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十万个为什幺(21).txt
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出版说明
《十万个为什么》这套书,一九六一年四月开始出版第
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一版,全书共为八册。
第一版八册出版后,读者纷纷来信,要求继续出下去。为了满足广大读者的需要,进一步充实内容,提高质量,从
一九六四年起,我们对这套书作了全面修订,一九六五年出版第二版,在原来八册的基础上扩大到十四册。
一九七0年六月起,对以前所出十四册再一次进行了修订,并增编了第十五至二十三册。各册的主要内容如下:
(1)数学
(10)动物
(2)物理
(11)植物
(3)物理
(12)植物
(4)化学
(13)医药卫生
(5)化学
(14)医药卫生
(6)天文
(15)体育
(7)气象
(16)体肓
(8)地理地质
(17)军事
(9)动物
(18)军事
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==========第1页==========
(19)人类史
(22)生物史
(20)天体史
(23)生物史
(21)地球史
由于我们的政治思想水平和专业知识水平的限制,在修订和编写中,一定会有不少缺点和错误,热诚地希望广大读者批评指正。
编
一九七七年十一月
2
==========第2页==========
目
录
地球是怎样形成的··为什么要研究地球史
为什么地球有不同的层次··为什么地球不是一个圆球体···
9
为什么地球会绕着太阳转····地球自转速度有变化吗·····
··13
为什么大气对地球自转速度有影响··地球形成时有大气圈吗······
·18
现代地球大气成份是怎样演变过来的··
··20
为什么在太阳系中只有地球上有生物圈
・·23
为什么地球的圈层可以互相渗透····
·26
本
为什么地慢物质会跑到地壳上来·······
28
地球内部为什么会产生热能··········
·30
地壳是由哪些岩石组成的··
·34
地球的年龄有多大····
・·37
怎样把不同地质时代的地层划分开来····
・・・39
地球的历史可以划分为几个主要的时代·······43
t
==========第3页==========
地球的磁极是固定的吗··············46地壳是动的,还是静止的··
。。49
地壳为什么会运动····
··52
怎样知道地质时期的地壳运动··
··54
地壳为什么会断裂·····
··56
为什么环太平洋地震带地震和火山最多·
··57
为什么我国东部多新生代火山····
··59
为什么我国多地震·····
为什么地晨时会出现地裂缝············64为什么地震和天象有关系····
・·66
为什么从海水的含盐量能算出海洋的年龄······68为什么能知道地质时代海陆分布的情况···
··71
为什么根据生物化石能知道当时海洋的深浅·
··73
为什么从生物化石能了解地壳的升降····
・·· 75
为什么陇东高源的黄河古象能说明当地的地质史···78为什么把珊瑚化石叫做“地质钟”・・・・・・・・・·80地球上古老的陆地在哪里······
・・・・83
寒武纪以前的地质历史有哪些特点···
・・・86
为什么地球早期阶段有强烈的火山活动·
・·・・90
为什么能知道地质时代岩浆的活动····
・・··92
中生代时期我国地质历史上有哪些大的变化·····95为什么中生代时我国有强烈的岩浆活动·······97
2
==========第4页==========
新生代的沉积物有什么特点············99为什么新生代时期没有古生代和中生代长·····101为什么我国南方分布着很多红色盆地···
103
为什么我国南方多红土···
105
为什么我国北方多黄土··
107
为什么有些地区会出现沙漠··
1i0
为什么说大陆会移动·····
115
现代的几个大海洋是什么时侯形成的·······8地中海是怎样形成的・・・・・・・・・・・・・·122为什么喜马拉雅山和阿尔卑斯山在中生代是一片汪洋大海・・・・··
123
为什么现代世界上的高山都是年轻的山脉·····125为什么青藏高原是世界上最高的高原····
·128
为什么天山、昆仑山、祁连山都曾衰老过,而又会“返老还童”・・・・・・・
130
南、北美洲西海岸的山脉是什么时侯形成的····134为什么许多山脉是东西方向或南北方向的·····137大平原是怎样形成的····
140
为什么长江中会有各种沙洲·
143
长江三角洲是怎样形成的··
146
太湖是怎样形成的・
143
西湖是怎样形成的···
151
3
==========第5页==========
为什么在杭州湾会出现“钱塘潮”奇景·······154为什么海底会扩张········。······156东非大裂谷和大湖带是怎样形成的···
159
太平洋西部的岛屿是怎样形成的···
162
我国的南海诸岛是怎祥形成的···
165
为什么海面会发生升降变化
168
为什么有的海底保留着河流的“尾巴”·
171
为什么我国矿产的形成与中生代的岩浆活动有关··173长江中下游的铁、铜矿是什么时候形成的・・・・・}75我国丰富的煤田是什么时候形成的・・・・・・·・177为什么抚颅蕴藏着丰富的煤矿・・・・
180
为什么浙江火成岩地区能找到煤矿···
181
为什么侏罗纪的煤田主要分布在欧亚大陆
83
为什么我国是石油蕴藏丰富的国家···
186
大庆油田是什么时候形成的····
188
胜利油田和大港油田是什么时候形成的··
191
为什么大陆架地带会蕴藏着丰富的石油······194为什么塔里木、柴达木、四川盆地内有石油和天然气·197长江三角洲为什么会有浅层天然气·····
199
为什么要研究古气候···
201
地质时代的气候是怎样知道的····
204
为什么用同位素能测定地质时代的气温和水温···207
4
==========第6页==========
地球上出现过几次大冰川时期・·・・·・·・・209为什么亿万年前植物的花粉也能作为古气候的见证·2!1为什么冰川的变化能反映古气候的变化······214为什么说第四纪是“冰川时期”··
217
什么叫小冰河期···
220
为什么能知道历史时代的气候···
222
为什么物侯的古今差异能说明气候的变迁··
225
为什么从树木年轮能判断古气候的变化······228为什么说三千多年前黄河流域同今日长江流域一样
温暖潮湿・・・・・・・・・・・・・・・・・·232我国历史上什么时侯最冷···········
235
波阳湖、洞庭湖、太湖封冻过吗········
237
梅树的南迁北移说明了什么・・・・・・・・・・・239为什么近年来有些地区出现“奇寒”,有些地区出现“异暖”·····
・·242
地球运行轨道的变化为什么能引起气候变迁····245为什么太阳黑子的变化会影响气候的变化·····248为什么极冰的增减或消融对气侯有影响······251为什么雪线的升降能反映气侯的变迁···
254
人类活动对气疾有哪些影响··
255
为什么说“人定胜天”··
258
5
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地球是怎样形成的?
人类在地球上劳动生息,对它十分关心,常常会提出这样的问题:地球是从哪里来的?在科学不发达的古代,人们无法解释这个问题,流传着许多关于天地来源的神话。其中有一个盘古开天劈地的故事,说的是,在很早以前有个盘士氏用神斧把原来是一片混沌的宇宙一劈为二,于是天与地就分开了。以后,天越来越高,地越来越厚。到了阶级社会,反动统治阶级就利用这些神话欺骗和愚弄人民,说什么地球和宇宙万物都是上帝为人类创造的,人类也是上帝创造的,所以上帝理应主宰人类,而统治者是代表上帝行使权力来统治人民的。
随着千百年来人类社会生产实践的发展,科学代替了神话。第一个试图科学地解释地球是怎样形成的人,是法国的动物学家布丰(1707~1788年)。1745年他假设曾经有一个彗星擦过太阳的边缘,从太阳上撞下一些物质,这些物质后来就形成了地球和其他行星、卫星等。,布丰的假说
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在当时具有反宗教的意义,因为他否定了神的创造,认为地球等行星是在自然力的作用下形成的。但是他的假说在科学上却是错误的,因为彗星是太阳系里的小天体,它沿着一定的轨道围绕太阳转,不可能与太阳相撞,即使相撞,也只会被巨大的太阳所吞没,绝不会从太阳上撞出什么物质来。而且,布丰的假说受形而上学的思想支配,在哲学上也是错误的。他企图从太阳系外部寻找太阳系内行星形成的动力,并把行星的产生看成是偶然的灾变事件。这种形而上学的思想后来被资产阶级的天文学者所发展,形成了太阳系起源学说的一个流派—一灾变说。在这个流派中曾经出现过形形色色改头换面的假说,但万变不离其宗,都是过分地强调外因条件,宣扬唯心论和形而上学的。
1755年,德国哲学家康德(1724~1804年)根据当时的天文观测资料,提出了太阳系起源的星云假说。康德认为:宇宙中存在着原始分散的物质微粒,由于吸引和排斥的作用,一方面使物质微粒不断凝聚,另一方面又使物质微粒
产生围绕中心的旋转运动,并逐渐向一个平面集中,最后中心物质形成太阳,赤道附近平面上的物质则形成地球等行星和其他小天体。
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伟大的革命导师恩格斯高度评价了康德的星云说,认
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为星云说是在当时形而上学的自然观上打开的第一个缺口,是“哥白尼以来天文学取得的最大进步”,它“包含着一切继续进步的起点”。“星云说”后来渐渐形成了太阳系起源的另一流派。
恩格斯曾经指出,形成太阳系的物质原料“是按自然的途径、即通过运动的转化产生出来的,而这种转化是运动着的物质本来具有的”。这一辩证唯物主义的思想,直到现在对我们研究太阳系起源的问题仍然具有指导意义。
地球是太阳系里的天体,地球的起源和整个太阳系的起源是分不开的。
从太阳系起源的星云说看来,地球大概是这样形成的:原始的“太阳系”最早是一团气体和尘埃物质组成的原始星云。经过运动的转化,屋云的中心逐渐形成质量巨大的发光体一太阳。在原始太阳的周围,分出了围绕中心天体赤道面的星云盘。地球就是在星云盘中形成的。最初,星云盘里的物质微粒相互碰撞,碰撞时固体微粒起着凝聚核心的作用,吸附气体微粒不断壮大自己,形成团块,由于大团块引力大,所以它能吸引小团块进一步壮大自己。最后,有少数较大的团块变成了行星的胚胎,即原始行星,现在的地球就是由这种原始行星逐步演化发展面成的。
伟大的领袖和导师毛主席教导我们:“在生产斗争和科
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学实验范围内,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”研究地球的形成和发展是生产实践的需要,是科学实验的重大课题,也是自然辩证法的重大课题。我们只有在三大革命运动中研究这一课题,才能不断深化对地球起源的认识。
为什么要研究地球史?
地球是我们人类居住的天体,它产生到现在大约已经有四、十亿的历史了。在这漫长的时间里,地球到底经历了哪些变化?研究这些变化又与人类有什么关系呢?
