正文 自然(2)(3 / 3)

過去人們一般都以為我們這顆行星的結構是一層薄殼包裹著裏麵的熔融體。真是這樣的話,地球自轉所產生的內部浪潮就會極其強烈,最後可能使地殼破裂,既使地殼堅硬得足以頂住這種動力,內部摩擦也可能使地球停止自轉。轉動兩枚雞蛋,一枚是生的,一枚是煮熟的。生雞蛋內部因為是流體,旋轉的時間要短得多。

假定我們這顆行星是一枚熟透了的大雞蛋,基本上是個固體,隻是構造不均勻,說得確切點是由幾個同心“殼”或環帶構成。環帶間的界限清楚分明。

岩石在地麵下越深,熱度越高,平均來說,每深100米,熱度則增高1℃。壓力通常能使物質的熔點升高,因此,深處的岩石雖然遇到足以熔化的高溫,但在高壓力之下仍然是固體。

一般而言,地球內部分成許多層:上地殼、下地殼、上地幔、下地幔,中心是地核。上地殼厚度在各大陸下最薄處隻有30公裏左右,在海洋下隻有6公裏。

上地殼雖隻是包著地球其他部分的一層薄膜,卻重要無比。地殼因為有堅硬的岩石結構而相當穩定。地殼上部接觸大氣,地殼表麵提供生物生存的條件。波瀾壯闊的演化過程一直在這裏進行,從在原始海中浮遊的單細胞生物演化到能在陸上活動的動物。

下地殼叫做岩石圈,約厚96~160公裏,分成幾個不同板塊,各大陸就在板塊上麵。岩石圈之下是地幔,地幔上部約厚600公裏,是半熔融體,稱為軟流圈。再下麵是地幔較堅硬的一層,約厚2700公裏。

最後在地球的中心是地核,厚4300公裏,也分成兩層,外層是流體,內層堅硬,而兩層都是由鐵及鎳構成。地核的溫度估計為3900~4800℃,壓力比地球表麵高350萬倍。無論如何,千萬別以為地殼以下的地球內部是類似水泥塊那樣結實的東西。

造山運動包括地殼的扭曲和彎折,以及地殼表麵或附近岩石的塌陷和噴發。這可能是一個連續不斷的過程。阿爾卑斯山脈、喜馬拉雅山脈、安第斯山脈、洛基山脈及世界其他大山脈,都是因於地質史上某一段時間發生的災變而隆起的。這些山脈都是地殼內部經過長時間緩慢擠壓而逐漸形成的。這種活動稱為“地殼運動”。高山、深海、低窪沼澤、一望無際的平原、懸崖、峭壁、峽穀等,這些不同的地形,主要都是地殼運動的結果。

最高的大山上有許多地方可以看出,海底某些部分已經升為陸地。在阿爾卑斯山脈、安第斯山脈、喜馬拉雅山脈及許多其他山脈中的石灰石、砂岩及頁岩裏發現的化石,證明了這一點。什麼原因使海底升到這樣高?這是地殼運動的結果。隨著構成地殼的板塊移動,這些沉積物開始逐漸升到海平麵以上。在其他地區,海底下麵的熱岩漿向上湧出,使海底升高。這些造山運動過程持續億萬年,直至原來海底的某些部分成為高地,然後,遭受風化作用與侵蝕作用,把山摧毀,又把碎石岩屑再度衝入海,沉積物填塞盆地後,再次升高。在永無窮盡的循環下,山就這樣誕生及毀滅。

那麼升高的原因是什麼呢?一種解釋是均衡原理。推倒一個積木搭成的塔,積木就亂成一堆,有的積木壓在其他積木上麵,有的散在周圍,視積木的大小、形狀、位置、重量、角度及跌落時速度而定。在地心引力使積木保持平衡,從而達成均衡狀態之前,積木會不停地找平衡。

