“探究式科普丛书”是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
本书为其中一册《大自然的礼物(岩石和矿物质)》,由林静编著。
岩石是天然产出的具有稳定外形的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成,是构成地壳和上地幔的物质基础。《大自然的礼物(岩石和矿物质)》从岩石和矿物质的成因说起,揭秘它的形成过程,并对它的性质、种类、应用等都一一作了介绍。
《大自然的礼物(岩石和矿物质)》由林静编著。
对于我们人类来说,岩石并不陌生。当人类进化到新石器时代时,我们的祖先就开始用石头作为生产生活的工具,与大自然作斗争,科研人员在考古中发现大量存在于那个时代的石器。由此可见,从新石器时代开始,人类就已经开始认识和利用岩石了。
岩石,是地球的重要组成部分。高山上有岩石,小河中也有岩石,在路旁我们也能看到岩石,岩石在地球上几乎是无所不在。岩石是由矿物组成的,少数岩石只由一种矿物组成,但大部分岩石都是由多种矿物聚集而成的。虽然我们看到的岩石是千奇百怪的,但它是地球馈赠给人类最精美的物品。
1.地球上最古老的岩石
地球上最古老的岩石是火成岩,这些岩石由于受到强烈的变质作用,已转变为含绿泥石和角闪石的变质岩,因此我们称之为绿岩。1973年在西格陵兰,发现了同位素年龄约38亿年的花岗片麻岩。1979年,测定南非波波林带中部的片麻岩年龄约39亿年左右。
在加拿大发现的阿卡斯卡片麻岩,是保存比较完好的古老地球表面的一部分。通过放射方法测定,阿卡斯卡片麻岩有将近40亿年的年龄,也说明某些大陆物质,在地球形成之后几亿年的时间里,就已经存在了。
近来科学家在澳大利亚西南部,发现了一批最古老的岩石,根据其中所含的锆石矿物晶体的同位素分析结果,表明它们的“年龄”约为43亿~44亿岁,是迄今地球上发现的最古老的岩石样本,根据这一发现可以推断,这些岩石形成时,地球上已经有了大陆和海洋。而地球的圈层分异,在距今44亿年前,可能就已经完成了。
目前在中国境内发现的最古老岩石,是冀东地区的花岗片麻岩,其中包体的岩石年龄约为35亿年。我们发射的“嫦娥一号”月球探测卫星,于2007年11月21日获取了一幅危海与丰富海东部的月陆图像,高差3000~4000米。月陆是月球上最古老的单元,形成年龄比地球上最古老的岩石(约38亿年)和月海玄武岩(3l亿~39亿年)都要老,多达42~43亿年。
2.岩石与生命的起源
在前面我们已经说过,冀东地区的花岗片麻岩,是目前中国发现的最古老的岩石,其中有些岩石的年龄约为35亿年。澳大利亚微生物化石群发现于含层状叠层石中,通常认为,叠层石是蓝藻存在的依据。如果在35亿年前就已经出现蓝藻,则说明释氧的光合作用早就开始了,这便引出一个问题:为什么直到20亿年前,大气圈才积累自由氧呢7从35亿年前到20亿年前,中间相隔15亿年之久,为什么氧的积累如此缓慢?对于这一问题说法各不相同。例如近年来已经发现,叠层石也可能完全由光合细菌建造,或甚至由非光合细菌建造。
根据有关部门的统计,在澳大利亚、北美和南非3个不同大陆的11个地点,发现了太古宙叠层石,其年龄都在25亿年以上。晚元古代,是地史上叠层石最繁盛的时期,其分布广泛、形态多样。后来生物出现以后,叠层石骤然衰落。寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限。泥盆纪以后,叠层石只是残存。现代海相叠层石,只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区特殊环境中。
据天文学家估计,月球表面溅落有8百万吨的地球岩石碎片,采集和研究这些岩石碎片,极有可能为争论已久的地球和生命起源之谜找到正确的答案。
据推算,地球表面的岩石,不超过39亿年历史,而且经历了风雨侵蚀和大陆漂移后,原先的岩石结构发生了巨大变化,这是造成对地球生命起源之争无定论的原因之一。然而,月球上的情况却大不一样。自月球诞生以来,唯有行星“光顾”过,至今仍保持一片“净土”。太阳系形成后,彗星和小行星撞击地球、火星和金星的事件不断发生。比如,发生在约29亿年前的“晚近的重撞击”陨石事件。
西雅图华盛顿大学的约翰·阿姆斯壮教授打比喻说,月球见证了所有发生的一切陨石碰撞事件。P2-5
