你知道世界四大“死亡谷”吗?

前苏联的堪察加半岛克罗诺基山区的“死亡谷”,长达两公里,宽100—300米不等。这里的地势凸凹不平,坑坑洼洼,不少地方有天然硫磺嶙峋露出地面。到处可见到狗熊、狼獾以及其它野兽的尸骨,真是满目凄凉。据统计,这个“死亡谷”已吞噬过30条人命。前苏联的科学家曾对这个“死亡谷”进行过多次探险考察,但结论仍是众说纷纭。有人认为,杀害人畜的祸首是积聚在凹陷深坑中的硫化氢和二氧化碳。有人则认为,致使原因可能是烈性毒剂氢氰酸和它的衍生物。可是,住在距离“死亡谷”仅一箭之地,而且没有山岳和森林阻隔的村舍农民,却不曾受到过这些毒气的影响。

在美国加利福尼亚洲与内华达洲相毗连的群山之中,也有一条特大的“死亡谷”。它长225公里。宽约6—26公里不等,面积达1400多平方公里。峡谷两岸悬崖峭壁,地势十分险恶。据说在1949年,美国有一支寻找金矿的勘探队伍,因迷失方向而涉足其间,几乎全队覆灭。几个侥幸脱险者,不久后也神秘地死去。此后,有些前去探险的人员,也屡屡葬身谷中,至今仍然未能查出死亡的原因,可是科学家却发现,这个地狱般的“死亡谷”,竟是飞禽走兽的“极乐世界”。据调查统计,在这个地方大约繁衍着200多种鸟类,19种蛇类,17种蜴晰,还有1500多头野驴居然在这里悠然逍遥,好不自在。时至今日,谁也弄不清这条峡谷为何对人类是如此的凶残,而对动物却是如此的仁慈?

意大利的那不勒斯和瓦唯尔诺湖附近的“死亡谷”,又另有一番特点。它只危害飞禽走兽,对人的生命却毫无威胁。据调查统计,每年在此死于非命的各种动物多达37600多头。所以意大利人又称它为“动物的墓场”。意大利的一些专家、学者曾多次对“死亡谷”进行过考察研究,但至今仍未找到答案。

印尼爪岛上有个更为奇异的“死亡谷”。在谷中共分布着6个庞大的山洞,每个洞对人和动物的生命都有很大的威胁。如人或动物靠近洞口6—7米远,就会被一种神奇的吸引力吸人洞内,而葬身。所以山洞里至今堆满了狮子、老虎、野猪,鹿以及人体的骸骨。这些山洞何以会具有这种吸摄生灵的力量?被吸进去的人和动物又是因为什么原因而丧生的呢?

不可理解的海岛石柱

密克罗尼西亚群岛共有五百多个岛屿,像一把珍珠,撒在蔚蓝的南太平洋上。其中最大的岛屿名叫波纳佩岛,面积约五百平方公里。在波纳佩岛对面,有一个很小很小的小岛,名叫纳玛托岛。

1595年,葡萄牙海军上尉佩德罗·费尔南德斯·德·库伊罗斯乘“圣耶罗尼默号”帆船来到这个小岛,他惊讶地发现,岛上虽然荒无人烟,但却有无数巨型石柱整整齐齐码放在那里,堆成了一座十多米高的石头山。

后来的地质学家和考古学家们到岛上进行了研究,发现这原来是一处远古时代的建筑废掳。这些石柱是加工过的玄武岩柱,由冷却的火山熔岩凝成,每根重达数吨。瑞士人冯·丹尼肯试着数过这些石柱,堆砌起来的石山共由4328根石校组成。连同各处地上散乱的石柱、若干墓室和一道860米长的石校围墙,总计纳玛托岛上的古建筑废墟共用了约40万根石柱。

岛上的建筑没有浮雕,没有装饰,没有南太平洋建筑常见的繁丽花纹。只有数不完的玄武岩石柱和交错纵横的运河水道。这是一座什么建筑呢?