研究地球的历和研究天体史一样,无论在理论上和实践上,都具有非常重要的意义。
首先,研究地球史是哲学斗争的需要。在地球的起源1演化问题上,唯物论和唯心论,辩证法和形面上学两种宇宙观的斗争一直是很激烈的。唯心论和形而上学者不是鼓上帝创造,就是宣扬不变论,否定地球的发展。他们胡说背么地球是上帝安排的“天之骄子”。它一且产生之后,就永远不变。按照他们的说法,现在的五大洲、四大洋一开始就祚在着,并且始终保持着原来的样子。地球上的山脉、河演以及气候,都是原来的样子,没有变化的。动物和植物被创造出来时有多少种,就始终有多少种,既不增加,也不减
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少。总之,在他们眼里,今天的一切都和一开始的时候完全没有什么两样,什么自然界的发展和变化统统被否定了。
而唯物辩证法的宇宙观则认为,地球和宇宙万物一样,不仅有其产生的历史,而且还有其发展、变化和灭亡的历史。正如恩格斯所指出的那样:“如果地球是某种逐渐生成的东西,那末它现在的地质的、地理的、气候的状况,它的植物和动物,也一定是某种逐渐生成的东西,它一定不仅有在空间中互相邻近的历史,而且还有在时间上前后相继的历史。”迄今为止的整个地球的历史,为这种辩证唯物论的宇宙观提供了很好的证明。
现代自然科学告诉我们:地球是四、五十亿年前从原始太阳星云中分化出来的,它产生之后,又经历了翻天覆地的变化。刚产生不久的地球是各种物质混杂在一起的球体,根本分不清什么地壳、地核和地幔,更淡不上什么海洋和大气。只是后来在高温高压下,由于地球内部物质的分化才产生了复杂的、绚丽多彩的圈层构造。现在地球上的山脉、河流、大陆和大洋,也不是一开始就有的,而是经过多次复杂的变动,地壳历经沧桑之变才具有今天的模样。生命是地球发展到一定阶段的产物。最初的地球还是一个没有生命的荒琼世界,那时到处是荒山秃岭,上无飞鸟,下无走兽,只是在三十多亿年前,由于地球上元素的化分与化合,才产生了原始牛命。任命之后,由于自身的发展,然后
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由海洋到陆地,从简单到复杂,从低级到高级,一步步发展、逐渐形成了各种各样的植物和动物,使地球呈现出“鹰击长空,鱼翔浅底,万类霜天竞自由”的繁荣景象。特别值得提出的是距今二、三百万年以前,在地球的发展史上发生了
一次空前的大飞跃,从攀树的猿类中分化出了人。人会制造工具,从事劳动,能够自觉地改造自然。因此,人类的出现,开辟了地球历史的新纪元。
地球发生发展的历史说明了一个真理、即恩格斯所说的:“自然界的一切归根到底是辩证地而不是形而上学地发生的。”因此,正确地认识地球的历史,对于批判唯心论和形面上学,树立辩证唯物主义的宇宙观是非常重要的。
其次,研究地球的历史,也是为了现实生产斗争的需要。我们人类生活在地球上,整天在和地球打交道,无论是开山筑路,围海造田,还是探矿采矿等,都有一个正确认识自然和改造自然的问题,而这些问题又是与地球的历史相联系的。就拿工业生产的重要动力一煤和石油来说吧,它门埋藏在地下,要开采出煤和石油来,就必须要了解清楚这些矿产资源究竟是怎样形成的,什么时期形成的,什么地方储藏最丰富,要弄清楚这些问题,就必须研究地球的历史。
此外,研究地球史也是发展科学理论的需要。地球好似一个庞大的天然实验室。地球上所发生的各种各样的变
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化,及其在本身演化过程中所显现的-一些自然现象和规律,与其他行星的演化可能有某些相似之处。因此,人们研究地球史,揭示地球演化过程中的一些规律,也有助于对其他天体的研究和了解。
整个地球史就是一部不断发展、变化的历史。尽管目我们对它的认识还很肤浅,但是,随着三大革命运动的发展,人们对地球史的认识必将日益深化,在认识自然和政造自然方面取得一个又一个新的胜利。
为什么地球有不同的层次?
人类生活的地球,现在已经知道明显地分成几个不同的圈层。它的固体部分从里到外,分成地核、地幔和地壳3它的表层又由水圈、生物圈和大气圈组成。
地球的这些圈层是原始地球就有的吗?不是的。概括地说,它是地球在其自身矛盾的推动下,长期演化的结果。
在原始地球上,各种物质混杂在一起,有硅酸盐之类的轻物质,也有铁镍之类的重物质。当时的温度很低,各种轻重不同的物质大都以固体的形态存在着。因此,仪仅单纯的重力的作用,无法使重物质比较自由地下沉,也无法使轻物质比较自由地上升。
观无
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当原始地球的体积已经变得相当大时,地球内部放射性元素在蜕变中所释放出来的热能,就在地球内部积聚起来,它使得地球内部的湿度逐渐上升。随着地球内部温度的不断引高,物质由冷变热,生了可塑性,它的变化逐渐显紫起来。这利变化加剧到一定限度的时候,地球内部的物质在重力作用之下的分化过程就开始了:重物质缓慢地下沉;轻物质缓漫地上升。在此同时,也释放-一些热量。随着内部温度的升高,物质的分化过程就加速地进行。于是,地球中最重的物质,下沉到地球的深处,构成地核;较轻的物质存在于地球的上部,构成地幔;地幔中更轻的物质,上升到地面,形成了地壳。
在超球内部分化作用持续进行的过程中,大量的气体从地球内部高温物质中分化出来,并且上升到地球的外部,改变了源始大气圈的成份。大气中的水汽,在一定的条件下,变成了液态水,停留在地壳表面和表层,形成了地球的原始水圈。到这时候为止,地球上还没有任何生命的痕迹。
但是,在没有生命的地球上,既然温度是适宜的,水和空气是现成的,那末,从无机物到有机物的转化,有机物从无生命到有生命的转化是大势所趋;生命也就自然而然地产生了,生物圈终于在一定的范围以内形成了。从此以后,生物圈本身也经历了巨大的变化。由于生物圈的形成和发
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展,大气圈、水圈和地壳日新月异,以氮和氧为主的大气圈,就是经过生物圈改造以后的崭新的大气圈。
自然界在不断地变化着,地球的圈层也在不断地变化着。可以相信:在未来的年代里,地球的圈层将会以越来越新的面貌出现在人类的面前。对于这种新面貌的出现,人类本身的存在和作用也是一种不容忽视的因素。
为什么地球不是一个圆球体?
地球是一个圆球体吗?我们说它既是球体,又不是求体。这话又怎样解释呢?原来在常识范围内,桔子和苹果都被看成是球形的。按照这样的理解,地球确是一个球体,并且被称为地“球”。但是,真正的球体,应该是几何学上的正球体,必须具有统一的半径。按照这样的要求,地球并不是真正的球体,因为它的半径有明显的差别。
我们说地球不是一个真正的球体,并不是因为地球上存在着高山和深谷。当我们论证地球形状的时候,并没有考虑海面以上的陆地的起伏,也不考虑海面以下海底的起伏,而只关心海面本身的形状。也就是说静止时的海面或平均海面的形状。而平均海面所构成的地球也不是真正的球体,它是一个扁球体。
地球半径是随纬度的增狐而缩短的。在地球上,赤道
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半径最长,是6378.160公里;极半径最短,是6356.755公里。两若相差21.405公里。这个差值相当于赤道半径的1/298.25,这个比值也叫做地球率。
为什么地球会成为扁球体的呢?
我们道,地球之所以成为大体上的球体,是地球自身引力作用阴的结果。在:地球引力的作用下,水从高处流向低处,也就使地球上的海面变成了球面。但是如果只有地球引力的作用,地球应该是一个正球体,而不能是扁球体。那末,是什么力的作用,使得地球成为扁球体的呢?简单地说,那是由地球自转所产生的惯性离心力作用的结果。
地球上各部分所产生的惯性离心力是不同的,作用力的大小与离开地轴的距离远近有关系。距离地轴愈远的地方,所产生的惯性离心方愈大;另外,地球上各点自转角速度越大,惯性离心力也越大。赤道部分距离地轴比两极远,自转角速度也大得多,所以赤道部分所产生的惯性离心力也比两极大。而且惯性离心力都有一股指向赤道的水平分力。如果地球本来是一个不自转的正圆球体,如果它的自转是以后突然发生的,那末,在这样的水平分力作用下,一部分海水就会自南北两半球流向惯性离心力最大的赤道附
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近。这样的水流能使两极的海面下降14.4公里,赤道的海面上升?公里,使地球的赤道部分比两极突出成了个扁球体。事实上,地球是在一息不停地自转着,这说明只有扁球体的形状才是与自转着的地球相适应的。所以地球始终是
一个扁球体。
为什么地球会绕着太阳转?
在太阳系中,地球和其他八大行星一样,以太阳为中心,环绕椭圆形轨道转着,这叫做公转。地球公转一周,就是一年。同时,地球又以南北极连线为轴,自西向东自转着。自转一周,就是一天。
地球为什么会有这样的转动呢?
恩格斯说:“运动是物质的存在方式。”又说:“一切运动都存在于吸引和排斥的相互作用中。”地球是物质构成的,运动就是地球的存在方式。如果地球没有这种公转运动,它不是被太阳所吸引而烧成灰烬;就是飞离太阳系,沉到茫茫无垠的星际空间去了。
地球的运动,不论是公转,还是自转,都和太阳系的形成紧密相联的。在银河系里分布有大量的星标物质,它们彼此吸引着,不停地运动着。只是,有的地方稀疏;有的地方稠密。有的地方在膨胀;有的地方在收缩。在永无止息
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的运动中,出现了湍流,形成旋涡。太阳系就是在这样的旋祸中产生出来的。所以,太阳星云从一开始就缓慢地旋转着。当,它的身躯非常庞大,范围比现在的太阳系要大得多。它一·面旋转,一面又在引力作用下收缩。一日收缩,就会使本身转动速度加快。而且,随着收缩,越转越快,太阳星云逐渐变扁,星云盘在惯性离心力和引力双重作用下,即在排斥利和引力平衡时,形成了环带,围绕原始太阳旋转。地球就是在其中的一条尘层中形成的。因此,它绕着太阳公转,也就不足为奇了。
在地球形成的测期,由于尘层中热运动和湍流运动,常常出现微粒相互碰撞。形成“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”的局面。尘粒象滚雪球一样,成为星子(团块)。许许多多星子不停地公转着,其:中最大的星子就成为地球胚胎。它在运动中义继受到其它星子的碰幢合并。有的星子比月亮还要火。地球受到这种大的星子的冲击,公转速度就会受到影响,知果速度减慢到一定程度,就会被太阳吸引面烧毁多如果加速到一定程度,也可能飞入星际,永不返回;就是一般性的增碱速度,也会改变椭圆轨道的偏心率。而且星子和地球胚胎碰撞,还能改变地球的自转速度,甚至彻底改变自转方向,作反向旋转。此外,大星子还会撞歪地球胚胎的自转方向。地球胚胎由于受到各种各样的冲击,政变了自己原来的运动和貌,同时,也不断地壮人了自己。大约经12
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历了1亿年的漫长岁月,地球终于形成既有沿着椭圆形轨道绕着太阳公转,又有斜着身子自转的运动。
在地球形成以后,它仍然受到其他天体的引力和地壳运动等各种因素的作用,使它的自转和公转还在不断地变化。因此,地球的运动,过去曾有过变化,今后也还会有变化。
地球自转速度有变化吗?
在无边无际的太空中,地球一方面绕太阳公转,一方面又绕贯穿地球南北极的轴线象陀螺般地自转,它自转的速度相对于太阳来说,每天自转一周。亿万年来,地球不停地自转着。很少有人怀疑地球自转速度会有什么变化。但是,宇宙间从来就没有一成不变的事物,地球的自转速度也是这样,它是有变化的。只是这种变化十分细微,要积累很长很长时间的观测才能够发现。
根据观测,地球自转速度有三种变化:第一种是长期变化,它使地球在100年中,平均每天长度增加0.0015秒;第
二种是不规则变化,这种变化时快时慢,快和慢持续的时间不等,出现也不规律,有时持续好儿年。在过去200年中,
一天的总长度平均变化了约0.01秒;还有一种是周期性变化,即在一年的某一个时期自转加快,另一个时期自转减
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慢,这种变化使每天时间长度平均变化约0.0005秒。上面这三种变化即使叠加起来,也是很细微的,难怪我们一般察觉不到了。
为什么地球自转速度会有变化呢?
