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人与自然第一部
前言
一部人类史是人类认识自然、改造自然的历史。
在长达数千年的人类历史长河中,凭借考古资料和史书记载可以看出,这部历史是由人类对未来深深的忧虑和充满着希望交织而成的。
古往今来,人类在改造自然的无数次实践中,悟出了一条真理,那就是“物极必反”或者是“欲速则不达”。
人们的失误往往在于主客观相脱离,然而,吃一堑,长一智,人类正变得越来越聪明,逐渐摸熟了自然的脾性,掌握了更多的自然发展规律,把地球(大自然)装点得更加美丽,更加适应人类居住、生活、发展。
这是一条曲折的道路,也是一条光明的道路。
20世纪50年代以来,一个相对安定的世界,促进了世界的繁荣、社会的发展、人口的剧增。
由于人类应用了现代科学技术,向自然过多地索取,地球的负荷过重了,给世界带来了深重的生态危机、粮食危机、能源危机、土壤危机、环境危机、水荒……人类在改造自然过程中由于遭到了挫折,有的对大自然的未来忧心忡忡,提出了“零”的增长的悲观论点,有的则不然,持乐观的态度。
从人类历史上看,对人类的未来,历来存在着悲观和乐观两种对立的观点,表现为消极和积极两种态度。
不少学者认为:
人类的前途是光明的,人类既然能够改造地球,也就有能力拯救世界。
新技术革命的兴起,科学的迅猛发展,特别是由于人类对人与自然的关系的认识加深,给了人们以拯救世界的“锦囊妙计”。
建立一个持续、协调发展的人类社会这个全人类的共同大业是大有希望的。
人类前途灿烂光明。
而要建立一个持续协调发展的人类社会,需要人们更好地认识自然,特别要处理好人和自然的关系。
本书着重介绍人与自然的各种基本要素,诸如水、火、气、土、金、木以及动物、微生物乃至宇宙等的辩证关系,并将生动的历史事实加以理论概括,从而给中学生以科学知识,扩大知识面,增强环境意识,为今后能更好地认识世界,改造世界打好基础。
本书亦可作为大学生课余读物,以开拓知识面,并可作为自然辩证法的补充教材。
目录
一、我们周围的自然界
1、元素——万物之源
2、天体的来龙去脉
3、地球的沧桑之变
4、生命的生生不息
二、人与水
1、奇妙的水
2、最早的江河湖海是怎样形成的?
3、大自然有个水轮
4、水的两重性
5、不让江水白白流
6、调水济干旱
7、开发海洋,前景灿烂
8、人类将饮极地冰山之水
9、管好人间最宝贵的水资源
三、人与火
1、宇宙中的火
2、怕火——爱火——取火
3、火是什么?
4、采地火
5、擒天火
6、人类正在征服火山
四、人与气
1、地球的外衣——大气
2、大气的组成和由来
3、天气异常的1980年
4、大气中的魔影
5、讨厌的酸雨
6、地球寒暑变化的人为原因
7、人们关心着地球未来的气候
五、人与土
1、社稷坛
2、土能生万物
3、沃土得来不易
4、土壤的丧失
5、黄河流的是血
6、土壤的贫瘠化
7、存得方寸地,留与子孙耕
8、保护土壤,开源节流
六、人与金
1、从石器到铁器
2、金属与人体健康
3、帮助金属克服疲劳
4、联合国官员的悲观,估计大可不必
5、可上“九天”采矿
七、人与木
1、地球何时披上绿装?
