三、沙漠起源的主因——地电化学作用

    电离层或辐射带尘埃等离子体复合形成的沙子为什么大多数只降在沙漠或沙漠附近的地域里呢？或者说，沙漠上空的电离层中的等离子体对流到低层大气发生复合时为什么不复合为水，而只复合为沙或砾石呢？这就是导致沙漠形成的可能的主要成因——沙漠地区的地电化学作用产生的结果。
    “地电化学现象是在地球中发生的电化学过程。”[19]地电化学作为一门学科已有了相当程度的发展并被应用于研究矿床成因及勘探找矿等。
    根据电池电化学，实现电化学过程的电化学反应器分为电池和电解池两大类，电池是将化学能直接转变为电能的电化学装置，电解池是将电能转变为化学能的电化学装置。
    实际上，由于电离层、磁层等离子体电场的电磁感应作用，加之地球上的物质基本上都属于电解质或导体、半导体，地球本身实际上存在着各种各样、形形色色的天然“电池”和“电解池”。
    根据电池电化学的研究，电化学中的导体分为二类：一类为电子导体，一类为离子导体。金属、某些金属化合物和石墨等物质属于电子导体（此类金属、金属化合物、石墨类的属于电子导体类的物质在地壳中广泛分布）。电子导体的导电机理是在一定的电位下，这些物质晶格中的自由电子向一定方向运动而导电。这种电子的定向流动即电流。电流通过电子导体时，除了导体本身可能发热而引起温度升高外，不发生任何化学变化。电子导体温度升高，电阻增大。
    电解质溶液和熔融盐电解质等称为离子导体。离子导体中形成了自由的离子而具有导电性。在电场作用下这些自由离子沿着一定的方向移动而导电。当电流通过离子导体时，在电极上有化学反应发生。[20]
    海洋、江河湖泊、地下水中都溶解有大量电解质（金属、非金属离子），形成天然的离子导体。含有较高密度各种离子的海洋可以被看作一个天然的巨大的电解池。
    电池或电解池都由两个电极组成。通常习惯于在电池中的电极使用正极和负极的名称，而在电解池的电极则使用阳极和阴极的名称。[20]
    地球上的天然“电池”或“电解池”一旦形成，并在电极上有电流通过，就会在电极上发生或物理的或化学的变化。如以电子导体为电极的电池的正极上，就会出现发热、温度升高、电阻增大等现象。已经有人做了精彩的实验，证明了这一点：
    “于1984年我们在江苏苏州某测区进行金属部分离子电提取野外方法试验时，发现了如下现象。
    铜电极接电源正极，布设在山前平原的小麦地田埂上，碳电极与电源负极相接，22根碳电极分别位于山坡、苗圃、桑树地中。
    开始供电时，供电电流接近5A，供电2h后，电流已下降到1.5A左右。经检查，位于山坡上的碳电极附近土壤是湿润的，而接电源正极的铜电极附近十多厘米的泥土已经烤干，有的电极与泥土之间发出了啪啪的火花放电声。当把A组铜电极置于水沟中之后，连续供电12小时，供电电流稳定。次日清晨断电后收取碳电极时，其周围不仅有气泡，而且有很多水溢出。[21]
    分析结果是：（由于）离子水化，Mg2+、Ca2、Al3+分别带有13、10、21个水分子。它们在电极上放电或形成化合物〔如Ca（OH2）〕时，必须脱水。因而电源负极有水溢出。
    地表的粘土、绝大多数造岩矿物都是负胶体。因而，充填在岩石、粘土的孔隙、裂隙、毛细管中的水溶液在电场作用下发生电迁移，因而扩散层中的正水化离子起了传导电流的主要作用。
    在电源的正极，如果有足够的水分子，则可以发生下式的氧化反应：
    2H2O—4e=O2+4H+
    在电源正极水分不多，则主要发生OH-氧化反应：
    4OH-—4e=O2+4H+
    H+离子的水化能力不仅比OH-离子的水化能力强，而且迁移速度大，所以正极附近水分愈来愈少，电极发热，水分蒸发，引起了电极的接地电阻增大。[21]
