第四章地球的秘密
地球的秘密
1.悬在空中的地球
我们通常认为脚下的地面,很实在、很平稳;天空在头顶,很遥远、很飘渺,天地对立。事实上我们就在天上,且已经在太空中运行了几十亿年。
地球,就是我们正踩在脚下的行星。我们在上面生活,呼吸着它的空气,喝着地球表面的水,最熟悉不过了。
当然,地面上的人们不可能一眼看出大地是球形的。只有当太空人乘坐宇宙飞船,飞出地球,才可以清楚地看到它是个圆球,如果飞到月球上或者更远的行星上,才能亲眼看到地球是个行星在天空中绕太阳运动着。
在广阔无际的宇宙中,行星地球又恰似一颗微尘。地球的历史一般认为有46亿年,它在太空中运行几十亿年中,既受别的天体吸引(如太阳),同时又吸引别的天体(如月亮),既受万有引力作用,又受离心力作用。互相保持着平衡,在自己的轨道上有条不紊地运行着。整个太阳系,乃至整个宇宙组成一个看不见、摸不着的有机网络,地球就在网络中的一个网节上。
地球大小:半径6378公里,体积是太阳1/130万;
地球质量:5。98×1024千克,质量是太阳1/33万;
地球自转速度:赤道上465米/秒;
自转周期:23时56分,公转周期:365日6时9分;
地球公转速度:30公里/秒。
地球环绕太阳转一圈是365日多一点,是一个回归年,叫做一个地球年(水星一年88天,金星224。7天,火星687天)。在这365天中,我们能看到星空斗转星移,同样的天空图景在一年后会再次重现。
地球同时又绕自己的轴心在旋转,自西向东每24小时转一周,这是地球上的一天,(水星一天176小时,金星117小时,火星24。6小时),我们观察到日、月、星东升西落,昼夜交替,面向太阳一面是白昼,背向太阳一面是夜晚。
地球斜着身体绕太阳公转。自转轴与公转轨道面的垂直方向有23。5°的夹角,于是,太阳在一年中轮流在地球南北纬23°之间直射,于是地球有了四季的变换。当太阳正对地球北半球直射时,就是北半球的夏季及南半球的冬季;反过来,当太阳直射南半球时,南半球转为夏天,北半球进入冬天。地球上大部分地区就有了春夏秋冬的更替、寒来暑往的变化,我们按得到太阳光的多少和昼夜的长短把地球分为热带、温带和寒带,我们中国绝大部分地区都在温带。
2.太阳系中唯一有生命的星体
直到今天据我们所知,地球是唯一有生命的星球。与人类性命攸关的地球到底在哪些地方得天独厚呢?
九大行星中地球距离太阳不远不近。地球是从太阳往外数的第三颗行星。距太阳1。5亿公里,远近适中,吸收阳光适度,既不像水星、金星遭太阳炙烤,又不像外行星被太阳冷落,因而具有适宜的温度,成为孕育生命、繁衍生命的天然温室。
九大行星中唯有地球携带生物所需的一切物质。大多数地球生物需要水和氧气,而地球恰好能自给自足。水覆盖了大半个地球,占7/10,氧气和其他气体混合包围在地球四周,生物们可以随时取用。氧、水和食物不断更生循环,新陈代谢。物质供应便源源不断。
九大行星中,只有地球表面生机勃勃。如果一位外来的太空旅行者,他一眼就会看出,地球比任何邻居都有趣。外面云层翻卷,压强、温度、湿度瞬息万变,时而风雨交加,时而电闪雷鸣,时而又云淡风清。往里看,会发现地球是个潮湿的星球,水面占71%的地面,除此之外,就是岩石组成的陆地,占29%的地面。陆地的平均高度比海平面高840米,最大的陆块叫做大陆。大陆表面万紫千红,两极有白皑皑的厚冰壳,赤道上绿郁郁的热带丛林,沙漠中黄沙漫漫,草原上碧草茵茵。降临地球,更会被形形色色的生命吸引住。面积约5亿平方公里,纵深约为3000米的生物圈,它像一层外衣紧紧包裹着地球,厚度虽只有地球的1/4250,然而它对于生命却非同小可,绝大多数的植物、动物,包括人类,就在此栖息、繁衍、演绎着一个个一命的故事,地球因此而富有生气。
地球是人类的摇篮。所有的探测表明,尚没有发现哪里还有一个像地球这样适宜生命生存的星球,地球是宇宙中唯一的“绿洲”,我们在这片绿洲上生活,真是一大幸运!没有理由不好好保护它,并努力发展。
3。地球内部结构推测