2、一棵树的价值
3、森林是城市的“肺”
4、绿色工程好
5、救救森林
6、大灭绝并没有结束
7、让森林拥抱地球
八、人与动物
1、人类离不开动物
2、拜动物为“师”
3、动物特异功能的利用
4、北美大草原的毁灭及其启示
5、人们为昆虫树碑立传
6、巧妙的食物链
九、人与微生物
1、庞杂的家族
2、微生物的起源
3、无时不有,无处不在的微生物
4、是人类的朋友,又是可怕的仇敌
5、广阔的前景
十、人与宇宙
1、人类向宇宙迈出了一大步
2、月球——太空之门
3、再造几个月球
4、向太空移民的尝试
5、把金星改造成又一个地球
6、让火星重又春意盎然
7、太空工厂
8、开发宇宙是人类的艰巨使命
十一、人类与自然的辩证关系
1、有限与无限
2、破坏与重建
3、局部与整体
4、需求与可能
5、大树与小草
6、失度与过度
7、爱自然就是爱人类
后记
一、我们周围的自然界
我们周围的自然界是个形式多样的物质世界。
通常我们说的天上地下,就包含了这一切。
天上有日月星辰,地下有海陆山川、草木鸟兽。
人类就生活、生长在这个天地之间,这一生机勃勃的自然界里。
天和地给人以极其宽广辽阔的空间。
白天,一轮红日高挂在万里晴空,普照大地,哺育万物生长;夜晚,繁星点点,月光如洗,直泻人间。
人们登高望远,远处,天连地,地连天;如果我们在大海畔远眺,那就是天水一片景色。
“不识庐山真面目,只缘身在此山中。
”正因为人类生活在这个天地之中,人们对理应十分熟悉的周围自然界却是十分陌生的。
天是从哪里来的?
地又是从哪里来的?
地球上的生物、人类又是从哪里来的?
……这对于人们来说,都是一个个一时难以回答的问题。
至今,天体的来龙去脉、地球的沧桑之变、生命的生生不息,人类的继往开来,还只是一种假说,宇宙到底有没有边际也是众说纷纭。
七月流火,流星划破长空,酷暑雷暴,闪电放出火花;人间鸟语花香,花团锦簇,风调雨顺,五谷丰登。
这一切都是人类生存的物质基础,恩格斯曾说过:
“我们连同肉、血和脑都是属于自然并存在于其中的。
”人是大自然的产物。
作为万物之灵的人,对自己赖以生存的自然界应该有透彻的了解和认识。
只有这样,人类才能掌握大自然发展的规律,和大自然和谐相处,共生共荣。
我们周围的自然界,还是一个不断变化、不断发展的世界。
元素在发展着,恒星在发展着,变形虫在发展着,猿猴在发展着,就是人也是在不断地发展着。
正如恩格斯所说的:
“整个自然界,从最小的东西到最大的东西,从沙粒到太阳,从原生生物到人,都处于永恒的产生和消灭中,处于不断的流动中,处于无休止的运动和变化中。
”因此,天体、大地、生物,一切都在发展着,永远不会停止在一个水平上。
■1、元素——万物之源
元素是宇宙万物之源,是自然界的基石。
无论是无机物或是有机物,是砂粒还是太阳,是变形虫还是人类都是由元素构成的。
早在古希腊时代,德谟克利特就曾提出,万物皆由原子构成,并把原子称为“元素”。
在我国古代则有把金木水火土作为“基本元素”的五行说。
那么,什么是元素?
人们对元素的科学认识是很早的。
英国化学家波义耳曾在1661年给元素下了个比较科学的定义:
元素是指“某种原始的,简单的,一点也没有搀杂的物体。
元素不能用任何其它物体造成,也不能彼此互相造成。
混和的物体由它们组成并且最终分解成它们。
”人类对元素的认识是从波义耳而始的,到了19世纪初,英国化学家、物理学家道尔顿把原子量概念引入化学,确立了化学元素和原子量之间的联系,明确了原子是元素存在的具体形式,各种元素以一定的原子量作为特征。
这时,人们对元素的认识已经建立在定量的科学基础上了。
现在,人们又有了新的认识,元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。
当打开化学元素周期表时,有这样的一个问题出现在人们的脑际,表中所列的109种元素,这些元素在我们宇宙之中每种都有一定的丰度。
那么,这109种元素又是怎么来的?
