特别是枪炮、装甲车、坦克等武器,用含钨、钼的含金钢来制造,那真是如虎添翼,势不可挡。所以钨和钼被世界各国看做是重要的战略物资。
常言道: “工欲善其事,必先利其器。”目前,高速车床切削金属的刀具、钻井用的钻头等,通常都是用钨钢和碳化钨合金制造的。用钨钢来做车**的车刀,那可真所谓“削铁如泥”。在没有钨钢之前,车床的转速每分钟只有几米,再快了车刀就要损坏。有了钨钢之后,车床转速即使每分钟达到几百米甚至更高,温度上升到摄氏五六百度或更多,车刀仍然平安无事。因而钨钢车刀的出现,大大地提高了机械加工的效率,是金属切削工艺上一次重大突破。
此外,用钨和碳化物生产的硬质合金,其性能比钨钢还优良,它的硬度比金刚石毫不逊色,有着极为广阔的应用前景。
耐高温、硬度大是钨、钼的特长,为了物尽其用,人们又把它们用到了火箭、导弹、超音速飞机、宇宙飞船、航天飞机等上面。比如喷气发动机的进出口导管、涡轮叶片、导流片、燃烧室以及宇宙飞船的头锥等的制造,通常都用钨、钼合金来制造。
具有特殊意义的是,我们未来的宇航工具很有可能是离子火箭。而金属钨则很有可能就是制造离子火箭发动机多孔离化器的待用材料。由于用钨制作的这种离化器能利用太阳能进行工作,重量轻、效率高、寿命长,因而受到人们极大的重视。
钼除了耐高温、硬度大之外,还有很高的抗腐蚀本领,所以,钼合金还常常被应用到化学、制药等工业上。
我国有着丰富的钨矿资源。我国的钨矿不仅储量极丰富,而且质地优良。我国钨矿的探明储量占世界总储量的50%,是世界上钨矿最多的国家。通常,能够冶炼金属钨的钨矿主要有黑钨矿和白钨矿两种,它们都是在地质历史时期岩浆活动过程中形成的。钨矿在我国的分布极不均匀,主要分布在江西、湖南、广东、广西交界处的南岭山脉。特别是江西南部的大余,是世界最大的钨产地,有“钨都”之称。但近年来发现的湖南郴县柿竹园矿,其钨矿储量大大超过了江西的大余,这里钨的储量占世界总储量的1/4,即使是美国、加拿大、前苏联3个国家的钨矿储量加起来,也没有柿竹园的多。看来,不久的将来,这里将成为世界新的“钨都”!
我国不仅钨矿丰富,钼矿的探明储量也居世界第一位。我国的钼矿主要分布在东北的辽宁、吉林、黑龙江,华北,中南,西北的河北、陕西、河南等省。其中,辽宁的杨家仗子和陕西的金堆城是世界闻名的钼矿产地。
又轻又软的金属——锂
如果说,有一种金属轻得出奇,它可以浮在汽油上,你听后大概是不会相信的;如果我说,有一种金属十分软,用小刀毫不费劲就可以把它切成片,你听后也许还不会相信。但是,这种金属确实是有的,它就是金属锂。锂是自然界最轻的金属,它的密度只有O.543,也就是说,锂比水、柴油、煤油、酒精、汽油,甚至水蒸汽都要轻。如果我们用锂做一架小型飞机,只要两个人就可以把它抬走。
锂除了体重特轻和非常软之外,还富有延展性,可以打成薄片,也可以拉成丝,加工起来是很方便的。
锂的外表十分漂亮,它能发出极为耀眼的银白色光辉。它性情活泼而好动,有很强的化学反应能力,一接触潮湿空气,马上就会黯然失色,成为又黄又黑的“丑小鸭”。如果把锂放到水里,它会和水发生剧烈反应,夺取水中的氧而把氢放出来。因此,为了不发生意外,我们只好把它放在煤油或石蜡中贮存。
那么,象锂这样一种既轻又软,怕水又怕空气的金属,究竟有些什么用处呢?
现在许多家庭都有了电视机。电视机的荧光屏是把荧光物质涂在玻璃上做成的;不过这可不是一般的玻璃,它是一种加了锂的锂玻璃。加了锂制成的特种玻璃,由于不怕酸碱腐蚀,受热膨胀也不厉害,常常被用到化工、电子和光学仪器上。
加了锂的陶瓷,耐腐蚀、耐磨,坚固耐用,温度剧烈变化也不会变形或破碎。把含锂的陶瓷涂料涂到钢铁或者铝、镁金属的表面上,形成一层薄而轻,光亮而耐热的涂层,可以用作喷气发动机燃烧室和火箭、导弹外壳的保护层。
大家知道,机器要用润滑剂来润滑,而加了锂化合物的特种润滑材料有很大而不寻常的功能。它在滴水成冰的寒冬不会凝固,在200℃的高温下也不会变成气体。目前这种润滑剂已被广泛地用到航空、动力、冶金部门的各种机械装置和仪器仪表中。
锂还十分喜欢和多种气体交朋友,由此而被称做“制造氢气的工厂”和“贮存氧气的仓库”。
锂和镁、铝、铍等合作组成的合金,既轻又强韧,被大量地用于导弹、火箭、飞机等的制造上。
你听说过威力强大的氢弹吧!可氢弹里的氢可不是普通的氢。它是用锂生产出来的重氢,即氘氚。用锂还能制造氢化锂、氘化锂和氚化锂。氚化锂即氢弹的“炸药”。1公斤氘化锂的爆炸力相当于5万吨烈性梯恩梯炸药。怪不得锂还有“高能金属”的光荣称号哩!
据估计,l公斤氘和氚的混合物,有使一列火车从地球开到月球上去的能力。一公斤锂通过热核反应放出的能量,可以相当于燃烧2万多吨优质煤。如此说来,假如要是能用氢来作燃料的话,那该多好啊!可是氢弹里发生的爆炸过程是一种人们无法控制的热核反应。因而,受控热核反应就成为世界性的重大科研课题。不过,经过科学工作者们多年的探索和研究,目前人类对受控热核反应这个世界性科技难题,已有所突破。我们相信,在不久的将来,我们一定能攻克这个顽垒。到那时,我们将会有取之不尽,用之不竭的能源,我们将会把海水看得跟石油、煤一样宝贵。
此外,锂还有其他许多重要用途。尤其是尖端科学技术中,用途极为广泛。像宇宙飞船、洲际导弹、火箭、喷气式飞机所用的高温固体燃料里,就都含有锂。
有锂参加制做的锂高能电池,具有重量小,贮电能力大,充电速度快,适用范围广,生产成本低等许多优点,在国防上有重要的作用。如用锂电池来开动汽车,其行车费用只有普通汽车的1/3。锂电池如果用在电车上,工作时不会产生有毒有害气体,有利减轻大气的污染。
特别是用于心脏起搏器的锂电池,可靠、轻小、寿命长。这种起搏器移人人体后可使用15年,目前,美国每年约有10万个起搏器植入人体,给患者以第二次生命。
锂,看起来并不怎么样,但用途竟如此广泛,作用竟如此大,我想你是想也没想到吧!
