正文 第5章 地球的構造與變遷(1)(1 / 3)

地球的厚被——大氣圈

地球的周圍包圍著一層厚厚的被子——大氣,人類就居住在這層大氣的底部。這看不見、摸不著的大氣圈裏,發生著種種有趣的自然現象,為人類的生存提供了可靠的保障。

大氣的成分很複雜,除了氧氣和氮氣外,還有氫、二氧化碳、氦、氖、氬、氪、氙、臭氧等氣體。氮和氧分別占了空氣總容積的78.09%和20.95%,其他氣體的總和還不到空氣總容積的1%。大氣層中還含有一定數量的水和各種塵埃雜質,是形成雲、雨、霧、雪的重要物質。

大氣圈裏的空氣雖然看不見,但質量大得驚人。據科學家估算,整個地球周圍有5000多億噸重的空氣。住在地球上的人,如果沒有人體內向外的壓力,會被壓得粉身碎骨。由於地球引力的作用,大氣質量的十分之九都集中在近地麵的16公裏以內的大氣層裏。離地麵越高,空氣就越稀薄。

地球大氣圈的厚度大約有二三千公裏。由於各個不同高度上的大氣特性不同,因此,氣象學家往往把大氣劃分為幾個層次。

距地球表麵最近的一層叫對流層。在中緯度地區的平均厚度為10~12公裏,在赤道地區的為16~18公裏,兩極地區的為7~10公裏。對流層的主要特點是氣溫隨高度升高而降低,離地麵愈遠溫度愈低。對流層內空氣具有強烈的垂直和水平對流運動,從而導致了水的三態變化,產生了一係列物理變化過程。風霜雨雪、雲霧冰雹等變化多端的天氣現象,都發生在對流層內。

從對流層往上到50公裏的高空是平流層。這裏空氣稀薄,水氣和塵埃很少,氣流以水平運動為主,而且很平穩,所以很適宜於飛機飛行。從平流層再往上到85公裏的高空是中間層。這一層的氣溫隨高度升高而降低,最高處可到-90℃左右。中間層的頂部有少量水分,偶爾還能見到銀白色的夜光雲。

從85公裏到500公裏這一層,稱為熱層或暖層。它的特點是溫度隨高度升高而升高,在距地麵400公裏的高空,溫度可達3000~4000℃。這一層裏的氧原子和氮原子處於電離狀態,所以又被稱為電離層。來自地表某個地點的無線電波,必須經過電離層的反射,才能傳到世界各地。

熱層以上就是大氣的外層了。它的下限約在800~1000公裏,上限可伸展到3000公裏。這裏是地球大氣與星際空間的過渡地帶。因為這一層的空氣非常稀薄,溫度又高,一些高速運動的空氣分子和原子拚命掙脫地球引力的速縛,逃逸到宇宙太空中去,所以,這一層又稱為散逸層。

生命的搖籃——水圈

海洋麵積占地球表麵的71%,如果把海洋中所有的水均勻地鋪蓋在地球表麵,地球表麵就會形成一個厚度約2700米的水圈。所以有人說地球的名字是取錯的,應該叫它“水球”。

不過,在四五十億年前,當地球剛剛誕生的時候,它的表麵幾乎找不到一滴水,當然不會有任何生命。後來,地球漸漸冷卻下來,彌漫在大氣層中的水蒸氣開始凝結成雨,不斷地降到地球上,流向低窪的地方,日積月累,逐漸形成了原始的湖泊和海洋。地球上最早的生命物質,就是從原始海洋中萌發的。

地球水圈介於大氣圈和岩石圈之間,它由海洋、湖泊、江河、沼澤、地下水及冰川等液態水和固態水組成。據科學家估算,地球表層的總水量約為14億立方公裏,其中海洋水占97.3%,以冰川為主的陸上水占2.7%,大氣中的水,與前兩者相比小得幾乎可以忽略不計。

在太陽的照射下,地球水圈處於不間斷的循環運動之中。海洋和陸地上的水受熱蒸發形成水氣升入空中,成為大氣水;大氣水在適宜的條件下又凝結為雨雪降到地麵或海洋。地麵上的水或彙入江河湖海,或滲入土壤和岩石縫隙成為地下水,或又直接蒸發進入大氣,循環往複。在這循環運動中,大氣是水分的重要的“運輸工具”。由於地球上永不停息地進行著大規模的水循環,才使得地球表麵滄桑巨變,萬物生機盎然。

生命活動的領地——生物圈

在太陽係中,地球是唯一存在生命的星球。無論是冰天雪地的南極,還是赤日炎炎的熱帶;無論是幹旱燥熱的沙漠,還是碧波萬頃的海洋;無論是地層深處,還是高空,到處都可以找到生命的蹤跡。人們把地球上動物、植物和微生物所存在的活動的圈層,稱為地球生物圈。

植物是生物圈中的重要成員。許多科學家認為,在地球形成的早期,大氣中的主要成分是二氧化碳,氧氣的含量極少。直到大量植物出現以後,由於植物的光合作用而產生大量的氧氣,才使具有高度智慧的人類和大量動物得以生存。據統計,地球上的植物大約有50多萬種。

那些生長在一起的植物叫植被,如森林植被、草原植被、荒漠植被等。

生物圈中的動物分布極為廣泛。據估計,地球上的動物約有150萬種左右。根據不同的自然景觀中動物類群的生態特征,可將它們分為森林動物、草原動物、荒漠動物、苔原動物和高山動物等。