刘玄主编的《北纬30度上的奥秘》是《叮叮当当的科学旅行》系列丛书“地理卷”之一。本书从科学的角度,由叮叮和当当两个小伙伴带领小朋友走进地理的世界,在感知美妙的地理环境的同时,理解地球带给人类的不仅仅是赏心悦目,也会有触目惊心。
提到地理,人们会自然而然地想到澎湃的江河、安静的湖泊、孤寂的荒漠、辽阔的草原、蜿蜒的丘陵……刘玄主编的《北纬30度上的奥秘》从科学的角度,由叮叮和当当两个小伙伴带领小朋友走进地理的世界,在感知美妙的地理环境的同时,理解地球带给人类的不仅仅是赏心悦目,也会有触目惊心。如自然灾害是怎样形成的,是地壳的突变,还是天长日久人为的力量?通过阅读《北纬30度上的奥秘,定会使你打开眼界,从中得到教育和启迪。
关于地球的起源问题,已有相当长的探讨历史了。在很早以前,人们就曾探讨了包括地球在内的天地万物的形成问题,并形成了关于天地万物起源的“创世说”。其中流传最广的要算是《圣经》中的创世说。在人类历史上,创世说曾在相当长的一段时期内占据了统治地位。
自1543年波兰天文学家哥白尼提出了日心说以后,关于太阳系的起源的学说就有40多种。人们对地球和太阳系起源的认识也是在这种曲折的发展过程中得以深化的。
科学家们对形成原始地球的物质和方式给出如下可能的结论:形成原始地球的物质主要是星云盘(整个太阳系是由同一原始星云形成的,原始星云一开始就有自转,并同时因自引力而收缩,形成星云盘)的原始物质,其组成主要是氢和氦,它们约占总质量的98%。此外,还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛出的物质。在地球的形成过程中,由于物质的分化作用,不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来,并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部,因此,只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球,并演化为今天的地球。关于形成原始地球的方式,尽管还存在很大的推测性,但大部分研究者的看法一致,即在上述星云盘形成之后,由于引力的作用和引力的不稳定性,星云盘内的物质,包括尘埃层,因碰撞吸积,形成许多原小行星或称为星子,又经过逐渐演化,聚成行星,地球亦就在其中诞生了。根据估计,地球的形成所需时间约为1千万年至1亿年,离太阳较近的行星,形成时间较短,离太阳越远的行星,形成时间越长,甚至可达数亿年。
地球是一个非均质体,其内部具有同心球层的分层结构,各层的物质组成和物理性质都有变化。
地球内部存在两个主要的间断面:第一个间断面位于地表下平均约30多千米处,称莫霍洛维奇间断面;第二个间断面位于地表下约2900千米处,称谷登堡一维舍特间断面。这两个间断面把地球内部分成三个主要的同心层:地壳、地幔和地核。莫霍面以上是地壳,莫霍面和谷登堡一维舍特间断面之间是地幔,从谷登堡一维舍特间断面到地心部分是地核。
地壳是地球球层结构的最外层。其厚度是不均匀的,大陆地壳平均厚度约30多千米,而海洋地壳厚度仅5~8千米,喜马拉雅山区的地壳厚度可达70~80千米。大陆地壳上层的成分约在花岗闪长岩和闪长岩之间,下层岩石可能是麻粒岩和闪岩。海洋地壳是橄榄岩。地壳岩石的年龄绝大多数小于20亿年,这说明现在地球壳层的岩石不是地球的原始壳层,是后来由地球内部的物质通过火山活动与造山运动而形成的。
地幔,地壳和地核之间的中间层。平均厚度为2800余千米,化学成分主要是含铁镁的硅酸盐,占地球体积的8 3%。可分为三层,物质的主要成分可能是同橄榄岩相似的超基性岩。地球内部的温度随深度而上升。根据地震波传播情况得知,地幔是固体状态的。
地核,地球的核心部分,主要由铁、镍元素组成,半径约为3480千米。也分为三层,主要由铁和镍等金属物质构成。外地核可能是液体,地震波横波在这里消失。地核虽然只占地球体积的16.2%,但它的密度相当高,质量超过地球总质量的31%。
P2-6