地球年龄之谜
地球和我们的关系十分密切，它不仅孕育了人类，而且构成了人类的生存环境，向人类提供了各种资源和发展文明的物质基础。热爱它的人都称地球为人类的母亲。然而，人类对于地球母亲的了解却是太少太少了，就连地球从它形成至今究竟经历了多少岁月这样一个基本问题，人们都不能作出确切的答复。对于人类来说，地球究竟高寿几何还是一个谜，一个许多人感兴趣的谜。
在科学并不发达的过去，犹太学者根据《圣经》的上帝创世说，推算出地球的历史不过6000年左右。而我国古人则推测：“自开辟至于获麟（指公元前481年），凡三百二十六万七千年。”以上的推测虽然都认为天地自形成以来经历了一段漫长的年月，但他们的猜测却纯属臆想，毫无科学根据。
18世纪末，随着现代星云说的出现，使上帝创世说受到了冲击，同时，对地球的起源及地球的年龄开始尝试用科学方法来探究。
1854年，德国科学家赫尔姆霍茨根据他对太阳能量的估算，认为地球的年龄不超过2500万年。
1862年，英国著名物理学家汤姆森根据地球形成时是一个炽热火球的设想，并考虑了热在岩石中的传导和地面散热的快慢，认为如果地球上没有其他热的来源，那么，地球从早期炽热状态冷却到现在这样，至少不会少于2000万年，最多不会多于4亿年。
汤姆森的推论引起了各种争论，莫衷一是。直到20世纪科学家发现了测定地球年龄的最佳方法——同位素地质测定法。科学家运用这种方法测定出岩石中某种现存放射性元素的含量，以及测出经蜕变分裂出来的元素的含量，再根据相应元素放射性蜕变关系式，就可以计算出岩石的年龄。迄今，科学家找到的最古老的岩石有38亿岁。然而，也有人认为，38亿岁的岩石是地球冷却下来形成坚硬的地壳后保存下来的，它并不等于地壳的年龄。
那么地球的年龄又是多大呢？20世纪60年代以后，人们在广泛测量和分析那些以流星形式坠落地球的陨石年龄以后，发现大多数陨石在44~46亿年。20世纪60年代末，美国阿波罗探月飞行，测取月球表面岩石的年龄也在44~46亿年。因此，在我们今天的教科书上，或一些科普读物上，都将地球的年龄定为46亿岁。
然而，对地球40亿岁的结论还有许多争论。有人提出疑问，认为这个数据是基于地球、月球和陨石是由同一星云、同一时间演化而来的前提下，而这一前提还是一个有争议的假设。另外，认为放射性元素的蜕变速率是不随时间、环境等条件的变化而变化的假设也未必正确。
也有人主张地球可能有更大的年龄值。如我国地质学家李四光，认为地球大概在60亿年前开始形成，至45亿年前才成为一个地质实体。
苏联学者施密特根据他的“俘获说”，从尘埃、陨石吸积成为地球的角度进行计算，结果获得76亿年的年龄值。
然而，众多的结论都是依靠间接证据推测出的，人们至今也未在地球上找到它本身的超过40亿年以上的岩石，因此，地球高寿几何，还有待于作更深入的研究。46亿年这个数字，只是进一步研究的起点。
大陆漂移之谜
20世纪以前，海陆位置固定论一直是地学界的主导思想，即人们一向认为海陆的变迁都是在原地垂直升降的，海洋和大陆的基本轮廓和相对位置是一成不变的。1915年，德国气象学家魏格纳在《海陆的起源》一书中提出大陆漂移理论，从此使海陆位置固定论失去了原有的地位。
年轻的魏格纳在对地球仪的仔细观察中，发现南美洲的东海岸和非洲西海岸的轮廓十分相似，而且这两个海岸在对应的位置上能找到对应的山脉，对应的矿山，后来，他又搜集了许多古气候、古生物的证据，认为大约3亿年前，地球上只有一块陆地，陆地周围是一片广阔的海洋。由于地球自转的离心力，使原始的大陆产生了裂缝。地球在不停地由西向东的旋转中，美洲陆块渐渐落后了，日久天长，形成了今天的大西洋。
然而，大陆漂移理论刚问世时，就遭到了许多地质学家的反对，直到20世纪50年代，古地磁学的兴起以及后来放射性同位素的发现，才为大陆漂移提供了可靠的证据。各大洋中间海岭两侧的古地磁异常带，以及正向和逆向带都呈对称分布；两侧岩石的年龄也大致对称排列，而且离海岭越近越年轻，越远年代越老；再者，海底岩石年龄一般不超过2亿年，这比大陆岩石年轻得多。