锂虽然属于稀有金属,但它在地壳里的含量是怎么也算不上“稀有”的。因为自然界里的大多数岩石中都含有锂。已知含锂的矿物有150多种,其中主要的有锂辉石、锂云母、透锂长石等等。
除含锂的矿物外,海水里锂的含量也不少,总储量达2600多亿吨。只可惜浓度太小了,每立方米海水中仅有O.17克锂,这要是提炼出来,实在太困难了。要使广阔无垠的海水成为有用的锂矿,还有待于我们每位小朋友的努力。
不过,大自然的发展变化有时无意中帮了我们的忙。我们知道, “沧海桑田”是地质历史时期常有的事。亿万年来海陆的变迁,使有些过去的海洋和盐湖,后来上升并干涸成为陆地,海水和湖水中的食盐、氯化镁和氯化锂也浓缩为卤水,其中氯化锂的浓度要比原来海水和湖水的浓度要高得多,这样这些湖泊便成为我们今天生产锂的重要基地了。
生产锂通常需要经过~系列复杂的生产工艺,最常见的就是熔盐电解法,每炼1吨锂一般要耗用几万度电。因而被称作“电老虎”工业。
我国的锂矿资源非常丰富,锂的探明储量目前居世界首位。主要分布在西藏、新疆、青海、江西等省区。西藏由于有丰富的湖盐资源,所以它是我国锂矿资源最为丰富的地方。总之,锂是一种极为重要的战略资源,在生产和生活中有着极广泛的用途,我国锂的生产和应用前景十分广阔。
金属之王——黄金
黄金主要以游离态存在于自然界中,它总以自己的光泽吸引着人们,所以,黄金是人类最早发现和利用的金属之一,一向被称为“金属之王”。耀眼的金黄色,使黄金具有美丽的外表;稀少的产量,使黄金成为古今中外引人注目的金属。
黄金的一个突出特点就是比重大而硬度小,它的比重高达19.37,1kg黄金的体积,只相当于每边长3.71厘米的立方体。黄金很软,用指甲都可以在它表面划出痕迹。黄金的熔点比较高,达到1065℃,因而有“真金不怕火炼”之说。黄金还不会腐烂,化学性质十分稳定,从低温到高温,从室内到室外,从地下到地上,一般不氧化,也不溶于一般的酸和碱,但王水却是它的“克星”。(注:王水是1份浓硝酸和3份浓盐酸的混合液,腐蚀性极强,能溶解金、铂和某些在一般酸类中不能溶解的金属。)
不仅如此,黄金的延展性和可锻性很高。例如用1g黄金可以拉成4km长的金丝,或者压成厚仅十万分之一毫米的金箔28平方米,也就是说,黄金压成的最薄金箔,十万张才一毫米厚。黄金还具有良好的导热性以及比许多金属都高的导电性。
正因为黄金有这么多与众不同的个性,再加上它在自然界的出产数量很少,所以使其有极高的身价和广泛的用途。
黄金在传统上主要是用来作为货币和制造装饰品。黄金制的装饰品除各种首饰如戒指、项链、手镯等外,还用于建筑物上的描金、贴金及镏金,由于黄金不氧化,所以能经久不变。如大家都熟悉和敬仰的天安门广场上的人民英雄纪念碑,上面的题字即经过馏金,这些字虽经长期的雨淋日晒,但仍然金光闪闪。
黄金还用于器皿装饰、镶牙、笔尖、奖章等。
黄金最突出最重要的用途之一,就是由于其出众的品性、艳丽的光泽、稀少的产量而被用作稳定货币。但黄金作为货币流通时,遇到的突出问题就是容易磨损,据此人们便想出了日常用较便宜的银币、铜币及纸币的办法。纸币刚开始使用时,为了取得使用者的信任,就规定它代表一定量的黄金,并在必要时,可以凭纸币向银行兑现黄金,这叫“金本位制”。虽然目前世界各国仍都用纸币,金本位制也由于通货膨胀而不复存在了,但黄金储备的数量,仍是衡量一个国家经济实力的标志。黄金在世界经济中仍然起着重大的作用,它是目前国际贸易的重要支付手段,是对外贸易的后盾,比任何外汇更可靠。也就是说,直至今天,黄金仍然是财富的象征。
随着现代科学技术的飞速发展,特别是20世纪50年代以来发生的,以微电子技术的发展及其普遍应用为主要标志的新的技术革命,使黄金广泛地应用于工业及新技术领域。比如作为焊接材料用于火箭、喷气发动机、超音速飞机、核反应堆等需要在高温条件具有高强度、高抗氧化能力部件的接缝和接点,用作高精密仪器电子部件和导线以确保指令传送不产生1毫秒的中断。在机械工业中,黄金与其他金属的合金因具有较高的强度和稳定性而被广泛使用;黄金还被用于作各种仪表关键性零件的抗腐镀料。在石油化工中,黄金的放射性同位素被用来代替铂作为催化剂,它能提高燃料的燃烧率50%。
黄金还被用于生产人造纤维的抽丝模。
黄金在目前最引人注目的用途之一,是在宇宙飞行员的衣服上和救生索上镀上一层不到万分之二毫米厚的黄金,就能使宇航员免遭辐射和太阳热量的危害。它用于消防队员的面罩上,可防止面部受到高温的烤伤而又不妨碍视线。
黄金还可以用作盛装腐蚀性气体的高压容器的里衬。它能测量最高和最低温度,能润滑机器的灵敏的活动部件。
建筑业上,黄金用于摩天大楼的窗户上,能使照射进来的阳光不刺眼,它还既能阻挡室外的热辐射,又能反射室内的暖气,这样就可节约用于空调和热力的开支。此外,黄金还可以治疗某些种类的风湿性关节炎。
我们相信,随着现代科学技术的发展,黄金的实用性将会得到更充分的发挥a 一
目前,世界上已知的金矿物共约40余种。黄金的矿床一般分为岩金和砂金2大类。岩金的形成与火山活动及岩浆活动有关,它是黄金的原生矿床。是由地壳内部含金元素的岩浆,在地质历史时期因地壳运动上升,充填于地表岩石的裂隙中冷却凝结聚集而成。砂金则是含有岩金的岩石受到外力的风化破坏后,在被流水搬运过程中,黄金由于比重大而在特定的区域沉积下来后,在微生物活动的影响下而形成的次生矿床。
前面我们说过,黄金之所以贵重的原因之一是产量比较稀少。其实,地壳中黄金的绝对数量并不算太少,例如从地表到地壳1km的深处,黄金的总量估计不低于50亿吨。也就是说,黄金之所以产量少,是因为黄金分布太分散了而无法提炼的缘故。
人类发现黄金已有约6000年的历史,从那时到现在,估计已开采了9万吨左右。我国大约在4000多年前的夏朝就已开采和使用黄金,到汉朝时已有相当可观的产量。
我国是黄金资源相当丰富的国家。我国绝大部分地区都具备黄金的生成条件,目前初步查明,全国有27个省区均有黄金矿点分布。已发现有黄金资源的县约有1000个,采金的县达400多个。省区中以山东、黑龙江、湖北、河北、河南、广西、西藏、四川、陕西、云南和新疆等省区最为集中。我国已探明金矿储量居世界第四位,近年来我国的黄金产量居世界第四位,已成为亚洲地区重要的黄金生产国。经过多年的勘探开发和建设,目前,胶东、豫西、黑龙江、陕甘川交界处,已成为我国主要的黄金生产基地。其中,胶东已成为我国探明储量最多,生产规模最大,开发远景最好的黄金生产基地,该地区已探明的黄金储量占全国的1/4,黄金年产量占全国的1/3,被誉为我国的“黄金之乡”。特别是具有“金城天府”之称的胶东招远县,是我国目前年产黄金最多的县,该县的玲珑金矿是我国目前最大的金矿。此外,像黑龙江的嘉荫县和呼玛县、新疆的阿勒泰等地也是全国闻名的黄金生产地。
由此可见,自古以来黄金就是财富与权势的象征。在科技迅速发展的今天,它的应用范围越来越广。我国经过多年的勘探与开发,已成为世界上主要的产金国之一。
“贵族中的贵族”——铂
铂俗称白金。在地壳中的含量为5×10—7%,白金比黄金更为稀少。它的价值也远比黄金贵重。
铂的密度在金属中排第三位,为21.45%克/厘米3(20℃)。由于铂的密度大,曾引起一个趣闻。
18世纪末,在西班牙的首都马德里,法国化学家、冶金学家皮埃尔·弗朗索瓦·沙巴诺正在对金属铂研究,用某种方法把这种金属制成可以压延的锭,是他的一项重要研究内容。有一次,一位名叫阿兰达的侯爵夫人参观他的实验室,放在桌子上的一块长约10公分的铂,引起了她的兴趣。她刚要把它拿在手里,没料到这块重达22公斤的金属岂能随便被她拿起。随从的官员忙赶上去说: “您应当让我来拿。”忽然听那官员叫了起来: “不知什么东西把金属粘在桌子上了!”