    由此可见，地面一旦形成正极效应，就会愈来愈干燥。干燥而带电的沙土与电离层、磁层电场发生电磁感应，当电离层等离子体发生复合时就无法复合为水，而只能复合为沙土形成沙尘暴。大量沙子被制造出来，沙漠就此逐渐形成。
    而在地球电池的另一电极——负极上则会有大量的水聚集。现已发现，“广袤无垠、炎热干旱的撒哈拉沙漠底下，却隐藏着一个浩大的“海洋”。撒哈拉的地下水资源达30万立方公里，相当于尼罗河在12年中注入地中海的总流量。[3]
    另据报道，在中国的塔克拉玛干沙漠地下也发现了“地下海洋”。充分印证了沙漠形成的地电化学效应。
    由此可见，沙漠的干旱气候可能是沙漠形成（地球电池的正极效应形成）以后才产生的，是受地球电池的正极效应影响，不利于空间等离子体复合成水才造成了干旱。干旱是沙漠造成的结果，而不是形成沙漠的原因。
    而如果人为地改变沙漠地电场的极性，使它由正极效应改变为负极效应，水可能就自然会在沙漠中重新生成，沙漠也就会重新变为水草丰茂的绿洲。
    沙漠中是否存在充当地球电池的“电极”的导体物质呢？
    现已探明，“斑岩铜矿与沙漠的分布关系……十分密切。
    例证1，北美洲的沙漠主要分布在墨西哥北部及与其相邻的美国西南诸州中。在这片地区，有野外记录描述的斑岩铜矿至少有88个。
    例证2，南美洲的智利西临太平洋，……智利的南部是世界上最多雨的地区，……从地理及气候条件看，南美洲最易形成沙漠的国家应是地处大陆腹地的玻利维亚和巴拉圭两国。濒临太平洋，纬度在南回归线上的智利北部地区，应属于亚热带——热带的潮湿多雨区，为什么这一地区反而成为沙漠呢？
    智利素有‘铜矿之国’的美称。以世界上最大的铜矿丘基卡马塔为代表的一系列呈南北向串珠状分布的矿床组成的世界上最大的斑岩铜矿带，主要分布在北部的阿塔卡马沙漠中。……智利盛产钠硝石（NaNo3）……硝石矿也产于北部阿塔卡马沙漠。
    例证3，哈萨克斯坦境内的谢米列契沙漠北临巴尔喀什湖，滨巴尔喀什湖地区以科翁腊德为代表的斑岩铜矿已发现18个。”[22]
    这些斑岩铜矿的特点是矿带和矿床规模大，且矿床形成时代晚、盖层薄，多为露头矿或浅埋深矿床。
    另外，非洲的尼日尔是非洲铀矿储量最大的国家之一。铀矿分布在阿加德兹以北，那里恰好也是尼日尔的沙漠区。[22]
    这些导电性能良好的金属矿体完全可以成为“地球大电池”的电极。一旦在这些电极上形成正极效应，就会使那里地面干燥少雨，所产生的地电化学效应及其与电离层、磁层等离子体电场之间的电磁感应的结果，就会在这里迅速制造出大量黄沙而形成沙漠。即使有濒临太平洋和理想的纬度这样优越的地理条件也难以幸免。
    目前尚无资料表明世界上所有的沙漠都存在这样的天然电极，但对于撒哈拉大沙漠，有一则记载可能反映了该地形成地电场的正极效应的另一种形式。
    1954年，出版商G.科尔帕克奇出版了轰动舆论的《古埃及死者名录》一书。这是一份极为珍贵的资料集。它的主要章节早在第四王朝门科拉国王统治时（公元前2700年）就已成文。
    贯穿这本希世孤本的是一连串天灾人祸，……该书有一章较多地谈到了天体坠落，章名为《天体陨落之夜》，……种种迹象表明，早在公元前5000年或公元前6000年末，北非洲曾遭受过一次宇宙天体的严重袭击。……现代学者研究的结果表明，曾有一个直径达数百米的天体在撒哈拉上空的低层大气中爆炸，这次大爆炸开始了沙漠化的进程。陨石爆炸时的热量和大火焚毁了那里的森林草木，烧死了那里的动物，烤干了那里的河流湖泊，泥土被焙成砖一般坚硬的土疙瘩。暴露在太阳光下的泥土，很快变成了沙粒，这又使当地气候无比干燥，结果沙漠面积越来越大。[23]