归纳起来,有两类原因:一类是地球本身的“自转惯性”有变化多一类是影晌地球自转的外界作用有变化。
一个物体的自转惯性,与物体各部分离开自转轴的距离分布有关。我们可以做一个简单的实验来说明它。
请你仰面平躺在一张可以自由旋转、摩擦力很小的转凳上,我使劲地推你一下,使你和转凳一起以不很快的速度绕垂直轴旋转。在转动几秒钟后,请你从平躺的姿态自动改为坐起来的姿态。这时你和转凳的自转速度,就会突然变快到约三倍左右。
在这个实验中,除了一开始我推了你一下外,并没有另外对你施加作用,为什么在你坐起来后的自转速度会加快呢?这是因为在平躺时,你的头、胸、腿离开自转轴较远,这时你的“自转惯性”较大,不易发生很快的自转。一旦坐起来,你的头、胸、腿移近了自转轴,总的质量分布都更靠近了自转轴,使“自转惯性”变小,转动较为容易,于是自转速度也就自然会变快了。
地球自转速度的变化也有类似的现象。例如当地壳发生了大的调整,使地壳形状有较大变化,有的部分凸出了14
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高耸的新山脉时;日月的引力使大气和海洋的潮汐特别高涨时;极地冰盖融化变薄,融成的液态水大量补充到赤道祥面上去时,都会改变地球距自转轴的质重分布,使其距离总的变大,并增大地球自转惯性,促使地球自转速度变慢。反之,当减小地球自转惯性时,就会促使地球自转速度加快。
在影响地球自转速度的外界作用中,我们特别值得注意的是大气对地球自转速度的影响。
为什么大气对地球自转速度有影响?
根据观测,地球自转速度,有一种季节性的变化,每年5月底约慢0.035秒;10月初则快0.030秒。这种变化是什么原因造成的呢?
我们知道地球表面有一层大气。地球上靠近赤道的低纬度地面接收到的太阳能量,比靠近极地的高纬度地面要多,所以高、低纬度地面上大气受热的程度也就不同,高、低纬度冷、热空气就发生了交流。在气流作南北向交流时,由于各种原因影响着气流的运动,使大气在地面上构成了一幅较为复杂的运行图景,大体是:在南北纬30度之间的地区和南北纬65度以上的地区,都盛行偏东风气流,分别称为“低纬度东风带”和“极地东风带”;而在纬度30一65度之
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老球自件物
i地中自钱为青
间的地区,盛行偏西风气流,
使自特流这
扱地东더
使自转加这
称为“中纬度西风带”。
中线蓉风雅
东
地球是由西向东自转
低毕茶:风静
的。“西风带”的气流速度大于地球自转角速度,它有推动地球加速自转的能力。而东风带的气流旋转的速度小
于地球自转角速度,因此它有阻碍地球自转的能力。这两对立的因素在被此斗争中,影响着地球的自转速度。
为了说明这个问题,假定我们用力推一个横在地面上的圆住形油桶。我们的手和油桶面的接触点,离开油桶的中愈,使圆桶发生滚动就愈省劲。如果用同样的力去推油桶,那术接触点愈高,圆桶滚动就愈快。如果有两个人从相反的方向,用同样的力量,在离开油桶中轴不同高度的地方去推动油桶,那末,油桶就会被距中轴较高的人所推动。
我们把地球看作是一个油桶,把东风带和西风带看作是离开油桶中轴(铆地球自转轴)不同高度以相反的方推动油桶的两个力。显然,
中轴
低纬度东风带离开地轴较远,它对地球自转速度的影
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响将比中纬度西风带要强。另外,在低纬度每个纬距所包含的地面面积也比高纬度大,例如在南北纬30度之间的地面面积,就约占地球整个面积的一半,因此它对地球自转速度的影响较大。
我们特别应注意北纬30度到赤道之间的地面,因为那里陆地的面积比南半球同纬度带要多些。陆面高低不平,海面比较平坦,同样的风力分别作用于陆面和海面,陆面受风影响导致地球自转速度的变化自然要比海面剧烈。地球上的东风带和西风带有随季节作南北向推移的现象。北纬30度以南的地区,每当秋季9、10月间,由于太阳直射地区南移,北半球西风带由中纬度也跟着南移,在北纬30度以南,出现了西风气流,使北半球东风带变窄,在垂直方向上,西风区也占有很大厚度。因此约从10月初起,在冬半年,地球有超前于平均角速度的自转现象。到了春夏之交,北半球西风带随太阳直射地区北移而北撤,低纬区的东风气流又恢复它的势力,变得十分深厚,覆盖面积也广,因此约在5月底开始,地球自转速度又落后于平均角速度,这正是因为东风带起了减慢地球自转的作用。
因此,地球自转速度,在冬半年变快、夏半年变慢的现象,是大气与地球表面间的相对转动速度有季节性变化所造成的。
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地球形成时有大气圈吗?
茫茫大气,它以氧供应生物呼吸;它兴云降雨,供应庄稼以水分;它让阳光透过,使人眼能遍览自然景色多它覆盖在大地上,它渗透在动植物的细胞中;它使岩石风化成为肥沃的土壤;它吸取大海的水变成水汽,运送到内陆,供逆干渴的大地。
大气是什么时候形成的,地球形成时,它就存在了吗?这就要追溯到地球的起源。
地球是太阳系中的一员,它与太阳系同时诞生。太阳系形成前,只是一团由气体和尘埃组成的宇宙物质。这团宇宙物质叫做原始太阳星云。星云在万有引力的作用下,中间先形成了原始太阳,周围形成了一个扁平疏松的星云盘,缓慢地围绕太阳转动。这个星云盘既是组太阳系行星的原材料,也是组成行星大气的原材料。这些物质一部分来自太阳本身,一部分从附近字宙空间中吸引过来。气体的成份主要是氢,其次是氦,还包括少量的碳氢化合物(如甲烷)和惰性气体(如氩、氖、氪、氙)等。尘埃的成份包括各种金属氧化物、碳和碳酸盐、硅酸盐、金属铁、固态的水和氨,以及一些含氮化合物等。
这些气体和尘埃由于互相碰撞,有的就渐渐合并成大
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质粒。质粒一大,表面积也大,就更具有并吞尘埃和吸咐气体的条件,因而增大得很快,当增大到一定质量时,它在万有引力等作用下,把那些不直接与它碰撞的气体、尘埃和小质粒都吸引过来。这些大质量的结集体就象滚雪球一样,越滚越快。在结集的过程中,由于重力收缩,温度也开始升高。·
在原太阳周围发生的结集过程,使原始太阳星云发生了变化。弥漫于太阳附近的气体和尘埃,由于被大质量结集体所兼并,渐渐减少,结集体的增大也越来越慢。最后那些大的结集体就成为固体的行星,翻翔旋转于太阳周围的空旷太空中。太阳系九大行星就由此产生了。
地球由于其万有引力等的作用,在形成过程中将一部分原始太阳星云中的气体吸引在自己的周围,同时形成了“原始大气圈”。但是这个大气圈的成份和现在大气圈的成份大不相同:绝大部分是氢,还有少量的氦、甲烷和惰性气体等,虽然还包含水和氨,可由于当时福度很低,它们还呈固体的状态。因此在“原始大气圈中并没有现在大气圈中存在的那种氮、氧、
二氧化碳等。要从这原始的大气圈转化为现代的大气圈,还得有一蕃复杂的过程呢!
原始大气圈
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现代地求大气成份是怎样演变过来的?
地球原始大气圈,是地球同时形成的。它是一种生命无法生存的大气。生物要呼吸,是没有氧;绿色植物要通过光舍作用生长,可是没有二氧化碳。大气的温度也很低,生物需要水,可是水又星固体状态,面且都结合在岩石里。因此当时还没有生命。
原始大气是现代大气的前身。从原始大气到现代大气经历了复杂的变化。
在地球上原始大气形成的同时,太阳对地球的辐射在逐渐增强,使地球的温度升高。于是原始大气中分子运动跃起来。热运动的增大,氢、氨等较轻的成份就能挣脱地球方有引力的束缚,逃逸出大气,进入太空。
与此同时地球内部的放射性元素,也在不断发生衰变,并释放热量。地球内部的温度也就不断升高。地心部分的温度上升得很快,最后被熔为浆液状态。地球的核心在高温和高压东下签度变大,体积变小,地克地因此失去了支持收缩,造成了地壳的大调整。原来被锢囚在地层和岩石内部的气体,大量挤出地壳补充了大气。例如二氧化碳就由碳酸盐中放出,氮气由含氮化合物中析离出来,一些原在低温时是态的水和红,在温度升高的条件下转化成为气态20
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散射性增滋
最现
地壳调轻
和液体。于是地球上就出现了海洋湖泸.佰来风
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动植物繁茂以后,它们的排泄物和腐烂的遗体中的蛋白质,一部分直接分解为氮,另一些成为氨和铵盐,通过硝化细菌和脱氧细菌等作用,也变成了气体氮,进一步充实了大气。氮是惰性气体,在正常温度下不易与其他元素化合,所以能积集起来,成为大气中含量最多的成份。
这样,次生大气就逐渐转化成现在的大气了。
大气的演化比生命的发展史还要漫长得多。科学工作者是通过它遗留在地球上一鳞半爪的痕迹,来推断出它演变历程的。同时,人们对宇宙的探测能力大大加强了,发现
九大行星上的大气情况中有些征象和地球大气演变历程相似。例如术尾和上星与地球原始大气阶段相似多离太阳比地球近的星体,属于地球次生大气形成以后的阶段。地球大气圈的演变历程,是否到此停止了呢?批界上“一成不变的东西是没有的,”现代大气还在变化中。例如,太阳发射出带电粒子进入大气层,充实了大气的成份。太阳辐射电磁波,不断促使大气的成份的变化。大气上层的氢等气体不断逃逸出去。太空流星与大气的高速摩擦,挥发出所含成份。又如地克上的火山爆发、温泉挥发、放射性元素的放射等等也各将气体充实了大气。再如江河湖海的蒸发、水气的凝结、工业废气的扩散、动植物的呼吸、光合、排泄作用及其速体的腐必等等,无一不在引起大气戒份的·变化。
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恩格斯指出:“自然界中的一切运动都可以归结为一种形式向另一种形式不断转化的过程。”地球大气由原始大气演化为现在大气,并继续不断变化,也证明了这个辩证规律。
为什么在太阳系中只有地球上有生物圈?
在地球上大气和海陆相互接触的地带,遍布着动物、植物和微生物。这就是地球上存在着生命物质和生命活动的圈层,我们称它为生物圈、
在我们目前所观测到的太阳系范围内,地球上这样繁荣的生物圈是独一无二的。在太阳系的其他行是上,没有任何飞禽和走兽,没有任何森林和草原,更没有象人类这样的高等有理智的动物。在人类的认识中,青苔和绿藻,蚂蚁和蚯蚓,都似乎是低等的东西,细菌和真菌,当然更加不在话下。但是,在太阳系的其他行星上,这些似乎是低等的生命也没有。
为什么太阳系的其他行星上没有生物圈呢?生物圈的存在是有条件的。伟大的革命导师恩格斯指出:“生命是蛋白体的存在方式”,我们知道:蛋白体实标上包括蛋白质和核酸,它们都是碳、氢、氧、氮的巨大分子,每一个蛋白质分子和每一个核酸分子,都包含着大量的原子。在一定的条
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科下,它们能够生长,繁殖。那末,什么是生命存在的条件呢?