元素也和任何一种物质一样,并不是生而有之的,它们也都处在不断的生灭演化之中。
对于元素的起源、变化和消亡的历史对人类来说尚是个谜。
这个谜长期以来激励着一代又一代的科学家为之废寝忘食地探索,有的甚至献出了毕生的精力。
在不同的历史时期,在不同的自然科学发展水平上,对元素的起源曾有过不同的解释。
古代炼金士曾经设想改变元素性质去改变物质本身,从而达到变贱金属为贵金属元素的目的。
最后被实践所否定了。
19世纪末,电子和放射性的发现使人们开始认识到原子可分,元素会变。
科学实验也证明了确实有些元素如氦和铅在不断地产生,有些元素如铀、镭、钍在不断地消亡。
还有些元素如锝、砹和钫在地球上已不复存在了……不久,科学家们发现元素的变化是通过原子核反应而实现的.古代炼金士的梦想已由现代原子核物理学家实现了。
1941年美国哈佛大学的肯尼士·奔布利芝用中子轰击汞核(80Hg),把汞原子变成金原子(79Au),实现了变“汞”为“金”的夙愿。
从此,人们对元素的起源提高到核反应的认识基础之上。
揭开元素起源之谜首先应归功于核物理学家关于核反应的探索和天文学家关于恒星演化的研究,这两方面的研究成果的综合给人们以请示:
大部分元素是在恒星演化过程里所发生的核反应中生成的,也就是说今日宇宙中的元素至少是经历了几百万年乃至数十亿年的漫长时间,它们都是由各种各样的核反应产生的。
当1932年的中子发现后,科学家意识到,由于中子不带电,这是一把可以用来打开原子核大门的钥匙。
不久,人们用中子轰击铀235(92U)时,实现了重核裂变,同时释放出很大的能量。
1938年德国美籍天文物理学家贝蒂曾计算过:
当4个氢核聚变成一个氮核的核反应时所放出的能量是十分巨大的。
太阳中的氢原子所进行的核反应足以使太阳发光发热数十亿年而不衰,太阳中的氢核反应是这样的:
4H→He+能量
根据这一结果,贝蒂提出:
太阳及其它恒星之所以能持久地产生极其巨大的能量是由于氢核的聚变。
宏观的恒星演化和微观的核反应两者有着密切的关系,人类作为生物有机体中的万物之灵,他的组成结构处在原子和恒星中间的有利位置,因此他既可以利用对一方观察、实验所得的知识作为研究另一方的参考,又可以利用研究成果来验证其是否正确。
这就请示了人们,局限于地球之中是寻找不到元素起源的真谛所在的,就元素起源去寻根究源也不得要领,探索元素起源的途径,一是要延伸到茫茫宇宙太空恒星演化中去追索,要和天体演化研究横向结合;二是要从微观世界核反应中去探秘,和核物理学横向结合。
现代天文学的研究成果告诉我们:
宇宙中的元素分布存在着一定的规律,丰度最大的是氢,其次是氦,再次为碳、氧、氮……。
元素越重,量越少。
现代核物理学的研究成果告诉我们:
太阳之所以数十亿年如一日地发出炽热的光和热,是太阳内部热核聚变的结果,它目前正处壮年,大量的氢核聚变成氦核,而当氢核燃烧殆尽时,将由氦核聚变成碳核来替代,产生氧元素,在碳、氧结合中释放出能量,同时释放出α粒子,生成镁、锶、钙、钛等元素,在燃烧温度高达40亿度时,碳、氧元素聚变生成钒、铬、锰、铁、钴、镍。
此外,有些轻元素连续俘获中子,不断生成重元素,有些元素通过质子俘获生成铝、硼等元素。
今日宇宙中元素分布的态势,完全是恒星演化的产物。
“窥一斑而知全豹”。
自然界的元素大致就是这样产生的。
人们正是用种种实验手段和现代天文观测的方法跟踪、追溯、重现了元素起源的历史过程。
一些元素产生了,一些元素消失了,一些元素变化了。
这就是元素演化的历史。
如今科学家们在解决了元素从何而来的难题后,又正在以浓厚的兴趣探索着元素向何而去。
总之,随着人类对核结构、核反应和恒星演化规律的研究的深入,人们对元素起源和演化的画面将会看得更加清晰。
元素的未来亦将展现在我们面前。
元素构成了宏观的天体,同时也缔造了微观的分子、原子。
元素的演化既造就了行星,诸如地球的内部物质的分异和圈层的形成,又通过其化学演化,进一步发展到生物化学进化,缔造了有机物、生物,直到万物之灵——人类。
如果我们纵观从元素到人的演化的全过程,可以看到:
从元素到行星、恒星、太阳系、银河系,从元素、化学分子、生物到人,它们这两个系列的演化过程是彼此紧密联系、相互制约着的。
而元素的起源和演化则是我们这个物质世界演化的无穷链条上的一个重要环节。
■2、天体的来龙去脉
我们生活在地上,还是在天上?