其实,早在16—17世纪,西班牙人就从南美洲发现了这种象白银一样的重金属颗粒,并把它们运回西班牙。当时不知道这就是比金子还贵重的东西,再加上来得容易,所以这些金属的价钱比白银还便宜得多。于是有人就用它们掺在黄金中制造硬币。西班牙政府发现以后,就将这些假造硬币的人定罪,还把大量没收来的白金抛进大海,以防有人继续干这种“扰乱”金融的事。到了18世纪初,才有人重视起这种很重的金属,并做了仔细的研究。英国冶金学家C·伍德在新格拉纳达的卡塔赫纳曾采集到一些嵌有铂粒的沙石。1735年西班牙数学家乌略亚在秘鲁平托附近的金矿中发现一块难以加工的金属,因为它很象银,又不溶于硝酸,便给字取名为Platinum。它来自西班牙文Platina,原意是“平托地方的银”。1748年由英国化学家·w沃森确认为一种新元素。1750年英国·w布朗里格对铂的性质做了系统的研究。
到了19世纪以后,随着化学各学科的发展,经过科学家们的大量研究工作才发现,铂有非常多又非常重要的用途。
铂在氢化、脱氢、异构化、环化、脱水、脱卤、氧化、裂解等化学反应中均可作催化剂。在生产硫酸、硝酸、氢氰酸制备环己烷和某些维生素中也是重要的催化剂。炼油工业中著名的铂重整(催化)反应,也能提高汽油产品的辛烷值。由于铂及其合金在高温下耐腐蚀和耐氧化,所以可用它来制作各种器皿、零件和设备,如坩埚、蒸发皿、电极、喷嘴、反应器等。铂与铑、铱、钌等形成合金,可制作电触头、电阻、继电器、印刷电路、高温热电仪等。铂和铂铑合金适于在冶金、玻璃、陶瓷工业中作高温电炉的炉丝和热电仪。由于铂合金对熔融玻璃有强耐腐蚀性,可以在玻璃纤维工业中制作高温容器、搅拌器、管道和纺丝喷嘴。铂铱合金可制金笔笔尖、外科手术工具、电极以及珠宝首饰。举世瞩目的国际标准米尺,就是用10%的铱和90%铂的合金制成的。这根标准米尺是1874年5月13日铸成的,现仍保存在巴黎。
坚硬的金刚石
晶莹美丽的金刚石是自然界中最硬的矿物,它也是一种宝石,但天然含量稀少,因此被人们尊为“宝石之王”。经加工以后俗称“钻石”。在国际市场上,经过加工后大于1克拉的普通钻石,每克拉售价达数千至上万美元;如果是优质钻石,每克拉售价可达数万美元。假如是珍贵的红色钻石,其成交价则高达每克拉几十万,甚至上百万美元。说到这里请你注意,l克拉仅有1/5克,可见,金刚石,尤其是优质金刚石,是极其珍贵的。
金刚石虽然如此贵重,但其中的大部分并不是被作为宝石用于人们的装饰,目前天然金刚石的85%,人造金刚石的100%,都消耗在工业生产上。这是为什么呢?这主要是因为,金刚石有一副任何材料都无法与之匹敌的钢筋铁骨!
纯净的金刚石是无色透明的。不过,由于金刚石一般都含有一些杂质,所以就有了蓝、粉红、蓝白、绿、黄棕褐、灰、黑等颜色。根据金刚石的用途不同,一般把金刚石分为宝石金刚石和工业金刚石2种。出乎我们意料之外的是,工业上对金刚石的要求,和宝石金刚石正好相反。宝石金刚石中晶体颗粒越大,杂质越少的越贵重,而那些颗粒小,不透明黑色的金刚石,通常被认为是最不值钱的。可是,就是这些在宝石金刚石中被看不上眼的“黑小个子”,在工业上却被认为是最好的金刚石。这是怎么回事呢?这是因为金刚石虽然硬但却很脆,很易破裂,晶体越大的金刚石越不结实的缘故。
金刚石最突出最重要的特性,就在于它的坚硬。经测定,它的硬度比红宝石高150倍,比水晶高1000倍,它是世界上最硬的材料。也正由于此,它在工业上有着十分重要的用途。
金刚石最常见的用途,就是制做用于划玻璃的玻璃刀。不过,用金刚石做玻璃刀,用量毕竟十分有限。在生产中,消耗金刚石最多的部门,是机械工业和地质钻探。
在机器制造工厂,用车床切削金属时,要用各种车刀。用金刚石做成的车刀,在高速切削时,具有万夫不当之勇。一把金刚石车刀安装在车**切削工件,能行进1968000米而不卷刃;可是一把硬质合金车刀,却只能行进34000米。据研究,金刚石刀具比碳氏钨耐用68倍,比高速工具钢耐用246倍,能切削任何特硬材料。特别是切削诸如红、蓝宝石,单晶硅、光学石英等很硬的材料时,就非金刚石车刀莫属了。金刚石真不愧为攻无不克、战无不胜的“常胜将军”!
