地球有话说-我们赖以生存的星球
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    地球的起源

    我们一降生到这个世界上,就同地球分不开了。地球作为我们诞生、劳动、生息、繁衍的地方,人类共有的家园,和我们的关系太密切了。那么地球是如何形成的呢?

    对于这一问题,自古以来,人们就对它有着种种解释,也留下了很多的神话传说。

    我国古代有“盘古开天辟地”之说。相传,世界原本是一个黑暗混沌的大团团,外面包裹着一个坚硬的外壳,就像一只大鹅蛋。多年以后,这个大黑团中诞生了一个神人——盘古。他睁开眼睛,可周围漆黑一片,什么也看不见,他挥起神斧,劈开混沌,于是,清而轻的部分上升成了天空,浊而重的部分下沉成了大地……在西方国家,据《圣经》记载,上帝耶和华用六天时间创造了天地和世界万物。第一天他将光明从黑暗里分出来,使白天和夜晚相互更替;第二天创造了天,将水分开成天上的水和地上的水;第三天使大地披上一层绿装,点缀着树木花草,空气里飘荡着花果的芳香;第四天创造了太阳和月亮,分管白天和夜晚;第五天创造了飞禽走兽;第六天,创造了管理万物的人;第七天,上帝休息了,这一天称为“安息日”,也就是现在的星期天。

    现在看来,这些美丽的神话传说是没有科学根据的。随着生产的发展,人们对太阳系的认识也逐渐深刻。18世纪以来,相继出现了很多假说。近数十年来,由于天体物理学等近代科学的发展、天文学的进步、宇航事业的兴起等,为地球演化的研究提供了更多的帮助,现介绍几种假说供参考。但要解开宇宙之谜,还需我们不懈的努力。

    星云说。法国数学家和天文学家拉普拉斯(1749—1827)于1796年发表的《天体力学》及后来的《宇宙的叙述》中提出太阳系成因的假说——星云说。他认为太阳是太阳系中最早存在的星体,这个原始太阳比现在大得多,是由一团灼热的稀薄物质组成,内部较致密,周围是较稀薄的气体圈,是一个中心厚而边缘薄的饼状体,在不断缓慢地旋转。经过长期不断冷却和本身的引力作用,星云逐渐变得致密,体积逐渐缩小,旋转加快,因此愈来愈扁。这样位于它边缘的物质,特别是赤道部分,当离心加速度超过中心引力加速度时,便离开原始太阳,形成无数同心圆状轮环(如同现在土星周围的环带),相当于现在各行星的运行轨道位置。由于环带性质不均一,并且带有一些聚集凝结的团块,在引力作用下,环带中残余物质,都被凝固体吸引,形成大小不一的行星,地球即是其中一个。各轮环中心最大的凝固团,便是太阳,其余围绕太阳旋转,由于行星自转因此也可以产生卫星,例如地球的卫星——月亮,这样地球便随太阳系的产生而产生了。

    灾难学派的假说。1930年英国物理学家金斯提出气体潮生说,他推测原始太阳为一灼热球状体,由非常稀薄的气体物质组成。一颗质量比它大得多的星体,从距离不远处瞬间掠过,由于引力,原始太阳出现了凸出部分,引力继续作用,凸出部分被拉成如同雪茄烟一般的长条,作用在很短时间内进行。较大星体一去不复返,慢慢地太阳获得新的平衡,从太阳中分离出长条状稀薄气流,逐渐冷却凝固而分成许多部分,每一部分再聚集成一个行星。被拉出的气流,中间部分最宽,密度最大,形成较大的木星和土星。两端气流稀薄些,形成较小的行星,如水星、地球等。

    陨石论(施密特假说)。前两种假说都提出了一个原始太阳分出炽热熔融气体状态的物质。施密特根据银河系的自转和陨石星体的轨道是椭圆的理论,认为太阳系星体轨道是一致的,因此陨星体也应是太阳系成员。因此他于1944年提出了新假说:在遥远的古代,太阳系中只存在一个孤独的恒星——原始太阳,在银河系广阔的天际沿自己的轨道运行。约在60亿~70亿年前,当它穿过巨大的黑暗星云时,便和密集的陨石颗粒、尘埃质点相遇,它便开始用引力把大部分物质捕获过来,其中一部分与它结合;而另一些按力学的规律,聚集起来围绕着它运转,及至走出黑暗星云,这时这个旅行者不再是一个孤星了。它在运行中不断吸收宇宙中陨石体和尘埃团,由于数不清的尘埃和陨石质点相互碰撞,于是便使尘埃和陨石质点相互接触,大的吸小的,体积逐渐增大,最后形成几个庞大行星。行星在发展中又以同样方式捕获物质,形成卫星。

    以上仅介绍三种关于地球起源的学说,一般认为苏联学者施密特的假说(陨石论)是较为进步的,也较为符合太阳系的发展。根据这一学说,地球在天文期大约有两个阶段:

    第一,行星萌芽阶段。即星际物质(尘埃、气体)围绕太阳相互碰撞,开始形成地球的时期。

    第二,行星逐渐形成阶段。在这一阶段中,地球形体基本形成,重力作用相当显著,地壳外部空间保持着原始大气(CH·NH4、H20、CO2等)。由于放射性蜕变释热,内部温度产生分异,重的物质向地心集中,又因为地球物质不均匀分布,引起地球外部轮廓及结构发生变化,亦即地壳运动形成,伴随灼热熔浆溢出,形成岩侵入活动和火山喷发活动。

    以上便是地球演化较新的观点。从第二阶段起,地球发展由天文期进入地质时期。

    地球的年龄

    地球有多大岁数?从人类的老祖先起,人们就一直在苦苦思索着这个问题。

    玛雅人把公元前3114年8月13日奉为“创世日”;犹太教说“创世”是在公元前3760年;英国圣公会的一个大主教推算“创世”时间是公元前4004年10月里的一个星期日;希腊正教会的神学家把“创世日”提前到公元前5508年。著名的科学家牛顿则根据《圣经》推算地球有6000多岁。而我们民族的想象更大胆,在古老的神话故事“盘古开天辟地”中传说,宇宙初始犹如一个大鸡蛋,盘古在黑暗混沌的蛋中睡了18000年,一觉醒来,用斧劈开天地,又过了18000年,天地形成。即便如此,离地球的实际年龄46亿年仍是差之甚远。

    人们是用什么科学方法推算地球年龄的呢?那就是天然计时器。

    最初,人们把海洋中积累的盐分作为天然计时器。认为海中的盐来自大陆的河流,便用每年全球河流带入海中的盐分的数量,去除海中盐分的总量,算出现在海水盐分总量共积累了多少年,就是地球的年龄。结果得数是1亿年。为什么与地球实际年龄相差45亿年呢?一是没考虑到地球的形成远在海洋出现之前;二是河流带入海洋的盐分并非年年相等;三是海洋中盐分也常被海水冲上岸。种种因素造成这种计时器失真。

    人们又在海洋中找到另一种计时器——海洋沉积物。据估计,每3000~10000年,可以造成1米厚的沉积岩。地球上的沉积岩最厚的地方约100千米,由此推算,地球年龄约在3亿~10亿年。这种方法也忽略了在有这种沉积作用之前地球早已形成。所以,结果还是不正确。

    几经波折,人们终于找到一种稳定可靠的天然计时器——地球内放射性元素和它蜕变生成的同位素。放射性元素裂变时,不受外界条件变化的影响。如原子量为238的放射性元素——铀,每经45亿年左右的裂变,就会变成原来质量的一半,蜕变成铅和氧。科学家根据岩石中现存的铀量和铅量,算出岩石的年龄。地壳是由岩石组成的,于是又可得知地壳的年龄是30多亿年,加上地壳形成前地球所经历的一段熔融状态时期,地球的年龄约为46亿岁。

    地球内部圈层结构

    科学家们根据无数次地震波在地球内部传播状态的分析,证明地球内部有圈层状的特点。由外向内分三层:地壳、地幔、地核。它们之间就像鸡蛋分为蛋壳、蛋清和蛋黄一样。

    地壳是地球内部结构中最外的圈层,是由岩石组成的地壳固体外壳。地壳总厚度在5~70千米之间,大陆地区地壳厚,如青藏高原地区厚度达70千米,大洋地区地壳薄,如大西洋地壳有的地方仅厚5千米。海陆地壳的平均厚度约为33千米,仅占地球半径的二百分之一。地壳的上部主要由相对密度小的花岗岩组成,主要成分是硅、铅元素,称为“硅铅层”。地壳的下部是由相对密度较大的玄武岩组成,主要成分是镁、铁、硅元素,称为“硅镁层”。在地壳的最上层,是一些厚度不大的沉积岩、沉积变质岩和风化土,它们是地壳的表皮。在地壳中,蕴藏着极为丰富的矿产资源,目前已探明的矿物已有两千多种,其中尤以金、银、铜、铁、锡、钨、锰、铅、锌、汞、煤、石油、天然气等人类文明不可缺少的宝贵资源为多。