今天的人们对大陆漂移说不再怀疑了，但对造成大陆漂移的原动力却有种种推测，莫衷一是。
大陆漂移的动力何在？有人提出了地幔对流的假说，认为地球犹如一只尚未煮熟的鸡蛋，地幔就是还能流动的蛋清，正是流动着的地幔物质提供了大陆漂移的动力。然而，地幔如何流动呢？地质学家发现，它处于一种“对流”的运动状态。所谓对流，简言之，就是物质的一种循环流动。举例来说，一壶水在加热过程中，就存在对流：直接加热点上的水，因升温而向上流动，然后再向四周流散开去，同时四周的水再向加热中心涌来，如此周而复始，形成了壶中水的对流。与此相仿，处于高温熔融状态的地幔物质也是这样。
地质学家发现，在世界各大洋洋底的中部都有一列巨大的山脉，称为“大洋中脊”，恰似洋底的脊梁；中脊的最高处都有一条巨大的裂谷，这正是地幔物质的出口处。当熔融的岩流从裂谷中溢出时，低温海水使它冷却凝结，形成新的大洋壳，分布在中脊的两侧，还未溢出的岩流则在洋壳下“兵分两路”，向中脊两侧运动，同时，“驮”着新的洋底一起移动；当“驮”到大陆与大洋交界处的海沟时，固体洋壳就“俯冲”下去，重新成为地幔的“成员”。这就是地幔对流的模型，它成功地充当了大陆漂移理论中的“牛顿”。
然而，有些科学家对这种作为大陆漂移说、海底扩张说以及板块构造说基础的地幔对流模型颇为怀疑。他们认为，在该模型中，洋中脊和上升岩流是相互依存的，洋中脊是上升岩流的出口，有上升岩流的地方才有洋中脊。实际上，地质学家发现洋中脊并不是连续分布，而是形成阶梯的形状。令人费解的是，上升岩流怎么可能严格地随阶梯形的洋中脊转向呢？
此外，洋中脊也不是固定在上升岩流位置，而是在自由移动着。譬如，非洲板块几乎被洋中脊包围，由于海底不断扩张，使得非洲板块不断增大，两侧洋脊的距离正在变大。对地幔对流模型威胁最大的要数阿留申海沟了，科学家发现那里的洋中脊正在俯冲进入海沟，这简直不可思议。那里的洋底探测表明，从洋中脊到海沟，洋壳岩石的年龄越来越小，这分明是发生了洋中脊的俯冲，这与传统的模型恰好背道而驰。
这些反常现象预示着，以往的地幔对流模型并非完美无缺，大陆漂移的动力源之谜尚未完全揭开，它期待着新的地幔对流模型的诞生！
海水探秘
辽阔的海洋一望无垠，深不可测，占地球表面近四分之三的面积，拥有地球总水量96.53％的海水（海水总量为13.38亿km3）。可见，海水是地球水的主体。那末，这众多的水是从哪里来的呢？
早先人们认为，这些水是地球固有的，当地球从原始太阳星云中凝聚出来时，便携带有这部分水。起初它们以结构水、结晶水等形式赋存于矿物和岩石之中。以后，随着地球的不断演化，轻重物质的分异，它们便逐渐从矿物、岩石中释放出来，成为海水的来源。譬如，在火山活动中总是有大量的水蒸汽伴随岩浆喷溢出来。据此，一些人认为，这些水汽便是从地球深部释放出来的“初生水”。
然而，当人们对这种所谓的火山“初生水”进行同位素研究时，却意外地发现，它们是由与地面水具有十分相似的同位素组成的，从而证明它们实际上只不过是渗入地下然后又重新循环到地表的地面水。近代兴起的天体地质研究表明，在地球的近邻中，无论是距太阳较近的金星和水星，还是距太阳更远一些的火星，甚至离地球最近的月球都是贫水的，惟有地球得天独厚，拥有如此巨量的水，这不能不使人感到奇怪。
科学家们对此认识不一。一些人认为，地球上的水，至少是大部分水，不是地球所固有的，而是由撞入地球的彗星带来的。最近，美国衣阿华大学的一些科学家从人造卫星发回的数千张地球大气紫外辐射照片中发现，在圆盘状的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在二三分钟，面积约有2000平方公里，经过仔细检测分析，他们认为这些斑点是一些由冰块组成的小彗星冲入地球大气层造成的，是这种陨冰因摩擦生热转化成水蒸汽的结果。从照片还可估算出每分钟约有20颗这种小彗星进入地球。若其平均直径为10米，则每分钟就有1000立方米水进入地球，一年即可达0.5立方公里左右。据此可以推论，自地球形成至今的46亿年中，将有23亿立方公里的彗星水进入地球。这个数字显然大大超过现有的海水总量。因此，衣阿华大学的科学家们的意见是否可靠，还有待验证。
