第1章 地球母亲的秘密(1)

地球上的网格

在地球仪和地图上面可以看到，地球被纵横交错的网格所覆盖着，这些网格，就是经纬线。那么，实际上在地球的表面是否有这些网格呢？答案是否定的。经线和纬线是人们为了在地球上确定位置和方向而画出来的，其中纵向的、连接南北两极的叫做经线，横向的叫做纬线。

美丽的蓝色星球

从太空中看，地球是一颗蓝色的美丽星球，像一颗蓝色明珠一般，漂浮在广袤的宇宙当中，缓缓地转动着。

地球为什么是蓝色的呢？这是因为地球表面大部分都被广阔的海洋覆盖，陆地只占据了很小的一部分。地球表面海洋和陆地面积的比例是71∶29，可以说是三分陆地，七分海洋，所以“地球”的说法其实“名不副实”，它应该叫做“水球”才对。

大陆漂移说

大地是否一直在移动着？当然在移动。那么我们又怎么能在移动的地面上这样安稳地生活呢？因为陆地的移动极其缓慢，每年只有几厘米，所以我们根本感觉不到。“大陆漂移学说”由德国地球物理学家魏格纳提出，他认为地球上的陆地在形成的时候，本来是联合成整体的一大块，但是在两亿年的漫长岁月中，它们被各种力量驱使，逐渐漂移，并分离成了今天的样子。直到现在，陆地还在移动着，澳洲正在向北漂移，而美洲正在向西漂移，大西洋的面积不断地在扩大，太平洋的面积正在不断地缩小。

天空中的臭氧空洞

天空出现了漏洞，它就是臭氧空洞。臭氧空洞出现于南北两极的天空之中，因为人类大量滥用化学物质污染了空气，破坏了臭氧层。臭氧层能够吸收阳光中的紫外线，保护我们不受紫外线的伤害。一旦失去臭氧层的保护，我们将会在赤裸的阳光下患皮肤癌等可怕的疾病，后果十分严重。目前还没有任何补救臭氧层空洞的措施，只能靠所有的人严格减少使用对臭氧造成伤害的化学物品来降低对它的损害，然后靠自然的力量慢慢修复，但这个过程需要几百年。

孕育生命的海洋

地球上大部分的面积，都被海洋占据，而海洋又深不可测，可以达到几千几万米。那么，填满海洋的那数量巨大的水，又是从哪里来的呢？是不是地球一形成，就已经有了海洋呢？

地球这颗已存在了46亿年的古老星球，在刚刚诞生的时候，是熔融状态的。它全部的成分就是滚烫灼热火红的岩浆，是一颗火球，也是名副其实的地狱，它上面没有任何生命。然后，在漫长的岁月里，它不断的收缩、散热和冷却，逐渐形成了固体的岩石。在变成岩石的过程中水从内部逸出，又被高温挥发成水蒸气。受地球引力的作用，水蒸气并不能逃太远，于是又形成了包裹地球的大气圈，最后水蒸气化为了云，又变为雨水降落回地球上，逐渐形成了海洋。这场大雨持续下了几亿年，终于填满了海洋，生命体随之产生。这些简单的生命体，又经过漫长的进化，变成了今天所有生物的样子。所以说，海洋是所有生物最古老的家园。

地球冰箱南北极

地球仪上面都有一根轴，贯穿着地球仪的身体，在真实的地球上，这就是地轴。因为地轴的方向永远保持不变，所以使得南北两极地区只能得到很少的太阳照射，而成为了地球上最寒冷的地区，是几乎永不解冻的“大冰箱”。但是，为什么南极是大陆，而北极却是茫茫的海洋呢？这又跟大陆漂移学说有关。在地球上的陆地由一整块大陆逐渐分裂成几大块的漫长岁月里，南极大陆被“甩”了出去，逐渐漂移到了现在的位置，形成了现在的南极大陆。还有一种说法，在地球发展历史的某个阶段，出现了某种神秘的宇宙压力压向北极一端，造成了一块巨大的凹陷，然后这种压力又通过地球内部传到了南极，形成了一个巨大的隆起，从而形成了今天南极大陆，北极海洋的格局。

氧气是否会耗尽

地球的表面被厚厚的空气包围着，称为大气圈。就像鱼儿在水中生活一样，人类也生活在空气的海洋里，并且依靠其中的氧气生存。大气圈的重量大概是5×10万吨，不到地球总重量的百分之一。它的厚度大概为1000~1400千米。而在我们每天呼吸的空气当中，氧气约占21%的含量。可是，这么多的动物和人类，每天都呼吸着空气中的氧气，然后向外排出二氧化碳，地球上的氧气会不会被耗尽呢？当然不会了。因为大部分的植物在白天都会进行光合作用，吸入二氧化碳排出氧气，对空气中的氧气起到补充的作用。森林是大气中氧气的调节者，是庞大的氧气制造工厂，有了这座大工厂，地球上的氧气就不会被耗尽了。所以大家都要自觉地保护森林，珍惜树木，这就等于爱惜我们的生命一样。

