人与自然 系列丛书-第4节
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
有机碳，也就是将太阳能转化成了生物化学能，而这种生物化学能除了供生物体活动外，剩余的都在生物体死后，进入了岩石圈中，并通过地壳变动，储存于深深的地表下，如煤和石油中的能量，就是生物体几亿年前储存下来的。
可以说，地球现在的这种形态、面貌和环境，是地球与生命一起塑造的。
地球与生命在46亿年中一直进行着共同作业，这种作业也正是生命之星——地球进化的动力之一。
地球形状变化之谜
人类正确地认识所居住的这个星球的形状，经历了漫长的时间，也付出了巨大的代价。远古时代，人们用“天圆地方”来解释我们周围世界。随着生产力和科学技术的不断发展，人类逐渐认识地球的基本形状。通过海上航行，对月蚀和日蚀的研究，以至人类第一次环球航行探险的成功，人们最后证实了地球是个球体。可是，只是到了科学技术高度发展的今天，由于人类地球卫星的发射成功，使人类有可能从几十万公里的宇宙空间观测地球，于是人类对地球的形状才有了精确的概念。
现在已经明白，地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的球体。因此，它并非人们一般所认识的那样具有正圆形状的球体。事实上，从地心到两极的半径比地心到赤道的半径短一些，所以地球是个扁球体。1971年，国际大地测量和地球物理协会决定采用以下数据：赤道半径（长半径）为6378。160公里；极半径（短半径）为6356。775公里。
尽管扁率很小，可它对人造卫星的轨道的变化却有着极其灵敏的影响。
人类对地球的认识或许到此为止了吧？不，通过近年来人造卫星的观测发现，地球也不是以赤道平面为对称平面的扁球体，而是北半球较细、较长些，南半球较粗、较短些。地球的北极半径比南极半径（均以海平面为准）长40米左右。这样一来人们终于确认：地球是个不规则的扁球体，还有点像梨状体。
对地球形状的科学认识有些什么意义呢？首先，由此人们明白了正是由于地球是个不透明的球体，使得在同一时刻太阳只能照亮半个地球，产生了地球上的昼夜之分。同时，地球的形状又使地球上太阳光线照射的角度有规律地由赤道向两极逐渐减小，造成地球上所接受的太阳光和热按从低纬度到高纬度逐渐递减，形成了地球上的热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带等五带。而且，对地球形状的精确认识，对于现代化的航空、航海，对于现代通讯，以至于人类征服宇宙空间的宇宙航行都有着极为重要的意义，因为它为这些航行提供了许多准确可靠的数据。
然而，从微观上看，地球的形状和大小是在不断变化着的。
地球是个没有生命的东西，照说没有生命的东西大概不会有大小的变化吧？可是，事实并不是这样，譬如：我国长江口的崇明岛就是从水里长出来的——由江水所挟带的泥沙淤积而成；上海，这个建筑着高楼大厦的都市，在若干万年前，也不过是鱼类悠游的地方。地球显然没有生命，但是它却一刻也没有停止过变化。它究竟是在变大，还是变小呢？目前，说法还不一致。
有人说，地球是从太阳里分裂出来的。起初也是一团炽热的熔体，经过长时期的冷凝后，就收缩成有硬壳的地球了，因此地球是在缩校并且科学家对阿尔卑斯山作了调查研究后，推断地球的半径比两亿多年前（即阿尔卑斯山开始形成时）缩短了两公里；也就是说，地球的半径每年缩短了1％毫米。
又有人说，根据阿尔卑斯山的情况，还不能给整个地球的发展作出结论，地球的形状和大小的变化是复杂的，譬如现在发现沿赤道——地球的半径有加长的现象。
