没有水的,那这个裂谷是哪来的呢,一定是有内热膨胀,没有其他了,对吧?所以回答这个问题,如果在座同学能替我回答的话,对不对?为什么形成时间那么短呢,因为它不是水流冲刷,它是什么?是开裂。为什么谷顶高耸也可以啊?因为不是水爬上去切割的,是开裂了之后形成了一条道,对吧?先有谷后有河,对不对?那为什么河流冲刷没有形成三角洲啊,因为主要的不是河流冲刷,形成谷以后才慢慢有河流冲刷,但高原还是有三角洲的。那为什么高原产生温度,温度表面,所以我告诉大家,下一篇文章已经写了,科罗拉多大峡谷的已经写完了,科学通报已经在审稿,已经审完毕第一稿了,应该差不多会发表。

那么还有更多的,我再跟大家说一下。贝加尔湖,听说过没有?贝加尔湖是全世界最大的淡水湖,它的湖底1620米,但是告诉大家,在湖底淤泥下面,还有接近11公里的大裂谷,11公里啊,同学们。那么至少不是河流冲刷,这个可以否定了吧,它在湖底啊,哪来的河流冲刷。那么更奇怪的现象,我去参观的时候,大墙上写的字,我还照了。在这个淡水湖里面,世界上最大的淡水湖里面,生长了大量的海洋生物,什么海狮、海豹,什么大龙虾,但这是淡水湖啊,所以它上面接着就解释了,在几千万年前,这些龙虾、海狮都是从几千公里游上来的,我第一个反对。你们是农业大学,也知道这个生物演化,对不对?任何品种同代的自身换位置、换地点,从咸水到淡水,是不可能的。所以我给了一个解释,我认为这里原来不是高原,一定是后来形成的高原,西伯利亚高原么,对不对?原来它不是跟海是贯通的,它以前是咸水,然后温度周期增加,高温瞬时到来,开始以后,把外面的海洋隔绝了,隔绝以后,这个贝加尔湖大概有300条小溪流往里面灌水,然后你看左上角和右上角唯一一条大河、大江,往海洋输水,一共几千米长。那么这个几千万年不断换水换水,从咸水换成淡水。那么,生物是可以演化的,2000万年以前是咸水,现在是淡水的是可能存在的。

还有最后一个例子,恩施大峡谷,来自武汉的有没有?有没有?都是湖南人吗?湖北恩施大峡谷,我们首先看这个小数字,看见没有,我去问了以后,我首先问他,你们说这个大峡谷是怎么形成的?这个书上写的明明白白是河流冲刷嘛,我说好,我跟你说另外一个,先不问你这个有没有红层,我们这个红层遍地都是,农民盖房子,遍地都是红层啊,我说你带我看看去。我一看,白垩纪就是一个高温期,恐龙灭绝的时代嘛,是吧?所以白垩纪,高温期,高温哪来的?地下来的,所以抬升烧制烧成红砖了,所以抬升开裂了,大家都懂吧。

好,谢谢大家!

主持人:感谢唐教授的精彩讲座,我们相信,同学们在听过如此精彩的讲座之后一定颇有感触,有许多问题想要深入了解,那么接下来进入我们的提问环节,请想和郭教授面对面交流的同学举手提问。

    唐教授:欢迎提问,自由探讨,我也是业余的。

 

同学:唐教授您好。听了您两个小时的讲座,我想问的不是关于学术方面的问题,我想问的是,当您作为一个不是研究地质学的教授,但您却在地质学上花了8年的心思,那么当您面对一个自己没有专业知识,也没有什么经验的一个课题的时候,您是有什么样的勇气去继续研究这个对您来说是很陌生的课题呢?

唐教授:很好,实际上我刚刚说了,第一就是说兴趣是驱动,科学探索就是自由探索,兴趣是驱动力,如果没有兴趣,你绝对不会花大量时间干这个事,掏不到一分钱,还要挨骂。咱们今天我到你们来,明天上午我去中南大学地质系肯定又有人跟我讨论争议了。但是由于我的兴趣来自哪呢,不是因为地质科学挺好呀,不是的。刚刚说了,原来我是研究龟裂的,龟裂是我本专业的知识,那么我研究龟裂的时候有个机会有个同学建议我去看板块。所以我一看我发现这里面有一个极大的空间,而且居然没有这种解释,因为到现在确实没有解释为什么大石头开裂,为什么这么大的生物灭绝。所有我只有找到大概念的灭绝机制,才可能把生物大灭绝,而且还把冰川作用联系在一块。所以说在这种情况下,我已经有了动力:第一是兴趣;第二是我已经坚信自己的理论了,这是最重要的一点。就是我通过龟裂这一块已经坚信自己了,甚至我现在作报告,在做力学方面的报告,当时陈老师也在,绝对每个人都听懂了,但是我到地质学院去,是有老师听不懂的。所以他在给我争议的时候,在激烈讨论的问题,如果他表现得不屑一顾,我就觉得那没关系,那只是你没懂我。在过去,最开始我对自己还是有点没有信心,但是后面我发现你反对我是因为你没有懂我,现在我是怀着这么一种心态,所以我现在特别放松。懂我意思了没有?