地殼的不同部分以不同方法想達到均衡狀態。在某些地方,地殼的兩個板塊相遇而相互擠壓時,產生極強的壓力,使地殼上升和褶皺。喜馬拉雅山脈、阿爾卑斯山脈及安第斯山脈都是板塊壓力造成的“褶皺”山脈。

有時板塊壓力是背向而行的。地殼板塊彼此移開時,岩石裂分為巨塊,有些向旁移動,有些向上或向下移動。這種地殼破裂稱為“斷層作用”。這樣形成的山脈為“斷層”山,例如加利福尼亞州的內華達山。

在地殼活動強烈的地區,沿著斷層線或脆弱地帶,地球表麵可能發生劇烈移動。這種地質現象的顯著實例是加州的聖安第斯斷層,以及起自死海附近貫穿東非的大峽穀。

有時地殼斷層作用或褶皺作用並不強烈,輕微的褶皺卻會形成好像巨大水泡似的地形,稱為“穹形”山。英國湖泊區的山嶽及美國南達科他州的黑山就是這類山的實例。

前麵已經提到,由地球表麵往下,溫度漸增。由於下地殼及地幔層的岩石受到極大壓力,除非把這壓力減低,否則岩石不會熔化。在斷層或地殼斷口的地方,壓力減輕了,接近表麵的岩石就成為熔融的岩漿。這是一種黏滯的矽酸鹽熔化物,可能像蜜糖似的流出地麵,還會在地麵上流動。

在有斷層以及斷口的地殼脆弱地點,火山可能會爆發,噴出的熔岩、濃煙與氣體,衝上雲霄。另一方麵,海底噴出的熱進人海洋,消散在數千立方公裏的海水中。熱也可能造成斷層,或逐漸把廣大地區的岩層向上推升。

目前的主要地震帶及火山活動地帶,也正是幼年山脈出現的地區。現有的幼年高山,有些年齡還不足5000萬年。阿爾卑斯山以及從中亞帕米爾高原伸展出去的幾條大山脈,年齡不過4000萬年。如果我們能把地球曆史緊縮起來,就會看到地質上千變萬化的情景,震撼大地的山巒起伏的情形,一如怒海波濤那樣洶湧。

為什麼說南極洲是地球最大的冰庫

在地球的最南端,有一大塊常年被冰雪覆蓋的陸地,連同附近的島嶼在內,總麵積約1400萬平方千米,這就是地球上最大的”冰庫”所在地。

南極洲平均海拔2350米,是世界上最高的一洲,但這個高度主要是冰層的厚度,如果剝去上麵的冰雪,岩石南極洲的平均海拔僅410米。南極大陸冰蓋麵積為1299萬平方千米,如果加上陸緣冰麵積可達1392.1萬平方千米,全洲隻有不到1%的地區山峰露出。有人估計,倘若這些冰全部融化的話,將使全球海平麵升高70米。特別厚的冰層使南極洲的平均海拔達到了2600米,有著巨大的高原和高聳山脈的亞洲的平均海拔高度也隻不過是它的三分之一。南極洲大陸冰川時常從中部向大陸邊緣傾入海中,有的集結成廣闊的陸緣冰,有的斷裂以後成為漂浮在海中的冰山。南極洲的陸緣冰總麵積約150萬平方千米,最著名的當屬羅斯海中的羅斯陸緣冰,有53萬平方千米之廣,比兩個英國的麵積還要大,其臨海的前緣形成壁立的羅斯冰障,平均高出海麵50米,長度有900多千米。南極海域中的冰山數量特別多,相當於北冰洋冰山數量的5倍。冰山多呈桌狀或角錐狀,它們隨風和洋流向北漂移,在寒冷季節甚至可漂到南緯40℃。美國人曾在1956年觀測到長333千米、寬96千米的罕見大冰山。如果你想乘船去南極洲,那麼重重的冰山將是你必須闖過的第一道難關。