    这里记述的“陨石大爆炸”当然也不过是电离层、辐射带尘埃等离子体发生集体复合而产生的爆炸（详见作者《部分陨石可能来自电离层》一文），但它导致的效果却完全可以达到上述描写的景象。这样的大爆炸不但可能使那里的水源损失殆尽，而且可能改变那里的地电场的极性。带有丰富电荷的干燥的土壤与电离层、磁层等离子体之间的电磁感应，使得电离层、辐射带等离子体发生复合时只能复合为沙尘。黄沙被大量地制造出来并自天而降，形成恶性循环，如此，一个面积巨大的沙漠便开始形成，并很快扩展开来，仅仅几千年便达到了今天的巨大面积。
    电池、电解池必须具有完整的电路才能正常工作。现在已知，地球大气与大地之间实际上存在如图1所示的全球电路。[24]可以预料，自然界的“电池”、“电解池”的电路要复杂得多，且它们并不总是处于连接状态，而只有当电离层中的等离子体因受太阳自顶部的加热而对流至低层大气，并发生复合即形成沙尘暴时才被接通。电路接通的结果是使地面更加干燥，形成恶性循环，从而导致沙漠的不断扩张。
 
    图 1  大气—大地电路示意

    沙漠中的湖盆、河床、古海底中的沙都处在地面以下，且其储量有限，它们不可能是现存沙漠所有沙源的提供者。这些沙源可能仅起了一种“种子”和“模板”的作用，沙漠形成之初，其地电场的正极条件一旦形成，首先会出现严重的干旱，使那里的沙土十分干燥而带电，在太阳辐射作用下继续积累大量静电荷（等离子体），形成较强电磁场，这种较强电场与电离层、磁层等离子体发生电磁感应的结果，是使电离层等离子体发生复合时都复合为沙尘，而不是雨水。大量的沙被源源不断地制造出来。所以沙漠沙的来源主要在“天”上——电离层、辐射带中，沙的“种子”、“模板”却在地面上。
    一旦某个地区具备了成为地球大电池的正极的条件，它就会不可避免地变得气候干旱、少雨，大量的沙子便会被变本加厉地制造出来，风沙不断扩张，形成沙漠。
    人类如果不能及时地、清醒地认识到这一点，而一味地自我责难的话，就只能听任这种灾难进一步加剧。
    诚然，地球“电池”在地面呈现的并非总是正极效应，也存在负极效应，如沼泽、湿地，则可能是地球电池的负极效应产生的结果。这种正极效应或负极效应同样是电离层、磁层电场与地表电场之间的电磁感应及地表本身的物质属性等物理、化学条件所确定的，其详细机制，尚待进一步的深入研究。
    不仅沙漠的起源是地电化学正极效应形成后，电离层或辐射带的尘埃等离子体复合成沙导致的，而且沙漠中沙的流动、迁移，可能同样是受电离层、磁层等离子体电场的感应控制的。
    在沙丘地带，“观察者所见到的不是凌乱和无规则，他没有不因为形状的简单，事物重演的精确性和几何的规则性而感到大为诧异的；这种几何的规则性，在自然界中在比晶体结构较大的规模中是从来没有见过的。有些地方，重达几百万吨的巨型沙积物以有规律的队形在地面上坚决地移动；在移动的过程中，一面成长扩大，一面保持着它的形状，甚至还会繁殖。这一现象对于生命的离奇的模拟，使得一个富于想象力的人看了会依稀感觉不安。”[25]
    当沙丘在太阳的强烈照射下而大量带电时，所形成的电场库仑力的集体作用，与电离层、磁层电场之间的电磁感应作用就会导致这种精确的规则的大规模迁移。
    另外，人们发现，沙漠中的沙丘与海浪的形状，沙丘上的波纹与海水波纹十分相似，这是为什么呢？因为海水和沙漠中的沙子都带有大量的电荷（海水含有大量离子，沙子受太阳照射而带电），因此，海水的运动和沙漠中的沙子运动可能都是主要受电离层、磁层电场的电磁感应所控制的。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5]  下一页