同学:恩,懂了。谢谢老师。

同学:唐教授您好,我想问下你刚刚说的龟裂以后,岩石会熔化,但是我想问的是为什么熔化以后还会有那么多化石存在?

教授:是这样的,我是说龟裂,并不是说龟裂就熔化,不是这个概念。就是说,大龟裂时期,按照我的周期预测,有两次。所以我的龟裂是四五次都有可能,但是有两次是大型的。龟裂大家都知道吧,是裂了然后逐渐地漂移,但是我们地球历史上出现过几次大陆漂移的事情呢?我认为那个时候就出现熔化了,这是第一点。第二呢,我说的熔化不能认为是原始的地质层全部熔化,大家懂我例子了没。我举个例子,大家最近注没注意过,我们在国际上有个钻探计划的合作,最近,我们中国的上海交通大学也参加了,叫做钻透地幔。那么他们找了哪些钻井呢,最薄的地方,也就是5-6公里,但是我们岩石圈最厚有几百公里,懂我意思了没有。所以说在这么个有薄有厚的地壳的时候,我出现熔化可能在薄的地方出现熔化,那些厚的地方是大陆嘛,薄的地方出现熔化所以大陆就漂移了,所以说这是我的观点。我今天没有展开讨论大陆漂移,其实对大陆漂移我也有我的说法的,就是不是现在这种观点的漂移说法。所以在这种情况下,化石在很多情况下是能存在的。因为但凡化石存在是因为火山喷发,大量的火山灰覆盖,一下子热把湿度吸走了,才能留下化石,所以说大火山喷发,喷出来以后的火山灰在掉下来后可能留下几米、十几米、上百米的垢,这个时候就留下化石了,不是说整个地球都化掉,这样的话化石就不可能有了。但是我告诉你,我们地质学家说,在公元前13亿年前后,存在公元前7亿年左右的无地质记录期,这个时期按我的观点,可能就是大的熔化存在。但是这时候还在生物演化之前很多年,13亿年前,我们现在说生物就是出现在五亿年左右嘛,寒武纪生命大爆发。但是在公元前7亿年左右出现过你说的这个情况,没有地质记录,这一块是段的。

同学:唐教授您好,我想问一下您,你说的那个温度上升到150-400度是在哪几年,是不是和生物灭绝有关。还有就是假设你的理论成立,就是我们生物学有很大的帮助,就是越在板块交界的地方,温度就越高嘛,能量传递要耗散的嘛,就是要损失能力,所以说我就假设它那个交界处是不规则图形,中心温度应该是相对来说比较低的,按照你的理论成立的前提条件下,如果不考虑其它的变量建立一个模型的话,是不是越往下,在史前某一个时间和空间相对等的情况下,那一点的生物链就越多,就相对来说离交界处的中心越远,温度越高的话生物就越少,是不是大概有这么个递减效应。

教授:你说的这个非常好,我要感谢你,你这个可能会成为我下一步要论证的话题。就是我从这个角度去论证。就是你前面说的就是说因为这个开裂嘛,热的区域应该是最接近裂缝的地方,是最热的地方,这是很可以推广的。当然有可能这个不需要我去研究,或者有相信我这个理论的古生物学家会去研究。下周末我会去南京古生物研究所做一个报告,也就是他们会提出类似于你这样的一个问题,我希望是这样的。而且他们也许早就有证据了,知识过去没有从这个角度去想。

主持人:再一次感谢唐春安教授的细心解答,再一次向我们充分展示了的自然地理的无限魅力。由于时间关系,我们本次提问环节到此就结束了,感谢唐春安教授的悉心指导,感谢同学们的积极参与。接下来请工作人员呈上题字本,请唐教授为本期科学论坛题词留念。

题词:“自由探索,独立思考,大胆质疑,勇于创新”

主持人:最后,让我们再次以热烈的掌声感谢唐春安教授的精彩讲课!今天,我们的“科学论坛”到此就告一段落了,这也是我们本学期最后一场“科学论坛”,感谢同学们对“科学论坛”的大力支持!下学期“科学论坛”,我们不见不散。谢谢。

请同学们按秩序退场。

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