有意思的是,金刚石还善于切削特软而有弹性的材料,如橡胶、塑料等制品。用金刚石车刀切削塑料,比用硬质合金车刀可提高工作效率900倍以上。
我们的眼睛,是无法看到地底下的情况的。地质人员根据地表的实际观”察,理论的研究,从而推断地下某一地方可能有矿。可是为了验证推断是否正确,就需要将地底下的岩石或矿石取出来看一看。怎么取呢,这就需要钻探。钻探就要用钻探机,在钻探机的钻头上,常常镶着许多金刚石。钻探机上安了金刚石钻头,那真是如虎添翼,它能毫不费劲地攻破顽石,凿穿地层,带着人们的希望向地下宝藏进军。用金刚石钻头钻探,远比用硬质合金钢钻头钻进速度快,而成本低。
细粒金刚石是极好的磨料。用金刚石粉琢磨宝石金刚石几乎是唯一的方法。用金刚石碎屑制成的砂轮,可用于各种仪器的精密加工。
坚硬无比的金刚石还有一个用途,就是做拉丝模。金刚石拉丝模用来抽拉高质量的细金属丝,可以细到0.01毫米。用它抽出的金属丝不仅粗细均匀,而且表面光洁。
在一些精密仪器中,用金刚石作耐磨的轴承、竖轴和枢轴等,也是利用金刚石的一个方面。
金刚石还是一种半导体和很好的热传导体,在电子工业和空间技术领域里,都非常有用。正因为金刚石有着上述重要的用途,因而,金刚石极受人们的青睐,被列为特殊的战略物质。
迄今为止,人们开采金刚石,只能从埋藏有金刚石的原生矿床和次生砂矿矿床中获得。次生砂矿床,是含有金刚石的岩石被风化后,流水把岩石碎屑向别处搬运过程中,把金刚石携带到水流平稳的地方沉积下来形成的。也就是说,发现次生砂矿床,从逻辑上就可以推断在其附近或周围地区一定埋藏有金刚石的原生矿床。那么,原生矿埋藏在什么地方呢?经过多年的探索与研究,我们已经知道,原生的金刚石只存在于一种稀少而又特殊的“金伯利岩”体中。也就是说,要问金刚石哪里找,只能到金伯利岩体中。
金伯利岩体的形成与火山活动密切相关。我们知道,地球在漫长的形成过程中,地壳中产生了无数大大小小的断裂带,这些地球身上留下的创伤,是地壳的薄弱地带。地下深处灼热的岩浆在强大的内压力作用下,常常会沿着这些断裂带侵入地壳或喷出地表。岩浆在向上运动过程中,由于出路(火山口)常常被堵死,上升的岩浆在极其巨大的压力下逐渐冷却凝结。其中含有少量纯碳,在高温高压下便结晶为金刚石。由于这种含金刚石的岩石,首先是在南非金伯利城附近的火山岩管中发现的,所以就被称做金伯利岩。这种岩石大多是在距今0.7~1.4亿年前形成的,因而这一时期是金刚石形成的最重要时期。
岩管中的金伯利岩在漫长的地质年代中,受到风化破坏,变成一种蓝色的泥土,金刚石由于又硬又稳定,便毫无变化地藏在了这些泥土中,随后随着流水运动到低处沉积下来,便形成我们前面所讲的含金刚石的次生砂矿床。
大约在2500年前,金刚石首先在印度被发现。但在我国发现的较晚,相传在明朝时,在我国湖北长江流域曾发现了金刚石,清朝时,在山东沂蒙山区也曾发现有金刚石;而有计划地开展金刚石的地质找矿工作,却是新中国成立之后的事情了。本世纪50年代,在沅江流域首次找到具有经济价值的金刚石砂矿床;60年代在沂蒙山区发现原生矿床;70年代,在该地又发现了规模较大、品位较高,具有重大经济价值的原生矿床;进入80年代,我国又在辽宁南部发现了3个金伯利岩带,上百个岩体。此外,在贵州和内蒙古也发现了极富远景的金伯利岩体和金刚石矿床。从而使我国的金刚石探明储量,跃居世界第六位。并于1977年12月和1981年8月在山东的沂蒙山区,相继发现了常林钻石(重158.786克拉)、陈埠1号(重124.27克拉)等多颗宝石级大钻石。
目前,我国的金刚石主要产自山东、湖南、辽宁等省。其中,山东沂蒙山区天然金刚石的探明储量占全国一半多,山东省金刚石产量占全国产量的4/5以上,是我国最重要的天然金刚石产区。
随着生产的发展,工业上金刚石的需要量急剧增加,天然金刚石越来越供不应求。于是,人们根据金刚石是碳在高温高压下形成的原理,纷纷研究人造金刚石。1953年,瑞典的ASEA公司第一次合成人造金刚石成功,不久之后,各国相继研究了不同的生产方法,并投入了工业生产。我国在60年代之后也逐渐大规模生产人造金刚石。
人工合成金刚石,主要是将石墨放在触媒中,加高温和高压,石墨即转变为金刚石。但这样生产的金刚石颗粒小、成本高、技术难度大,而且生产的多为工业金刚石。1989年,郑州磨具磨削研究所青年工程师郑周经过刻苦研究,认真探索,在常压大气开放条件下,用火焰法合成了金刚石和有特殊用途的金刚石薄膜,把我国人工合成金刚石的研究和生产推上了一个新高度。使我国成为继日、美之后掌握这项先进技术的国家。
总之,我国不仅是世界上金刚石储量比较丰富的国家,也是世界上人造金刚石合成技术水平最高的国家之一。
液态金属——汞
一说到金属,大家就会联想到固体。这是因为我们平常见到的金属几乎都是固体的缘故。但是,是不是还有液态的金属呢?有,在常温下,汞就是唯一呈液态的金属。
其实,汞对大家来说并不神秘,它就是我们常说的水银。为什么把汞叫水银呢?这主要与汞的一些特性有关。
汞并不是在任何情况下都呈液态,它只是在常温下呈液态。如果温度在零下38.7℃时,它会变成美丽的银蓝色固体;如果温度在357.25%时,它又会沸腾气化。汞在常温下是稳定的,但如果加热至近于沸点时,它便会氧化成红色的氧化汞。汞虽能溶于水,但与水不起化学反应,与盐碱和稀硫酸以及碱也不起作用。汞在低温时不导电,但当它在高温下时,则既导电又能发射绿色光和紫外线光谱。
此外,汞易流动,又能挥发,它的蒸气有毒,但硫磺却能制服它,所以当少量汞洒落时,我们必须尽可能地收集起来或用硫黄粉覆盖处理。
汞是一种银白色、有极强金属光泽的**,它很重,密度为13.6,也就是说,它比银和铝都重。正由于此,人们才给它取一个形象的名字——水银。它在现代生活中有着广泛用途。
由于汞在0℃~200℃之间时,体积膨胀系数变化均匀且不会沾湿玻璃,因此我们便把它用于制做温度计;由于它化学活动性小,易流动、密度大,我们又常常把它用在真空泵、气压计和水银蒸气灯等的制造上。
除上述特性外,汞最有趣的性质之一,是具有溶解除铁和铂以外几乎所有的金属,它与这些金属所组成的合金;统称为汞齐。汞齐可以呈液态,也可以是糊状或固体,汞齐中的金属仍保留它原有的性质。人们在很久以前便利用汞的这个性质来提取金、银。汞的合金由于有可塑性和易硬性,因而我们在医院里常见到医生用有锡、银或金的汞剂来补牙。