这看来是个奇怪的问题,一般说来,我们生活在地球上,当然是生活在地上。
然而,天和地是相对立而存在的,没有天,就无所谓地。
如果将来人类到月球上去生活了,那么,对于居住在月球上的人来说,月球就成了“地”,而地球就成了他们举头仰望的“天”了。
因为,地球本身也就是一个天体——一颗围绕着恒星太阳回旋的行星。
只是目前在人类所能认识的限度内,只有地球这个天体上生活着人,于是我们站在地球的角度上说,我们是生活在地上。
我们一般说的天体是指卫星、行星、恒星、彗星、流星、星系、星团等。
这些天体又是怎样来的?
将来又向何处去呢?
这既是个古老的亘古之谜,又是个当代科学亟待解决的基本理论问题。
人类具有好奇心。
代复一代,人们在思考、探索这个问题,力图弄清它的来龙去脉,然而,直到现在,这一个谜还没有揭开,只是找到了认识和走向这一迷宫的一把把钥匙,提出了一个个有待于后人进一步用科学、靠实践去最后证实它的“假说”。
就让我们由近及远,先从我们生活的地球所在的太阳系说起吧!
最早提出太阳系起源的科学假说的是法国的一位博物学家布丰。
公元1745年,布丰提出一个设想,他从牛顿的著作中得到启示,认为地球是产生于彗星和太阳的碰撞。
当太阳在银河系中运行之际,一颗彗星迎面飞来,和太阳迎面相撞。
于是一场太空“车祸”发生了。
彗星质量远远小于太阳,它对太阳的猛烈撞击,只是从太阳身上撞下一些碎片而已,而这些被撞下来的碎片就凝聚在一起,受到太阳巨大的引力围绕太阳回旋,于是就慢慢地形成了围绕太阳旋转的九大行星、小行星,卫星、流星……。
这一大胆的设想是人类探索太阳系之始,尽管不完善,可它开创了科学探索天体起源的良好开端。
布丰这一由太空“车祸”引起的太阳系起源的学说,也被称为“灾变说”。
公元1755年,德国年轻的哲学家康德又提出了一种新的学说。
他假设在遥远的过去,宇宙空间存在着分散的、细小的物质微粒,它们大小不等,密度不一,散布在宇宙空间,这种弥漫的物质微粒叫做“星云”。
在万有引力的作用下,星云中质点较大较密的部分不断吸引质点较小较稀的部分,逐渐形成了一个中心密实,周围稀疏,缓慢转动的星云体。
以后这个星云体的中心部分又通过质点的不断集结,形成一个巨大的球体,这就是原始太阳。
与此同时,由于斥力的作用,使环绕原始太阳作圆周运动的物质微粒向原始太阳的赤道而集中,而后又通过质点的碰撞、凝聚,渐渐形成环绕太阳旋转的行星,地球就是其中的一个。
康德这一学说由于种种原因,当时没有被人们所重视。
半个世纪以后,公元1796年法国大数学家拉普拉斯也提出了一种类似康德的太阳系起源学说。
人们把他俩假说中的精华部分合在一起,称其为太阳系起源的康德——拉普拉斯星云学说。
星云学说的提出,受到了全世界科学家的重视。
恩格斯曾给这一学说予以很高的评价。