    地幔位于地壳以下,地核以上,亦称为“中间层”。其下界深2900千米。地幔约占地球总体积的833%。地幔可分为上下两层,上地幔约到地下1000千米深处,一般认为,这里的物质处于局部的熔融状态,是岩浆的发源地,地球上分布广泛的玄武岩就是这一层喷发出来的。下地幔在地下1000千米以下到地下2900千米,主要是由金属硫化物和氧化物组成。地幔的质量为405×1021吨,占地球总质量的6777%,温度较高,上地幔为1200~1500摄氏度,下地幔为1500~2000摄氏度。

    地核地球内部结构的中心圈层。可分为外核和内核两部分。外核自地下2900千米到地下5100千米,占整个地球质量的315%,体积占整个地球的162%。由于地核在地球的最深处,受到的压力很大,外核的压力已达到136万个大气压,核心部分高达360万个大气压。地核内部的温度高达2000~5000摄氏度,物质密度平均为10~16克/厘米3之间。地核主要由铁、镍组成并含少量其他元素,可能是硅、钾、硫、氧等物质。

    地球上的皱褶构造

    褶皱是地球外表层岩石区最普遍的一种地质现象,由于褶皱才使地面此起彼伏,就像干缩了的苹果一样。

    褶皱是岩层在构造运动水平压力作用下,所产生的一系列波状弯曲,是一种未丧失岩层连续性的塑性变形。单个背斜或向斜称为褶曲,它由核(轴)部和翼等要素组成。褶曲是组成褶皱的基本单位,两个以上的褶曲的组合,才叫褶皱。在自然界总是一个褶曲连着另一褶曲。由于受力状况、强弱不同,弯曲形态和程度也不同。

    褶曲基本的形式有背斜和向斜,两者有什么区别呢?

    背斜和向斜的最主要的区别主要是根据地层的新老来判断的,背斜的中间(称为核部)是老地层,向斜的中间(核部)是新地层,其他的条件都是不可靠的。例如地貌一般背斜隆起,但如果岩性有差异,背斜所处的岩层容易风化,向斜处的岩层难于风化,则出现相反的情况,背斜成谷,向斜成山,这种现象我们称为地形倒置。

    此外,根据褶曲向上弯曲还是向下弯曲,来判别是背斜还是向斜,有时也会发生错误。如一个背斜,由于倒转逐步变为向下弯曲,就会被误判为向斜。同样向斜也可变为向上弯曲的翻卷褶曲。

    研究褶皱,不仅在恢复地壳运动方面,而且在找矿、找油、找气、找水等方面都具有重要的意义。此外,研究一个地区的地层、断层应首先研究褶皱。

    褶皱轴(核)部往往是矿床富集的地区,向斜是保护所有沉积矿床的最好构造。背斜,尤其是短背是重要储油构造,油、气都储集到轴部,因为油、气比水轻,被水一挤压,便向顶部集中。向斜可以把水“收”集到两翼或轴部,我们找矿、找水、找油,都要搞清褶皱分布,否则就会使钻孔落空。

    地球上的断裂构造

    岩层的弯曲被称为褶皱,而岩层被错断,使岩层连接性被破坏发生位移或裂开时我们称为断裂。根据断裂程度和规模,我们把那些位移显著、规模较大的断裂称为断层,规模小、位移又不显著的称为节理。一种是受引力产生的、张开裂口的张节理;另一种是由于受扭动产生的剪切应力发生袭面闭合的剪切理。

    断层,是地壳表面规模较大的断裂,它可以切穿地壳,进入上地幔,地面延伸数百千米。如我国郯庐大断裂,从东北南部延至长江,乃至贵州,长达千余千米,但有时也有一块平标本上见到仅数厘米的,只要岩层有明显错位的,便可称为断层。

    断层由下列几项要素组成。

    断层面和破碎带:岩层发生位移时,被错断两盘沿着移动的面称为断层面,在绝大多数情况下往往不是单一的面,而是一系列密集的破裂面或错动破碎带,称为断层破碎带或断层带。

    断层线:断层面、破碎带与地面或平面的交线我们称之为断层线,它表示断层延伸的方向。

    上盘和下盘:断层面两边的岩层称为断层的两盘。断层以上的称上盘,以下的称下盘。

    断距(位移):断距是岩层被断开的距离,也是两盘相对的位移量。因此断距也是衡量断层规模大小的指标之一。

    断层,是地球上常见和重要的地质现象,如何判断断层的存在?最主要的有下列各项判断依据:

    首先,地貌方面的标志。断层线通过处一般岩层破碎,易于风化,所以断层线通过处,多是负地形,沟谷较多,过去老地质学家常说“逢沟必断”,就是这个意思。当然不是每条沟谷都是断裂,但是沟谷,则需作为断层来考虑,再来寻找依据加以证实。

    在地貌上,断层还有很多表现:例如山脊被错断、河流突然拐弯、山地与平原交接处等这些地貌形态发生变化处,往往都有断层通过。

    其次,岩层的重复与缺失。由于断层活动,岩层往往被错动后,一些岩层多出来,发生重复,另一些岩层则被断掉后少了层数发生缺失。因此如果岩层层序发生变化,则说明可能是断层活动的结果。注意要用那些特征明显的岩层(称为标志层)是否重复或缺失来确定断层的存在与否。

    再次,是断层破碎带、断层两盘出现的磨光面,断层角砾等都可以作为断层证据。

    此外,植被的生长状况明显变化、泉水分布呈线状分布,断层崖、断层三角等都是断层存在的证据。

    根据断层的性质,可以分为以下三种类型。

    正断层:上盘下降、下盘上升的断层,由于引张力作用,上盘“掉下来”。

    逆断层:上盘上升、下盘下降的断层,它是由于挤压力作用形成的。平移断层:两盘平错,是由于扭力作用形成的。

    地壳中的“寿星”

    如同人有诞生日、有年龄一样,地壳也有自己的年龄。科学家对不同大陆上的地壳岩石进行了抽样分析,认为大陆地壳的最早雏形出现在37亿~40亿年前。大部分地壳的年龄在28亿年左右。现已发现的有30亿年以上高龄的地壳有10余处,其中最老的寿星是格陵兰岛的戈德霍普,它的年龄是398亿±18亿年。其次分别是:刚果南部352亿±18亿年;俄罗斯科拉半岛346亿年;

    沃罗涅兹河地区346亿~348亿年;美国明尼苏达州33亿年;南非德兰土瓦中部32亿±07亿年;美国蒙大拿州31亿年;斯威士兰307亿±06亿年或344亿±3亿年。

    随着地质年代测定数据的增多,可能还会发现岁数更大的大陆地壳。

    科学家从南非的前寒武纪岩石中,还发现了32亿年前的细菌化石,被命名为“伊索拉姆原始细菌”。这是目前知道的最古老的生物遗迹,可以说它是地球上最早的生命了。

    地球公转

    地球环绕太阳的运动,称为地球公转,同自转一样,地球公转的方向也是自西向东。地球公转的轨道总长为94000万千米,是一个近似正圆的椭圆形,太阳正好是这个椭圆的焦点之一。随着太阳自身的运动、变化,地球和太阳之间的距离也有最远和最近的变化。每年11月初,地球位于“近日点”;每年7月,地球位于“远日点”。在近日点时,地球公转速度比远日点快。地球公转平均速度为每秒2979千米,平均角速度为每日59分8秒,公转一周所需要的时间为365日48分46秒。地球公转的轨道平面与赤道平面的交角,称为黄赤交角,黄赤交角的度数23度26分,由于它的存在,使各地正午太阳高度和昼夜长短(赤道除外)发生季节变化,从而造成地球上的春夏秋冬四季交替和五带的划分现象。

    地转偏向力

    地球上水平运动的物体,无论朝着哪个方向运动,都会发生偏向:在北半球向右偏,在南半球向左偏,这种现象称作地球自转偏向力。物体静止时,不受地转偏向力的作用,地转偏向力是地球自转运动影响的结果,当物体运动时,由于其本身的惯性作用,总是力图保持其原来的运动方向和运动速度,地转偏向力的方向同物体运动的方向相垂直,并且对物体的运动方向产生一定影响,使之向右或向左偏转。地球自转的线速度各地不同,在北半球,当气流自北向南运动时,即从自转线速度较小的纬度吹向自转线速度较大的纬度,这时,气流会偏离始发时的经线,发生向右偏,即原来的北风逐渐转变为东北风;其他情形也是同样的道理。在赤道上做水平运动的物体不会发生偏向现象,因为赤道上的自转偏向力为零。

    地球自转创造的奇迹

    地球以一条假想直线为轴的旋转运动,叫地球自转。地球自转的方向是自西向东。地球自转的平均角速度为每小时15度,即每4分钟1度,地球自转速度由于纬线的长短不同而有所变化,在地球赤道上自转线速度为每秒465米,自赤道向南北两极降低,两极处的线速度为零。在地球上我们看到各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映,地球昼夜更替、各地时间差异也是由地球自转而产生。地球自转一周为一日,本世纪发现地球自转不是均匀的,由于地球表面潮汐的影响,使地球自转的速度逐渐变慢;另外,地球自转速度还有季节性的周期变化和时快时慢的不规则变化。

    大自然中还有许多怪现象,都是地球自转引起的。比如日月星辰从东方升起,再比如,赤道与两极的重量差,由于地球不停的自转产生了一种惯性离心力作用,使地面上的重力加速度因纬度高低不同而不同,赤道处的重力加速度最小,两极处最大。同一物体在不同纬度上的重量也不同,在两极重1千克的东西,到了赤道其重量就会减少53克。

    地球成了椭圆形。由于惯性离心力由两极向赤道逐渐增大,其水平分力指向赤道。在这巨大的水平分力的作用下,海水从两极流向赤道,地球内部除地轴之外的所有质点也都向赤道挤压,形成了一系列与赤道平行的海岭和山脉。久而久之,原始地球的赤道直径就比两极半径大了,地球渐渐变成了椭圆形。

    物体运行发生偏向。在北半球,北风会逐渐变成东北风,东风逐渐变成东南风;而在南半球,北风渐渐变成西北风,东风变成东北风。从北极向赤道某点发射火箭,所需的时间假定是1小时,那么,当火箭到达赤道时,准会落在预定目标以西约1670千米处,原预定目标竟向东转了15度。这是怎么回事呢?这又与地球自转有关,地球自西向东自转,而地球上的物体倾向于保持原来的运动状态,物体的运动就会产生偏向,结果就出现了风转向、火箭没有击中目标的事。

    高处下落物总是落在偏东处。有人在垂直的深井中做过试验:自井口中心下落的物体,总是在到达一定深度时撞在矿井的东壁上。这也是由于地球自西向东自转,使自高处降落的物体在下落时具有向东的自转速度,结果必然要撞东壁了。

    飞机向西比向东飞得远。在排除风力影响因素的情况下,两架飞机用同一速度从同一地点出发,分别向东、西各飞行一小时,结果发现向西飞行的飞机比向东的飞机飞得远,是谁帮了西行飞机的忙?原来是地球向东自转玩的把戏。

    大气是从哪里来的

    我们的地球之所以生机勃勃,是因为它有其他行星所没有的得天独厚的三大宝:适量的阳光、充足的水源和丰富的大气。

    地球大气是从哪里来的呢?天文学家常常用天体的起源来解释地球大气的起源。

    根据太阳系起源的流行理论——康德一拉普拉斯学说认为:大约在50亿年前,太阳系是一团体积庞大、温度极高、中心密度大、外缘密度小的气态尘埃云。整个尘埃云先是缓缓转动,后来温度渐渐冷却,尘埃收缩,而使转动加快,中心部分收缩成太阳,周围物质收缩成八大行星及其卫星。最初收缩凝聚的地球团块是很疏松的,气体不光在地球表面,大部分被禁锢在疏松的地球团内。这时的地球像一块吸足了水分的海绵团,蕴含着大量的气体。

    后来,由于地心引力作用,疏松的地球收缩变小。气体受到收缩,被挤出来。大多气体分散到地球表面,形成薄薄的一层大气。地球收缩到一定程度后,收缩速度减慢,强烈收缩时产生的热量渐渐失散,地球逐渐冷却,地壳开始凝固。地球凝固后,地球内部受反射性元素的作用不断升温,使地壳一些地方发生断层、位置移动和火山爆发。地壳和岩石中的水和气体也随之释放出来,这些被释放出的气体中,一部分像氢和氦等轻分子跑到了宇宙空间,而氧和氮等重分子大部分被地球吸力抓住,充实了地球大气。

    地球不断失去氢和氧,然而太阳风和地球本身的活动,如火山爆发等,又不断地补充地球大气失去的气体。所以,从古至今,地球大气总是那么丰富。

    大气圈

    在地壳外面的广阔空间,是地球的“大气圈”。人们常称它是地球的外衣。谁都知道,作为地球环境要素之一的大气,是各种生命不可须臾缺少的东西。但你可曾知道,如今的大气,早已不是原来的大气了,而是至少经过两次“更新”之后的第三代大气。

    现在笼罩着地球的大气,其厚度在3000千米左右,通常我们称之为大气层或大气圈。它的总质量并不大,仅相当于地壳总质量的005%。大气圈在结构上,自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。

    对流层从海平面到18千米高空,占大气总量的80%。对流层里气象万千,冷热空气上下对流,兴云造雨,下雪降霜,电闪雷鸣都在这里发生。

    平流层从对流层顶到50~55千米的高空。此处空气稀薄,水汽和尘埃含量极少,很少有天气现象,气流平稳,是高速喷气机最理想的飞行区域,平流层中含有大量臭氧,因此又得名“臭氧层”。它能吸收太阳辐射中90%的紫外线,像地球的贴身“防弹衣”一样,使地面生命免遭紫外线伤害。

    中间层从平流层顶到80~85千米的高空。它负责吸收太阳的远紫外线和X射线,使大气中的氧和氮分子离解成原子和离子。该层的温度随高度增加而降低。

    热层从中间层顶到500千米处的高空。这一层的温度很高,气温昼夜变化很大。

    外层500千米以外高空,是地球大气层向星际空间过渡的区域,它有两条辐射带和一个磁层。磁层在5万~7万千米的高处,它是地球大气的最外层,它像一道挡风的钢铁长城,保护地球生物免受太阳风的致命打击。

    在50~1000千米处有一个电离层,分为D、E、F1、F2四层,里边的气体基本都是电离的。地球上的短波无线通讯都靠电离层的反射。80~500千米区域,电离密度较小,美丽的北极光就出现在这层。

    从成分上说,大气是一种混合物,其组成相当简单。它由不同成分的、具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备,为有机世界的生存和发展,提供了有利的条件。

    可是,地球的早期大气却完全不是这样的。

    地球脱胎于星云,而星云的主要成分是氢和氦。可想而知,地球的第一代大气是以氢和氦为主的。不过,地球在形成之初,由于其体积还很小,没有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此,最初的地球无法拥有大量的气体。有如现在的月球或小行星那样。后来,随着地球不断吸引和兼并它周围的固体颗粒,体积和质量不断增大,地球的引力也不断增大,并可以把原始的气体吸引在自己周围,便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这些大气分子很轻,在阳光照射下异常活跃,很容易逃逸出地球。

    随着地球的进一步增长,以及地球内部温度的升高,在地球内部圈层分化的同时,从地球的内部不断有气体产生出来,这就是地球的第二代大气。其主要成分可能是水(H2O)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)和氨(HN3),此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火山喷发或从地球物质中渗出,人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石上所发现的气体成分证实了这一点。

    至于第二代大气是怎样演化成现代大气的,这个过程比较复杂,但在演化过程中起关键作用的是绿色植物。因为绿色植物通过光合作用能够吸收二氧化碳,释放出游离氧,从而把还原大气变成氧化大气,使第二代大气的成分发生重要变化。

    在距今30亿年以前,地球上出现了原始的低等植物——蓝绿藻。这是地球大气由还原大气变成氧化大气的关键性的事件。在距今6亿年以前,绿色植物在海洋中得到大量繁殖与发展,并占据优势。在距今4亿年以前,绿色植物开始在陆地上出现。这样,使得在大气中的游离氧不断增多。同时,还原大气的氧化过程被加速。在氧化过程中,一氧化碳逐渐转变成二氧化碳;甲烷逐渐成为二氧化碳和水;氨逐渐转变成水汽和氮。很明显,这时的大气还不是氧化大气,而是以二氧化碳逐渐占据优势的大气。只是由于绿色植物光合作用的持续作用,大气中的二氧化碳才得以日益减少,而游离氧日益增多。有人估计,当大气中游离氧达到现代大气氧的1%的时候,就可能出现有效的臭氧层。它对太阳紫外线起屏障作用,可保护地球上的生命免遭紫外线伤害。游离氧是生物发展的产物,反过来它又促进生物界的发展。

    大气中氮气的增多,除了与游离氧有关外,还取决于生物的发展。生物在其生存期间,需吸收环境中含氮化合物,在体内合成蛋白质等复杂的有机物。当动物及其排泄物腐烂时,蛋白质一部分转变为氨和铵盐,另一部分直接转变为氮;氨在游离氧的作用下又释放出氮。由于氮的化学性质不活泼,在常温下不与其他元素结合,所以它在大气中会越积越多,终于成为大气的主要成分。