更令人不解的是,纳马托岛本身并不产这种玄武岩,石往是从波纳佩岛运来的。两处距离虽不远,但只有水路通航。人们认为是用当地一种叫做卡塔玛兰斯的独木舟来运输的。这种独木舟一次只能运一根石柱。有人计算了一下,如果一天运4根,一年才能运1460根。照这样计算,波纳佩的岛民要工作296年,才能把40万根石柱统统运到纳玛托岛。

波纳佩土著人把纳玛托遗址叫作“圣鸽神庙”。传说三百年前,一只鸽子驾船穿过水道来到这里。在鸽子来到之前,岛上的统治者足一条喷火的巨龙,它吹一口气就挖好了运河,石柱也是它从邻岛运到这里的。

传说或许有过多的神话色彩,但究竟是谁建造了纳玛托岛上的石柱建筑?太平洋岛民慵懒、散漫而自足,这样一个巨大的工程,以他们来说,没有特殊的动力是难以想象的。

更令人难以理解的是,岛上的建筑显然并末完工,留下一部分城墙还没来得及造好,就由于某种原因突然被放弃了。散乱的石柱扔得到处部是。

到底是谁在这个岛上建造了这奇怪的建筑?它是什么时候建造的又有什么用途?为什么尚未完工又被突然放弃了?纳玛托岛的石柱,又一个不可理解的谜。

大绝灭

恐龙化石被发现近200年了,一个个新的种类被不断地发现,一批批科学家对它们的研究乐此不彼,一代代少年儿童和他们的家长们对这些神秘的远古生物产生着强烈的兴趣。这是为什么呢?

这是因为,许许多多的恐龙与我们人类相比实在是太大了,让我们每个人都不得不思考,它们为什么会长那么大呢?还因为,恐龙的种类如此繁多,样子那么千奇百怪,不由得使我们想知道,恐龙这个庞大的家族到底有多少成员?……

还有一个更为重要的原因,那就是那么多曾经浩浩****、生气勃勃地生活在地球上的恐龙为什么一个不留地从地球上消失了,没有留下它们的后代,却为我们留下了一个难解的谜。这个谜永远激发着我们去探索、去求知。

现在我们知道,恐龙灭绝的时间是在距今6500万年前。而且在那个时候,不仅统治了地球达一亿多年的各种恐龙全部绝灭了,同样悲惨的命运还同时降临到了地球上的陆地、海洋和天空中生活的很多种其它的生物。在这次灾难中绝灭的还有蛇颈龙等海洋爬行动物,有翼龙等会飞的爬行动物,有彩蜥等恐龙的陆生爬行动物亲戚,有菊石、箭石等海洋无脊椎动物;至于海洋中的微型浮游动植物,钙质浮游有孔虫和钙质微型浮游植物也几乎被一扫而光。经过这场大劫难,当时地球上大约50%的生物属和几乎75%的生物种从地球上永远地消失了。

这真是一场大绝灭、大灾难。大绝灭的结果使得在距今.6500万年这个时间的前后,地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大绝灭标志着中生代的结束,地球的地质历史从此进入了—个新的时代——新生代。

科学家们经过不懈的努力,分析研究了到目前为止可以发现的所有线索,提出了解释这一大绝灭现象的各种理论。但是至今,关于这场大绝灭的原因仍然没有找到一个百分之百正确的答案。

也许,这样的答案等待着你来寻找。

以下,我们将陆续地介绍一些关于恐龙大绝灭原因的理论和学说,即向你介绍一些最基本的背景知识,也希望能够对你发现更好的解释提供一些启发。

地球内部圈层结构

科学家们根据无数次地震波在地球内部传播状态的分析,证明地球内部有圈层状的特点。由外向内分三层,地壳、地幔、地核。它们之间就像鸡蛋分为蛋壳、蛋白和蛋清一样。

地壳地壳是地球内部结构中最外的圈层,是由岩石组成的地壳固体外壳。地壳总厚度在5至70公里之间,大陆地区壳厚,如青藏高原地区厚度达70公里,大洋地区地壳薄,如大西洋地壳有的地方仅厚5公里。海陆地壳的平均厚度约为33公里,仅占地球半径的二百分之一。地壳的上部主要由密度小、比重较轻的花岗岩组成,主要成分是硅、铅元素,称为“硅铅层”。地壳的下部是由密度较大、比重较重的玄武岩组成,主要成分是镁、铁、硅元素,称为“硅镁层”。在地壳的最上层,是一些厚度不大的沉积岩、沉积变质岩和风化土,它们是地壳的表皮。在地壳中,蕴藏着极为丰富的矿产资源,目前已探明的矿物已有二千多种,其中尤以金、银、铜、铁、锡、钨、锰、铅、锌、汞、煤、石油、天然气等为人类文明不可缺少的宝贵资源。