另一些科学家相信水是地球固有的。他们指出，虽然有证据表明火山蒸汽与热泉水是主要来自地面水的循环，但却不排斥其中可能混有少量真正的“初生水”。据计算，如果过去的地球一直维持与现在火山活动时所释放出来水汽总量相同的水汽释放量，那末几十亿年来的累计总量将是现在地球大气和海洋总体积的100倍。所以他们认为，其中99％是周而复始参加不断循环的水，但却有1％是来自地幔的“初生水”，而正是这部分水构成了海水的来源。
有的学者认为，金星、火星和月球上原先并不是没有水，而是有的质量太小（月球和火星），没有足够的引力，致使原有的水全部逃逸；有的表面温度太高（金星），也无法维持水的存在。地球由于条件适中，就使原有的水能够长期保存下来。因此他们认为，不能从地球近邻目前的贫水状态来推论地球早期也是贫水的。
最近，我国学者董妙生先生出版《多四季论》一书，提出“大自然存在多四季规律”的假说。“多四季”假说的中心内容是：地球在椭圆形轨道上围绕太阳公转，形成四季，周期为一年。在它参与太阳系、围绕太阳系和其近星系的质心公转，乃至围绕银河系的银心及更大星系公转时，由于与不同强度的热源距离、辐射角的变化而形成多种不同时期不同程度的大、中、小四季变化。较大四季中包含着若干个较小四季，较小四季的冷暖程度由它处在较大四季的哪一个阶段来决定。这个规律对地球适用，对整个宇宙其他星体都适用，并由此引出生物圈周期性地从一个星球转移到另一个星球。按此假说，自地球形成至今的46亿年间，生物圈曾数次周期性地从地球转移到另一个星球，又周期性地像候鸟回归那样循回到地球上来。这其中自然也包括海水的数度干涸与高涨。用此假说，正可以解决以往“天外来水”说和“地球固有”说都未能解决的难题。
然而，假说毕竟尚待检验。今天，海水是从哪里来的问题仍在伤着成百上千的优秀科学家们的脑筋。
“厄尔尼诺”现象探秘
在圣诞节前后，南美的秘鲁和厄瓜多尔沿海的表层海水常常会出现增暖现象，当地人把这种现象称为“厄尔尼诺”，即西班牙语“圣婴”的意思。在“厄尔尼诺”现象发生的时候，海水增暖往往从秘鲁和厄瓜多尔的沿海开始，接着向西传播，使整个东太平洋赤道附近的广大洋面出现长时间的异常增暖区，造成这里的鱼类和以浮游生物为食的鸟类大量死亡。由于海水增温，也导致海面上空大气温度升高，从而破坏了地球气候的平衡，致使一些地方干旱严重，另一些地区则洪水泛滥。这种现象大约每隔3~5年就会重复出现一次。
据统计，20世纪60年代以来，地球上曾多次发生“厄尔尼诺”现象，1982~1983年间出现的“厄尔尼诺”现象，是20世纪最严重的一次，全世界大约死去了1500万多人，造成的经济损失高达上百亿美元。最近的一次“厄尔尼诺”现象发生在1990~1991年间，这次损失虽然没有上次那么严重，但也给全球带来了很多的灾难，像我国长江中下游地区的水灾，南部非洲和菲律宾的严重干旱，美国得克萨斯州和墨西哥沿岸的大部分地区的异常潮湿，等等。
为什么会出现这样的反常现象？许多科学家都进行了深入的研究，提出了各种各样的观点。
有人从自然现象上找原因。他们认为是由于太平洋赤道信风减弱，造成了“厄尔尼诺”现象。还有一些人认为是由于西太平洋赤道东风带的持续增强，造成了太平洋洋面西高东低的局面，才形成了“厄尔尼诺”现象。也有人认为，由于东南和东北太平洋两个副热带高压的减弱，分别引起东南信风和东北信风的减弱，造成赤道洋流和赤道东部冷水上翻的减弱，从而使赤道太平洋海水温度升高，形成了“厄尔尼诺”现象。