南極洲之所以會成為巨大的“冰庫”,主要是因為地處高緯度,絕大部分處於南極圈之內。夏半年雖有幾個月全是白晝,但太陽僅在地平線上盤旋,太陽光斜射,所獲熱量極少,冬半年則隨著昏暗長夜的來臨,太陽隱沒於地平線之下。這裏的降水以冰霰為主,大陸的年平均降水量不超過55毫米,但由於氣溫低,蒸發弱,積雪終年不化,越積越多,相互擠壓,凝結成堅固的結晶體。天長日久,最終形成了巨大的冰原——南極冰原,冰體表麵像鏡子一樣,幾乎能反射全部的太陽光,因而氣溫進一步的降低。南極洲的年平均氣溫低至-25℃,冬季降到-50℃~-60℃,即使是夏季,氣溫最高也不超過0℃。挪威於1967年地極點附近記錄到-94.5℃的氣溫,截至目前為止,這是世界上的絕對最低氣溫紀錄。

對於科學家來說,南極冰蓋不僅是大自然創造的美麗非凡的藝術品,而且還是一本厚厚的無字天書。它那一層層清晰的冰層,如同樹木的年輪,記錄了古往今來的氣候變化,透露了漫長歲月的滄海桑田。

南極洲不但是最大的冰庫,還是世界上刮風最猛烈的地方。

各國科學站都十分重視在南極進行冰芯探測,在取出的幾千米的冰芯中,分析氧同位素、塵埃、二氧化碳以及微量元素含量,進一步推算幾十萬年甚至100萬年以來地球氣候變化的規律。法國、前蘇聯的科學家,利用東方站取出的2083米的冰芯,揭示了最近16萬年的氣候詳細情況,由此人類可以預測今後全球氣候變化的趨勢。

地心引力異常地帶

在美國猶他州議會大樓附近,有一個約500米的陡坡,表麵與其他任何斜坡公路沒什麼異樣。可當你驅車來到坡下,停車不動時,車竟會自動緩緩爬上斜坡,就像有個無形的力從後邊推你的車或從前邊拉你的車似的。人們把這神秘的斜坡稱為“重力之丘”。越重的物體,在“重力之丘”受的作用力越大,而對童車、皮球之類較輕的物體,幾乎不起作用。

美國加利福尼亞州聖克魯斯鎮,這裏的人可以一步步走上牆壁,輕鬆自如,如履平地。是魔術嗎?不是,這也是地球引力異常造成的。這裏的吸引力不是來自地下,而是來自斜壁,或是斜坡。鎮裏還有個小屋,人們隻要穿著膠底鞋,就能斜著站,甚至能成45°角,傾斜站立,而不倒地。當飛機從小鎮上空飛過時,所有的儀表指示器都會失靈,飛機會脫離航線,小鳥飛經時,也會像迷失方向一樣瞎飛亂撞,甚至墜落到地麵上。

水流方向異常地帶

靠近希臘卡爾基斯市附近的埃夫裏波斯海峽,是一個讓人捉摸不透的地方。這裏的水流瞬息萬變,反複無常。一會兒向南奔瀉,一會兒向北傾注。一晝夜這麼忽南忽北地變化方向達11~14次之多,最少也有六七次,海水流速也大得驚人,每秒8.5海裏!這對過往的船隻常造成極大危險。有時,浪濤滾滾的海麵突然風平浪靜,像個熟睡的孩子,悄然無聲;可不到半個小時,海水又像一匹橫衝直撞的野馬,忽南忽北地折騰起來。有時又能一連12小時規規矩矩,認準一個方向奔流而去。

我國台灣省東部沿海地區有個叫都蘭的地方,這裏山腳下有股溪水,一反“水往低處流”的常規,涓涓細流莫名其妙地向山坡上流去。是大自然中的“虹吸”現象,還是另有原因?

