《人类的家乡--地球》由李凤麟、冯钟燕、厉大亮所著,地壳经历了几十亿年的演化发展,书中辟专章(第四章)论述。至于促成演化发展的地质动力或地质作用,大致可分为内力和外力两种。内力在本书第三章内加以讨论,其内容包括成矿作用(矿产资源的形成)、火山与岩浆作用、变质作用、地震、构造运动、板块构造和造山活动等。外力是造成现代地表种种形态(即地貌)的成因。外力地质作用将在本丛书的另一册(《人类生存的环境》)中作详细介绍。
本书最后一部分概略地阐述了地质科学的现状和前景,并着重讨论了当前人们关注的资源问题和环境问题。
《人类的家乡--地球》由李凤麟、冯钟燕、厉大亮所著,《人类的家乡--地球》是《中小学自然科普丛书》中的一册,根据编写分工介绍地球的一个重要部分,即固体地球,也就是地球外壳,平常人们称之为地壳。它不包括地表的水圈和大气圈。本书内容大部分局限于地壳(约5万米厚),因为人们对地壳已经了解得相当深入了,而对地壳以下的深部状况,则知道得还不够多。
茫茫宇宙无边无际,人们难以想像。人们亲身体验到的众多事物都是有限的,而宇宙却是无限的。宇宙中有着大大小小的不同规模和不同状态的天体,小到宇宙尘埃,大到半径比太阳大1800余倍的恒星。所有天体在宇宙中的分布,绝非杂乱无章,而是组成大小、形状、数目都差异极大的星系。现在能观测到的星系大约有2000万个,如果观测精度能再提高,则其数目还会增加,估计可能在10亿个以上。我们人类就生活在一个叫做银河系的星系中的一颗体积不太大的行星——地球上面。宇宙距离我们的生活既遥远又亲近。亲近指的是我们所在的地球正是宇宙中极渺小的一部分,遥远指的是宇宙太大了,除了地球之外,我们人类距离宇宙中的各种大小星体又都是那么遥远。
还应该补充一点的是,宇宙可能是无始无终的。它的历史到底有多么久远,至今也没有定论。大爆炸理论认为宇宙大约起源于100亿到200亿年前。但宇宙是永远膨胀下去,还是停止膨胀或者再逐渐收缩,却没有人提出更详尽的说明。反正宇宙对我们来说太遥远了,宇宙中的一员——地球却是我们人类的存身之地。让我们把视线从遥远的宇宙逐渐收回到我们的身边吧!
夏夜晴空一条银河纵贯夜空,它就是由1000多亿颗恒星组成的银河系。中国民间有“七月七牛郎会织女”的神话传说,传说中的银河正是古人用肉眼所看到的银河系。“牛郎”和“织女”是银河两岸的两颗比较亮的星。说来你也许不信,织女星(西方叫天琴α)距地球27光年(光线一年走过的距离为9.4605万亿千米,一般天体之间距离极大,均以光年为单位),体积是太阳的10倍,温度比太阳高4000℃,发出的光是太阳的50倍,是天空中最亮的恒星之一。牛郎星比织女星略小,距地球也有16光年。牛郎星与织女星之间的距离约为14光年。这样的距离,乘时速100千米的火车,不停息地奔驰,也要1.5亿年才能到达。
天空中闪亮的星并不都是银河系中的恒星,有一些是银河系以外的大小不等的星系,由于距离遥远,望去好似恒星般的光点,这些统称为河外星系。而另外一些则是太阳系中本身不发光的行星,如金星等。
银河系中的恒星和银河星云在平面上的分布呈旋涡状,从中心向四周散开。这些恒星的分布相对集中于一个中间高凸的铁饼状空间范围中,从侧面看去非常明显。太阳系恰巧在这个饼状物中,因此,人们看到的银河系才成为条带状(图1.1)。
太阳作为银河系的一员,位于距银河中心约3.3万光年处,从图1.1(下)中可以大体看出它的位置。太阳及围绕着它旋转的行星、小行星、彗星和行星的卫星组成太阳系。行星不能发光,只能反射太阳光。地球就是太阳系中的一颗行星。地球与水星、金星、火星的共同特点是距太阳近、体积小、密度大、卫星少,而且其表层是固体的,含重元素较多。这些行星统称类地行星。绝大多数小行星呈环带状分布于火星轨道与木星轨道之间。木星、土星、天王星和海王星远离太阳,体积大,密度小,卫星多,其表面不是固体的,含轻元素,尤其是气体元素较多。它们被称为类木行星。冥王星的特征与类地行星近似,但距太阳最远,被视为例外。彗星以长椭圆形或抛物线形轨道绕日而行,其组成也迥异于行星。行星多具有卫星,已知地球有l颗卫星,火星2颗,木星13颗,土星10颗,天王星5颗,海王星2颗,冥王星1颗。尚未发现金星和水星有卫星。
宇宙中至今尚有极多,甚至大部分秘密尚未揭晓。太阳系中也充满了秘密,人们甚至对许多行星的情况也不十分清楚。相对来说,人们对地球了解较多。
地球是一颗美丽的行星,被它反射出的太阳光呈蔚蓝色,还被一条条云带所盘绕,粗粗看去是个很圆的球体。这是从人造地球卫星上看到的地球的形状,与古人所得出的结论是一样的。
查一下不同的工具书对地球形状的描述,就能发现其说法不一。《辞海》称它为扁球体,《地质辞典》称它为椭球体,《中国大百科全书·生物学》中称它为扁球体或旋转梨状体,此外还有旋转椭球体、三轴椭球体之说。这些描述要比球形精确多了,因为这是差不多从近代科学发展以来,用多种方法反复测量而得出的。即使是这样的描述,仍与地球的形状相去甚远。至于说地球表面凹凸不平像个橘子,虽然是形象化的比喻,也颇有新意,但却依然不准确。
确切地说,地球是个表面凹凸不平,南北两半球不对称,南极略凹人,北极略凸出,赤道面略呈椭圆形,其长短半径相差不多,赤道半径大于两极半径的梨状体。但是由于地球对于人来说实在是太大了,在人类的眼中和不精确的间接测量中,它的几个半径长度差异和南北极不对称的差异被夸大了,而地球本身却被缩小了,所以才造成了上面的说法各不相同。
P2-5
地球科学,简称地学。顾名思义,它是研究地球和包围着它的水圈和大气圈的形成、组分、结构、构造及其运动规律的学问。地球科学包括三大分支:研究地壳和地球内部的地质科学;研究地球所有水体的水文科学;研究大气圈的物理、化学性质和大气及其运动的大气科学。此外,还包括研究地球的表层、水和大气及其与人类和生物关系的地理科学。面对范围如此广泛的研究对象,人们不得不把它们分割开来进行研究。因此,各大分支又划分为许多学科和亚学科。地球科学中已经命名的学科不下100个。例如,地质科学又分为:研究地壳的矿物学、岩石学和矿床学等;研究地球构造的大地构造学和构造地质学等;研究地球形成约46亿年以来发展史的地史学等;研究沉积地层及其化石的地层学和古生物学等;以及研究地形的地貌学等等。水文科学又分为:水文学、海洋学、湖沼学、冰川学和水文地质学等。大气科学又分为:气象学、大气物理学、天气学、气候学和海洋气象学等。地理科学又分为自然地理学、人文地理学和经济地理学等。
地球科学与人类生活和生产活动息息相关,为人类生活和生产的发展做出了重大贡献。例如,地质学教会人们怎样找到各种矿产并确定其储量;我们已经发现并开发了大量的煤炭、石油和天然气等,今后还将继续发现和开发。钢铁工业急需的铁矿和锰矿等原料仍感不足,要依靠地质工作者的不断努力去寻找。金矿是贵重金属金的原料,亟须大力发现和开发,以增加国家财富。各种有色金属,如铜、铅、锌和钨等矿的不断发现和开发,都直接为相关工矿企业服务,推动着生产力的发展。水文学指导着水利工程的坝址选择和勘探、民用农用工业用地下水的寻找和溶洞水的利用。对水(地面水和地下验,使它逐步壮大和完善。更希望通过多种途径扩大这一基金,以支持更多的优秀科技著作的出版。
这次获得江苏省金陵科技著作出版基金补助出版的科技著作的顺利问世,还得到参加评审工作的教授、专家的大力支持,特此表示衷心感谢!
江苏省金陵科技著作出版基金管理委员会