科技进步是人类文明发展的原动力。回眸人类文明的每一次重大进步无不与科技的重大突破紧密相连。三次科技革命,更是使人类文明发生了彻底改变。我们不得不赞叹科技,它犹如魔法师手中的魔杖,使人类插上了想象的翅膀,将人类从头到脚都武装起来。望远镜的发明让人类视觉得到了延伸,使“千里眼”不再是神话故事中的虚拟人物;电话是人类听觉的“顺风耳”,它让即使远隔重洋的亲人也能像就在面前一样述说家长里短;汽车、飞机等交通工具是人类脚步的延伸,日行千里、日行万里不再是人类遥不可及的梦想;计算机是人脑的延伸,当人的智慧得到延伸的时候,人的创造力被无限放大;互联网技术的深入发展更是推动了人类文明的巨大进步,改变了人类的生活方式……
科技的发展不但在物质上推动着人类文明的进步,同时在人类的意识形态上也彻底改变了人们对世界的认识,不断形成新的、更加科学的世界观。哥白尼提出的日心说推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说,地球不再是宇宙的中心。而这仅仅是人类世界观的一个变化,诸如此类的认识变化实在太多了。
今天我们在全社会倡导建设社会主义精神文明,社会主义精神文明建设的核心内容是科学的世界观、为人民服务的人生观及集体主义的价值观。科学的世界观是最为基本的出发点。如果没有正确的科学思想来指导行为,就难免会走弯路,所以科学知识的宣传和普及是精神文明建设的最根本的环节。
英国哲学家弗兰西斯·培根曾经说过:“知识的力量不仅取决于其本身的价值大小,更取决于它是否被传播以及被传播的深度和广度。”
我们说的科普是指采用读者比较容易理解、接受和参与的方式,普及自然科学和社会科学知识,传播科学思想,弘扬科学精神,倡导科学方法,推动科学技术的应用。这对于广大读者来说,可以了解一定的科学知识,有利于树立正确的世界观、人生观和价值观。对于科技工作者和文化工作者来说,在全社会开展科普知识教育是参与建设社会主义文化的重要渠道。
我们知道,中国是一个拥有5000多年悠久历史的文明古国,虽然曾经在科技上长时间走在世界的前列,取得了许多举世瞩目的科技成果,但是由于长期的封建思想统治,广大民众的科学意识比较单薄。所以在我国民众中开展广泛的科学技术普及教育具有特别重要的意义。
科普的形式是多种多样的,譬如建科技馆、自然博物馆,举办各种科技讲座等,但是相对来说,图书出版无疑是所有科普活动中最为重要和易于实施的途径。有关科普教育和科普读物出版发行工作,多年来得到中央和地方各级党和政府部门以及相关社会团体的广泛支持。2002年6月29日,《中华人民共和国科学技术普及法》正式颁布实施,标志着我国科普事业进入法制化的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动,中国科协决定从2005年起,将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。2003年以来,为支持老少边穷地区文化事业发展,由文化部、财政部共同实施送书下乡工程。2009年2月,中国科协等单位五年内在全国城乡建千所科普图书室的活动举行了启动仪式。2003年以来,由民政部、中央文明办、文化部、新闻出版总署、国家广电总局、中国作家协会联合举办的“万家社区图书室援建和万家社区读书活动”,已经援建城乡社区图书室16.2万个,援建图书5600万册,其中三分之二以上为科普图书,约3.5亿城乡居民从中受益,对广大社区居民的科技普及起到了一定作用,提升广大社区居民的科技素质。
为了帮助广大读者特别是青少年读者系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学方面的基础知识,用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学的能力,中国社会出版社按照国家确定的学生科普知识标准,编辑出版了《探究式科普丛书》。
该套丛书是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
党的十七届六中全会通过的《中共中央关于深化文化体制改革推动社会主义文化大发展大繁荣若干重大问题的决定》,为我们描绘了一幅社会主义文化建设的宏伟蓝图。我相信这套科普图书的出版必将在一定程度上满足广大读者对科普知识的全面需求,为读者树立科学的世界观打下一定的基础。
是为序。
(全国人大常委会副委员长、民革中央主席)