    总之,在绿色植物的光合作用下,由于二氧化碳不断减少和氧、氮不断积累,终于使得地球的第二代大气演化成了现代的第三代大气。

    地球生命的保护伞

    在地球大气由原始大气演化为还原大气时,由于太阳辐射,产生了光致离解效应。将水分子分解为氢和氧,分解出的氢逃逸出大气层,比氢重的氧留了下来。性能活泼的氧除了与其他元素化合外,还有一部分形成了臭氧(O3)。臭氧(O3)是氧(O2)分子的一种同位素,它主要分布在地球大气的平流层里,在海拔25千米附近密度最大。因此,科学家又把海拔25千米附近的大气层叫做臭氧层。据估计,在海拔10~50千米范围内,臭氧占整个地球所拥有的臭氧总量的97%以上。但是,与地球大气相比,还不到地球大气总量的1%。

    臭氧含量虽少,但却维系着地球万物生灵的命运。因为强烈的太阳紫外线对生物会产生致命的危害,它会破坏生物体内的生殖分子和DNA(细胞的脱氧核糖核酸,它起着制造和传递遗传信息作用),引起细胞异变和一些疾病。紫外线对蛋白质也有破坏作用。而DNA和蛋白质对光线的吸收主要集中在紫外线波段。

    臭氧能吸收太阳紫外线,使大气下层的氧分子不再被分裂。被吸收的太阳紫外线能烤热臭氧及周围的空气,形成高于同温层的空气层,就好像在汹涌澎湃的对流层上的一把保护伞,挡住了大部分的太阳紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的致命伤害。正因为地球大气中有了臭氧层这个天然屏障,远古的生物才能从海洋过渡到陆地,而发展成形形色色的生物界,我们人类以及地球上的所有生灵才能安然无恙地生活在地球上。

    如果大气层中的臭氧含量减少,到达地面的太阳紫外线就会明显增强,地球上的生物就会遭殃了。

    水圈

    在地球上,很少有什么物质会像水那样变幻多端,分布广泛。上至高层大气,下至地壳深处,几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界大洋,陆地上的江河湖泊,以及埋藏于地表下面的地下水等,它们互相连通,共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中,海水约占97%,其余3%存在于冰川、江河、湖泊、地下和大气中。如果我们把地表看作是很平坦的,将地球水均匀覆盖其上,那么全球将成为一个平均水深2745米的水球。水是生命的摇篮,也是一切生命机体活动必不可少的基本要素。

    在太阳系中,地球是唯一拥有液态水的天体。水占地球表面积的77%(为此,有人提议地球应改名为“水球”),总量达145×1018吨。这还不算矿物所含的结构水和结晶水,也不包括生物体中的水(生物机体的2/3是水组成的)。

    你一定会问,这么多的水是哪里来的呢?

    传统说法,地球上的水是地球形成时,从星云物质中带来的。星云物质由三大类物质组成:一类是气物质,如氢和氦,约占星云物质的982%;另一类是冰物质,如水冰、氨、甲烷等,约占14%;第三类是土物质,主要有铁、硅、镁、硫等与氧的化合物,是些温度高达1000摄氏度左右时仍是固态的物质。地球是土物质组成的,但仍有一小部分冰物质,这便是地球水的来源。

    1961年,科学家托维利提出,地球水是太阳风的杰作。太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流。从地球形成至今,地球从太阳风中吸收氢的总量达170×1023克。如果这些氢全部与地球上的氧结合,可产生153×1024克的水,恰恰接近地球水的总量143×1024克。

    不久前,美国人弗兰克等人又提出一个假说:地球水来自太空冰球。这位科学家研究了1981—1986年以来人造卫星发回的数千张地球大气紫外线辐射图像,发现在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。这些小黑斑都很短命,仅存在两三分钟。经多次分析和否认了其他一切可能后,他们认为这些小黑斑是由一些看不见的冰块组成的小彗星,撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸气而造成的。估计每分钟约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠入地球,每年可使地球增加10亿吨水。地球形成46亿年,总共可从这种冰获得46×1018吨水,是现在地球水总量的3倍多。扣除蒸发的水分、矿物质和岩石,以及生物机体内含有水分,仍富富有余。所以,这一假说因无法自圆其说,也遭到了人们怀疑。

    地球之水究竟来自何方?还有待于人类继续探索。

    生物圈

    在地球发展的最初阶段,地球上本没有任何生命现象。由于地球本身的特有性质和它在太阳系中得天独厚的位置,决定了地球上物质的进一步演化。地球上自从有了原始的地壳、大气圈和水圈,生命便合乎规律地出现和发展了。

    现在多数人认为,生命是由无生命的物质转化来的。这种转化,需要有一定的物质条件,即必须具备甲烷、氨、水汽和氢等,而这些物质在原始大气中是大量存在的。实现这种转化,还需要有一定的能量,而来自太阳的紫外线、大气中的电击雷鸣和地下的火山熔岩等都是重要的能源。所以,在原始地球上,实现从无生命到有生命物质的这种转化,便具备了可能性。

    为了模拟这种转化过程,本世纪50年代美国科学家米勒成功地做了一个实验。他在封闭的容器里,按照原始大气的成分,装满甲烷、氨、水汽和氢,并使之保持一定的温度。同时,在容器中不断地点燃电火花。这样,在经过一定时期的连续作用之后,终于产生出了有机分子。后来,又有人多次重复米勒的实验,并加入多种成分的物质,获得了在生命物质中常见的氨基酸,甚至于某些蛋白质。近年来,在地球上某些早期沉积岩(年龄在35亿年左右)中,以及在陨石中,也发现了有机分子的遗迹,跟实验室里所获得的有机物质有些相似。经科学推测,它们应该是地球和太阳系早期的有机物。

    简单有机物还不是有生命的物质,从简单的有机物转化为有生命的物质需要一系列的条件和经过一系列的过程,其中原始的海洋是重要的一环。大气和地表上的有机物会随着降水和地面径流汇集到海洋,并在海洋一定部位浓集。这样,它们有更多的机会相互接触,并结合成更为复杂的有机分子,甚至成为能自行与周围环境进行物质交换的独立体系。再通过不断进化,这些独立体系开始进行最原始的新陈代谢和自我繁殖,这才发展成生命物质,人们叫它非细胞生命。这个过程大概发生在距今35亿年以前。这是从无生命到有生命的一次飞跃。

    不过,正是因为生命的形成是一个极为漫长的过程,人们要想在实验室里获得有生命的分子,目前尚不可能实现。

    原始生命之所以在水中形成,也在水中发展,是因为那时的大气中还缺少游离氧,高空还没有形成可以抵御太阳紫外线的臭氧层,原始生命只有从水中获得氧和靠水的保护才能生存和发展。在陆地还未具备生命生存条件之前,原始生命一直生活在海洋里。它们在海洋里度过了十分漫长的岁月,直到距今6亿年前,绿色植物在海洋里大量繁殖,成为海洋生物的主要成员之时,陆地仍然是一片荒漠,找不到任何生命的踪迹。

    绿色植物的出现为其登陆创造了条件。因为绿色植物在光合作用中所产生的游离氧不断积累,最终导致高空臭氧层的形成。它能有效地吸收紫外线,保护地面上的生物免遭伤害。于是,在距今4亿年前,绿色植物开始从海洋发展到陆地。首先登陆的是陆地孢子植物,此后,依次出现了裸子植物和被子植物。动物也敢于开始登陆和发展,依次出现了两栖动物、爬行动物和哺乳动物。

    地球上的生命从无到有、从简单到复杂、从低级到高级,一步步进化发展,至今已有数百万种动植物。它们占领了海洋、陆地、地壳的浅层和大气的下层,构成地球上所特有的一个圈层——生物圈。地球上的生命依靠地壳、大气圈和水圈的改造,促使其演化和发展。

    可以说,由于生命和生物圈的出现,地球圈层之间的联系和接触越来越密切了。

    至此,我们可以看到,地球岩石圈的顶层,大气圈的底层,以及水圈和物质圈的全部,是地球外部各圈层密切接触和有机联系的纽带,各圈层在这里相互作用、相互渗透,构成一个完整的物质体系。对于人类社会来说,它就是我们周围的自然界,即自然地理环境。

    还要特别指出的是,到了后来,地球在它自身演化的同时,还要受到人类活动的影响,接受人类有意识的改造。所谓改造地球,就是合理地利用各个圈层的自然资源,有目的地改变各圈层的状况和它们之间的关系,使之朝着有益于人类的方向发展。

    岩石

    岩石是组成地壳的主要物质之一。是在各种不同地质作用下所产生的,由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体。组成岩石的基本元素是氧、硅、铅、铁、钙、钾、镁等。岩石的种类繁多,按其含矿物的多少,可分为由一种矿物质组成的单矿岩和由多种矿物组成的复矿岩。按其成因可分岩浆岩、沉积岩、变质岩。其中岩浆岩又叫火成岩,是组成地壳的基本岩石,它是由岩浆活动形成的。岩浆活动有两种:一种是岩浆从火山口喷出地面冷却而成的岩石称为喷出岩,另一种是岩浆从地球深处沿地壳裂缝处缓慢侵入而猛烈喷出地表,然后在周围岩石的冷却挤压下固结而成的岩石,称侵入岩。大陆常见的喷出岩就是玄武岩,地壳中最常见的侵入岩是花岗岩。我国的黄山、华山都是由花岗岩组成的。沉积岩是地壳最上部的岩石,它是由亿万年前的岩石和矿物经过长期的外力作用而形成的。常见的砂岩、页岩、石灰岩都是沉积岩。岩浆岩和沉积岩在受到高温、高压或外部各种化学溶液的作用时,其内部结构重新组合,矿物发生重新结晶而成的岩石就是变质岩。