在医药上,有许多汞的化合物:像日常外伤用的红药水,作泻药用的甘汞、消毒用的升汞、中药用的朱砂等都是汞的化合物。
此外,爆破上用的雷汞也是用汞制造的。
据不完全统计,目前汞在冶金、电气、仪表、化工、农业、美术、医学等方面的用途达1000多种,而且在现代国防及宇航科学领域中也有许多用途。
汞在地球上是很分散的,成因也较复杂。我国的汞矿多是原生沉积的。含汞的矿物在自然界有20多种,但主要以辰砂(硫化汞)为主。辰砂是因为在我国湖南辰州所产的硫化汞质优量多,故如此称之。
我国汞矿的开发历史非常悠久,约在4千年前就已能大量生产水银。据文献记载,我国在3000年前就已利用汞治癞病了。秦汉时开采的汞矿除用作药才外,还用作颜料。朱砂的名字就是因为它呈鲜艳的朱红而来的。
辰砂在我国古代是一种贵重的药物。历代的“金丹家”和药物学家都非常重视它,他们期望用它来炼制成黄金或仙丹,以求发财或长寿,并给了它“灵液”、“姹女”、“青龙”等美称。这实在是无知和梦想。因为许多金丹家,甚至皇帝,都是由于过量服用用汞炼制的“仙丹”而一命呜呼的。
我国的汞矿,古今中外早已有名。汞虽然在地球上是很分散的,但我国的汞矿床却以规模大、品位高而著称。我国汞矿的探明储量目前居世界第三位,汞矿几乎遍及全国。其中,贵州、湖南、四川、广西和云南等省产汞最多,尤以贵州最著名。贵州的探明储量和年产汞量均占全国总量的80%以上,有“汞矿省”之称。贵州汞矿(万山)是目前我国最大的汞和朱砂生产基地。1980年,我国就曾在万山发现一颗世界罕见的辰砂晶体,长65.4毫米,宽35毫米,高37毫米,净重237g,是世界最大的辰砍晶体,故取名为“辰砂王”,现藏于北京地质博物馆。
深海珍宝——锰结核
锰结核这个名称的来历,是和它的构造紧紧联系在一起的。这种矿产含锰、铁较多,加之每块矿石往往都有一个由生物骨骼或岩石碎片构成的核,所以被称作锰结核或铁锰结核。它最早是在100多年前,即1873年2月由深海考察船“挑战者”号在进行海洋环球考察过程中发现的。
1872年,英国海洋调查船“挑战者”号,在海洋学家汤姆森教授的率领下从英国希尔内斯港出发,驶向浩瀚的大西洋。1873年2月18日, “挑战者”号航行到加纳利群岛的费罗岛西南大约300公里的海域作业,他们用拖网采集洋底沉积物样品时,偶然发现了一种类似鹅卵石的东西,他们当时还没想到,沉睡在海底亿万年的深海珍宝让他们发现了。1873年3月7日,他们再次从拖网中发现了这种奇怪的鹅卵石。之所以奇怪,是因为鹅卵石大都分布在海滨和浅滩,四五千米深的大洋底哪来的鹅卵石呢?这一次,引起了汤姆森教授的极大兴趣,他当即作了记录。后来,他们又在大西洋、印度洋和太平洋采得了这种鹅卵石,这些样品被大英博物馆当作海底珍品收藏了起来。1882年,约·雷默爵士和地质学家雷纳教授才系统地对这些样品进行了研究,9年以后,他们俩发表了详细的研究报告,把这种鹅卵石正式命名为“锰结核”。
为了更多地得到海洋矿产资源,从70年代起,许多国家把深海底锰结核的开发研究,列为海洋科学研究的重要课题,并首要进行矿区的锰结核分布、储藏量、金属含量和开采环境条件方面的调查。通过调查证实,锰结核的储藏量极为巨大,分布面积甚广。根据分析,结核中除了铁和锰外,还含有铜、镍、钴等30多种金属元素、稀土元素和放射性元素,其中锰、镍、钴在目前技术条件下都具有工业意义。从结核中回收金属的试验也取得了成功。美国已设计出特制的冶金炉,用电解法提取铜、钴、镍、锰,纯度达到90%以上。
1978年3月,由日本、加拿大等国参加的国际企业集团,用气吸法采矿系统,在太平洋夏威夷东南水深5000米的深海底,采出了300多吨锰结核,从而转入了即将开发阶段。据统计。目前在大洋底发现具有经济远景的锰结核矿区有500多处。
1979年,我国海洋科学工作者在太平洋赤道海域考察中,从4000—5000米水深的深海底取得了锰结核矿样,其中最大的一枚锰结核直径为5厘米,标志着我国研究、利用和开发海底矿产资源进入了新的阶段。
锰结核的形状是多种多样的。有的呈块状;有的呈薄薄一层附在海底岩石上;而大多数都呈结核状,有的浑圆,有的有棱有角,有的许多结核聚集在一起,成为葡萄状或其他更为复杂的形状,这就是通常所说的锰结核。结核的颜色从黑色到黄褐色,一般以土里色为常见。多数结核的表面模糊不清,但也有的透明度很好,如美国东海岸外采到的结核,就有似玻璃的光泽。
锰结核的个体有大有小,相差十分悬殊。小的如同沙粒一样,直径还不到1毫米,甚至更小,要放在显微镜下才能观察;大的直径可达几十厘米;最常见的是在0.5厘米到25厘米之间,有的巨型结核,直径在1米以上,重达几十至几百公斤。1967年,深海研究潜艇“阿鲁明诺号”采到了一颗90公斤重的锰结核,苏联调查船“勇士号”在第43次航行在夏威夷岛西部水下山脉的斜坡处,于3800米深的海底中发现了一颗至今世界上最大的锰结核块,重达2000公斤。
结核的硬度不大,一般只有摩氏硬度级的1.4度,平均在3度。
锰结核的内部中心有一核,该核可能是一粒海底火山碎屑,或碳酸盐质或磷酸盐质岩屑,也可能是鲨类齿、鲸类耳骨、有孔贝壳或宇宙尘等。核外是清晰的环带状构造。
锰结核的化学成分包括锰、铁、镍、钴、铜等28种,它们高出地壳中平均值的27~46倍,高出海水中含量的100万倍。同一地点的锰结核,其总体成分彼此都很一致。单个结构说来,最外层接触海水的一面,其中铁、钴和铅含量相对少。就锰来说,被海底沉积物埋没的半核中含量最高,泥一水界面趋向减少,到接触海水的半核含量最低。铁的分布则与锰相反。这种外层分布的特征,内层并不存在。内层的成分趋向均一。
锰结核勘探和开采的一个突出的优点是,在海洋底部沉积的表层上,矿物清晰可见,所以可用装有照相机和录像机的水下电视作为了解矿藏分布和厚度的有效手段。前苏联的技术人员已经制造出了一种远距离的可操纵系统,用它来调查和精确估计已了解的矿藏,经实验已取得了显著效果,这个系统是由一部电视机、一个自动装置和两台水动的电子计算机组成,工作起来很方便。这是一种直接勘探手段。
直接手段虽能获得样品,可准确地测定锰结核的富集度、品位等,但使用这种方法需要大量的时间,工作效率低,因而人们正研究一种勘探途径,即间接勘探。
锰结核的开采正逐步走向成熟。目前一般认为有3种方法比较经济、实用。
一种是空气提升采矿系统,由高压气泵、采矿管、集矿装置等部分构成。高压气泵安装在船上,采矿时,首先在船上开动高压气泵,气泵产生的高压空气通过输气管道向下从采矿管的深、中、浅三个部分输入,在采矿中产生高速上升的固、气、液三相混全流,将经过集矿装置的筛滤系统选择过的锰结核提升到采矿船内,其提升效率为30%—50%,这种采矿系统已于1970年试验成功,它能在5000米水深处达到日产300吨锰结核的采矿能力。
一种是水力提升式采矿系统。主要由采矿管、浮筒、高压水泵和集矿装置4部分组成。采矿管悬挂在采矿船和浮筒下,起输送锰结核的作用;浮筒安装在采矿管道上部15%的地方,中间充以高压空气,以支撑水泵的重量;高压水泵装置在浮筒内,它的功率为8000马力,通过高压使采矿管道内产生每秒5米的高速上升水流,使锰结核和水一起由海底提升到采矿船内。集矿装置起挑选、采集锰结核的作用。1975年采矿试验已获成功,现能达到日产500吨的采矿能力。
一种是连续链斗采矿系统,是在高强度的聚丙二醇脂材料编成的绳上,每隔25~50米安装一个采矿戽斗。采矿时,船上的牵引机带动绳索,使戽斗不断在海底拖过挖取锰结核,并将其提升到采矿船上,卸入船内储仓。这种采矿法是由日本人发明的,1970年8~9月在希塔提岛以北400公里、水深4000米处进行了试验,并获得了成功。这种装置结构简单、适应性强、采矿成本低。
各国时锰结核的勘探和开发日益活跃。美国在深海锰结核勘探、试采和加工处理等技术方面,处于领先地位。美国开发的重点是夏威夷群岛至美国本土之间的海域,其中有的海区的普查工作已经完成,现已进行到详查和开发阶段。日本是从60年代开始了锰结核的调查工作,真正大规模的调查是在70年代以后。前苏联对锰结核的调查则是从50年代开始的.,前苏联科学家并在1964年编制了《太平洋底锰结核分布图》,70年代以后,对太平洋锰富矿区进行了勘探。法国人在1974年成立了法国锰结核研究公司,主要进行矿区勘探:法国并与日本合作,在法属社会群岛的塔布堤岛以北进行了多次调查和开采方法的试验。
中国对大洋锰结核的调查工作开展较晚,正式调查是在1983年5—7月进行的。1983年以后,中国又多次派遣“向阳红16”号和“海洋4”号船进行了锰结核的调查,1985年和1986年航次的调查区域从中太平洋扩大到东太平洋,采用了国际上先进的声波探测技术和海底照相,调查研究的程度有了更大的提高,并圈出了数万平方公里的富矿区。现在,中国已正式向国际申请,在太平洋中北部圈定了两块先行投资区,并在国内成立了相应组织。
不过,尽管各国对大洋锰结核的可采储量和极大的开采价值注目已久了,但由于锰结核的开发是一项高投资多风险的新兴产业,受技术因素和经济因素的限制,其开发进程不可能像海洋石油和天然气那样快。从目前的情况看,最先进行商业性开发锰结核的,可能是美国和日本,其中以美国为主的海洋产业协会准备在1995年以后投资15亿美元,每年生产100—200万吨干锰结核,同时,在加利福尼亚建一座日处理5000吨锰结核的加工提炼厂。日本国土资源贫乏,对大洋锰结核抱有极大的希望,已制订出1994年前的开发计划,现正在作各项准备工作,以期在1994年进行大洋锰结核的商业开发,据估计,在1990~1995年期间,全世界商业开发大洋锰结核每年可为100—400万吨,1995年以后可达1000万吨,到2000年,将会有大的飞跃,到2025年后,大洋锰结核将有可能成为世界稳定的矿物来源。
核燃料——铀
“燧人氏”是我国古代传说中发明钻木取火的人,燧人就是“取火的人”的意思。
关于“燧人氏”发明钻木取火的方法,在我国古代流传着这样一段有趣的传说。据说,在上古时候有一个太阳和月亮都照不到的地方,在那儿真是昼夜不分,天日不见。但奇怪的是,在那儿的森林里,却到处都有灿烂的火光,照耀得四下里如同白昼。有一个人为了弄清产生火光的缘由,便来到森林里进行调查,他经过仔细的观察后发现,在森林里有许多鸟用嘴凿洞吃虫,它们一啄,树上就会有火光发出。这个人由此而发明了钻木取火的方法,从此人类结束了吃生食,喝生水的历史。人们为了纪念他,便把他称做“燧人氏”。
传说毕竟是传说,但有一点却是实实在在的,那就是在今天,我们仍然不可能离开“火”。
从化学上说,火是含有碳的物质和氧化发生化学变化,生成二氧化碳,同时放出光和热的一种燃烧现象。几千年来,我们就是靠含碳物质和氧气之间的化学变化,取得温暖光明和力量,来建立起现代化生活的。
但是,由碳和氧气发生化学变化所产生的火,并不是世界上最强有力的: “原子能”比火要强大千万倍。它是最近几十年,通过科学家的辛勤劳动,不断探索,才被发现和利用的新的“火种”。
1896年,法国物理学家贝克勒尔正在日以继夜地从事磷光现象的研究。所谓磷光现象,就是一种物质受到太阳光照射后,在黑暗中能够继续发光的现象。有一天,贝克勒尔正想用铀盐作试验,天气忽然转阴,他便只好把铀盐放进暗橱里;暗橱里还有用纸包好的照相底片。过了几天,天晴了,他准备把铀盐拿出去放在阳光下照射,同时检查一下照相底片是否已经曝光,于是取出一张底片来冲洗。结果使他大吃一惊,照相底片上竞出现了一把钥匙的影像,这把钥匙正是他无意中放在底片上的。意外的发现使他惊奇万分,他立刻集中全力研究这块奇怪的矿物,研究结果告诉他,.正是这块矿物里的铀,放出某种看不见的射线,使照相的底片感光了。这种现象就是我们通常所说的物质的放射性。
又过了40多年,1939年,人类完成了科学史上的一项重大发现,用人工的方法轰击铀原子核,铀原子核会连续发生分裂,同时放出惊人的能量,这种由于原子核发生裂变反应而放出的能量,我们称之为原子能或核能。
此后,又经过许多人的研究,终于在1945年,人类用铀或钍制成了原子弹,并于1954年,在前苏联的奥布宁斯克建成了世界上第一座原子能发电站,它的发电功率虽然仅有14万千瓦,但却宣告了一个新的时代的到来——“原子能时代”!