它的伟大意义在于:
一个人类开始摆脱了神的桎梏,开始用自然力来解释自然界的形成;二是这学说的基点是坚固的,它把地球、太阳系都看成是“物质”,康德曾说过一句名言:
“给我物质,我将创造出一个世界来。
”打破了种种唯心论的假说;三是这一学说把地球和太阳系的形成的动因看作在于天体本身内部的引力和斥力,这一对矛盾的斗争统一,不是信手拈来一个神秘的外力;四是道出了世界上万事万物都有始有终,地球、太阳系是由星云物质变化而来的,将来还将归宿为茫茫太空中的星云。
正因为这一学说建立在唯物和辩证的基点上,尽管200多年过去了,人类探测天体的手段有了长足的进步,但是,对于这一地球、太阳系的起源学说,仍被科学家们普遍承认,经得起实践的检验,说明它具有很强的生命力。
地球和太阳系的起源,也可推及到其它星系的起源。
那么,作为太阳系的核心——恒星太阳又是怎样起源和演化的呢?
这个问题一直到20世纪,人们从光谱分析中发现了太阳内部主要是氢和氦原子以后,才有点眉目。
本世纪30年代末,美国天文物理学家贝蒂开始研究太阳和恒星的产能机制,提出了氢、氦聚变的热核反应,揭示了氢和氦聚变的热核反应产生的核能是恒星辐射的辐射能源。
他认为,恒星的一生经历了4个阶段,那就是:
由氢原子为主的气体组成的星际弥漫物质的原恒星阶段;恒星形成后的壮年阶段;恒星的晚年阶段;恒星的衰亡阶段。
在整个恒星演化过程之中,始终有着两股力量在对峙、斗争着,一股是恒星的自身引力,它始终吸引着物质向着中心,另一股则是与相对立的微观粒子的热运动造成的气体压力,以及电磁辐射产生的辐射力,向着相反的方向。
恒星起源于尘埃构成的星际物质,最后以黑洞、或中子星、白矮星等形式又回归到茫茫太空中去,循环往复。
恒星在它的历史发展中也具有周期性,任何恒星都有形成、发展和衰亡之阶段,就如人有诞生、成长、死亡的阶段一样。
恒星起源于星云,星云收缩、吸引、升温慢慢形成恒星,进入恒星的童年期。
恒星的童年是红外星。
由于内部温度不够高,只能发射不可见的红外线或红光。
恒星的成年期是主序星阶段,此时,恒星的氦核已经消耗完毕,能量释放大大减少。
恒星发生急剧膨胀,体积增大,密度缩小,温度下降,变成温度很低、体积很大的红巨星,有气无力地发射生命的余热。
恒星的临终期是白矮星或中子星,红巨星死亡前会发生回光返照,进行剧烈的爆炸,发生极大的光和热,这就是超新星爆炸,变成光度强、密度大、体积小的白矮星,进入了恒星生命的终点,而它爆炸散发出去的物质重新成为星云,在宇宙空间重新参加到新的宇宙循环中去,开始新的恒星的发生发展史。
宇宙中恒星与行星组成了千千万万个恒星系,恒星系又组成了银河系,银河系又组成了河外星系、星团、总星系。
那么,人们不禁要问:
这无所不包的宇宙又是来自何方的呢?