    海峡

    海峡是指海洋中连接两个相邻海区的狭窄水道。如连接太平洋与北冰洋的白令海峡、联结东海与南海的台湾海峡等。海峡是地壳运动造成的,地壳运动时,临近海洋的陆地断裂下沉,出现一片凹陷的深沟,涌进海水,把大陆与邻近的海岛以及相邻的两块大陆分开,就形成了海峡。海峡的地理位置一般比较重要,常被人们称为“海上走廊”。例如,马六甲海峡就是太平洋和印度洋的交通要道。

    海湾

    海湾是指洋或海伸入陆地的部分。海湾一般三面靠陆,一面与海相连,其深度和宽度在向陆地的推进过程中逐渐减小。海湾的形状各种各样,有的曲折蜿蜒,有的则比较开阔,与大海融为一体。我国的海湾也很多,如山东半岛的胶州湾,北部的渤海湾和东部的杭州湾等。

    大陆架

    大陆架是陆地向海洋延伸的浅海地带。围绕陆地边缘,又称“水下平原”“陆棚”“大陆浅滩”等。大陆架的范围一般从低潮算起,一直到深海中的大陆沿为止,平均宽度75千米,深度一般在200米以下,坡度和缓。大陆架海区水产资源丰富,富产鱼、虾、贝类。海底富藏石油、天然气、铁、铜、锡等矿产。

    三角洲

    河流流入海洋或湖泊时,因流速减低,所携带泥沙大量沉积,逐渐发展成冲积平原。三角洲又称河口平原,从平面上看,像三角形,顶部指向上游,底边为其外缘,所以叫三角洲。三角洲的面积较大,上层深厚,水网密布,表面平坦,土质肥沃。如我国的长江三角洲、珠江三角洲等。三角洲根据形状又可分为:尖头状三角洲,如我国的长江三角洲;扇状三角洲,如非洲的尼罗河三角洲;鸟足状三角洲,如美国密西西比河三角洲。世界上比较著名的三角洲很多,主要有尼罗河三角洲、密西西比河三角洲、多瑙河三角洲、湄公河三角洲、恒河三角洲以及我国的长江三角洲等。三角洲地区不但是良好的农耕区,而且往往是石油、天然气等资源十分丰富的地区。

    大陆

    大陆指地球上面积广大的陆地。地球上有六个巨大的陆地:欧亚大陆、非洲大陆、北美大陆、南美大陆、澳大利亚大陆和南极大陆。其中,欧亚大陆面积最大,包括欧洲和亚洲两大洲;澳大利亚大陆最小;北美大陆和南美大陆是连在一起的,中间仅隔一条巴拿马运河。全球陆地还包括六大板块四周分布的许多岛屿,大陆和它四周的岛屿合起来称为“洲”。大陆的地貌结构比较复杂,有高原、山脉、平原、河流、盆地以及丘陵等地形。现在一般认为,在太古时代地球上的陆地是一个整体,是连在一起的,后来,经过漫长年代的地质运动,才形成今天全球六大块陆地的样子,并且,这些大板块还在不断地移动。

    大洲

    地球上,大陆和它附近的岛屿合称为洲。全球共有七大洲:亚洲(亚细亚洲)、欧洲(欧罗巴洲)、非洲(阿非利加洲)、北美洲(北亚美利加洲)、南美洲(南亚美利加洲)、南极洲和大洋洲。其中,亚洲面积最大,大洋洲面积最小。这七个洲的总面积为14935万平方千米,占全球总面积的29%,其余71%的面积都是海洋。

    岛屿

    散布在海洋、湖泊、河流中的陆地称为岛屿。面积大小不一样,小的面积不足1平方千米,陆地面积较大的称为岛,陆地较小的称为屿。聚集在一起的岛屿称为群岛,如南沙群岛;按弧形排列的群岛称为岛屿,如日本群岛就是一个岛屿。世界岛屿的总面积为970万平方千米,约占陆地总面积的十五分之一,岛屿按成因可分为大陆岛、海洋岛、冲积岛。大陆岛是一种由大陆向海洋延伸露出水面的岛屿,世界上较大的岛屿都是大陆岛,如格陵兰岛为世界上面积最大的岛,我国的台湾岛、海南岛也是大陆岛。海洋岛又包括火山岛和珊瑚岛。火山岛是因为海底火山喷发,岩浆冷却后逐渐堆积,直至露出水面而形成的。夏威夷群岛就是由一系列海底火山喷发而形成的火山岛。珊瑚岛是由热带、亚热带海洋中的珊瑚虫残骸及其他壳体动物残骸堆积而成的,主要集中于南太平洋和印度洋中,热带浅海(南北纬30度之间)一般都有珊瑚的堆积。我国南海中的西沙群岛、南沙群岛有许多岛屿就是珊瑚岛。冲积岛一般是由河口带或滨海沙岸地带流水携带的泥沙、砾石冲积而形成的岛屿。世界最大的冲积岛是位于亚马孙河河口的马拉若岛。

    山脉

    山脉是沿一定方向延伸,包括若干条山岭和山谷组成的山体,因像脉状而被称为山脉。构成山脉主体的山岭称为主脉,从主脉延伸出去的山岭称为支脉。几个相邻山脉可以组成一个山系,如喜马拉雅山系,包括柴斯克山脉、拉达克山脉、西瓦利克山脉和大、小喜马拉雅山脉。世界上著名的山脉主要有亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔卑斯山脉、北美洲的科迪勒拉山脉、南美洲的安第斯山脉等。喜马拉雅山脉为世界上最大的山脉,它的主峰珠穆朗玛峰海拔884443米,为世界上最高的山峰。科迪勒拉山脉,长7000~8000千米,它的支脉与南美洲的安第斯山脉相连,全长17万千米,构成世界上最长的山系。

    平原

    陆地上海拔高度相对比较小的地区称为平原。平原是陆地上最平坦的地域,海拔一般在200米以下。平原地貌宽广平坦,起伏很小,它以较小的起伏区别于丘陵,以较小的高度来区别于高原。平原的类型较多,按其成因,可分为构造平原、侵蚀平原和堆积平原。堆积平原是在地壳下降运动速度较小的过程中,沉积物补偿性堆积形成的平原,洪积平原、冲积平原、海积平原都属于堆积平原;如长江中下游平原就是冲积平原。侵蚀平原,也叫剥蚀平原,是在地壳长期稳定的条件下,风化物因重力、流水的作用而使地表逐渐被剥蚀,最后形成的石质平原。侵蚀平原一般略有起伏状,如我国江苏徐州一带的平原。构造平原是因地壳抬升或海面下降而形成的平原,如俄罗斯平原。世界平原总面积约占全球陆地总面积的四分之一,平原不但广大,而且土地肥沃,水网密布,交通发达,是经济文化发展较早较快的地方。我国的长江中下游平原就有“鱼米之乡”的美称。另外一些重要矿产资源,如煤、石油等也富集在平原地带。

    高原

    高原指海拔较高(一般在500米以上),面积较大,顶面起伏较小,外围较陡的高地。一般以较大的高度区别于平原,又以较大的平缓地区和较小的起伏区别于山地。高原是地壳一部分经过长期的、连续的、大面积的隆起而形成的。有的高原起伏微缓,如内蒙古高原;有的高原起伏大,如青藏高原、云贵高原;有的高原地表破碎、丘陵起伏,如黄土高原。我国的青藏高原是世界上最高的高原,平均高度在海拔4000米以上,有“世界屋脊”之称;世界上最大的高原是南美的巴西高原、印度半岛的德干高原、亚洲西部的伊朗高原、阿拉伯高原、埃塞俄比亚高原等等。我国的高原面积约260万平方千米,主要有西藏高原、内蒙古高原、黄土高原、云贵高原四大高原,另外,还包括帕米尔高原的一部分。

    丘陵

    丘陵一般海拔在200米以上、500米以下,相对高度一般不超过200米,高低起伏,坡度较缓,由连绵不断的低矮山丘组成的地形。丘陵一般没有明显的脉络,顶部浑圆,是山地久经侵蚀的产物。丘陵在陆地上的分布很广,一般是分布在山地或高原与平原的过渡地带,在欧亚大陆和南北美洲,都有大片的丘陵地带。我国的丘陵约有100万平方千米,占全国总面积的十分之一。自北至南主要有辽西丘陵、淮阳丘陵和江南丘陵等。