地幔位于地壳以下,地核以上,亦称为“中间层”。其下界深2900公里。地幔约占地球总体积的83.3%。地幔可分为上下两层,上地幔约到1000公里深处,一般认为,这里的物质处于局部的熔融状态,是岩浆的发源地,地球上分布广泛的玄武岩就是这一层喷发出来的。下地幔在1000公里以下到2900公里,主要是由金属硫化物和氧化物组成。地幔的质量为4.05×1021吨,占地球总质量的67.77%,温度较高,上地幔约为1200一1500~C,下地幔为1500~2000℃。

地核地球内部结构的中心圈层。可分为外核和内核两部分。外核自地下2900公里到5100公里,占整个地球质量的31.5%,体积占整个地球的16.2%。由于地核在地球的最深处,受到的压力很大,外核的压力已达到136万个大气压,核心部分高达360万个大气压。地核内部的温度高达2000—5000℃,物质密度平均为10—16克/厘米3之间。地核主要由铁、镍组成并含少量其它元素,可能是硅、钾、硫、氧等物质。

地球上的褶皱构造

褶皱是地球外表层岩石区最普遍的一种地质现象,由于褶皱才使地面此起彼伏,就像是干缩了的苹果一样。

褶皱是岩层在构造运动水平压力作用下,所产生的一系列波状弯曲,是一种未丧失岩层连续性的塑性变形。单个背斜或向斜称为褶曲,它由核(轴)部和翼等要素组成。褶曲是组成褶皱的基本单位,两个以上的褶曲的组合,才叫褶皱。在自然界总是一个褶曲连着另一褶曲。由于受力状况、强弱不同,弯曲形态和程度也不同。

褶曲基本的形成由背斜和向斜组成,两者有什么区别呢,我们由下表可以做一个比较:

背斜、向斜基本情况比较

内容 背斜 向斜

弯曲方向 向上弯曲 向下弯曲

岩层产状 向外倾斜 向内倾斜

地层层序 老地层在中间 新地层在中间

地貌特征 一般是正地形隆起为山 一般是负地形凹下为谷

地形倒置 坳下为谷 隆起为山

在上表中,背斜和向斜的最主要的区别,是根据地层的新老来判断的,背斜的中间(称为核部)是老地层,向斜的中间(核部)是新地层,其他的条件都是不可靠的。例如地貌一般背斜隆起,但如果岩性有差异,背斜所处的岩层容易风化,向斜处的岩层难于风化,则出现相反的情况,背斜成谷,向斜成山,这种现象我们称为地形倒置。

此外根据褶曲向上弯曲是背斜,向下弯曲是向斜,来判别褶曲,有时也会发生错误的结果。表示一个背斜,由于倒转逐步变为向下弯曲,误判为向斜。同样向斜也可变为上弯曲的翻卷褶曲。

研究褶皱,不仅在恢复地壳运动方面,在找矿、找油、找气、找水等方面都具有重要的意义。此外研究一个地区的地层、断层应首先研究褶皱。

褶皱轴(核)部往往是矿床富集的地区,向斜是保护所有沉积矿床的最好构造。背斜,尤其是短背是重要储油构造,油、气都储集到轴部,因为油、气比水轻,被水一挤压,便向顶部集中。向斜可以把水“收”集到两翼或轴部,我们找矿、找水、找油,都要搞清褶皱分布,否则就会使钻孔落空。