地球磁场

地球就像一块巨大的磁铁一样，其中的N极就在北极附近，而S极就在南极附近。这也是为什么指南针能够指南的原因。那么我们每天能够站在地球上，而不会飘起来飞到天空和宇宙当中去，是因为地球磁场的存在吗？不是这样的！由地球内部起源的磁场称为内源场，它大约占地球总磁场的95%。它主要来自地球的液态外核。地球的液态外核是由熔融的金属铁和镍组成的，它们是很好的电流导体。地球旋转时会产生强大的电流，这些电流就产生了地球磁场。由地球外起源的磁场称为外源场，主要由太阳产生，它大约占地球磁场的5%。地球磁场的南北极会随时间变化，大约每5000~50000年倒转一次。人类学会利用地磁场导航已经有四百年的历史了，而鸽子、海鸥、蝙蝠和乌龟等许多种动物也会用地球磁场来导航。

地球的年轮

你知道吗？地球也像大树一样有着它自己生长的年轮。那么它的年轮在哪里呢？它就写在古老的岩石和化石上面，科学家就是根据这个“年轮”来进行地质年代的划分的。地壳是由一层一层的岩石构成的。这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石叫做地层系统。分为“宇”、“界”、“系”、“统”。地层系统分类的第一级是“宇”，分为太古宇、元古宇和显生宇。地质是指地壳的成分和结构。地质年代是根据生物的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展历史划分的若干自然阶段，分为“宙”、“代”、“纪”、“世”。地质年代分期的第一级是“宙”，分为太古宙、元古宙和显生宙。底下依次还有：古生界、古生代、寒武系、寒武纪、奥陶系、奥陶纪、志留系、志留纪、泥盆系、泥盆纪、石炭系、石炭纪、二叠系、二叠纪、中生界、中生代、三叠系、三叠纪、侏罗系、侏罗纪、白垩系、白垩纪、新生界、新生代、古近系、古近纪、新近系、新近纪、第四系、第四纪。

地球的结构

地球是由物质分布不均匀的同心球层构成，它包括地壳、地幔和地核。地壳厚度不一，平均厚度约17千米。上层为花岗岩层，下层为玄武岩层。地球内部的温度和压力随深度增加而增加。地壳岩石的年龄绝大多数小于20亿年，而地球从生成到现在大约已有46亿年了，这说明构成地壳的岩石不是地球的原始壳层，是地壳内部的物质通过火山活动和造山活动形成的。地幔厚度约2900千米，上地幔主要是橄榄石，下地幔是具有一定塑性的固体物质。地核的平均厚度约3400千米，外核是液态的，可流动；内核是固态的，主要由铁、镍等金属元素构成。地核的中心温度最高可达5000℃左右，压力最大可达370万个大气压。地球地面上还有大气圈、水圈和生物圈。这三个圈层之间没有明显的界线，它们彼此渗透，相互影响，在太阳和人类生活的参与下，使整个地球生机盎然。

地球的卫星

月球也称太阴，俗称月亮，是地球唯一的天然卫星。月球是最典型的天然卫星的例子。

在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都有天然卫星。月球的年龄大约有46亿年。月球也有月壳、月幔、月核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60~65千米。月壳下面到1000千米深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000℃，很可能是熔融状态的。月球直径约3476千米，是地球的3/11，太阳的1/400。月球的体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。

河流入海后是否会枯竭

河流最后都要入海洋，泉水、溪流、江河、湖泊资源不会枯竭吗？那么多的水流向大海，大海不会漫溢吗？不会的。因为在太阳能和地球表面热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气。水蒸气遇冷又凝聚成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，这个周而复始的过程，称为水循环。水循环分为大循环和小循环。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地面径流或地下径流等，最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。仅在局部地区进行的水循环称为水的小循环。环境中水的循环是大、小循环交织在一起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进行着。

地球的天外访客

在外太空有很多四处漂泊的大大小小的天体，它们的组成成分各不相同，当它们掠过地球时，由于地球的引力，他们便会被俘获，向地球降落。当它们穿越地球的大气层时，它们还没有资格叫陨石，只能叫做流星。降落的过程中，流星跟大气高速摩擦，引起燃烧，所以流星中的绝大多数在到达地面之前就已经完全烧成灰烬了，即使很少的一部分流星能到达地球，剩余的体积也已变得很小。一旦到达地面，它们便有了陨石的称号。但是陨石可不一定就是石头，相反他们之中大多数都是铁块。

陨石陨落过程是一种壮观的自然现象，陨石是来自天外之物，自古就引起人们的兴趣。关于这些从天外降落的石块和铁块，公元前2000年前在埃及的纸草书中已有记录。中国约有700多次陨石降落的文字记录，是世界研究古代陨石的珍贵资料。