生命存在的条件,首先是温度条件。我们知道:生命存在于运动之中,存在于不断的化学变化之中。因此,没有一定的福度,没有一定的热运动,就无所谓生命。如果温度太低,蛋白质和核酸就会冻结起来,生命也就完结了。但是,生命所需要的温度是不高的。如果温度太高了,原子的运动过分强烈,那末,大量的小的原子就无法聚集成为一个巨大的原子,更难以形成任何一种分子。
在温度方面,地求是得天独厚的。地球表面的平均温度大约是摄氏22度。这个温度高于水的冰点,但又高得不多。从全球范围看,只有两极地区和高山地带终年有积雪。在中纬地带,一年中冬季不长。要使蛋白质和核酸凝
固,温度必需在摄氏60~T0度,而这样的温度在地球表
面是不存在的。这对生命的生长和繁殖是十分有利的条件。
行星表面的福温度,是同它与太阳的距离密切相关的。在太阳系各行星中,地球最近的邻居是金星和火星。金星离太阳的距离比地球近,表面的温度比地球高:火星离太阳的距离比地球远表面的温度比地球低。据推算,在金星的表面上,温度是摄氏480度,火星的赤道上,中午的温度只有摄氏28度,到了晚上一下就降到摄氏容下100多度,可见,24
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其他的行星,不是比金星更接近太阳,就是比火星更远离太阳,所以都不存在适合于生命生存的温度条件。
除了适宜的温度以外,生命活动还需要大量的液态水。恩格斯指出:“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”而很多种化学物质能够溶解于水,许多种化学反应是在水溶液中进行的。地球上不仅有大螽的水,面且绝大部分的水是液态的。在金星和火星上,即使有少量的水,也不是液态的。
此外,地球上的大气中存在大量的游离氧,也有利于生物圈的存在和发展。我们知道地球上的生命是在缺氧的条件之下产生的多现在大气中的游离氧是植物光合作用的产品。但是,游离氧的出现,促进了生物的发展,因为充足的游离氧,可以使生物从糖中取得生命活动所需要的能量。地球上的生命出现大约有30亿年的历史了。但是,陆上植物的出现只有4、4亿年的历史。因此,大量游离氧的出现,在地球发展史上还是比较近代的事情。由此分析,在严格的温度条件下,金星表面和火星表面上如果可能出现某种形式的生命,那末,这些东西必然是极其原始的,它们没有条件发展成为地球上的草木鸟兽那样的生物所构成的生物图。
根据科学分析可以证明:地球上这样的生物圈,在太阳系中其他行星上是没有的。然而按照辩证唯物主义观点,
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在广漠的宇宙空间,具有生物圈的天体无疑是千千万方的。象地球上人类这样高智能的动物,也肯定是存在的。现代科学已经发现,星际空间有30多种有机分子,在月球上也找到了几种氨基酸。所以,宇宙间的其他天体上,只要有适合于生命存在的条件,必然有生命存在。地球.上所存在的生物圈,虽然在太阳系中是独一无二的,但在字宙中并不是什么希奇的东西。
为什么地球的圈层可以互相渗透?
在漫长的地球史上,地球形成了许多圈层。我们知道:大气圈主要的是气体,水圈主要的是液态水,地壳主要的是岩石。
这些圈层的形成,都是地球本身的一分为二的运动的结果。毛主席教导我们:“旧过程完结了,新过程发生了。”
在地球分成圈层以后,地球上
1abcoc
2900公里
的新过程就是地球上各个现存圈层之间的相互渗透和相互作用。每一个圈层的日新月异的变化,正是在各个图层的相互渗透和相互作用之下发生的。我们人类生活在地球表面
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海沉孙
地
上,对于发生在大气圈、水圈和地壳中的相互渗透的现象,是一目了然的。在大气中,存在着大量的水分和尘埃。同时,在水圈和地壳之中,到处都有大气圈中的各种气体。至于水圈和地壳相互渗透,那就更加密切了。
在各个圈层之间,不仅存在着相互渗透,而且存在着相互作用。大气中的云雨现象,陆地上的侵蚀现象,江、河、湖、海中的沉积现象,都是各个圈层的相互作用的结果。更重要的是:地球上的生物圈的产生,就是大气、水和地壳的相互作用的结果。试想:动物以植物为食料,而植物是以光合作用的方式自行制造养料的。植物在光合作用的过程中,除了太阳的光能以外,必须从二氧化碳中取得碳素和氧,从水中取得氢,并且从地壳中取得各种各样的矿物质。正因为这一点,地球上的动物、植物和微生物主要地生活在大气
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圈和海陆的界面上。高山上的绿色植物,一般不会生长在6200米以上。海水中的绿色植物,主要地存在于不到200米深的浅海旺。
为什么地馒物质会跑到地壳上来?
地球是一个庞大的热。虽然地球外面被一层硬壳一一地壳包裹着,但在它的内部越保存着源源不断的热流。
在地面以下100公里深处,是地幔层的上部,它的温度约有摄氏1300度。由它处于强大的压力之下(大约30000个大气压),物质状态不是稀薄的流体,也不是坚便的刚体,而是塑性体,它可以在压力的长期作用之下,以半粘性的状态缓慢流动。因此,在深度70~250公里之间的这部分地幔,被称为软流圈。在软流圈以上的一部分地幔,和地壳一起由刚性的岩石组成,叫做岩石圈。
地幔中包含着许多放射性元素,这些元素在蜕变时,放出大量的热能。假知这些放射性元素在地幔中是均匀分布
·海沟
岩方圈
地笈
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的话,地慢各部分的热量也就基本相等,地授物质就不会生流动。然而,放射性元素的分布是不均匀的,有的地方较少,放射出来的能童较低,有的地方放射性元素较为集中,它所放出的热量较大,就成了热源中心。也就是说,地幔上部热量存在着差异。“世界上的每一差异中就已经包含着矛盾,差异就是矛盾。”由于热量的差异,地幔物质产生了从福度高的地方向温度低的地方、从压力高的地方向压力低的地方流动。
在地幔物质向上运动的过程中,遇到坚硬地壳的阻挡,当它的力量超过地壳的强度时,就会把地壳岩石顶破,这样,这部分地壳的压力迅速减小,地慢物质就会通过这个“排泄口”冲出地表,成为岩浆喷出,这就是我们常说的火山喷发。在地壳表面,这种“排泄口”主要在海底或陆地上的大裂谷地带。所以,大西洋海岭的中央裂谷和非洲东部大裂谷等地方,都是火山较多的地方。
在地壳强度较大的地方,上升的地幔物质不能冲破地壳的阻力,它就会沿着裂隙侵入地壳中,成为岩浆侵入。更常见的是,先上升的地慢物质,在后上升的地幔物质的推动下,从上升中心向两侧扩散,产生大规模的水平流动。在水平流动的过程中,它还驮载着粘结在它上面的地壳随着它一起,以每年1~6厘米的速度问两侧移动。当它移动到了与另
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一股迎面而来的流动物质相通时,两股地樱物质相汇合,并连同粘结在:它上面的地壳一起,又下沉返回到软流圈较深的部位去。这种对流形式,很象我们烧开水时所见到的情景:水壶底部接近炉火中心的地方,水分子受热后向上运动,先前上升的水分子上升到水面后,被后上升的水分子推问两侧作水平运动,然后又沉入壶底参加下一次对流。
当相互汇合的两股对流合并速度小于每年6厘米时,由于岩石圈的相互挤压,在地表上就隆起了年轻的山脉,如两股对流合并速度超过每年6厘米时,由于岩石圈的相碰撞,其中的一股被拉入地幔软流圈,它使原有的岩石圈被拉裂破碎,下沉到地慢深处,于是就形成了深海沟。这个地方地震活动最频繁。
由于地幔的对流,一部分地幔物质被带上地壳,随之还带来了地幔中的巨大热能,它就是我们能开发利用的地热。
地球内部为什么会产生熟能?
我国的温泉是很多的,例如北京小汤山、南京汤山、陕西临潼、东从化、重庆南温泉等等,都是有名的温泉。果你到这些地方去洗澡,打开水龙头,一股热气腾腾的带有某些气味的热水哗哗地流了出来。面奇怪的是这些热水并不是用煤或其他燃料由锅炉里烧出来的,面是我们人类居30
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住的地球这只“大炉子”自己“烧”热的
泉
地下热水,也就是通常所说的温泉。
那末温泉为什么会热的呢?这个秘密随着科学技术的发展,人们早就
火山爆发
探索清楚了,源来是地下热能的功劳。
地球内部会有热能,这是什么原因呢?自然科学告诉我们:地热的主要来源,在很大程度上是由于随时间而减少的放射性物质衰变时所放出来的,地热通过地壳的传导、火山的喷发等途径传到地表。火山喷发时,地球内部大量熔融的岩浆冲出地面,其中也有一部分岩浆在半路上“开了小差”,没有神出地面。这部分残留在地面以下的高温岩浆,在那里慢慢地把自己的热量散在地层里,这时候,如果碰到有一条或几条较为深入地壳内部的断裂,在裂隙的深处,也就是高温的热源所在,当地面水从各个系统的裂隙向下渗透到这个深裂隙的地方,这就使那里的地下水温度升高了,终于沿着这条深裂缝冲出地表,这就是温泉。所以,过去有
过火山活动或近期形成新断裂的地区,一般说来都有可能出
温泉
现地下温泉。
那末地球内部的岩浆为什么…直维持着热的状况呢?现
地热传导
在一般认为,地球开始形成时
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是由尾际物质聚集而成的,以后主要是由于原始地球中放射性元素蜕变放热,才使地球内部逐渐积聚起越来越多的热量。
毛主席教导我们:“在生产斗争和科学实验范围内,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”本世纪初,放射性元素发现不久,科学工作者应用物理学上的新成就,对地球内部的热状态和地热产生的原因作了深入的研究,多数人认为放射性元素蜕变产生的热量,不断补充由地球询宇宙散失的热量,从而大大延缓了地球的冷却速度,所以地球内部的岩浆可以在相当长的时间内保持高湿状态。据研究,地球内部地核部分的温度达到摄氏4000~5000度,即使地壳以下的地漫部分的温度,也达到摄氏1000~3000度。
对于地球内部热能的产生原因,除了上述解释之外,还有人认为地球是从太阳中甩出来的,原始地球的温度一开始就很高,以后逐渐冷却,现在地球内部的热量,是原始地球的“残余热”。这种观点在很长一段时间内一直占统治地位。但是后来的研究发现,原始地球向宇宙散热的速度很快,按地球年龄计算,这不能使地球维持现在的热状态。所以这种解释没有象放射性元素蜕变释放热量那样完善、科学。
还有一种意见认为,地球内部热能的产生是由于地球32
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转动所引起的,瑯由于地球及其外壳物质密度的不均匀分布和地球自转角速度的变化,引起岩层水平位移和挤压而产生的。据计算,地球转动热每年可达11万亿亿卡,超过每年产生的放射性热量的一倍多。
地球内部产生热能的原函虽然说法不一,但地球内部蕴藏着极其丰富的热能这是事实,有人估计过,如果把目前己知的全世界地下贮存的煤全部燃烧放出的热量,只有地下热能总量的1亿7千万分之一。可见这是一个多么惊人的数字啊!
我国的地下热水资源也很丰富,但在旧中国,国民党反动派把许多著名的地下热水天然出露的地方一温泉,作为少数反动统治阶级享乐的场所,根本不搞地下热能的开发利用工作。解放后,在毛主席、党中央的领导下,陆续在
一些温泉地区进行开发利用地下热水的研究工作。无产阶级文化大革命以后,我国地下热能开发利用的研究工作有了新的发展,我国第一座地热试验电站于1970年在广东省丰顺县邓屋地区建成投产,取得了可喜的成绩。
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地完是由踯些岩石组成的?
・大
大家知道,地壳是由各种岩石组
+铝层++(花灼一片麻岩第
成的。它的上层比较轻,主要是含有硅和铝这两种化学
元素较多的岩石,人们叫它花岗岩质层;下层比较重,主要是含硅和镁两种化学元素较多的岩石,人们叫它玄武岩质层。由于地壳是不断运动着的,再加上各种外界因素的影,组成地壳的岩石也不断发生变化,又形成了许多其他的岩石。
岩行是矿物的集合体。自然界里的岩石大部分是由种以上的矿物组成的。例如花岗岩,就是由长石、石英和云母三种矿物组成的;还有一些岩石是由一种矿物组成的,如大理岩是由方解石组成的影蛇纹岩是由蛇纹石组成的等等。
自然界里的岩石种类很多,但从形成的原因来看,一般分为火成的(火成岩)、水成的(沉积岩)和变质的(变质岩)
三大类。
火成岩是由上地幔或地壳深处产生的成份复杂的炽热熔融体,叫做岩浆,级慢冷凝后形成的一类岩石。因为岩浆
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的温度很高,所以把由它冷凝成的岩石,叫做火成岩。岩浆在地壳发生裂缝,压力减小的地方,就沿着裂缝上升。如
果上升的力量很大,直接喷出地面时,就形成了火山爆发。火山爆发喷出来的熔岩以及碎屑物质冷凝堆积后形成的岩石叫做火山岩,又叫喷出岩,常见的有黑色的玄武岩和浅红或浅灰色的流纹岩。如果岩浆不能上升到地面,面是在地下某个深度停下来并贯穿在其他岩石中逐渐冷凝,这样形成的岩石,就叫做侵入岩。前面说过的花岗岩,就是最常见的侵入岩。
岩石形成后暴露在地表,经过长时间的风欧、雨淋、日晒、冰冻以及生物的破坏,逐渐被风化成碎块或粉末,有的被流水或风搬运走,也有的溶解在水中。由于水流或风力速度逐渐减小,这些被带走的岩石碎块或粉末在低洼和适当页岩
的环境如湖、海中停积下来,在地
砂岩
质学上叫做沉积。这样天长日久,
石灰岩
页岩
搬运来的物质越来越多,越堆越
厚层砂岩
厚,越压越结实,最后就形成一层
页岩
砂岩
一层的坚硬的岩石。这样的岩石
岩
就叫沉积岩。
沉积岩
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风好按驶变成碧
沉积岩在地壳面分布很广,种类也很多,常见的知烧石灰用的石灰
岩,蘑刀用的砂岩都是,此外还有页岩和砾岩等等。
在沉积岩中常能找到已经变成石头的古代生物的遗体(化石),如中药房里的石燕、龙骨等等,这种在火成岩中是没有的。
火成岩和沉积岩,如经过地壳变动,埋藏到地壳的较深处,在高温和高压的影响下,原来的岩石的性质就要发生变化,有的还产生一些新的矿物。经过这种变化而形成的岩石,与原来岩石性质完全不相同,所以叫做变质岩。
变质岩的种类也很多,如作建筑材料用的光滑的大理石就是由石灰岩变来的}作钙镁磷肥用的原料蛇纹岩是橄榄岩变来的等等。变质岩比较容易认识,常常能剥成薄片或薄板。有的片状岩石表面象丝绸一样段亮,用手摸有滑腻的感党。而片麻岩常有一条条暗色条纹,或象眼球一样的东西,这些特征都是火成岩和沉积岩所没有的。
火成岩、沉积岩、变质岩这三大类岩石,由于各自形成的原因不同,因此在地壳中的分情况也不一样。在地壳的表面部分,沉积岩分布最为广泛,几乎占四分之
三;而距地面越深,火成岩和变质岩分布越多,沉积岩就越少。
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地球的年龄有多大?
人们对自己居住的地球最关心,常常会提出一连串的
·问题,譬如“地球的年龄有多大?”就是其中的一个。
然而,我们探讨地球的年龄,绝不是为了满足人们的好奇心,而是三大革命运动的需要。例如,人类在利用自然、改造自然和预防自然灾害的过程中,要求深刻地认识地球的演化规律,这就有必要知道地球的年龄。
要知道一个人的年龄很容易,只要问一问这个人是哪年生的就行了;同时也可以根据这个人的容颜、举动大致地估计一下。但是,要知道地球的年龄就不那么容易了。为了科学地推算地球的年龄,人们曾作过多种尝试。最初人们设想,地壳刚形成时是没有沉积岩的,因为沉积岩是江河流水所携带的大量泥沙在海洋中长期沉积面成。如果能知道海洋中泥沙的沉积速度和地壳上沉积岩的厚度,那末就不难算出地壳的年龄,由此也可以推算出地球的年龄。但是在实际计算后,发现这个方法很不准确,用它求出的地壳年龄还不到十亿年。现在已经证明这个数字与地壳的实际年龄比较起来相差太大了。
十八世纪末期,有人发现沉积岩中含有许多生物化石,它门是这些岩石形成时生活在地球上的生物遗体变成的。
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到了十九世纪,人们进一步懂
有乡少岁!?
得,生物是由低级向高级、出简单向复杂不断发展的。所以
、
研究这些化石,根据古生物结
利你差不多
构的不同,就能知道这些化石的相对年龄。知道了化石的相
对年龄也就可以知道含有这些化石的岩层的相对年龄。因为岩层不论它们相距知何遥远,只要它们含有相同的化石,它们在地质上就是同一年龄的。也就是说,是同一时期沉积面成的。这种鉴定岩石相对年龄的古生物法,直到现在还被地质学界广泛运用。但是运用这种方法只能测出
一部分含有生物化石的沉积岩的相对年龄,还是不能解决整个地球的绝对年龄问题。要知道地球的年龄还得另找出路。
到了二十世纪初,人们研究了放射性元素以后,发现它们的原子核中能自发地放射出某种粒子而变成其他元素,这种现象称为放射性蜕变。人们进一步研究的结果,发现岩石矿物中的放射性元素是测定地球年龄理想的“计时器”。因为放射性元素的蜕变速度很稳定,不受外界条件的影响,在一定时间内,一定的放射性元素蜕变多少份量,生成多少新元素都有一个固定不变的数字。例如一克轴,在
一年中有七十四亿分之一克裂变为铅和氨。我们根据某一38
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预石45~16亿年
块岩石矿物中现在含有多少轴和铅,就可以算出这块岩石的年龄。根据最古老的岩石年龄,就可以推算出地球的年龄。目前
月球46亿年左右:
运用这个方法不但测出了地球的年龄,还测出了与地球有着共同起源的太阳系中其它天体的年龄,如月球的年龄和陨石的年龄。它们是推测地球年龄的重要参考资
地球45.6亿年
料。
根据计算地球上最古老的岩石的年龄而推算出的地球年龄至少有45.6亿年,各类陨石的年龄是45~46亿年多而从月球上取回的月岩,测出的年龄是45~46亿年。
这些数字告诉我们,由同一块太阳星云形成的地球、月求、
、
陨石的年龄极为相近。这也反过来证明:用放射性元素测定地球年龄的方法是比较准确的。
怎样把不同地质时代的地层刘分开来?
我们在仓库堆放物资的时候,总是把先搬进仓库的堆放在下面,后搬进仓库的,就堆在上面,越往后搬进仓库的,就堆放在最上面,这样才能有条不紊,秩序井然。不同地质时代的地层,按照它们原始形成的正常次序,就象仓车里堆
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放啊资一样,总是形成时代较早的地层在
这
下面,形成时代较晚的地层在上面。然而自然界是不斑变化的,强烈的地壳运澍会破坏地层的这种正常次序。例如
非正常层序
岩层经历了强烈的折皱作用后,有时会使
地层出现反常的现象,形成时代较早的地层反而覆盖在形战较晚的地层上面,给人们造成了一种假象。这对候,你如果不作具体的分析,按照般规律去划分地层,就会得出衛误的结论,爾出笑话来。
那宋,怎祥才能把不词地质时代形成的地层正确地划分开来呢?
现在一般运用放射性同位素测定年龄和古生物学方法,把不同地质时代的地层划分开来,特别是古生物学的方法,是最常用的方法。
生物的种和属在地球上的出现只有一次,绝不会重复的。恩格斯指出,地质学“不仅指出了相继形成起来和逐重叠起来的地层,并且指出了这些地层中保存體已经死绝的动物的申壳和骨胳,以及已经不再出现的植物的茎、叶和果实。必须下决心承认,不仪整个地球,而且地球今天的表面以及生活于其上的植物和动物,也都有时间上的历史。”尽管在不同的时代都可以形戒砂岩、页岩、石灰岩等地层,但保存在这些岩层里的生物化石,基不会度复的,面且较低0
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等的生物,所出现的时代总是较早。这样,我们就可以根据生物演化的规律,透过现象看本质,崩定地层的次序,把新老颠倒了的地层历史再颠倒过来。
那末是不是所有的生物化石都能把不同地质时代的地
。
层划分开来呢?不是的。因为有的生物种属生存的时间是很长的,象腕足动物中的舌形贝属,它从距今5~6亿年的寒武纪开始,一直到现在,都是这个样子,而且差不
第四纪
多在各个时代地层中都可
新
生
能发现它们的化石。象这
继三纪
样的生物化石,很难肯定它究竟是什么时候形成的,对划分地层就没有什
生
么意义了。
因此,作为划分不同地质时代地层的生物化
费动
石,要求这些种属生存的
必
时间较短,演化要快,这样
代
才有利于我们决定岩层的相对时代。另外,为了便
塞武记
于把不同地区的地层进行
股牡
生
对比,还需要这丝种属分
代
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学
布广,数量要多,容易发现,特征要明显,便于识别。具备上述这些条件的化石,地质工作者把它们称为“分层化石”。
有时候在某些地层中,找不到这种“分层化石”,那怎么办呢?碰到这种情况,地质工作者就采用生物群组合方法来划分地层。因为生物演化到某一时期,就有这一时期的生物组合特征。我们以脊椎动物化石为例,在古生代时,都是一些较低等而原始的脊椎动物,如甲胄鱼,两栖动物的坚头类,矮小的爬行动物刚开始出现;中生代则以爬行动物蜥龙类、有牙齿的鸟类、硬骨鱼、飞龙、鱼龙为主,到衙生代,它就很接近现代的脊椎动物了,这个时期以哺乳类、鸟类、小型爬行类及两栖类为主。
在无产阶级文化大革命中,东省诸城县发现了巨大的恐龙化石一鸭嘴龙和其他一些恐龙化石,它们都属于爬行动物。从生物组合特征夹看,可以肯定这些化石的地层属于中生代地层,鸭嘴龙出现在中生代的白垩纪晚期,所以可进一步确定这里的地层属于白垩纪晚期大约距今一亿年左右。
同样,各地质时代中的无脊椎动物和植物,也都有它们的组合特征,因此它们的化石都可作为我们划分地层的准则。
各地质时代地层的界线,我们可以根据岩石的组合方42
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式和地质构造特征,结合生物化石特点加以划定。
通过对地质时代地层的划分和不同地区间的地层对比,不仅可以了解地质演变历史,而且还可以掌握各种矿产形成和分布规律,多快好省地寻找祖国地下宝藏,为在本世纪内把我国建设成为一个社会主义现代化强国,提供丰富的工业原料。
地球的历史可以划分为几个主要的时代?
地球形成以后,它无时无刻不在运动、变化,不间断地问前发展着。大自然中的无机物和有机物,也是不断地在:演变,螺旋式地向前发展着。在它们演变过程中,留下了各时期的痕迹。地球同其他天体一样,也有一部大自然的巨大史册,这就是各时代的地层。为了研究地球的演化,了解各处地层所经历的时间和地质事件,有必要来划分地球历史上的地质年代。
建立地球历史年代的方法,可分为:“绝对地质年代”和“相对地质年代”两种。
当放射性元素的放射能首次被发现后,人们得到了一个比较精确地计算岩石年龄的方法。用这个方法测得的地层年代比较椎确,也很具体,所以地质工作者称它为“绝对地质年代”。但是运用放射性元紫蜕变来测算地壳岩石年
43
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龄,必须在实验室里进行,应用起来不方便,所以一般只用于生物化石出现之前的地层,或化石很稀少的地层。
y
科学工作者对古老地层应用放射性元素蜕变测定年龄,并根据地质构造、岩浆活动和岩石特征,可把地层从老到新分为:地球初期发展阶段,远太古代、太古代和元古代。这段漫长的地质历史,生物还处于发生和孕育时期,因此也可称这段地质历史为“隐生代”。
◆
隐生代以后,地球上开始出现了生物。地层中开始出现了生物化石。生物的发展总是从构造简单到复杂,从低等到高等的。它随着地球上环境的改变,在自身的发展中会出现新的飞跃,地壳运动的周期性,也影响着它发展进程中的衰败与繁荣。因此,生物的演化既有继承性又有阶段性。地层中保存着的各种生物化石,就好比为我们留下了记载地球历史的文字。根据这段“文字”记载的历史,可划分为:古生代、中生代和新生代。这里所说的“生”,主要是指古动物,所谓古、中、新是表明生物从原始类型演化到进步类型的过程。但是它不能给人们以地质年代具体时间数字,所以一般称为“相对地质年代”。
有时根据各阶段生物演化特征,人们将古生代、中生代和新生代,分别称为“无脊椎动物时代”、“爬行动物时代”和种“哺乳动物时代”。
在“代”的下面,又根据生物化石、地质构造和岩石特征44
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相对地质年:代
绝对地质代
:繁装的
地
质
时
期
距今年数
时间!