锑、石墨及其他
我国的锑是很丰富的,探明储量占全世界总储量的44%,是世界上锑矿最多的国家。
锑在我国的分布不均衡。主要分布在湖南、广西、贵州等地,我国最大的锑矿生产基地是湖南新化的锡矿山,其储量之大、质量之优,举世罕见。锑有一个奇异的特性,就是热缩冷胀。我们根据锑的这一特性,在制造印刷铅字时便加入一定比例的锑,可使字笔划清楚,经久耐用。
铅锑合金除用于制造印刷铅字外,还适合作子弹和蓄电池。
如果在汽油里加入少量的氧化锑,锑对汽油可产生催化作用,把汽油燃烧时产生的一氧化碳转化为二氧化碳,从而大大减轻大气污染。
锑的一些化合物,如锑化铝,还是很好的半导体材料,用它做的红外线探测器,即使是夜间也可探测到敌人的动向。
下面我们就来说一说另一种重要的非金属矿产——石墨。
石墨给你的第一印象恐怕就是黑而软。你用手摸它一下,马上就会擦上一手黑;你用手轻轻捏它一下,就可把它捏碎。不过,你可别看它其貌不扬,它的本领还真不小呢!
石墨虽然和金刚石成分相同,但二者性格却截然不同。金刚石是世界上最硬的产物,而石墨却是最软的矿物之一;金刚石在800℃时就烟飞灰灭了,而石墨却能耐3000℃以上的高温。正因为石墨能耐高温,人们常常把石墨和粘土掺合在一起,做成大坩埚,用于熔炼有色金属、合金刚和特殊钢。
石墨还有一个高超的本领,就是它虽然是非金属矿物,但却有金属一般的导电性能。这使得它成了制造电极、电刷的极好材料。电池里的那根黑棒棒,就是用石墨做的电极。石墨还是抗腐蚀的能手,在用电解法炼铝、制烧碱、制氯气时,要是没有石墨电极,那恐怕真是有点无可奈何了。
石墨还可作防锈涂料、熔铸模型以及原子能工业的减速剂。
如果在石墨中掺点粘土,就可以制成各种不同硬度的铅笔。400多年前,它就是因为能干这一行才被人们起用的。
至于人工制成的“石墨纤维”,在宇航、电子、医疗等方面有着极为广泛的用途。
石墨多数是在高温低压条件下变质形成的,故它多见于变质岩中;也有一部分是由煤炭变质而成。
我国是世界上石墨比较丰富的国家,探明储量居世界前列。主要产自吉林、内蒙古、湖南、江西、浙江、北京等地。
在目前已发现的162种矿产中,除了我们在前面介绍过的矿产外,还有铋、锌、萤石、石膏、滑石、硫铁矿、重晶石、膨润土等矿产的探明储量我国也居世界前列。总之,我国是世界上少有矿种齐全、储量丰富的国家。
月球的奥秘和地球的历史
1969年7月20日,人类第一次登上了月球,这是另一个世界而不是地球本身。当尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)脚踩在月球表面之上时说:“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步。”
在随后的数年中,人类又有6次登上月球,然后停了下来。因此当我们庆祝第一次月球登陆20周年时,
我们或许会问:这是为什么呢?我们从月球上获得了什么?这确实是一大步吗?是的,月球登陆确实给我们提供了一个研究它和我们星球遥远过去的好机会。
地球和月球以及整个太阳系事实上是在46亿年前形成的。我们可以通过研究岩石的形成来探索地球遥远的过去。岩石越老,它自然在未变化的地壳中存在的时间就越长,我们就会对更加遥远的过去有所了解。
然而,应注意到“未变化”这个关键词。岩石从来就不会保持不变。地壳漂移、岩石褶皱、破碎和熔化,结果又形成新的岩石。当岩石实际上还没被熔化时,移动的空气和水流的力量也会使岩石发生变化。生活本身也在很大程度上改变了地貌环境。
造成的结果是我们所能发现的最古老的岩石只有30多亿年,而且为数不多。要了解地球最早期的历史是非常困难的。对于地球前15亿年的历史我们只好忘掉它吧。这完全是一个空白,只要我们被囚禁在地球之上,这也将永远是一个空白。
月球是一个较小的星体。它没有足够大的引力来使它有自己的大气层或水体。**很容易被蒸发掉。这意味着月球上没有空气,没有水,没有生命。不仅现在没有,它从来就没有过。从另一方面来讲,这意味着月球表面从来就没有受到生命、风或波浪的干扰。由于月球是一个小星体,所以它内部热量较少,但正是这种内热使地球的地壳不断运动和变化。换句话来说,地球在地质方面是“活的”,而月球在地质方面一直是“死的”。
这种情况说明月球表面比地球表面保持不变的时间要长得多。宇航员们从月球上带回的岩石要比我们在地球上所找到的最古老的岩石早10亿年。这样,我们可以弥补地球前10亿年演化历史的空白。
月球是在地球最早期演化过程中形成的(这是目前的看法)。当时地球被一颗与火星差不多大小的星体所撞击,造成地球表层大量物质被扬到周围的空间中,而撞击的星体与地球混熔在一起。
被扬到空中的物质被加热成尘雾,随后又冷却成无数个不同大小的颗粒。这些颗粒互相结合便形成月球。因为月球是从地球外层形成的,所以它几乎都是由岩石质物质构成,只含有很少像地核中的铁那样的元素。这就是为什么月球的密度比地球的密度低。
月球经过好几亿年才冷却下来,并形成了一个固体的壳,但这个壳在40亿年前就已形成。我们取回的岩石就是在那个时代形成的。在随后的40亿年中,月球所经历的一些重要变化是它在收集周围残留物质时发生的。这些物质在现在的月球表面形成了无数个火山口,以及广阔的“月海”。根据从月球所带回的岩石,我们可以研究这种轰炸的不同阶段。由于当时有许多物体与月球相撞,所以它的早期历史最为活跃。
随着时间的流逝,空中大多数物体已被清除掉。月球安居下来,经历的变化也越来越少。从大约32亿年前开始,对于地球或月球来说一切都变得十分平静。因为如果月球受到轰击,地球也有同样的命运。在地球上由于轰击而产生的火山口已被风、浪和生物剥蚀,而月球上的火山口依然存在。
在相对最近的一段时间里月球上又发生了变化。在8.1亿年前形成了哥白尼火山口,在1.09亿年前又形成了第谷这个壮观的火山口。另外一些小火山口则是在最近200万年前形成的。
如果我们将来再次返回月球,那时我们将不是把它作为一个观察站、开矿站或为人类寻找一个新的住处,而是要努力和详细地去研究它的表面并填补上它的发展历史中的细节,并且依此推断地球早期的演化过程。在月球上所获得的线索也许有助于我们了解生命在我们这个星球上是如何开始的,以及我们人类是如何发展而来的。
至今未搞清的十个地球之谜
一、引力差距
地球表面的地心引力并不完全相同,事实上,在印度的沿海地区你的体重会比较轻,而在太平洋的南部,会比较重。
造成这种差异的原因正在研究之中,2002年NASA发射的GRACE双子卫星现在正对地球的重力场进行详细的测量,这有可能帮助科学家尽快找到这种引力差距的原因。
二、大气“逃脱”