另外有些人说，地球是由宇宙尘埃积聚起来的。这种尘埃还在继续向地球上聚集，譬如经常有陨石落到地球上来。据科学家估计，一昼夜间进入地球大气中的宇宙尘埃，约有10万吨之多；而地球上大气层的物质也在不断地向宇宙太空散失，不过这一数量非常微校地球究竟是在长大，还是在缩小，目前，这还是一个谜。因为这个问题非常复杂。不过，不论哪一种看法，都证明地球的形状和大小都是在不断地变化。
影响地球自转均匀性之谜
400多年前，哥白尼根据物体相对运动的道理，靠观测日月星辰东升西没的视运动现象，向“天动地静”的旧观念提出了挑战。但当时哥白尼的学说还只是假说，“是天动还是地动”的争论并未见分晓，是后世的科学家相继提供证据，“假说”才取得最后胜利。
首先，地球本身的椭球体形状，就是它自转运动的证据。作圆周运动的物体具有“离心”的趋势，因此地球上的物质有向赤道方向移动的趋势，所以地球的两极应该扁平，赤道应该突出。这个问题最早由牛顿想到，实测结果证实地球确是椭球体。假若地球停止了自转，赤道附近的海水将大量涌向两极。
再一证据是不同纬度上的重力不一样，极地较大，赤道较校地球自转线速度随纬度的减低而增大，由此所产生的惯性离心力也随纬度的减低而增大，这样，一部分重力被惯性离心力所抵消。另外，又由于地球是椭球体，纬度越低，距地心越远，因而重力也越校极地海平面的重力与赤道海平面的重力两者成190与189之比，就是说某一物体在极地重量是190公斤，拿到赤道上就是189公斤了。
第三个证据是落体扁东。因为当物体从高处降落时，由于惯性，仍保持它原来随地球向东自转时的速度，而高处的速度比低处稍大，物体便沿着抛物线偏东降落。曾有人从矿井口丢下物体，落到85米深的井底偏东11毫米。
验证地球自转最生动的试验是傅科摆。1851年，法国物理学家傅科悬吊起一只又长又重的大摆，使其自由摆动，从而让观众清楚地看到地球确实在转动。这是因为单摆如无外力干扰，摆动方向保持不变。设想在北极地区有一只自由摆动着的单摆，地球沿逆时针方向转动，摆仍保持其原来摆动的方向。我们站在单摆下，并不感到地球转动，反而觉得摆按顺时针不断改变方向，每小时可改变15度角。在其他地方，摆每小时改变的角度则与其所处地理纬度的正弦值成正比。例如北京是北纬40度，傅科摆每小时改变的角度便是9。6度。
那么，地球是不是均衡地绕着自己的轴在旋转，每24小时旋转一周呢？
多少世纪以来，人们从未对这一点产生过什么怀疑。
可是真没想到，地球“欺骗”了人们，而且“欺骗”了从古以来许许多多天文学家。地球并不是那么老老实实地按照均匀速度自转的，在一年内，它有时快有时慢，在几十年内，有几年会突然转得快些，而在另一个几年内，却又慢了下来，好像地球也有高兴和不高兴的时候，高兴的时候，它加快了步伐，不高兴的时候，就走得慢一点。
地球这个怪脾气是怎样被发现的呢？
原来，世界各地的天文台，都有一种走得十分正确的石英钟，这种石英钟放在天文台特设的地下室里，那里一点风、一点声音都不让进去，里面的温度也不让有一点儿变化，以免影响石英钟的正确性。石英钟在清静的地下室里，一心一意、一天又一天地计算着地球自转一周的时间。
天文学家从来没有对石英钟的工作正确性发生什么怀疑。
不料，石英钟却开起玩笑来了。首先是德国波茨坦测地研究所的天文学家发现了这一点。他们发现石英钟在秋天忽然慢了下来。到了冬天的时候又恢复正常；一到春天又突然快起来，而到了夏天却又是走得很正确。
这种变化当然是微小，但习惯跟数字打交道的天文学家，却不肯放过这看来微不足道的变化。他们怀疑起石英钟的工作正确性来。
这种发现，不断从世界各个著名的天文台传了出来。法国的巴黎报时台、美国的华盛顿报时台、英国的格林威治天文台、前苏联的天文台，都发现自己地下室里的石英钟，有不正常的“调皮行为”：秋天走得慢一些，春天走得快一些。
难道世界上所有的石英钟都会产生同样的毛病？不会！于是，天文学家从另一方面去怀疑：不是石英钟在“调皮”，而是我们地球本身在“调皮”，不是石英钟在秋天走得慢，春天走得快，而是地球在秋天转得快，春天转得慢！