地球上的断裂构造

如果说岩层的弯曲称为褶皱,那么岩层被错断,使岩层连接性被破坏发生位移或裂开时我们称为断裂。根据断裂程度和规模,把那些位移显著、规模较大的断裂称断层,规模小、位移又不显著的称为节理。一种是受引力产生的、张开裂口的张节理;另一种是由于受扭动产生的剪切应力发生袭面闭合的剪切理。

断层,是地壳表面规模较大的断裂,它可以切穿地壳,进人上地幔,地面延伸数百公里。如我国郯庐大断裂,从东北南部延至长江,乃至贵州,长达千余公里,但有时也有一块平标本上见到仅数厘米的,只要岩层有明显错位的,便可称为断层。

断层由下列几项要素组成:

断层面和破碎带:岩层发生位移时,被错断两盘沿着移动的面称为断层面,在绝大多数情况下往往不是单一的面,而是一系列密集的破裂面或错动破碎带,称为断层破碎带或断层带。

断层线:断层面、破碎带与地面或平面的交线称之为断层线,它表示断层延伸的方向。

上盘和下盘:断层面两边的岩层称为断层的两盘。断层以上的称上盘,以下的称下盘。

断距(位移):断距是岩层被断开的距离,也是两盘相对的位移量。因此断距也是衡量断层规模大小的指标之一。

断层,是地球上常见和重要的地质现象,如何判断断层的存在?最主要的有下列各项:

首先地貌方面的标志:断层线通过处一般岩层破碎,易于风化,所以断层线通过处,多是负地形,沟谷较多,过去老地质学家常说: “逢沟必断”,就是这个意思。当然不是每条沟谷都是断裂,但是沟谷,则需做断层来考虑,再来寻找依据加以证实。

在地貌上,断层还有很多表现:例如山脊被错断、河流突然拐弯、山地与平原交接处等这些地貌形态发生变化外,往往都有断层通过。

其次是岩层的重复与缺失:由于断层活动,岩层往往被错动后,一些岩层多出来,发生重复,另一些岩层则被断掉后少了层数发生缺失。因此如果岩层层序发生变化,则说明可能是断层活动的结果。我们注意用那些特征明显的岩层(称为标志层)是否重复或缺失来确定断层的存在。

再次是:断层破碎带、断层两盘出现的磨光面,断层角砾等都可以作为断层证据。

此外,植被的生长状况明显变化、泉水分布呈线状分布,断层崖、断层三角等都是断层存在的证据。

根据断层的性质,可以分为三种类型:

正断层:上盘下降、下盘上升的断层,它是由于引张力作用,使上盘“掉下来”。

逆断层:上盘上升、下盘下降的断层,它是由于挤压力作用形成的。

平移断层:两盘平错,是由于扭力作用形成的。

地壳中的“寿星”

如同人有诞生日、有年龄一样,地壳也有自己的年龄。科学家对不同大陆上的地壳岩石进行了抽样分析,认为大陆地壳的最早雏形出现在37—40亿年前。大部分地壳的年龄在28亿年左右。现已发现的有30亿年以上高龄的地壳有近10余处,其中最老的寿星是格陵兰岛的戈德霍普,它的高寿是39.8±1.8亿年。其次是:

刚果南部35.2±1.8亿年;

俄罗斯科拉半岛34.6亿年;

沃罗涅兹河地区34.6—34.8亿年;

美国明尼苏达州33亿年;

南非德兰土瓦中部32±O.7亿年;

美国蒙大拿州31亿年;

斯威士兰30.7±O.6亿年或34.4±3亿年。

随着地质年代测定数据的增多,可能还会发现岁数更多的大陆地壳。

科学家从南非的前寒武纪岩石中,还发现了32亿年前的细菌化石,被命名为“伊索拉姆原始细菌”。这是目前知道的最古老的生物遗迹,可以说它是地球上最早的生命了。

地质年代

自从陆上出现了生物以来,古代生物的遗体——化石,就成了我们认识地球的最好标志。科学家们根据化石以及岩石中的放射性元素来计算,把地球历史演变划分为五个年代,即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。共十余个纪。