百方年)
(j年)
植物
动
第
四
纪
<2
<2
新
上新让
10
人类
第
12
中斯世
13
生
25
三
渐新世
15
40
代
始莉i世
20
纪
60
古新世
20
80
中
白
亚
纪
60
哺乳类
110
被子植物
生
供
罗纪
65
195
代
三叠
纪
35
230
登纪
50
28]
裸子植物
古
石
炭纪
70
350
泥盆纪
60
两栖炎
生
410
志
留
纪
30
鱼类
410
裸蕨植物
代
奥陶纪
6)
500
寒
武纪
100
600
元古代
上元古震王纪
光脊椎动订
1700
1000
下
菌藻类
2500
太古代
上
太古
1000
下太者
3500
逆太
古代
地球初期发展阶段
5
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等等,划分出许多次一级的地质时代。如古生代自老到新,可分为六个纪:寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和
二叠纪。中生代分为:三叠纪、侏罗纪和白垩纪。新生代分为第三纪和第四纪。这样的划分各大洲都可适用,它是现在国际上通用的地质年代单位。
地球的磁极是固定的吗?
我们居住的地球是一个大磁体,
化级
北级
它有两个磁极,一个是北磁极,位于北
她磁北极上
极附近,另一个是南磁极,位于南极附近。
地磁南北极的位置和地理南北极(地极)是不一致的。实际上,指南针不是真正指地极的南北,而是指向地
地进南
磁的南北,它们之间有一个夹角,称为
南极
“磁偏角”。在航空和航海中必须精确
地知道各地的磁偏角,以便准确地定问导航。人们在生产实践中,发现磁偏角并不是固定不变的,这说明了地磁极的位置是在不断地变化着。
地球物理工作者通过对地磁场的长期观测和研究,证明磁极是以地极为中心作周期性的变动,其变化周期约为46
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几百年。例如,日本东京现在磁偏角是正北向西偏6度,而据记载在150年前磁针偏转方向是正北向东偏3度。
在漫长的地质历史时期,地磁极又是怎样变化的呢?通过对岩层剩余磁性的研究,可以帮助我们回答这个问题。因为岩石在生成的时候,岩石中所含的铁磁性矿物,在当时地磁场作用下产生了永久磁化,把当时的地磁场方向保留下来了。我们利用精密的仪器,可以测出各种不同年龄岩石的剩余磁性,追潮出各地质时期地磁场方问,进而定出磁极位置。
人们对各地质时代的岩石作了磁极位置的测定,发现不同的地质时期磁极和地极的位置都是不一样的。磁极和地极是有规律地变化着。比如,根据我国地球物理工作者的测定,在距今2.8亿年的二叠纪时期内,北极的位置是在加拿大西岸的阿拉斯加湾的东南。按照这一测定结果,二叠纪时中国大部分地区都在赤道地带。从我国二叠纪的沉积矿产分布及其沉积物特征的情况看,当时的气候也是接近于赤道的热带气候。
人们在测定岩石的剩余磁性时,还发现有时岩石的磁化方向与现代地磁场的方向完全相反。这种现象相当普遍,并且和岩石形成的时代有关。比如在某一地质时期内岩石的磁化方向
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全是正的,面另一时期全是反的。这个事实说明地球的南北两磁极在每隔一定的时期后会发生极性的互换。即原南极变成北极;北极变成南极。这种现象称为“地磁的回返”。地磁回返可能是由于地球内部电流体系的状祝发生改变所引起的。这种情况在整个地质时翔出现了多次。如果我们同时测定这些岩石的绝对年龄,就可以知道地质历史上每次地磁转向的时间。科学工作者在这方面作了不少研究,比如在某一地区测定了300万年来各种岩石的磁性,发现在这段时期内地磁场曾发生了3次转向,即由现在至69万年以前,地磁场没有变过(称为“正询期”)。69万年~243万年以前,地磁场的方问与现代地磁场方向相反(称为“反向期);再往前至332万年前,地磁场又是正的,再往前又是反的。
由于地磁场的反转,在地层中就形成了正、反向磁带各占一定的层位,因丽可作为一种标志,用来对比和划分地层。
衙究古代地磁场的变化,对了解地球历史的演化,和寻找矿产资源等方面,都具有重要的意义。人们在研究古地磁时,发现各个地质时期的磁极的平均位置,同地理极的平均位置大体上是相符的。根据这个关系可推测和研究各地质时期的气候分带古地理的情况。而一些沉积矿产(如煤、盐类、铝土⑨等)与古气侯和古地理的分布又是紧密相
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关的。因此了解古代地磁场的变化,可以帮助我们更快更好地找矿、探矿。
另外,在研究海底地质构造方面,以及推断各地质时代中大陆块间的相对移动等问题时,古地磁资料也是一个重要的依据。由于生产上和理论上的迫切需要,近年来人们对古地磁学研究很重视,它的发展也越来越快了。
地壳是动的,还是静止的?
在南京市城南的中华门外,有个青松翠柏环绕、风光绮丽、形势险要的雨花台。它是解放前革命烈士被反动派杀害的牺牲地之一。如今,在这里建立了革命烈士陵园,每天有不少中外人士前往瞻仰,缅怀革命先烈,接受革命传统致育。
组成雨花台这些岗丘的主要物质,除了各种砂石外,还有许多大大小小颗粒浑圆,晶光发亮,五彩缤纷的卵石,谁看见了,都想捡回几颗,留作纪念。
这种卵石,我们在海滨或河边的沙滩上见着它是不奇怪的。但是,在这远离海滨的岗地上,它是从哪儿来的?这雨花台又是怎样形成的呢?
地质科学工作者曾作过科学考察,从地形看,雨花台是由40~60米高的岗地构成的,上面厚约20米处是砂砾层,
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箕土砂酥2
砂贡岩
阶池
长江下动
下面则是紫
红色砂项
岩,而且有
较大的倾斜。砂砾层中的砾石成份,主要是石英和一些变质岩、燧石、火成
雨花石
岩、砂岩和玛瑙等。有些石英质的卵
石是透明或半透明的,有些红色或带有彩色晕圈花纹的是玛瑙石,统叫做雨花石。
雨花台地区原是一个湿热的丘陵盆地,在漫长的地质年代里,它接受了长江自上游搬运来的大量堆积物,形成了雨龙台的砂砾层。以后,气候转为温和与非干早,在砂砾层上盖上了一层黄土状堆积物。在这同时,地盘上升,长江下切,原来的堆积物高出地面,形成了岗地,在地貌学上称为河流堆积阶地。
无产阶级革命导师恩格斯曾经指出:“运动是物质的存在方式。无论何时何地,都设有也不可能有没有运动的物质。”地壳也不例外,自然界的一切地质现象都反映了地壳每时每刻都处在运动和变化中。例如地震和火山爆发,这是人们能直接感觉到的一种剧烈的地壳运动,而雨花台的形成,却是长期而又缓慢的,并且是不易被人们立即感觉到的运动。这种运动是普遍存在的。
臂如,从雨花台砾石层内找到的古生物化石,经过鉴50
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定,大约已有100万年。在这期间,地壳运动使这块地盘相对地上升,平均每年仅有0.05毫米左右,这当然是一般人感党不到的。
地壳是运动的,这一认识远在公元1074年,北宋时代我国著名科学家沈括就有了。在他写的《梦溪笔谈》中,就记载着他在华北太行山东麓的崖壁间发现许多卵石和螺蚌壳化石,它们沿水平方
向排列。他推断出在古代这里曾是海滨,东边的平原本是
一片汪洋大海。面当时大海已东去千里,那东边的华北大平原是由黄河、漳河、滹沱Chūtu6)河等河流携带上游泥沙
堆积而成的。那时他已经辩证地说明了海陆变迁的地壳运动现象。
除了上面所说的这两处由于地壳运动引起的沧桑变化的例子外,
海
在自然界中我们还可以
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看到许多现象,如高山的形成、河流峡谷的深切(如长江三峡)、河流两岸阶梯状平台的分布、岩层的弯曲和破裂等等,这些现象,都是地壳运动普遍存在的客观反映。这些都证明了地壳是每时每刻都在运动着,而不是静止的。地壳过去在运动,今天它还在运动。
地壳为什么会运动?
辩证唯物兰义告诉我们,世界上不存在没有运动的物质,地壳当然也不例外。我们在前面已经介绍了地壳运动的一些现象和证据,那末,地壳为什么会运动呢?这首先要从地球的内部来找原因。
地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。地壳是地球表面的一个圈层,平均厚度有30一40公里,它是由固体的岩石组成的。地幔厚度较大,约为2900公里,目前人们只知道紧挨着地壳下面的部分也是固体的岩石,岩石圈大约有100公里厚,100公里以下至数百公里的范围内的地幔物质,不象岩石圈那样坚硬,而是呈现流动的可塑性状态,地质工作者把这一部分称为软流圈。软流圈以下的地幔物质状态现在还不清楚。
科学工作者认为,地壳的运动主要是岩石圈以下的软流圈的流动引起的。软流圈的运动,正如恩格斯在《自然辩52
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证法》中深刻指的“一切运动的基本形式都是接近和分离、收缩和膨张,一一句话,是吸和排斥这一古老的两极对立。”由于软流圈各部分物质的物理、化学性质是千差万别的,同时由于地球自转速度时快时慢,因此内部经常不断地进行调整,而这个过程又是很复杂的。简单地说,温度高、密度小的部分必然发生膨张丽向上流动,温度低、密度大的部分则会收箱并向深处流动,这两部分形成了热力对流和重力对流。当这种对流运动达到软流圈上部接近岩石圈时,便沿水平方向接近或分离,并对岩石圈施崩影响。同时,在地球自转速度变化时,由于惯性作用,地壳岩石圈和软流层粘着不牢的部分,就象乘客在汽车突然起动和紧急刹车时会前冲后仰一样,地面会出现张裂或扩压。例如,我们把一个饼一拉两,在地面上出现的这种现象叫拉张。著名的东非大裂谷就是属于拉张形成的。如果我们把一个饼一折两,这属于挤压,地层的剖面上就出现岩层背斜顶部的现象。挤压一般会造成岩层折曲,在它的顶部又会产生张裂。这种张力和挤压的运动,还可能导致地展和火山的燥发。地壳发生运动,除了它的内部因素之外,还有外部的影响。有的科学工作者认为,其他天体如月亮对地球的潮汐作用,也是引起地壳运动不可忽视的因素。但根据现在的认识和资料分析,大多数科学工作者认为,潮汐对地亮运动的影响是微不足道的。
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怎祥知道地质时期的地壳运动?
人类发展的历史只有二、三百万年,有文字记载的历史就更了,只有几于年。人们怎么能知道几亿年来地质时期的地壳运动呢?