这就是宇宙起源。
宇宙起源是个更为复杂的难题。
但人类是有好胜心的,再难也会去探索。
宇宙起源有过许多假说,其中目前在西方最为流行的,也被较多学者普遍接受的是“宇宙大爆炸”学说。
宇宙大爆炸学说,最早是由比利时科学家勒梅特在本世纪初提出来的。
他认为:
宇宙起源于一个密度极大的、温度很高的原始火球。
这个火球一旦爆炸,就急剧地降温,并不断地膨胀,直到现在。
他的根据是人们观测到在我们可见的许多星系都在远离地球而它去,这说明了宇宙是在不断膨胀。
勒梅特的原始火球理论被美国科学家加莫夫接受并加以发展,认为现在的宇宙起源于很久很久以前的一次宇宙大爆炸,大爆炸以后,宇宙不断膨胀,产生元素,产生恒星,产生地球。
他预言,人们将能在宇宙空间找到宇宙爆炸遗留下来的痕迹,那就是我们的宇宙太空各个方位都能测到3K(K=绝对温度-273℃)的背景辐射。
这个学说提出后,人们感到新奇又普遍存疑。
1965年,美国两位专门从事无线电天线研究的年轻物理学家、贝尔电话公司的威尔逊和彭齐亚斯在一次调试天线时偶然发现,在排除种种人为因素之外,在我们地球的各个位相都能测到3K的宇宙背景辐射。
这一发现给宇宙大爆炸学说找到了强有力的科学根据。
威尔逊、彭齐亚斯因此获得了诺贝尔物理学奖,而加莫夫的宇宙大爆炸学说由此声名大振,更多的学者开始接受这一假说。
英国天文物理学家、科普作家约翰·格里宾给我们通俗地描绘了混沌初开,大爆炸的情景:
“我们所处的宇宙其空间、时间和物质是在约150亿年前在一个超密火流星中同时形成的,我们称这一火流星为‘大爆炸’”。
随着宇宙的不断膨胀和冷却,宇宙物质扩散开来,越趋稀薄,直到巨大的氢气云开始集聚、分裂并向内坍缩,最后形成了星体和星系。
到约100亿年前,由数十亿星体组成的星系,如我们的银河系,构成了宇宙的基本单位。
在各星系内,星体不断地形成、发展并消亡,它们沿着各自漫长的轨道围绕着星系的中心旋转,而随着宇宙的继续膨胀,星系之间也越离越远。
我们的太阳和太阳系是银河环境的典型产物,但太阳并不是在宇宙夜空中闪耀的第一批星体。
那些最早的星体只含有氢和少量的氦,所有的其他元素均系通过星体内部的核反应产生的,并随着最早一批星体的爆炸而扩散到宇宙空间。
因此,太阳在45亿多年前形成时是由一团氢气云组成的,并夹杂着一些其它的物质,诸如铁、碳、氧和氮。
这些物质的坍缩的气态云之外集聚,形成了行星。
太阳系的行星之所以各不相同,主要是由于它们与太阳的距离不同。
那些离正在形成的幼年太阳最近的行星由于处在高温之中因而使许多轻物质扩散到空间。
水星、金星、地球和火星之所以很小,而且是岩石结构,其原因就在这里。
然而在离太阳这个火炉很远的地方,甚至连那些很轻的气体,诸如甲烷和氨,也会被正在形成的行星留住。
因此,诸如木星、土星、天王星和海王星等这些巨大的行星,也可能含有与地球同样多的岩石,不过这些岩石是被深埋在它们厚厚的大气层之下罢了。
在这里,我们无意探讨这一问题。
但是,把我们的空间家园(行星地球)与距离我们最近的邻居金星和火星作一些比较却是非常有趣的,也是颇有教益的。
据天文观测,目前宇宙还在膨胀之中,然而,它的膨胀也不是无穷无尽的,膨胀到一定阶段,宇宙复将重新收缩,收缩到极限,复又成为一个新的原始火球,于是宇宙大爆炸又将再一次发生。
也就是说,宇宙的膨胀和坍缩也是交替进行的。
从这点而言,宇宙的起源、演化是呈周期性变化的,宇宙有着多次开端,也有多次“末”日。
然而,物质不灭,宇宙永存。
诚然,不论是地球和太阳系的起源,还是恒星的演化和宇宙大爆炸,这都是人类现阶段对天体演化的认识。