    盆地

    四周由山脉或高原环绕,中部比较低平或间有小的丘陵、山脉,形成盆状的地形称为盆地。按成因,可分为构造盆地和侵蚀盆地。构造盆地主要是地壳运动和地质构造控制形成的盆地,可分为由断裂陷落的断陷盆地,如吐鲁番盆地;地壳弯曲下陷而形成的凹陷盆地,如江汉平原。侵蚀盆地是受外力侵蚀作用而形成的盆地,这类盆地面积较小,为流水、冰川、风和岩溶等外力作用所致,可分为河谷盆地、冰蚀盆地、风蚀盆地、溶蚀盆地等。世界上最大的盆地是非洲的刚果盆地,面积337万平方千米。我国的盆地约190万平方千米,主要有塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、四川盆地,它们的面积都在10万平方千米以上,其中四川盆地是个聚宝盆,素有“天府之国”之称。

    岩溶地貌

    岩溶地貌指地表中溶性岩石(主要是石灰岩)受水的溶解而发生溶蚀、沉淀、崩塌、陷落、堆积等现象形成各种特殊的地貌,如石芽、石林、溶洞等,这些现象就总称为岩溶地貌,又称为喀斯特地貌。喀斯特是南斯拉夫西北部一个石灰岩高原的地名。岩溶地形的地面往往是石骨嶙峋、奇峰林立,地表崎岖不平,地下洞穴交错,地下河发达,有特殊的水文网。在岩溶地貌地区,地表水系比较缺乏,影响农业生产。我国石灰岩分布面积约有130万平方千米,广西、贵州等省都有典型的岩溶地貌。近年来,我国岩溶地貌的许多地方开辟为旅游胜地,如广西的桂林山水,云南的路南石林都很有名。

    冰川

    极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体,由降落在雪线以下的大量积雪经过一系列的变质作用而形成冰川。地球上的冰川,大约有2900多万平方千米,冰川的移动速度缓慢,这跟地形的坡度有直接关系。根据冰川的形态特点,可将冰川分为大陆冰川和山岳冰川两大类。大陆冰川又称“冰坡”“冰原”,是覆盖着整个岛屿与大陆的巨大冰体,它的特点是:面积较大,有的达百万平方千米以上;厚度大,有的达几千米,中央部分冰层最厚,外形呈盾状或表面有较大起伏的饼状覆盖。大陆冰川主要分布在高纬度地区,如格陵兰和南极大陆冰川是世界上最大的两个大陆冰川。山岳冰川又称为“高山冰川”,以发育于山地、并受地形的影响比较大为特点,根据冰川的形态可分为悬挂冰川、冰斗冰川、山谷冰川、山麓冰川等。冰川是一个巨大的固体水库,它储存着大量的淡水资源,随着科学技术的逐步发展,大量的冰川将被开采为淡水资源为人类服务。

    沙漠

    沙漠指地表为流沙所覆盖,沙丘分布广泛的地区。沙漠地区一般气候干燥、降雨量小、蒸发量大、植被稀少、气温昼夜变化较大。沙漠的主要分布地区是在南北纬15度~30度之间的信风带。这些地区的降雨量少,气候干旱,地面岩石风化的细小砂粒在风力的作用下容易飘扬堆积成大面积的沙丘,日积月累逐渐就形成了分布广泛的沙漠地带。沙漠地区温差大,夏天地面白天最高气温可达60摄氏度以上,夜间可降到10摄氏度以下,沙漠的年温差也较大,一般在30~50摄氏度左右。沙漠地区的降水量比较小,一般年降水量在30毫米左右,沙漠中的生物难以生存,常见的沙漠中的植物一般都是耐干旱植物,如仙人掌。沙漠地区的风沙大、风力强,强大的风力作用有时可以推动沙丘,有很大的危害性。我国的沙漠总面积达1535平方千米,世界上最大的沙漠是非洲的撒哈拉沙漠,面积860万平方千米。

    洋流

    洋流指海洋中海水沿着一定方向的大规模的流动,也称“海流”。洋流主要是受盛行风、地转偏向力作用和岛屿阻挡等的影响。洋流的宽度一般达数十千米乃至数百千米,长达数千千米。

    按其水温和成因,洋流可分寒流、暖流、风海流、密度流、沿岸流、向岸流、离岸流等。洋流的存在对世界各地的气候影响很大,往往同一纬度地带的大陆东西两岸因受寒流、暖流的不同影响,气候就会呈现明显的差异。经常出现暖流的沿岸地带,气候湿润,降水丰富,生物资源也很丰富;而寒流经过的地带往往气候干冷,降水稀少,甚至形成沙漠气候。

    湖泊

    湖泊指陆地表面积水的洼地,面积一般大小不一,大的叫湖,小的叫泊。湖泊是在地质、地貌、气候、流水等因素的综合作用下形成的。在种类上,按湖盆的成因,可分为构造湖、堰塞湖、岩溶湖、火山口湖、冰川湖、人工湖等;按泄水情况,可分为排水湖和非排水湖;按含盐量的多少,又可分为咸水湖和淡水湖。构造湖是由地壳构造运动形成的凹陷积水而形成的湖泊,一般湖水较深,容积较大,如我国的滇池;堰塞湖是由于山崩、地震、滑坡、泥石流、冰碛或火山喷发熔岩阻塞河道而形成的。

    岩溶湖也叫喀斯特湖,主要是由石灰岩地区的溶蚀洼地积水而成的湖泊,一般湖底有地下水与之相通,如我国贵州的草海。湖泊具有调节水量、气候和防洪、灌溉、养殖、旅游等综合作用。

    世界上最大的湖泊是欧亚大陆之间的里海,面积为371平方千米;最深的湖泊是苏联的贝加尔湖,水深1620米;世界上最低最咸的湖泊是死海。我国最大的咸水湖是青海湖。

    土壤

    土壤指陆地上具有肥力的、能够生长植物的疏松表层。土壤主要是由矿物颗粒、有机物残体、腐殖质以及水分、空气等成分组成。在植物生长过程中,土壤具有供应水分、养分、空气、热量的能力。土壤中的各种肥力因素是互相联系、互相制约的,它们主要决定于土体类型和土壤结构。

    常见的几种土壤类型有黑土、砖红壤、黄壤、红壤、棕红壤、褐土、冰沼土、黑钙土、栗钙土、紫色土、水稻土、草甸土等。我国的贵州、广西、四川等处的山地为黄壤;河北省的冀西山地、燕山山地、山东半岛、辽东半岛及秦岭等处为棕壤;褐土的分布主要集中于从河北省北部到太行山东麓一带;灰化土分布于我国大兴安岭北部;水稻土在我国的分布最广,几乎遍及全国,主要集中分布在秦岭——淮河以南,其中长江三角洲、四川盆地、珠江三角洲、台湾西部平原最为集中;紫色土集中分布于四川盆地;江南地区分布有红壤;砖红壤主要在广西、广东和云南各省的南部边缘地带以及海南省大部分地区。

    植被

    植被是指一定地区内覆盖地面的植物及其群落的总称。全球地表的植被称为世界植被,某一地区的植被称为地方植被,天然的森林、草甸等称为自然植被,各类森林可称为森林植被。植被是一种宝贵的财富,合理的开发、利用、保护植被将会给一个国家带来长远的经济效益。根据植被地理分布规律,在一定区域内可依照植被类型的一致性和差异性划分出不同等级的植被区域。例如,全球可划分为热带雨林、季雨林、常绿阔叶林、常绿针叶林、落叶阔叶林、针叶林、针阔叶混交林、寒温带针叶林、稀树草原等多种植被区域。

    亚洲

    亚洲全称亚细亚洲,是亚欧大陆的一部分,位于东半球东部,是世界上第一大洲。亚洲西以乌拉尔山脉、乌拉尔河、高加索山脉和黑海海峡与欧洲相邻,西南以苏伊士运河与非洲隔开,东南以帝汶海、阿拉弗拉海以及其他一些海域与大洋洲分界,东北隔白令海峡与北美洲相望。亚洲总面积为4400万平方千米,占世界陆地面积的1/3。亚洲地形起伏很大,有许多辽阔的高原和险峻的大山脉,山地、高原、丘陵合占全洲面积的3/4。青藏高原、伊朗高原、德干高原和蒙古高原为亚洲的四大高原。青藏高原平均海拔在4000米左右,号称“世界屋脊”。位于青藏高原南部的喜马拉雅山脉,平均高度在6000米以上。除喜马拉雅山脉以外,以帕米尔高原为中心向西延伸的山脉还有天山山脉、阿尔泰山山脉、昆仑山脉、兴都库什山脉、苏来曼山脉等。山地、高原的外侧,分布有面积广大的平原,如印度河平原、恒河平原以及我国的长江中下游平原、华北平原等。中部山地还是许多大河的发源地,其中,流入太平洋的河流有长江、黄河、黑龙江、湄公河等;流入印度洋的有萨尔温江、恒河、印度河;流入北冰洋的有鄂毕河、叶尼塞河、勒那河等,由于亚洲的地形是中部高、四周低,所以,这些河流呈放射状的分布。亚洲地跨寒、温、热三个气候带,气候复杂多样,以季风气候为主,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。亚洲的森林和水力资源比较丰富,石油、天然气、煤等矿产的分布也十分广泛,其中,西亚地区的沙特阿拉伯已探明的石油储量居世界第一位。亚洲的农作物有水稻、小麦、棉花、大豆、茶叶、橡胶、黄麻、椰子等。亚洲有40多个国家和地区,总人口超过30亿,是世界人口最多的一个洲。人种分布是以黄种人为主,中国是亚洲人口最多也是世界人口最多的国家。