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其实,要了解地质历史时期的地运动,也是有据可查的。我们翻开自然界形成的“石头书”,就可
以看得清清楚楚。每当一个地区的地壳发生了一次大规模运动以后,往往会使原来的海洋上升变成陆地,这时候不仅停止了沉积作用,而且会使原来水平状态的沉积岩层变为倾斜,甚至直立或倒转,形成弯曲褶皱,发生断裂。在成为陆地以后,又遭受风化剥蚀作用,此后地盘再下降,接受沉积覆盖上去的水平岩层,与下面的倾斜岩层之间,就形成了明显不一致的接触现象,这在地质构造上称为岩层不整合接触。地质工作者就是利用岩层不整合接触这一特征,来认识过去地质历史时期发生的地克运动的。
在我国的华有跑区,普
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气
遍可以看到比较晚些的泥盆
志留纪
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纪地层与下面比它早的志留
中行城
纪、奥陶纪、寒武纪地层之间是
刘蚀面
不整合接触。这就告诉我们,我国华南地区在泥盆纪与前泥
山奥陶纪
盆纪之间的地质历史时期内(距今约4亿年前),曾经有一次大规模强烈的造山褶皱运动。但在华北地区,普遍见到石炭纪中期发育的地层平行地盖在奥陶纪中期的地宏之上。在它们的中间缺少了奥陶纪早期、志留纪、泥盆纪、石炭纪屏期发育的地层,就好象一个人的履历表上,中间有很长一段时间的经历没有填上去一样。这是怎么一回事呢?原来,华北地区的地层在奥陶纪中期沉积以后,由于地壳运动,曾普遍上升,不过这一次地壳运动的程度不象华南那样剧烈,没有使岩层明显地弯曲褶皱、断裂和发生变质作用或岩浆活动。华北地区的地壳运动仅仅表现了区域性的上升和缺失沉积,造成了后来石炭纪中期发育的沉积岩层与原来的奥陶纪中期岩层形成了假整合接触。这种仅仅是大面积上升,而没有剧烈的岩层褶皱和不整合接触,称为造陆运动。
因此,造山运动和造陆运动都是地壳运动,只是表现的地区不同和程度上的差异罢了。所以,不管是造山运动或者是造陆运动,我们在野外都可以根据岩层的接触关系或缺失现象,判断和认识当时的地壳运动情况。
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地壳为什么会断裂?
人们在长期生产劳动中,发现不论是低缓的小山丘,还是陡峻高大的山脉,它的岩石都不是“天衣无缝”的,而往往是被长短不一的许多裂缝切割成大大小小的石块。不过,有的裂缝明显,使岩石碎裂成一些碎块;有的裂缝不明显,表面只是一些裂纹,需要敲打才会显露出来,还有一些儒要把岩石切成很薄的薄片,放在显微镜下,才能看见裂纹。
为什么组成地壳的岩石不是完整的一块,而是“支离被碎”的呢?
在日常劳动中,我们随时可以看见任何物体受了力的作用,它就会改变原来的形状。比如建造房屋用的钢筋,可以随着筑工人施加不同方式的力的作用,而弯曲成各种形状和角度;又如在修建铁路时,需要通过崇山峻岭,为了缩短线路,节约费用,铁路工人就用打矸爆破的办法,凿通山岩,修成隧道。由此可见,无论是使钢筋弯曲成各种形状,或是打矸爆破岩石,都使物体在受了一定的力的作用后,改变了原来的面貌。不过,由于物体的性质不同,所处的物理和化学的环境不同,以及所受到的力的大小不同等等原因,物体改变形状的表现也各不相同。
前面我们说到地壳是处在运动状态中的,运动中的物56
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体必然会产生力。因此,组成地壳的岩石受到了地壳在运动中所产生的力的作用,就会变成弯曲或断裂。一般地说,比较韧性的岩石,如薄层页岩或泥质岩石,在受力不大的情况下容易产生弯曲而变形。这在地质学上称为褶皱。比较脆性的岩右或厚层块状岩石,知花岗岩、石灰岩,受力较大时,容易发生断裂而变形。此外,接近地表的岩石,又比深埋在地下的岩石容易断裂。
地壳是由岩石组成的。岩石发生了断裂,我们能够一眼望死,而地壳的这一部分同那一部分之间的断裂,那就只有通过测绘地质图或分析地球物理勘探资料才能判断。这就说明了岩石断裂的规模有大、有小。小的象只有在显微镜下才能见到的裂纹,它延伸的距离只有几毫米;大的裂缝可以延伸几百米,以至上千公里,如我国东部著名的郯〔tān)城-一庐江大断裂带,长达500公里。1世界上还有比这更长的断裂带,我们将在后面介绍它,这里就先不讲了。
为什么环太平详地震带地震和火山最多?
地球上是不是到处都会发生大地震呢?根据历史地寝资料以及近代科学研究的分析:大地震的分布是不均匀的,它往往有规律地分布在-一些地区。在地球上地震主要集中分布在两个地带:环太平洋地震带和落马拉雅一地中海地
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震带,
太平洋东岸地震带:北起北美洲州的阿拉斯加,往东南沿拿大和美国的西海岸,经墨西哥至巴拿马,再往南到南美洲大陆西海岸的哥伦比亚、秘鲁和智利。太平洋西海岸的地震带:北自阿拉斯加向西南,沿阿留申群岛,经千岛群岛、日本群岛到我国的台湾,再往南经菲律宾、印度尼西亚至新西兰。
喜马拉雅-地海地接带西起大西洋亚速尔群岛,经地中海、希腊、土耳其、印度北部、我国西部和西南地区,过缅何至印度尼西亚与太平洋地震带相遇。
环太平洋地区.地震活动性最强,也很频繁,很多大地展都发生在这里,地甏次数占地震总数的80~90%。同时,这里又是火山分布最多的地区。全世界90%以上的活火山、都分布在环太平洋的岛弧上。太平洋四周断断续续的火山带构成了世界上有名的“火山圈”。地震和火山为什么会集中在这里呢?这得从地震产生的原因谈起。
地壳是由岩石层组成的。但地壳岩层并不象蛋壳一样是一个整体,而是有大小不等的地块紧密镶嵌在一起的缝,我们称它为断层和断裂带。而地壳又是在不断运动,缓慢变化的。地壳下面更是-·个不平静的世界一地下冒出温泉,火山喷出来岩浆,都说明地球内部是在剧烈地运动变化着。地球内部和外部的缓慢运动和变化日积月累,产生出:58
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一种巨大的力量,在某些比较薄弱的地带,例如断层附近,当地竞岩层承受不了压迫它的力量时,就会突然发生破裂和错动,象压缩的弹簧那样,一下放出积累的能量,同时激发一种向四周传播开去的地震波(地震波是通过岩石传播的,有点类似水波和声波)。当地震波传到地面时,地面就抖动起来,产生了地震。
环绕太平洋的岛屿和沿海地带,就是地壳块体之间镶嵌的断层和断裂带分布最为密集的地区,也就是地壳比较薄弱的地带,因此这里成了世界上地震和火山最多的地带。
为什么我国东部多新生代火山?
火山」,也是地壳运动的表现方式之一。它是地球深处的熔岩沿着地壳的破裂带,特别是地壳比较薄的破裂的部位喷发到地表的一种地质现象。所以那里有火山,必然和那里的地壳薄弱带有关。
我国东部在中生代时发生了“燕山运动”,新生代时发生了“喜马拉雅运动”。这两次时间比较靠近的剧烈的地壳运动,使地表发生较大的、有一定方向的(北北东)的断裂活动。这些断裂构造,有些是承袭性的长朔活动,有些则是新生的破裂,一般深度较大,直达“上地慢”。那里距地壳表面约数公里,在高温高压之下,岩石己经熔融为半流体状态
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的熔岩,这些熔岩沿着裂隙乘机溢出,当其压力十分巨大时,就形成火山喷发。
所以,如果我们门把东部新生代的火山连结起来,还能大致看出它们在一定方向上排列的现象。这就说明它和较晚地质时代发生的断裂活动有关了。
另一方面,我国东部多新生代火山的原因,则与太平洋的板块构造有关。就是说,太平洋是一个年轻的大板块,亚洲大陆是一个年老的大板块,前若向后者以俯冲方式向下插入并在移动,于是两者之间,形成一条巨大而深陷的海沟,直到上地幔。从日本、疏球群岛、我国台湾直到菲律宾
一线东侧,就是海沟。这里也就是地壳上的最薄弱地带,岩浆最容易在此突破喷溢,火山地震经常发生,我国东部自然会受到影响了。
:洲东部沿海
中国入陆
(公巴)
黄海乐海
海沟
太苹洋
海
0
50
海半板块扩张的掠界
100
150
00
50
应女松物安出岩积物翼做楼卷层西花岗岩罗得敏的
召醉椒公国图地战综始火成者
花积岩层
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为什么我国多地震?
我国是一个多地震的国家。从公元前1831年我国最早的地震记载开始,至今共有地震记载9000多次,其中六级以上的破坏性地震达800多次。仅1901年至1969年我国就有6级以上的地震476次,平均每年达6一7次之多。近年来,我国又连续发生了多次7级以上的大地震,如1966年3月河北邢台地震,1969年7月渤海湾地震,1970年1月云南通海地震,1972年1月台湾地震,1973年2月四川甘孜地震,1974年5月云南昭通地震,1975年2月辽南营口和海城地震,特别是1976年,先后在云南龙陵潞西一带、河北唐山丰南地区以及四川松潘平武地区,发生六次七级以上的大地震。
为什么我
北冰
国会发生这么
多的地震呢?
这和我国所处
的地理环境及
地质构造特点
有关。
前面说到
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在t界范内的地震主要集中分在两个地带:不太平洋单地震带和膏马拉雅一地中海地震带。我门又带把那些在…定范围内有着共同成因和内在联系的断层、褶皱等地质构造现象归为一个构造带。我国地质上有许许多多的构造带,有的相对比较稳定,有的活动比较频繁,世界范围的两个地震带,在地质上就是两个地壳运动活跃的地质构造带。
我国止处于世界两大地震带的中间,被两大地震带所包围,地壳运动十分活砾。我国东部广大地区,自1~2化年以来,受太平洋一带地壳构造运动的强烈影响,形成了北北东方向延伸的构造带,台湾山脉、大兴安岭、太行山、武夷山等主要山系,是这个构造带的隆起区;黄海、东海、东北平原、华北平原、江淮平原等是这个构造带的沉降区,因而地克运动活跃,地震活动频繁,而台湾省本身就是环太平洋地震带的一部分。我国西部和西南边界是喜马拉雅一地中海地晨带所经过的地方,它是欧亚大陆最主要的地震带,使我国广大四部及西南地区地壳活动十分活跃,形成了北西-东南方向延伸的构造带,其南端转向近似南北方向。喜马拉雅山脉利横断山脉等山系都属于这个构造带,因面地震活动强烈,而喜马拉雅山系本身就是喜马拉雅-地中海地震带的组成部分。
台湾、西藏、新疆.甘肃、青海、云南、宁夏、四川西部等省区,是我国地震活动最显著的地区,占全国地震总数的62
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哈尔4
K苍
花阳
呼和
银
西安
不
海
单发式地沿东西向构造带
连发式地延带
南北向构造带
活动方式未
]其他扭动构造节
定的地晨带
南海诸岛
80%,其次为河北、山西、陕西关中地区、1东、辽宁南部、吉林延吉地区、安徽中部、福建和东沿海及广西等省区。
解放以来,在毛主席革命路线的指引下,我国地震科研事业有了很大发展,地震科研队伍从无到有,从小到大。群别是经过无产阶级文化大革命,广大工农兵豪迈地参加了地震科研队伍,积极地开展了地震预测预防工作的群众科学实验活动,在实践中创造了许多土办法、土仪器,提供了大量有价值的科学数据。在党中央和伟大的领袖和导师毛主席的亲切关怀下,每当地震发生后,敬爱的周总理生前曾多次亲临震区,慰问震区人民并指挥救灾;1976年唐
【和丰衔地区发生地震后,华国锋总理也与中央领导同志
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立:即奔赴震区,亲自慰问震区人民并指挥救灾。这都给予了震区人民莫大的鼓舞,而王张江姚“四人帮”对此百般地干扰与破坏,激起了震区人民无比愤恨。在这鲜明的对比下,更加激发了震区人民的头志,他们坚持以阶级斗争为纲,发扬人定胜天的革命精神,采取了有力的预防措施,大大减轮了伤亡和损失。这些事实生动地体现了我国社会主义制度的优越性。
我国是一个多地震的国家,这些自然灾害虽然对社:会主义革命和建设带来一定的破坏作用,但并不足畏惧。我国人民在马列主义、毛泽东思想指下,掌握了科学道理,现在已能准确地预报地震,将来一定能控制地震,并且还要利用地展的能源为人类服务。
为什么地震时会出现地裂缝?
强烈的地震发生时,地面会出现一些破环现象。例如,有些地方出现地表局部变形,地面出现裂缝等现象。地震时地面上出现地裂缝是怎么一回事呢?