现在已经真相大白，地球的转动是不均匀的！它在八月间转得最快，而在三四月间转得最慢。地球的自转运动不仅在一年中是不均匀的，在许多世纪的过程中也是不均匀的。在最近两千年来，每过100年，一昼夜就要加长0。002秒钟。而且，每过几十年，地球还会来一个“跳动”，再有几年转得快，有几年又转得慢。
地球为什么会产生这种“调皮行为”呢？
科学家们孜孜不倦地找寻原因，提出许多见解来：有人认为这与南极有关。南极的巨大冰河，现在正在慢慢融化，就是说，南极大陆的冰块在减少，南极大陆的重量在减轻。这样，地球失去了平衡，影响了自转速度。
有人认为与月亮有关。月亮能引起地球上海水的涨落，这种涨落是和地球旋转的方向相反的，这样就使地球的自转速度逐渐变慢。
最新的解释，也是最有趣的解释是：阻碍地球正确运动的是季节风。英国的科学家杰福利斯计算过：每年冬天从海洋吹到大陆上，夏天又从大陆流向海洋的空气（就是风），重量大得难以相信，竟有300，000，000，000，000吨！这么大重量的空气，从一处移到另一处，过一阵儿，又从另一处移回来。这样地球的重心就起了变化，地球的轴发生了变动，结果旋转速度也就时快时慢。
影响地球自转均匀性的原因究竟是什么，天文学家还在探索中。。地球在一年中的变迁之谜古希腊学者亚里士多德曾说过：“地球变化同我们短暂的生命相比，是很缓慢的，因此简直注意不到它的变化。”但是，随着科学的发展，地球跳动的“脉搏”，地球上的“新陈代谢”，已逐渐被人察觉。
有人测出，地球已在“发胖”，一年之中，地球直径伸长了5毫米。又有人测出，地球正在放慢速度，它的自转减速了。致使地球上一昼夜的时间增长了百万分之五秒至百万分之十四秒。
地球一年绕太阳走了96，000万公里。在面对太阳的情况下，吸收了14×1018千瓦小时的能量，或者说，地球在一年中从太阳中吸收了相当于17亿吨煤的热量，可惜这些能量只被人应用了极少一部分。
每年从宇宙落到地球上的陨石有36，000～72，000亿块。尽管这些“天外来客”在长途旅行中，损耗极大，但以每块平均一毫克计，也有3600～7200吨之巨。
地球的面积是51，000万平方公里，每年降落到这块土地上的雨量约511，000立方公里，即5。1×1014吨，这相当于地壳上陆地水和陆地冰的总重量。显然，在地壳上每年蒸发掉的水也有这么多，才能保持平衡，循环不息。其中90％，即约46万立方公里的水是由海洋蒸发的。
地球上空每秒钟发生100次闪电，按此计算，一年发生315，360万次，而每次闪电可把空气中的氮转化为氮肥，相当于80公斤。这样，一年由于闪电制造的氮肥，落到地面上，约有43，800万吨之多。
闪电的速度在每秒160～1600公里之间。当雷电达到地面时，速度可达每秒14万公里，即接近于光速的一半。观察闪电的长短视地区和可见度而变化。在山区，当云层很低时，人们看到的闪电不到91米长；在平原，当云层很高时，可以看到6公里长的闪电。人们所能看见的闪电可长达32公里。闪电轨迹很窄，可能只有1厘米左右。
估计地球上每年能测到500万次大小地震，其中5万次人能够感觉到，约1000次会造成破坏。根据1977年规定的新的震级计算，1960年5月22日，在智利莱布发生的一次地震，震级达到9。5级，这是世界上最大的一次地震。引起物质损失最大的一次地震是1923年9月，发生在日本关东平原的8。2级大地震，震中位于北纬35°15′，东经139°30′。这次地震时，相模湾大规模上升，并在海底发生巨大错裂，最大垂直位移达100米。不仅关东的东南地区上升，而且同时西北地区下沉，最大沉降达1。6米。最后相模湾海底下陷了400米。在这次地震中死亡和失踪的官方数字是142807人。从东京到横滨，575000间住房遭到地震毁坏。
地球上已知的活火山总数为455座，外加海底活火山�
