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本书从不同的地理角度,对海洋、湖泊、河流、山脉、原野进行了介绍。红色的海水,珊瑚形成的岛屿,沉不下去的死海,平静如镜的天池,黄沙沉淀而成的黄河,滔滔不绝的长江.波澜起伏的山峰,四季分明的天山,它们不仅仅“徒”有外表,更孕育了众多的文明,流传着动人的传说。
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板块的运动
坚硬的地壳并不是“铁板一块”,位于地表以下70~100千米厚的岩石层也不像蛋壳那样完整。无论是在大洋底下或大陆底下的岩层,原来都是由一块块大板块构成的。在这些大板块之间不是大洋中脊的裂口,就是几千米深的海沟或者是巨大的断层。
1968年,法国地质学家勒皮顺把地球的岩石层划分为六个大板块,即太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、印度洋板块、非洲板块和南极洲板块。其中,除了太平洋板块全部浸没在海洋底部外,其他五个板块上,既有大陆也有海洋。随着研究的深入,有人在这些大板块中又分出一些较小的板块,例如,把美洲板块分为北美板块和南美板块;把印度洋板块印度板块和澳大利亚板块;把太平洋单独列为一个板块;从亚欧板块分出东南亚板块。并在上述大板块中划分出中国板块及南太平洋、阿拉伯、加勒伯、加勒比海、可可斯、纳斯卡、菲律宾等若干个中小板块。除太平洋板块和可可斯、纳斯卡小板块仅有洋壳外,各板块都包含有陆壳和洋壳。所有这些板块,都漂浮在具有流动性的地幔软流层之上。
随着软流层的运动,各个板块也会发生相应的水平运动。据地质学家估计,大板块每年可以移动1~6厘米距离。这个速度虽然很小,但经过亿万年后,地球的海陆面貌就会发生巨大的变化:当两个板块逐渐分离时,在分离处即可出现新的凹地和海洋。大西洋和东非大裂谷就是在两块大板块发生分离时形成的。当两个大板块相互靠拢并发生碰撞时,就会在碰撞合拢的地方挤压出高大险峻的山脉。位于我国西南边疆的喜马拉雅山,就是3000多万年前由南面的印度板块和北面的亚欧板块发生碰撞挤压而形成的。有时还会出现另一种情况:当两个坚硬的板块发生碰撞时,接触部分的岩层还没来得及发生弯曲变形,其中有一个板块已经深深地插入另一个板块的底部。由于碰撞的力量很大,插入部位很深,以至把原来板块上的老岩层一直带到高温地幔中,最后被熔化了。而在板块向地壳深处插入的部位,即形成了很深的海沟。西太平洋海底的一些大海沟就是这样形成的。
板块构造学说诞生后,已成功地解释了一些大地构造现象。同时,仍存在一些尚不能圆满解释的问题,有些推论也未得到最后的证实。但这些都不会影响这一学说的发展,相反会对它起推进作用。
地质作用的力量
作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用称为地质作用。引起地质作用的自然力叫地质营力。地质作用可以是物理作用、化学作用,也可以是生物作用。
科学家根据地质作用的速度把地质作用分为灾变和渐变两类。一种是突发的或灾变性的地质作用,如火山、地震和海啸、山崩或雪崩、山洪和泥石流等。另一类是极缓慢而安静的地质作用,常不易被人们觉察,如湖泊沉积作用、地表的沉陷、海岸的变迁等。
1.内力作用
由地球内部的能——主要是重力能和放射性元素蜕变产生的热能所引起,或者说,内力作用就是要通过各种方式和手段——不管是突变的还是渐变的——来释放地球内部积累起来的能量。
地球表面之所以有高原和盆地的差异,就是因为有内力作用。大陆板块的碰撞,造成大面积内的地壳增厚和隆升,如西藏高原;大量的岩浆活动则可以造成一个地区的热隆升。正断层活动则造成线形的沉陷带,像东非裂谷、山西地堑等。所以,今天能看到的高山深谷,都是年轻的(有的是还在进行中的)地壳运动的反映,而古老的高原或山脉则已被夷平了,像欧洲的华力西造山带,约在2.5亿年前形成,今天连丘陵都见不到了,只是地表有些起伏而已。 2.外力作用
由地球以外的能源引起的。太阳的幅射能是最主要的外力作用,有了太阳,才有昼夜的温差,一年有四季,地球才有气候带,也因为有了太阳,才有了地球的生物圈。
外力作用唱的是三部曲:首先是使岩石破碎,然后是把它们从原来的地方搬走,搬运到另一个地方去沉积下来,即风化剥蚀一搬运一沉积。所以,外力作用的总趋势是“削高填平”,把高山和高原破坏掉,把它们搬到低洼的地方,使低洼的地方填平,结果是使地表夷面(出现一个夷平面)。
(1)剥蚀作用
剥蚀作用是风力、地面流水、地下水、冰川、湖泊、海洋和生物等各种外动力地质作用对地壳物质破坏和搬运作用的总称。剥蚀作用在破坏地壳物质的同时,也改变着地表基本形态,由剥蚀形成的近似平坦的地面称为剥蚀面。
(2)搬运作用
自然界中的风化、剥蚀产物被运动介质从一个地方转移到另一个地方的过程称为搬运作用。碎屑物质的搬运主要以推移、跃移、悬移和载移的方式来进行,又称为机械搬运,溶解物质的搬运以真溶液和胶体溶液的形式进行,故称为化学搬运,生物的搬运作用与前两种类型相比意义较小。
(3)沉积作用
被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后,由于条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程,称为沉积作用。经过沉积作用形成的松散物质叫沉积物。陆地和海洋是地球表面最大的沉积单元,前者包括河流、湖泊、冰川等沉积环境,后者可分为滨海、浅海、半深海和深海等环境。尽管沉积场所十分复杂,但沉积方式基本可以分为3种类型,即机械沉积、化学沉积和生物沉积。
3.风化作用
风化作用是矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解作用的总称,简称风化。风化作用包括3类:物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
(1)物理风化作用
物理风化作用是最简单的风化作用,常见的物理风化的方式有温差风化、冰劈风化、盐类结晶与潮解作用和层裂作用。物理风化在沙漠地区尤其明显。因为那里气温白天高达40~50℃,晚上可降到0℃以下,岩石热胀冷缩,这种胀缩在岩石表部和核部是不一样的。由于不同矿物的膨胀系数不一样,久而久之,岩石出现了裂隙,由大块变成了小块,由小块变成砂,由砂变为土,石头就烂掉了。
(2)化学风化作用
化学风化作用是地表或近地表的矿物、岩石在水、氧、二氧化碳等的作用下,原地发生化学分解,从而改变其化学成分,以致形成新矿物的作用。化学风化作用的方式有溶解作用、氧化作用、水化作用、水解作用和碳酸化作用。
(3)生物风化作用
生物风化作用是生物的生命活动引起岩石破坏、分解的作用。地表附近的土壤中有大量的细菌、藻类、真菌等,即使在极地的岩石表面和裂缝中也有地衣生存。它们在新陈代谢过程中分泌的有机酸会引起岩石分解。较高等植物的根系释放的有机酸和CO2,也会破坏岩石。生物死后,遗体腐烂分解出的腐殖酸等会使岩石分解。较高等植物的根系在生长时对岩石产生撑胀力,随着根系的不断生长,会使岩石裂隙不断扩大终致崩裂、破碎。在有化学作用和生物作用参与的情况下,风化作用进行得更快,风化的过程和产物也更丰富多彩。
随着物理风化作用的进行,风化岩体的裂隙度增大,渗透性增强,风化碎屑的直径变小而表面积逐渐增大,这就为化学风化作用的进行创造了条件。物理风化和化学风化产物经生物风化改造后,则变成土壤,其间的重要区别是后者含有腐殖质。
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