    非洲

    非洲全称阿非利加洲,位于东半球西部,西濒大西洋,东滨印度洋,是世界第二大洲。非洲北隔地中海与欧洲相望,东北以红海、苏伊士运河与亚洲相接,面积3020万平方千米。非洲境内大部分是高原,因此被称为高原大陆,全洲平均海拔600米以上。整个大陆的地形是从东南向西北稍有倾斜,东部和南部稍高,主要的高原有埃塞俄比亚高原、东非高原和南非高原。中部和西北部地势较低,分布有刚果盆地和撒哈拉沙漠。非洲的海岸线比较平直,主要的河流有尼罗河、刚果河、尼日尔河、赞比亚河等,其中尼罗河全长6600多千米,为世界第一长河。非洲地跨南北两个半球,3/4以上的面积在南北回归线之间,热带地区约占95%,赤道横贯中部,南北的气候呈对称带分布,大致是中部以热带雨林气候为主,南北为热带草原气候、热带沙漠气候以及地中海式气候。非洲的动物资源比较丰富,有许多珍稀动物,如猩猩、狮子、长颈鹿、斑马等。著名的经济作物有咖啡、枣椰、剑麻和丁香等。矿产资源也很丰富,黄金和金刚石的产量居世界第一位,石油、天然气以及铜、锰、铀、铝土、钨铬等矿产的储量也很大,有“富饶的大陆”之称。非洲现有55个国家和地区,全洲人口约6亿左右。人种以黑种人最多。

    欧洲

    欧洲全称欧罗巴洲,位于东半球的西北部,与亚洲相连,合称亚欧大陆。欧洲的西、北、南分别临大西洋、北冰洋、地中海和黑海,东和东南以乌拉尔山脉、乌拉尔河、里海、高加索山脉、黑海海峡同亚洲分界。总面积仅1000万平方千米,不及亚洲面积的1/4,在世界七大洲中,仅大于大洋洲。欧洲的海岸线比较曲折,多半岛和岛屿,优良海湾和港口也较多。欧洲的地势在七大洲中最低,平均海拔300米,主要以平原为主,平原总面积占全洲的2/3,主要的平原有东欧平原、西欧平原和中欧平原。山地主要分布在南、北两侧,南部的阿尔卑斯山脉高大雄伟,平均海拔3600米,主峰勃朗日峰海拔4810米。欧洲的河流和湖泊较多,伏尔加河是欧洲的第一大河,也是世界上最长的内陆河,全长3690千米;多瑙河是一条著名的国际河流,流程2850千米,途经10多个国家。欧洲大部分地区气候温和湿润,海洋性气候比较明显。欧洲大多数国家都是发达国家,总人口有7亿多人,是世界上人口最稠密的地区。

    北美洲

    北美洲全称北亚美利加洲,位于西半球的北部,西接太平洋,东临大西洋,西北面与东北面分别隔海与亚洲、欧洲相望,北邻北冰洋,南面以巴拿马运河与南美洲相连,面积2435万平方千米,为世界第三大洲。北美洲的地形基本上是中间低、东西两面高。南北走向的山脉分布于东西两侧,东部为阿巴拉契亚山脉,西部为科迪勒拉山系的一部分。在东西两列山脉之间是高原和盆地,著名的高原有科罗拉多高原。大陆中部还有一片广阔的草原,如密西西比草原。另外,中部地区的五大湖区(苏必利尔湖、密歇根湖、休伦湖、伊利湖、安大略湖)是世界上最大的淡水湖群。沿海多渔场,纽芬兰渔场是世界上最大的渔场之一。北美洲地跨寒、温、热三带,气候类型多种多样,地形对气候的影响较大,大部分地区冬冷夏热,属典型的温带大陆性气候。北美洲的矿产丰富,主要有煤、铁、镍、铅、锌、铀、铜、石油、天然气等。农作物主要有大豆、玉米、小麦等。北美洲共有23个国家和13个地区,人口4亿多,人种主要是白种人、印第安人、黑种人等。

    南美洲

    南美洲全称南亚美利加洲,位于西半球南部,西临太平洋,东临大西洋,北邻加勒比海,并以巴拿马运河与中美地峡相连,南隔德雷克海峡与南极洲相望。面积约1800万平方千米。南美大陆北阔南狭,类似一个三角形。海岸线比较平直,半岛、岛屿和海湾较少。地形可分为三个南北纵列带:东部是古老的波状高原,主要有圭亚那高原、巴西高原、巴塔哥尼亚高原;中部是广阔的冲积平原,主要有奥里诺科平原、亚马孙平原;西部是高大的科迪勒拉山系,全长9000千米,为世界上最狭长的山脉。赤道横贯南美洲北部,大部分地区属热带雨林和热带草原气候,水力资源丰富,亚马孙河是世界上流域面积最广、流量最大的河流,亚马孙平原为世界上最大的平原。南美大陆有世界上面积最广的热带雨林,是天然橡胶、可可等多种作物的原产地。著名的动物有貘、大食蚁兽、巨嘴鸟、蜂鸟等。矿产资源也比较丰富,如巴西高原的锰、铁,圭亚那高原的铝土,安第斯山区的铜、锡、钒,马拉开波的石油等在世界上都占有重要地位。渔场较多,秘鲁渔场是世界著名的渔场。南美洲有人口26亿,分布在13个国家和地区,人种分布主要有混血种人、印第安人、白种人和黑种人。

    大洋洲

    大洋洲是太平洋西部的澳大利亚大陆和附近赤道南北的几组群岛的总称,包括澳大利亚大陆、塔斯马尼亚岛、伊利安岛、新西兰南北二岛,以及美拉尼西亚、密克罗尼西亚、波利厄西亚三大群岛,共有岛屿约1万多个。大洋洲介于亚洲和南北美洲之间,总面积为892万平方千米,是七大洲中最小的一个。澳大利亚大陆东部是褶皱断块山地,中部是沉积平原,西部为侵蚀高原。大洋洲的岛屿可分为大陆岛、火山岛、珊瑚岛三种类型。伊里安岛是大洋洲最大的大陆岛,夏威夷群岛属于火山岛,澳大利亚东北海岸的大堡礁为珊瑚岛。澳大利亚南部和新西兰属温带气候,澳大利亚大陆属热带沙漠气候,其余岛屿属热带海洋气候。大洋洲的动植物品种非常珍稀,其中最有代表性的植物是桉树,澳大利亚大陆的袋鼠、袋狼、鸭嘴兽等为珍稀的原始动物。大洋洲主要的国家有澳大利亚和新西兰等。人种以棕色人种和白色人种为主。

    南极洲

    南极大陆连同附近的大小岛屿,合称南极洲。位于地球南端,几乎全在南极圈内。由南极大陆、陆缘冰和附近的岛屿组成。面积1405万平方千米,占地球面积的94%。南极洲为太平洋、印度洋和大西洋所包围,边缘有威德尔海等几个边海。平均海拔2350米,为海拔最高的大洲。大陆冰层平均厚2000米,最厚处达4800米。南极是世界上最寒冷的地区,年平均气温在-25摄氏度左右,最低气温为-88摄氏度。年平均降水量仅55毫米。风力很大,最大风速达100米/秒,是世界上风力最大的地区。在无长年冰雪覆盖的绿洲上,仅有藻类、苔藓、地衣等植物生长,动物有海豹、海象、鲸、企鹅、海虾等。主要矿产有煤、金、银、铜、铁、石油、天然气等,其中尤以煤、铁、石油等最为重要。现在南极洲上还没有人定居,不少国家已在南极洲建立了科学考察站。我国自1985年以来,已在南极大陆上建立了长城和中山两个科学考察站。

    太平洋

    太平洋位于亚洲、南北美洲、大洋洲和南极洲之间,北以白令海峡连接北冰洋,西南以马来群岛、澳大利亚塔斯马尼亚岛附近的东经146度经线与印度洋分界,东南以经南美洲南端合恩角的西经68度经线与大西洋相接。太平洋是世界上面积最大、海水最低和岛屿最多的洋。南北最长约15800千米,东西最宽约19500千米,面积17698万平方千米,占整个海洋面积的1/2。太平洋平均深度超过4000米,最深处的马里亚纳海沟深达11034米,是世界上最低的地方。太平洋也是岛屿众多的大洋,岛屿的总面积为440万平方千米,几乎占全球岛屿总面积的45%,主要的岛屿有日本群岛、加里曼舟岛、新几内亚岛、台湾岛、菲律宾群岛等。太平洋多火山、地震,活火山占全球的60%,地震占全球的80%。太平洋中部是台风的发源处,以发源于菲律宾、日本、罗林群岛附近的台风最为强烈,对我国的东南沿海一带有很大的影响。太平洋拥有自己完整的洋流系统,北部为顺时针环流,由北赤道暖流、日本暖流、北太平洋暖流和加利福尼亚寒流组成;南部为反时针环流,由南赤道暖流、东澳大利亚暖流和秘鲁寒流组成。此外,在北太平洋还有来自北冰洋的千岛寒流。太平洋的矿产资源以石油、天然气最为重要。深海盆底处有丰富的锰结核矿层,富含锰、镍、钴、铜等矿物。