季節反常的特殊地帶

四季變化,是地球的一大自然現象。春夏秋冬的形成是地球繞太陽公轉的結果。地球公轉的軌道是一個橢圓形,太陽位於一個焦點上。又因為地球是斜著身子繞太陽公轉,太陽直射點在地表上也發生了變化。各地得到的太陽熱量不等,便有了不同的四季。

每年6月22日前後,地球位於遠日點,這時太陽直射北回歸線,這一天便成了北半球的夏至日,是北半球的夏季的開始。而南半球正值嚴寒冬季。9月23日前後,太陽直射赤道,南、北半球晝夜平分,得到太陽熱量相等。但這一天卻是北半球的秋分,南半球的立春。12月22日前後,地球位於近日點,太陽直射南回歸線,北半球進入冬季,南半球正值夏季。3月21日前後,太陽再次直射赤道。南、北半球在這一天分別開始了自己的秋季和夏季。

盡管南、北半球四季變化相反,但一般終歸是合乎自然規律的四季。但地球上有些地方的季節卻反常得很,古怪得很。

一年皆冬

南北兩極終年都是冰雪統治的冬季。南極的嚴寒可謂世界之最。最冷時達到-88.3℃;最高溫度平均為-32.6℃。北極海拔低,地形為盆地,所以不像南極那樣嚴寒。但最高溫度也在0℃以下,最低達-36℃。

一年皆夏

位於紅海邊的非洲埃塞俄比亞的馬薩瓦,是世界最熱的地方,全年平均溫度為30℃,幾乎天天盛夏,熱不可耐。

一年皆春

我國的昆明市,全年平均溫度為15℃,隆冬季節,昆明卻春意濃濃,平均氣溫將近10℃;盛夏時令,昆明仍春意盎然,平均氣溫不過20℃。一年四季氣候暖和,雨水充沛,植物繁茂,鮮花盛開,四季如春,故有“春城”之譽。

一年三季

熱帶地區有些國家,由於它們所處的地理位置特殊,並受季風顯著影響,一年中分為三季。如北非的蘇丹,11~1月為幹涼季;2~5月為幹熱季;6~10月為雨季。其中幹涼和幹熱兩季統稱為“旱季”。東南亞的越南、印度、緬甸等國家,一年也是三季,但與蘇丹的三季又不同,而是分為冬幹季、雨季和雨季前(4~5月)的熱季。

一日四季

印度尼西亞爪哇島西部,有個叫蘇加武眉的地方。這裏離赤道很近,理應是典型的海洋性熱帶氣候。可是這個地方的氣候卻十分奇特:早晨風和日麗,百花盛開,春意盎然;中午烈日當頭,花蔫葉垂,熱如酷暑;傍晚天高雲淡,涼爽宜人,秋風瑟瑟;夜半氣溫驟降,寒氣襲人,近似嚴冬。一覺醒來,又是春。這裏的人一日裏可度過春夏秋冬四季,真叫人不可捉摸。

嶺南四時皆是夏,一雨便成秋

我國把南嶺山脈一線以南的地方稱為嶺南,它大致包括廣東和廣西兩省區。但從廣義上說,南嶺山脈向東延伸到福建省西部的武夷山脈,那麼福建和台灣兩省也可包括在內。這四個省區的氣候對全國來說是最溫暖的。這裏幾乎沒有冬季,夏季達五六個月以上,如廣州和南寧,1月份平均溫度為13℃,福州為10℃,台北約為15℃。根據氣候學上的標準,假如每5天的平均溫度在10℃以下才能稱為冬天,那麼隻有福州在1年之中僅僅有5天算是冬天。所以在冬季隻有少數的日子有些地方需穿棉衣外,一般隻需穿夾衣就夠了。這裏,從早上到晚上,都是一樣的熱,倘若你在夏季到廣州的話,你會經常感到汗流浹背。在這時,隻有在下了一場雨之後,才會感到涼爽一些。難怪大文豪蘇東坡曾說這裏的氣候是:“四時皆是夏,一雨便成秋。”有時在1天之內,天氣變化無常,因此又有“一日備四時氣候”的說法。