今天探测器可以遨游太阳系外层空间,但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12公里,连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来揭示地球内部的秘密。一般认为地球内部有4个同心球层:内核、外核、地幔和地壳。地壳实际上是由多组断裂的,很多大小不等的块体组成的,厚度并不均匀。大陆地壳平均厚约30多公里,海洋地壳仅5—8公里。地壳上层为花岗岩层,下层为玄武岩层。理论上认为地壳内的温度和压力随深度增加,每深入100米温度升高1℃。近年的钻探结果表明,在深达3公里以上时,每深入100米温度升高2。5℃,到11公里深处温度已达200℃。
目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年,即使是最古老的石头——丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年;而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史,这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层,是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。
地幔厚度约2900公里,主要由致密的造岩物质构成,是地球的主体。放射元素大量集中在此,将岩石熔化。故此层可能是岩浆的发源地。地核的平均厚度约3400公里,外核呈液态,可流动。内核是固态的,主要由铁、镍等金属元素构成。中心密度为每立方厘米13克,温度最高可达5000℃左右,压力最大可达370万个大气压。
4.地球的年龄
我们居住的地球,自诞生以来,已有46亿年的历史了。在这漫长的岁月中,地球不断发展变化,逐步形成了今天的地球模样。
地球生命史也长达38亿年,人类则有二三百万年的历史。如果把地球46亿年的演化史比作24小时的话,人类的出现则只有半分钟,这时,我们会看到一幅十分奇异的演变图景。
在一昼夜的最初子夜时分,地球形成。
12小时以后,中午,在古老的大洋底部,最原始的细胞开始蠕动。
16时48分,原始的细胞体发育成软体动物、海绵动物和藻类,然后,出现了鱼类。
21时36分,恐龙王朝到来。
23时20分,鳞甲目动物全部绝迹,地球是哺乳动物的天下。
只是到了23时59分30秒,才出现最早的猿人。
人类从原始蒙昧进入现代,在这一昼夜中只有1/4秒。
自然界在极漫长的时期逐步发展起来,人类在其过程中只占了短暂的一瞬间,我们对地球的了解是极其有限的。
事实上,地球是既古老又新鲜的。我们对它既熟悉又陌生。
5.地球在不断膨胀
地球的体积在膨胀。过去一直认为,地球的体积是1100亿立方公里。科学家最新研究表明,地球实际体积要比这个数字大,因为地球在不断地膨胀。地质学家在收集大西洋中脊东西两侧的大量资料时,看到了令人吃惊的一幕:大洋的底面在不断扩大!由于海底火山不断涌出熔岩,形成新的地壳,海脊西侧的旧地壳便被向外推移过去,大西洋的东侧海底正在向东移动,西侧海底在向西移动——大洋底部在扩张!海底扩张,导致1910年魏格纳提出大陆漂移理论。他提出,所有大陆在很久以前都一度全部合而为一成超大陆,以后超大陆逐渐破裂,分离形成了北美大陆、格陵兰大陆和欧亚大陆大部分,以及南美大陆、非洲大陆、南极大陆和澳洲大陆。现在的大陆仅是我们地球外层几个巨大板块的最上面部分,板块的边界都是有着剧烈地质活动的地区,火山、地震频频发生,熔岩在这里从地球深处涌上来形成新地壳。两板块碰撞,那里便耸起高大的山脉,同时有强烈地震发生。由于海底扩张,影响地球内部的物质组成,地心的密度逐渐变小,而地球的体积越来越大。由于体积的增大,使它自转的速度也降低了。美国科学家威尔斯分析许多珊瑚虫化石,从这种生物坚硬甲壳上的年轮和生长线得知,在3。7亿年前,地球上的一年等于395天,而现在只有365天。据此推论,在2亿年前,恐龙统治着整个世界,当时一年有385天,当时一天仅为23小时。当第一批植物离开水向陆地生根时,距今约4亿年,那时一年有405天,一天只有21。5小时。在原始海洋拥有丰富的无脊椎动物,开始诞生有保护骨骼的脊椎动物时,是距今6亿年前的事,那时,一年不少于425天,一天长仅为20小时。