    大西洋

    大西洋位于欧洲、非洲、南北美洲和南极洲之间,北以丹麦海峡、冰岛、法罗群岛、设得兰岛为线与北冰洋相邻;南以南美洲南端通过合恩角的西经68度经线同太平洋分界,东南以非洲南端通过厄加勒斯角的东经20度经线同印度洋分界。南北长约15000千米。东西宽2800千米,面积9337万平方千米,为世界四大洋中的第二大洋。整个大洋的轮廓呈现“S”形,北大西洋的海湾较多,海岸线曲折,南大西洋海湾较少,海岸线平直。平均水深约3626米,洋底中部有一条南北纵贯的大西洋海岭。主要的岛屿有纽芬兰岛、大安的列斯群岛、不列颠群岛、亚速尔群岛、百慕大群岛等。大西洋的平均温度为169摄氏度,比太平洋、印度洋都低。平均盐度为349%。在赤道南北,有几股强大的洋流影响着大西洋的气候。大西洋富有海洋渔业资源,主要的渔场有北海渔场和纽芬兰渔场。矿产资源以石油、天然气为主。大西洋的航运价值很高,苏伊士运河和巴拿马运河等都是世界上重要的“黄金水道”。

    印度洋

    印度洋位于亚洲、大洋洲、非洲和南极洲之间,是地球四大洋中第三大洋。西南以通过非洲南端厄加勒斯角的东经20度经线同大西洋分界,东南以东经146度经线同太平洋分界,赤道横贯北部,大部分水域位于南半球。印度洋面积74917万平方千米,平均水深3897米,最深处是爪哇岛南面的爪哇海沟,深达7450米。洋底分布有“入”字形中央海岭,包括西印度洋海岭、中印度洋海岭、东印度洋海岭和南极—澳大利亚海丘。印度洋大部分属热带海洋性气候,平均水温20~27摄氏度,平均盐度348‰,红海达42‰,是地球上盐度最高的大洋。赤道以北的印度洋流受南部季风的影响,洋流的流向随着季风的方向变换而发生改变,冬季刮东北风,洋流呈逆时针方向向西流动;夏季刮西南风,洋流呈顺时针方向向东流动。印度洋北部沿岸,海岸线比较曲折,多海湾和内海,其中较大的有红海、波斯湾、阿拉伯海、孟加拉湾、安达曼海和澳大利亚湾等。印度洋的海运线非常重要,它是沟通亚洲、非洲、欧洲和大洋洲的交通要道。向东穿过马六甲海峡可以到达太平洋;向西绕过非洲南端的好望角,可以到达大西洋;西北通过红海、苏伊士运河和地中海相连。印度洋北部沿岸国家盛产石油,从波斯湾到西欧、美国、日本的航线是世界上最主要的石油运输线之一。

    北冰洋

    北冰洋是地球上四大洋中面积最小、深度最浅的洋。位于北极圈内,被欧洲、亚洲、北美洲三大洲所包围。面积1310万平方千米,平均深度只有1200米。北冰洋大陆架面积宽广,占洋底的38%,其中以亚洲至北美洲一侧的大陆架最宽。岛屿很多,数量仅次于太平洋,岛屿总面积达400万平方千米,主要的岛屿有格陵兰岛、斯匹次卑尔根群岛、维多利亚群岛等,其中格陵兰岛为世界最大的大陆岛。北冰洋地处高纬度,气候严寒,整个海域没有夏季,严冬达半年之久。由于气候的原因,北冰洋区域内的生物种类很少,植物以地衣、苔藓等为主,动物主要有白熊、海象、海豹、鲸等。矿产资源最丰富的是石油。

    欧亚分界线的故事

    欧洲与亚洲的分界线,最著名的是乌拉尔山以及与之相连的乌拉尔河。说起它来,还有一个历史变迁过程。

    2500年前,古希腊的一位被称为西方“史学之父”的历史学家希罗多德提出,欧亚两洲的分界线应该在博斯普鲁斯海峡、黑海、亚速海和顿河一线。

    17世纪,一般以顿河、伏尔加河、伯朝拉河和卡马河为界来划分欧洲和亚洲。

    1760年,法国地理学家吉利翁在他绘制的世界地图上,则把欧洲东部的界线一直画到了鄂毕河。

    第一个以乌拉尔山来划分欧洲和亚洲的是彼得大帝时期的俄国地理学家和历史学家瓦西里·塔季晓夫。他对乌拉尔山脉进行了长期的考察,发现乌拉尔山脉东西两个地区的动植物有许多显著的差别,因而乌拉尔山是划分地理区域的天然分界。后来,人们又把发源于乌拉尔山脉、流入里海的乌拉尔河与其北部的乌拉尔山一起作为欧洲和亚洲的分界线,一直沿用到今天。

    在乌拉尔山东麓,距西伯利亚大铁路不远处,竖立着一块欧亚分界的界碑。界碑地处偏僻的山区,那里没有城镇,也没有村落,只有深山老林的衬托,以及皑皑积雪的映照。界碑仅3米多高,并不壮观,也不引人注目,却在世界地理上占有重要地位。

    乌拉尔山北起北冰洋,南接乌拉尔河,全长2000多千米。整个山脉说不上雄伟,平均海拔仅四五百米,最高峰也不过1894米。山脉中部地势较平,乌拉尔河上游水浅易渡,因此,自古以来这里就成为欧亚两洲的交通要道。

    17世纪初,沙俄派出第一位访华使节伊万·匹特灵从这里来到中国,使者又带着明朝万历皇帝发出的中国第一封致沙皇的国书,越过乌拉尔山回到莫斯科。不想,这封国书在莫斯科竟成了无人能识的“天书”,直到56年以后,才被住在托博尔斯克的一位中国人译出。

    19世纪末,西伯利亚大铁路修成,乌拉尔山脉更成为沟通欧洲与远东的交通要道。

    亚非分界线——苏伊士运河

    苏伊士运河位于埃及北部的苏伊士地峡,起自地中海的塞得港,向南流经提姆萨赫湖和苦湖,至陶菲克港入红海,是亚、非、欧三大洲水路交通的枢纽,是连接西欧和印度洋之间的一条海上捷径。从大西洋经苏伊士运河到印度洋的航程,比起绕经非洲大陆南端的好望角来,缩短了8000~10000千米。

    开凿苏伊士运河的计划者和组织者是法国人勒塞普(1805~1894)。勒塞普曾出任法国驻埃领事。1859年4月25日运河破土动工。1869年8月18日地中海和红海被沟通。11月17日,苏伊士运河正式通航,历时近11年。

    运河西岸,是埃及著名的运河三城——塞得港、伊斯梅利亚城和苏伊士城,都是人口聚集的商业和工业中心。

    甜水水渠引来了尼罗河水,水渠几乎同苏伊士运河平行,被称为“小运河”。渠上白帆点点,往来穿梭,渠旁农田树荫,郁郁葱葱,构成了一幅别致的图画。运河东岸,则是另一番景象,绝大部分地段是一片黄色沙海,渺无人烟。这是尚待开发的西奈半岛。

    苏伊士运河现在已成为世界上最繁忙的水道,欧亚两洲间的海运货物大部分要从这里经过。

    苏伊士运河也在不断的现代化,不仅加宽和加深了运河河道,以便让更大更多的船只通过,而且建立了新的航道管理系统。在伊斯梅利亚苏伊士运河管理局大楼的最高层,设置了电子航道管理系统的中央控制室。站在成排的电视荧光屏前,运河各段的情况和在运河上航行的船只一览无余,值班人员坐在荧光屏前不时发出有关的指示。

    南行的轮船从塞得港徐徐驶进苏伊士运河,航速一般限制在每小时13~14千米,在运河的航行时间一般是12小时到13小时。加上在运河中停泊、等待的时间,通过运河共需24~26小时,到陶菲克港,就走完了173千米的运河全程,进入红海的苏伊士湾了。

    苏伊士运河扼欧、亚、非三洲交通要冲,沟通地中海和红海,成为从大西洋经地中海到红海、印度洋和太平洋航线的咽喉要道。凭借它得天独厚的战略地理位置,苏伊士运河已成为世界海运枢纽,是一条具有重要经济价值和战略意义的国际航道。

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