这些学说,言之有理,但也还有许多漏洞和不可解释之处,然而,人们对天体的来龙去脉总是在不断加深认识,宇宙、天体以及我们周围的自然界都是在发展着的,人类的认识也在发展,永远不会完结。
这一切都有待于我们年轻一代不断继承前者,发展现有的理论和假说,不断作新的探索,不断加深对天体来龙去脉的认识。
■3、地球的沧桑之变
我们居住的地球是不断发展的。
原始地球和今天的地球相比面目全非。
刚从星云脱胎出来的地球雏形可能主要是由硅化物、氧化铁和氧化镁组成的,所有其它元素,包括那些对生命非常重要的元素均为数甚少。
随着地球逐渐成形,它的温度也不断升高。
起初是宇宙空间的粒子、碎片像骤雨般地冲击着地球,在地球表面上撞击出无数的坑坑洼洼(陨石坑)。
因为经过长达几十亿年的地质时期以及人类长期的活动,大都湮没了,只有当我们登上航天器或在宇宙飞船上仔细观察和测量时,才可发现此类陨石坑。
据统计直径10公里以上的就有百来个。
我们在今天的月球上能看到昔日地球上的情景,那布满月球表面的“海”就是星际物质撞击月球所留下的伤痕。
星际物质撞击地球,诱发地球上的火山喷发,使它不断增温;此外,正在形成的行星核内的放射性元素在蜕变为稳定元素的过程中,也使地球加热。
后一过程,直到今天尚在以很慢的速度进行着。
它不断烧热着地球这口大“热锅”。
由于地球的增温,含铁丰富的地球成了个大熔炉,产生了重者下沉,轻者上浮的圈层分化。
其结果是呈熔化状态的小铁珠穿过软轻的岩石物质沉入地核,构成铁镍核心,而那些较轻的岩石物质则浮留在上面,在地壳冷却后,形成了坚硬的外壳。
地壳含铁6%,整个地球则含铁35%,整个地球的硅含量仅为15%,地壳却占28%,并与氧结合成硅酸盐岩。
最轻的岩石,主要是花岗岩,它是陆地的主体,洋底则由较重的玄武岩组成。
经过分化,形成圈层的地球,从表面到中心,像洋葱一样,层层分布,更像一个煮熟了的鸡蛋,大致可分为三层,最轻的一层地壳物质好似蛋壳在最外面,密度最大的物质则似蛋黄在核心。
这一分离过程大约在39亿年前,即地球形成后的6亿年间完成的。
地球物理学家根据对地壳最古老岩石的残留物进行了放射性测量,较为精确地确定了这个年代。
除此以外,科学家们还以种种方法探索地球内部的奥秘,其中方法之一就是地震。
20世纪初,俄国地震学家B·B·戈里崔恩曾说过这样一句名言:
“可以把任何一次地震比作一盏灯,它照亮了地球内部,让我们看清楚里面是些什么,这盏灯目前虽然很暗淡,我相信以后一定会明亮起来。
”
事实果然如此。
就在戈里崔恩预言不久,南斯拉夫学者莫霍洛维奇在整理公元1909年10月8日~10日发生在萨格勒布市的强烈地震记录时发现,在地表以下35公里~70公里处地震波传播速度有一个明显的不连续面。
这一发现说明了地震波在穿过不同岩层时会发生弯曲的异常现象。
显然,35公里上下的岩层是不一样的。
于是人们首先划出这一见面来,为了纪念发现者的功绩,称其为莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍。
接着公元1914年,美籍德国科学家戈登堡又发现地震波在地下2900公里处传播速度突然跌落,复又划出了戈登堡面。
于是,地球内部的地壳、地幔、地核的3个圈层大致明白了。
根据测量,我们人类居住在一个岩石球之上,平均半径为6372公里,两极稍显扁平。
外层(即地壳)仅占地球体积的0.6%。
地壳的厚度为5公里到35公里不等,地壳下面有一条明显的界线,即莫霍。
这条界线是地幔的最上层。
地幔向下深达2900公里,占地
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