绚丽的极光

在南北两极地区的夜空当中，经常会出现灿烂夺目的极光，景色非常壮丽。那么极光到底是如何形成的呢？从前，爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。13世纪时，人们则认为那是格陵兰冰原反射的光。到了17世纪，人们才发现极光形成的原因。太阳喷射出的带电粒子被称为太阳风。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400千米的速度撞击地球磁场。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光；在北极地区形成的叫北极光。

南极洲陆缘冰架

南极洲有大小不等的陆缘冰架约300个。南极洲西部的罗斯冰架和威德尔海湾的菲尔希纳冰架，是世界最著名的冰架。罗斯冰架面积约54万平方千米，菲尔希纳冰架面积约40万平方千米。南极洲四周的冰障有10多座。在罗斯冰架临海的罗斯冰障长达900千米。

地球形成后的演变

地球千万年来并不是一成不变的，而是在各种地质作用下，缓慢地演变着。从陆地上被冲刷下来的泥土被河流搬运到海中，会使海底升高，海水退却，逐渐成为陆地，这就是沧海桑田的现象。当然，实现这么大的变化也许需要几千万年的漫长时间。

地质学家把各种影响地球的作用分为外力地质作用和内力地质作用两大类，前者包括了不易察觉的河流、湖泊、风、冰川、海洋以及地下水等各种复杂的作用；后者包括了岩浆活动、地幔对流等众多地球深部的巨大的改造作用。

奔腾咆哮的地底暗河

河流在大地上奔腾流淌，那么，是否有一些河流在我们看不见的地下深处奔流呢？答案是有的，它们就是地下暗河。暗河是在碳酸盐岩中发育的地下河，是由于地表河沿地下岩石裂隙渗入地下，岩石经过溶蚀、坍塌以及水的搬运，在地下形成了大小不同、长短不一、错综复杂的管道系统，最终成为了今天的暗河系统。地下河在中国西南地区比较多见，且规模巨大。

影响巨大的冰河世纪

现在地球上冰川的面积为1497万平方千米，占陆地面积的10%。但在地球的历史上，冰川的面积曾经比现在大很多倍，这种时期被称为大冰期。大冰期也叫冰河时代、冰期、冰川期。有记载的大冰期一共发生过三次。第一次发生在大约六亿年前的元古代末期，称为震旦纪大冰期。这次大冰期在世界各大陆产生的时间略有不同，当时地球上的动植物还很贫乏。第二次发生在大约三亿年前的石炭纪至二叠纪，这次大冰期主要发生在冈瓦那古陆，其中在南美洲和非洲发生和消退的时间较早，在印度和澳大利亚发生和消退的时间较晚。冰川退却之后，出现大面积的舌羊齿植物群。第三次大冰期就是最著名的第四纪大冰期，也是对现在影响最大的冰期。

无处不在的辐射

自然界中的一切物体，只要温度在绝对0℃以上，都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式称为辐射。物体通过辐射所放出的能量，称为辐射能，简称辐射。在我们的身边，就存在着太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。辐射无处不在，但并不都是有害的。

大洋中脊

大洋中脊又名中洋脊、中隆或中央海岭，隆起于洋底中部，并贯穿整个世界大洋，为地球上最长、最宽的环球性洋中山系。大洋中脊相当于海洋的脊梁，它环球绵延数万千米，宽数百至数千千米，其面积约占世界大洋总面积的33%，可与全球大陆面积相比。大洋中脊高于两侧洋底，其相对高度为2000~3000米左右。各大洋中脊顶部的平均水深大多在2500~2700米之间，局部露出水面成为岛屿，它们大多由海底扩张和板块移动形成。

海底的高山与平地

海洋表面看上去平整如镜，那么海底是否也和海面一样是平坦无际的呢？

其实海底世界的面貌与陆地十分相似：有雄伟的高山，有深邃的海沟与峡谷，还有辽阔的平原。从海岸向外延伸，是坡度不大、比较平坦的海底，这个地带称“大陆架”；再向外是相当陡峭的斜坡，急剧向下直到3000米深，这个斜坡叫“大陆坡”；从大陆坡往下便是广阔的大洋底部了。大洋底部有几千米深。洋底主要是深海盆地、深海大平原、规模宏大的海底山脉和海底高原；还有一些孤立的海底火山，巨大的珊瑚岛礁等。这些地形与陆地地形不同，是在海洋中形成的。大洋底部表面覆盖着一层厚度不大的海底沉积物，称为深海软泥。

深藏海底的海沟

海沟是海洋最深的地方，它的剖面形状，像是一个英文字母“V”字，但两边不对称，靠大洋的一侧比较平缓，靠大陆的一侧比较陡峭。世界大洋约有30条海沟，海沟的深度一般大于6000米。世界最深的海沟在太平洋西侧，叫马里亚纳海沟。

海洋的深度