我们先从日常生活中所接触到的现象看吧!比如拿一根竹竿用力使之弯曲,当弯曲到一定程度时,竹竿就发生裂缝如果再用劲,就会沿裂缝折断。所以,地面出现裂缝,主要是由于靠近地表的土层、岩石,在地震时受到力的作用。64
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这种力,有三种情况:即挤压力、伸张力、旋扭力。裂缝就是由某一种力或一种以上的力作用的结果。
在“些地裂缝分布的地区,我们有时可以看到地面土层被挤得拱起,成为“鼓包”。这就清楚证明,这里的地表、十层、岩石受到了挤压。还有一些地裂缝上留下了被撕裂成两半的树干。这证明是由于地表受到张力作用而形成的。有的地裂缝上还可以看到上下、左右、前后错开:有的乎行斜列如大雁成行,有的相错如锯齿;有的交叉成格子,但都是按一定方向有规律分布的。这证明了是由于两种不同方问的力,对地面土层、岩石产生旋扭作用的结果。
一般地震越强烈,地面上出现的裂缝越多、越长、越宽、越深。而且地裂缝往往有规律地出现在潮湿疏松的土层或地形陡峻的山坡。因为疏松的土层容易分崩离析,在地形陡峭的山坡,一些有裂隙的岩石由于重力位置很高,本身不够稳定,经不起大地震的抖动,于是地裂缝就容易发生。
有人担心,以为地裂缝会张得很大,深不可测,以致使
整个城镇村落都陷下去。其实,这根本是不可能的事。天坍不下来,地也陷不下去。根据丰富的地震资
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料,比较长的地裂缝可以断续延伸达几公里,但宽度一般只有儿厘米到几十厘米,1~2米宽的裂缝就少见了。至于裂缝的深度,一般也只有几十厘米,1~2米深的裂缝就算是相当深了。所以,象这样大小的裂缝,一座房子都掉不进去,更何况城镇和村落呢。但是地裂缝可穿越房屋或水坝等工程建筑,使房屋及各种工程建筑开裂,造成破坏和损尖。所以在地震区的房屋和建筑必须考虑抗震措施。
一次人地震的发生,常是一个主要的断层在活动。世界上的地度,特别是大地震的发生,有的是由于老断层的再次错动;有的则由于新断层的产生。这些断层有的在地面上看不见;有的则在地面上有所反映。譬如1933年四川迭溪大地震,在震中区附近的山上就产生了一条上下错动很明显的断层,形成了陡销的绝壁。但这种现象并不是所有的地震区都能见到的。
为什么地震和天象有关系?
在我国有些地震区,人们发现地震常常发生在农历朔(初一)、望(十五)前后。如河北邢台在1966年3月8日发生的6.8级地震和3月22日发生的7.2级大地震,前一次是农厅.二月七。后-一次则是农历三月初一。在历史上也有类似的情况,如1679华9月2日平谷一三河大地震,发生在
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农历七月廿八。据有人统计,西太平洋区19091944年有58%的地震是发生在朔、望期前后。
为什么有些地
震发生在朔、望期前后呢?这种现象并不是偶然的巧合,而是有一定科学道理的。经地震和天文工作者研究,认为这和朔、望期时,太阳、月亮对地球的引力作用最大有关系。
我们知道,地球本身也可以说是一个弹性体,当它受到太阳、月亮的引力作用时,会产生微弱的拉伸变形,使固体的地壳发生和海水涨潮、落潮类似的变化,形成所谓“面体潮”。初一(朔)、十五(望)时,太、月亮、地球恰好排成一条直线,这时太阳和月亮对地球的引力也最大。这种力的作用虽然很微小,但在地壳已临近断裂的部分,在这种微小的外来引力的作用下,也可以使之触发而产生断裂,造成地震。毛主席教导我们:“事物发展的根本原因,不是在事物的
外部而是在事
物的内部,在
力
于事物内部的
月球
内地找
茅盾性。”当然
地笑
閩体潮
发生地震的最
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根本的原因,还在于那里地壳岩层的内部构造是否已具备了这种被触发的条件。从这里也可以知道,在一定条件下,朔、望期虽易触发地震,但也并不是初一、十五一定会发生地震,事实上有许多地震也并不是发生在初一、十五的。
此外,人们还发现地震与太阳子活动也有关系。当太阳黑子活动最大时,大地震就相应增多。有些人认为,这是由于太阳黑子的活动能直接影响地球上的气压和电磁场发生改变,引起地壳内应力分布也发生改变,这种变化可能地震有一定的触发作用。目前有些地震工作者,利用太1黑子活动11年为周期的特点来预测地震。
以上这些都说明天象与地震有一定的关系。我国的天文工作者正在积极配合地震研究工作,利用天象的变化来进行地震预报。
为什么从海水的含盐量能算出海并的年龄?
海洋里的水又威又苦,这是因为海水中含有大量的盐分。据统计,现代大洋中海水的平均含盐度达到千分之三
十五,因此,海水既不能饮用,又不能用来灌溉农田,可是它为人有狮制食盐和提取化学产品,却提供了取之不尽的料。那木,现代大洋海水含盐量是不是自古以来就是这么多68
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的呢?这些盐类又是从哪里来的呢?
经过人们对大自然长期观察和研究的结果表明,最古老的
大洋海水含盐量本来很少,而是后来逐渐增多的。关于盐类的来源,有许多假说,但一般认为,一部分是从地壳深部以气体的形式放出到地表上来的。例如意大利和冰岛的火山喷发时,喷出的气体中氯化钠蒸汽就占全部升华物的
50.29~76.01%。另外,还有原生的火成岩,因为它是由许多矿物组成,其中所含的钠元素,经过风化作用,变成了极易溶解的化合物,通过地表水和地下水的搬运,流入海洋中。海水经过太阳的烘烤,水分逐渐被蒸发,而盐类却被留在海洋中。这样,海洋里的盐分,也就积月累,逐年增加。
因此,我们根据大洋的含盐量是随时间的推进而逐渐增大的规律,就可以用下列公式来计算海洋的年龄:
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海水中含盐的总量
每年游水中盐的增加量海洋的华龄
海水舍盐的总量,可以用海洋的总体积乘单位体积中的含盐量而得出。至于每年增加量,如果它都是从陆地上通过河流的搬运而来的,揶末,我们可以在各主要河流的河门设置仪器,分别量出各条河流每年携带到海洋中盐类的增加量。根据人!计算结果、现代海洋中海水含盐总量约为14130万亿吨,而河流每年带到海洋中的盐类约为1.58亿吨。把两个数字代入前面的公式,湖得出海洋的年龄大约为8943万年。
毛席教导我们:“世界上的事情是复杂的,是由各方面的因素决定的。看问题要从各方面去看,不能只从单方面看。”在计算中,对于每年海水中盐类的增加量,可在各主要的河口设橙仪器进行计算。可是还有一部分钠盐是由风从沙漠或火区等地携带来的,或者是由海底火山作用面形成的。何况海洋里的盐分,并不是永远在固定增加着,如当海水产生波浪时,经常飞溅出来,盐粒被风“吹干”带离海洋。此外海洋里的海水原来就已含有一些盐类。还有地壳经过最的一次大规模造山运动(即喜马拉雅运动)之后,陆地的面积比过去要大得多,海洋总体积比起过去大大缩小了。陆地上的风化侵蚀作用也比过去地质年代要大得多,现代海洋的沉积率比地史上的好多时代都要大。据70
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约略的估计,现代的侵蚀率要超过过去平均侵蚀率至少在10倍以上。因此,应用上面公式计算得出的海洋年龄也应扩大10倍以上。
总之,当运用海水含盐量计算海洋年龄时,必须坚持运用辩证唯物主义和历史唯物主义观点,考虑到自然界-一切事物都处于变化和发展中,是受到各方面因素所制约的。只有这样才能得出比较接近客观实际的结论。
为什么能知道地质时代海陆分布的情况?
当我门打开中国各地质时代古地理图时,可以看出各地质时代的海陆分布的范围、海岸线的位置、滨海三角洲的形态,以及海洋中的浅海区和深海区等等。在古陆上,还指明哪些地区是山地、哪些地区是山间盆地“。人们不禁要问,这些海陆分布情祝,到底是怎样画出来的?有什么根据呢?
地质工作者编制这些古地理图,绝不是凭空想象出来的,而是通过对各地质时代的古生物、岩石,地质构造等,进行了详细的科学分析后,编绘出来的。
由于地质时代中的生物和地质作用所形成的物质记录,如化石、地层结构等,与现代有许多相似的地方,人们就可以根据和运用现代沉积物和生物与环境的关系,去分析
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和推测地质时代的宫然地理环境。
举例来说,当我们分析我国南部各地泥盆纪晚期的古生:物地层资料时,发现在西、湖南一带,都有腕足动物等化石,而现代的腕足动物仅生活在海洋中,这就说明当时这些地区是海洋环境。但是在四、贵州大部分地区,南面的云开山地等地区,没有发现泥盆纪晚期所形成的岩层,显然,这些地区当时是处于陆地状况。在闽西、赣南等地和苏南、皖南一部分,这个时期的岩层里面却含有陆生植物化石,说明这些地区是处于陆地上的盆地或凹地的环境。在汇西、湖南和广东交界的泥盆纪晚期的地层中,找到了海生腕足动物与陆生石松植物化石互生,并有沉积于海滨或离海岸不远地方的鲕〔é〕状赤铁矿。根据这些情况,可以知道这些地区在当时是处于滨海的海湾或岛海环境。
整个泥盆纪晚期,经历了千万年以上的时间。在这样漫长的时间内,海岸线也不断在变化中。如果把整个泥盆纪晚期的海岸线看成是不变的、固定的,那就不对了。所以,古地理图上的海岸线,只代表某一时期的相对位置,-一般以当时最大的海侵时的海岸线为准。
分析各地质时代海陆分布情况,能帮助我们顺利地找矿探矿。因为许多有用的沉积矿产,如铁、锰、磷、石油、煤、铝土矿以及各种盐类等,它们形成的条件和分布规律都是严格地受当时自然地理环境所控制的。如海相沉积铁矿,72
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铁质主要是从陆地上经河流搬运过来的,常常沉积在河口附近的海盆地中。如果要在我国南部寻找泥盆纪晚期的铁矿,就立该在这个时期的古陆边缘寻找。从我国广大群众的报矿和地质人员野外工作结果表明,在湖南的汝城、茶陵、宁乡和石门一带,确有铁矿存在。又如在我国石油地质战线上,通过古地理图的编制和分析工作,陆续发现和扩大了许多新的油田,为社会主义革命和社会主义建设作出了贡献,增添了力量。
为什么根据生物化石能知道当时海洋的深浅?
古代生物已经变成化石,人们对于它们过去的生活环境是无法直接看到的。那末,根据化石为什么可以判断当时海洋的深浅呢?
到过南京附近栖霞山的人,如果对山上的石灰岩进行较详细的观察,可以在深灰色的石灰岩中,找到种类和个体都很丰富的生物化石,如群体珊瑚、腕足动物、苔藓虫、䗴类等。这些生物都是海生的,特别是群体珊瑚,在20~40米深度以内,水温在摄氏20度左右的地带发育最好,一般水深不能超过100米。根据珊瑚生活的特性,说明了当时这里的海洋较浅,光线充足,温度较高,推断当时栖霞山地区是浅海区,海水深度不超过100~200米。
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由此可见,应用“洛今论古”的现实主义的方法,推测古代生物生活的环境,可用来判断海洋的深浅。比如海生:藻类、它们是典型的浅水植物。它们的生存是借光合作用来制造养料的。我们在地层中找到海藻化石,这可说明当时这里的海水不超过50米。如果在某一岩层的石英砂岩中,发现含有贝壳较厚,大小很均匀的腕足动
现在是高山
物醉片,这些特点说
脆足类化:
明这里曾是海洋的滨海带。这个地带海浪
珊瑚化行
较大,经常受到波浪
烷类化:
冲击,机械破坏作用很显若。
苔藓虫化石