在我國嶺南地方為什麼具有“四時皆是夏,一雨便成秋”的特點呢?這主要是由地理緯度和地形條件決定的。從緯度來說,我們可以從地圖上看到北回歸線正好穿過我國台灣、廣東和廣西三個省區的中部,如果按照地理緯度來劃分,這條線以南是熱帶,以北屬亞熱帶。如果以1月份10℃的等溫線來劃分,這條等溫線大約經過福州以北向西南經廣東的韶關和廣西的柳州、百色等地,這條線以南就是全年無冬的地區。所以從地理緯度來說,我國的嶺南地區正位於熱帶和亞熱帶之間,大部分地方都是無冬的地區。

再從地形條件來說,南嶺山脈西起廣西和廣東兩省區北部的五嶺,東延為福建西部的武夷山脈,它的高度一般在海拔1000~1500米左右,對於冬季北方南下的寒冷氣流有屏障作用。有時北方強大的寒潮也可以到達嶺南,因而使廣州和南寧等地1月份的日平均溫度可降至4℃以下,但這樣的次數在一年中並不多。況且這裏的地勢北高南低(福建則是西高東低),有利於接受從海洋方麵吹來的暖濕氣流,使這裏的氣候更顯得溫暖濕潤,所以地形條件也是形成這裏氣溫暖熱的主要原因之一。

由於以上兩種因素的影響,所以嶺南地區便成為全國最溫暖的地區。

實際上這裏的氣候並不是分為四季,而是以三季來分:即涼季,頭年11月至次年2月,這時東北季風盛行,氣候最為涼爽;暖季,是3~6月,這時海上的暖濕氣流開始進入,氣溫增高,降水較多;暑季,是6~10月,常有台風吹襲,天氣最熱,降水最多,這個時期氣溫的日變化也最大,一天裏麵,溫度升降可達6~8℃。看來“一雨便成秋”確實是符合客觀實際的說法。

由於我國的嶺南一帶全年高溫多雨,這就給熱帶作物的生長提供了必要條件。

冬熱夏寒的奇地

說出來你可能不信,世界上居然有冬熱夏寒的奇地,它就在我國遼寧省桓仁縣,總麵積約1.6萬平方千米。

立春過後,當周圍的氣溫和地溫逐漸上升時,這裏的地溫卻一反常態,開始慢慢下降。到了夏天,地下滴水成冰,人畜隻要在遠離地縫6~7米處站上一兩分鍾,就會頓感陣陣寒氣刺骨。有人做過試驗,將一小碗水放在裂縫處,一夜之間,竟凍成冰塊。盛夏三伏,人們正汗流浹背,暑熱難熬,而此地裂縫內最低溫度可達-15℃,縫中冒出寒氣使人如臨隆冬。立秋之後,四周寒霜普降,草木皆枯,此異常地帶的地溫卻奇跡般地節節上升。時至寒冬臘月冰天雪地,這裏卻如同仙境,春意濃濃,綠草茵茵,一派生機勃勃的景象。當地農民在這熱氣騰騰的地麵上搭棚種菜,棚內溫度一般能保持在17℃。地溫也在15℃左右。

這塊神奇的土地為什麼會有如此異常的地溫呢?

一般認為,這塊奇地的成因是它的地下儲氣結構與眾不同。它能儲存大量的空氣,而且空氣的冷熱變化比地麵緩慢,夏天湧入的熱空氣,待到冬天才緩緩放出,而冬天進入的冷氣又一直保存到夏天才漸漸釋放。這種特殊的保溫層導致地溫異常。可有人說,地下擁有兩條寒熱重疊的儲氣帶,冷、熱氣同時釋放。因夏天熱而不顯熱氣,對冷氣人們卻十分敏感,所以隻感到冷氣上升。而冬季,冷氣又被周圍的寒流衝淡,不易為人察覺,熱氣反顯得突出了。

還有種說法更奇,認為此地地下的儲氣帶有自動啟閉的天然閥門,冬天吸冷氣放熱氣,夏天吸熱氣放冷氣。究竟原因何在?這種特殊儲氣結構又是如何形成的?地下結構誰也看不見,鑽井測量又破壞了儲氣帶,會失去這塊寶地。怎麼辦呢?這已成了科學界的一大難題。