因为太阳的加热效果,地球大气层边缘的气体分子变得活跃,当温度到达一定高度,其中一些气体分子就可以脱离地球引力的束缚而“逃”到地球大气层之外的宇宙中去。这个过程很慢,但是一直在进行当中。正是因为这样,我们的地球表面才会有如此多的氧气,而较轻的氢分子因为质量轻而容易飞到大气层的外部,所以我们的大气层才会变得适合生物生存。
不过大家也不用担心氢元素在某天会在地球周围消失,因为氢可以和氧气结合形成H20分子,这样就变得分场稳定,不会轻易“逃到”大气层之外。
三、地球运行速度变化
因为地球之外月球、太阳、行星等引力作用,地球的转动速度正在不知不觉中改变。地球自转一周的时间已经比过去短了数毫秒,科学家由此推断地球的角速度正在不断增加中,而具体的改变原因还不清楚。在相关的观测结果中,我们还可以看到,地球在一月和二月间运行速度是最慢的。
四、范亚伦放射带
距地球270英里的高空,存在一个由于地球南北磁极吸引宇宙射线粒子而形成的放射性区域。传说中的阿波罗号登月的宇航员穿越这个区域的时间很短,但是也需要冒着极大的辐射的危险。
事实上,美国曾与1962年使用核弹头在太平洋中部上空250英里处引爆,目的是在范亚伦放射带炸出一个缺口,令太空船能够通过。·但是结果却是,不但没有炸开,反而增加了一条人空的辐射带,放射性比范亚伦高出数十倍。
因为这个放射带的存在,怀疑美国登月真实性的人越来越多,也就不那么奇怪了。
五、月球偏离
经过25年的观测,人们发现月亮的轨道正在逐渐扩大,也就是说,月亮正在逐步远离我们。科学家更是计算出,月球绕地球转动的半径每年都要增加4厘米。也有科学家指出,在50亿年之后,太阳就会进入到红巨星阶段,此时地球和月亮都会受到太阳大气的影响,最终两个星球还会重新靠近。
六、月亮“涨气”
众所周知的地球上水体的涨潮作用于月亮引力息息相关,但是很少有人知道月亮的引力还会对地球大气产生涨落的效果。有理论指出,月球引力对地球大气的影响在热带附近比较明显,把此处的大气变得更厚,同时更稀薄,但是这种影响的效果比起对地球水体的影响要小的多。
七、钱德勒震**
这是一种地球自转方向上产生的自由震**。1891年美国的天文学家发现了这个事实,那就是地球在433天里,自转角度偏转了1/3600秒,也就是说,地球两极偏离原来位置3~15米。
产生这种震**的原因一直不明,直到2000年的七月才有科学家推测,地球产生钱德勒震**的原因是由于海底温度和盐分的改变,以及风的运动,使得海床产生压力变化,从而产生这种变化。在2006年,科学家又发现地球的钱德勒震**已经终止,到现在原因不明。
八、地球充电
1917年,科学家们发现地球表面不知什么原因带有负极电,但是地球究竟为什么带电,地球的“充电器”是什么,没有一个人说的清楚。在一些地区的晴朗天气里,地球和空气之间会产生电流,强度达到1500安培。但是对于整个地球这么庞大的“用电器”来说,这种强度的电流甚至称不上是电流,很快就会消失殆尽,所以这种电流的产生一定是由于某种充当“充电器”的角色。有人猜测这种“充电器”是雷电,但是还没有找到确凿的证据。
九、巨量灰尘
每年,都会有3万吨的太阳系灰尘来到地球表面,它们中大部分来自火星和土星间的小行星带,这些小行星产生的碎片、灰尘可能会朝着太阳飞去,也可能向外飞到达地球表面。由于大部分的灰尘和碎片速度都很快,所以在地球大气层中就会摩擦生热,最后变成流行而燃烧殆尽。一些没有烧完的,或者速度够慢的碎片会落到地球上,成为传说中的陨石。
十、两极互换
地球两极的磁性曾经发生过交换,并且不止一次。研究显示,地球磁屏的磁力在过去的150年内减弱了10%。北磁极是在1831年被首次发现的,而在1904年它被重新“拜访”的时候,被发现已经移动了31英里(约50公里)。但是为什么磁极会发生偏转或者互换,至今还是个谜。
足以毁灭地球的七大灾难
一、粒子实验可以吞噬地球
科学家通过粒子加速器使粒子达到光速后,互相进行碰撞,来研究微观世界的能量定律。由于被研究的物质是如此之小,人类也许从不担心粒子会对人类形成什么威胁。但是最近,一些严肃的科学报告指出,在美国长岛的粒子加速器实验或相对论重离子碰撞实验,可能会产生一个微型黑洞,它将慢慢吞噬地球上的一切物质,包括地球。
二、机器人接管世界
经常有报道称,计算机的速度又达到了每秒多少亿次,一些科学报告甚至认为,到2030年,计算机或机器人将拥有和人类大脑一样的储存容量和处理速度,甚至能完全代替人类思考。科学家甚至预言,即使是无意识状态下的机器人,同样也能对人类构成威胁。
三、生化武器的危害离人类并不遥远
在20世纪60年代,随着抗生素和抗滤过性病原体的发明,人类充满信心地认为我们已经永远征服了各种传染疾病,所有病毒都可以被抗生素杀死。不幸的是,更多的病毒开始转变它们的基因以抵抗抗生素的作用。到现在为止,让医学家们束手无策的病毒不减反多。
基因工程走得更远,人类已经可以通过修补DNA改变生物体,用高科技改变一些动物或植物的遗传基因,人造染色体不久也将被用于医学和农业科学上。然而,这些善意的基因技术或许也将带来一场意想不到的灾难。人类也许认为自己操作的是一种友好的生物基因,然而它们可能会以某种科学家意想不到的方法毁灭庄稼、毁灭动物甚至人类。
生化武器病毒对人类来说是最大的威胁之一,以前它很难被制造,然而目前因特网上的一些生化病毒制造信息却使其变得十分容易。
四、超级火山爆发
地球上曾遭遇过至少六次毁灭性的火山爆发,相对于这些超级火山的爆发,意大利埃特纳火山只是一个小儿科。英国伦敦大学学院的地球物理学教授比尔·麦格在他的著作《走向世界尽头》一书中认为,下一场超级火山爆发只是一个时间问题。 一
五、地震引发世界经济危机
人类无法预知地球是否还会再发生一次类似1923年那样的东京大地震。在那场地震中,20万人死亡,经济损失达500亿美圆。科学家估算,如果人类再遭受一次类似1923年的东京大地震,世界股票市场将如自由跳水,欧洲和美国经济将彻底崩溃。
六、小行星撞毁地球概率大过彩票中大奖
在地球过去的历史上,曾经多次被来自外太空的小行星或慧星撞击过,但这些天外来客由于体积较小,对地球构不成巨大的伤害。然而,科学家认为,一颗直径超过150英尺的小行星撞向地球,就将成为一场人类的灾难。如果一颗这样大的小行星击中伦敦,将能使整个欧洲毁灭。科学家通过测算,认为一颗直径1公里大小的小行星每隔10万年就会撞击地球一次,这种尺寸的天外物体将会引起全球性的生态灾难。而一颗直径10公里大小的天外物体将会夷平地球,使地球重现6500万年前恐龙灭绝的灾难。据英国索尔福德大学的杜肯·斯蒂尔教授的研究,大约有1500颗直径1公里大小的小行星已经或正在掠过地球的轨道。