太古代、元古代为地球为发展的初级阶段,距今最远,经历时间也最长,当时的生物仅处于发生和孕育阶段。古生代鱼类、植物、动物都从低级向高级发展。中生代地壳活动强烈,发生了一次强大的地壳运动——燕山运动。新生代距我们最近,大约有八千万年,地球上相继繁荣,出现了人类,到处生气勃勃,百花争艳。

大气是从哪里来的

我们的地球之所以生机勃勃,是因为它有其他行星所没有的得天独厚的三大宝:适量的阳光、充足的水源和丰富的大气。

地球大气是从哪里来的呢?天文学家常常用天体的起源来解释地球大气的起源。

根据太阳系起源的流行理论——康德一拉普拉斯学说认为:大约在50亿年前,太阳系是一团体积庞大、温度极高、中心密度大、外缘密度小的气态尘埃云。整个尘埃云先是缓缓转动,后来温度渐渐冷却,尘埃收缩,而使转动加快,中心部分收缩成太阳,周围物质收缩成九大行星及其卫星。最初收缩凝聚的地球团块是很疏松的,气体不光在地球表面,大部分被禁锢在疏松的地球团内。这时的地球像一块吸足了水分的海绵团,蕴含着大量的气体。

后来,由于地心引力作用,疏松的地球收缩变小。气体受到收缩,被挤出来。大多气体分散到地球表面,形成薄薄的一层大气。地球收缩到一定程度后,收缩速度减慢,强烈收缩时产生的热量渐渐失散,地球逐渐冷却,地壳开始凝固。地球凝固后,地球内部受反射性元素的作用不断升温,使地壳一些地方发生断层、位置移动和火山爆发。地壳和岩石中的水和气体也随之释放出来,这些被释放出的气体中,一部分像氢和氦等轻分子跑到了宇宙空间,而氧和氮等重分子大部分被地球吸力抓住,充实了地球大气。

地球不断失去氢和氧,然而太阳风和地球本身的活动,如火山爆发等,又不断地补充地球大气失去的气体。所以,从古至今,地球大气总是那么丰富。

大气圈

在地壳外面的广阔空间,是地球的“大气圈”。人们常称它是地球的外衣。谁都知道,作为地球环境要素之一的大气,是各种生命不可须臾缺少的东西。但你可曾知道,如今的大气,早已不是原来的大气了,而是至少经过两次“更新”之后的第三代大气。 ’

现在笼罩着地球的大气,其厚度在3000公里左右,通常称之为大气层或大气圈。它的总质量并不大,仅相当于地壳总质量的0.05%。大气圈在结构上,自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。

对流层从海平面到18公里高空,占大气总量的80%。对流层里气象万千,冷热空气上下对流,兴云造雨,下雪降霜,电闪雷鸣都在这里发生。

平流层从对流层顶到50一55公里的高空。此处空气稀薄,水汽和尘埃含量极少,很少有天气现象,气流平稳,是高速喷气机最理想的飞行区域,平流层中含有大量臭氧,因此又得名“臭氧层”。它能吸收太阳辐射中90%的紫外线,像地球的贴身“防弹衣”一样,使地面生命免遭紫外线伤害。

中间层从平流层顶到80~85公里的高空。它负责吸收太阳的远紫外线和x射线,使大气中的氧和氮分子离解成原子和离子。该层的温度随高度增加而降低。

热层从中间层顶到500公里处的高空。这一层的温度很高,气温昼夜变化很大。

外层500公里以外高空,是地球大气层向星际空间过渡的区域,它有两条辐射带和一个磁层。磁层在5~7万公里的高处,它是地球大气的最外层,它像一道挡风的钢铁长城,保护地球生物,免受太阳风的致命打击。

在50—1000公里处有一个电离层,分为D、E、Fl、F2四层,里边的气体基本都是电离的。地球上的短波无线通讯都靠电离层的反射。80~500公里区域,电离密度较小,美丽的北极光就出现在这层。

从成分上说,大气是一种混合物,其组成相当简单。它由不同成分的、具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备,’为有机世界的生存和发展,提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是:

可是,地球的早期大气却完全不是这样的。

地球脱胎于星云,而星云的主要成分是氢和氦。可想而知,地球的第一代大气是以氢和氦为主的。不过,地球在形成之初,由于其体积还很小,没有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此,最初的地球无法拥有大量的气体。有如现在的月球或小行星那样。后来,随着地球不断吸引和兼并它周围的固体颗粒,体积和质量不断增大,地球的引力也不断增大,并可以把原始的气体吸引在自己周围,便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这些大气分子很轻,在阳光照射下异常活跃,很容易逃逸出地球。

随着地球的进一步增长,以及地球内部温度的升高,在地球内部圈层分化的同时,从地球的内部不断有气体产生出来,这就是地球的第二代大气。其主要成份可能是水(H:O)、二氧化碳(COz)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)和氨(HN3),此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火山喷发或从地球物质中渗出,人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石上所发现的气体成分证实了这一点。

至于第二代大气是怎样演化成现代大气的,这个过程比较复杂,但在演化过程中起关键作用的是绿色植物。因为绿色植物通过光合作用能够吸收二氧化碳,释放出游离氧,从而把还原大气变成氧化大气,使第二代大气的成分发生重要变化。

在距今30亿年以前,地球上出现了原始的低等植物——蓝绿藻。这是地球大气由还原大气变成氧化大气的关键性的事件。在距今6亿年以前,绿色植物在海洋中得到大量繁殖与发展,并占据优势。在距今4亿年以前,绿色植物开始在陆地上出现。这样,使得在大气中的游离氧不断增多。同时,还原大气的氧化过程被加速。在氧化过程中,一氧化碳逐渐转变成二氧化碳;甲烷逐渐成为二氧化碳和水;氨逐渐转变成水汽和氮。很明显,这时的大气还不是氧化大气,而是以二氧化碳逐渐占据优势的大气。只是由于绿色植物光合作用的持续作用,大气中的二氧化碳才得以日益减少,而游离氧日益增多。有人估计,当大气中游离氧达到现代大气氧的1%的时候,就可能出现有效的臭氧层。它对太阳紫外线起屏障作用,可保护地球上生命免遭紫外线伤害。游离氧是生物发展的产物,反过来它又促进生物界的发展。

大气中氮气的增多,除了与游离氧有关外,还取决于生物的发展。生物在其生存期间,需吸收环境中含氮化合物,在体内合成蛋白质等复杂的有机物。当动物及其排泄物腐烂时,蛋白质一部分转变为氨和铵盐,另一部分直接转变为氮;氨在游离氧的作用下又释放出氮。由于氮的化学性质不活泼,在常温下不与其它元素结合,所以它在大气中会越积越多,终于成为大气的主要成分。

总之,在绿色植物的光合作用下,由于二氧化碳不断减少和氧、氮不断积累,终于使得地球的第二代大气演化成了现代的第三代大气。

地球生命的保护伞

在地球大气由原始大气演化为还原大气时,由于太阳辐射,产生了光致离解效应。将水分子分解为氢和氧,分解出的氢逃逸出大气层,比氢重的氧留了下来。性能活泼的氧除了与其他元素化合外,还有一部分形成了臭氧(O3)。臭氧(O3)是氧(O2)分子的一种同位素,它主要分布在地球大气的平流层里,在海拔25公里附近密度最大。因此,科学家又把海拔25公里附近的大气层叫做臭氧层。据估计,在海拔lO~50公里范围内,臭氧占整个地球所拥有的臭氧总量的97%以上。但是,与地球大气相比,还不到地球大气总量的1%。

臭氧含量虽少,但却维系着地球万物生灵的命运。因为强烈的太阳紫外线对生物会产生致命的危害,它会破坏生物体内的生殖分子和DNA(细胞的脱氧核糖核酸,它起着制造和传递遗传信息作用),引起细胞异变和一些疾病。紫外线对蛋白质也有破坏作用。而DNA和蛋白质对光线的吸收主要集中在紫外线波段。

臭氧能吸收太阳紫外线,使大气下层的氧分子不再被分裂。被吸收的太阳紫外线能烤热臭氧及周围的空气,形成高于同温层的空气层,就好像在汹涌澎湃的对流层上的一把保护伞,挡住了大部分的太阳紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的致命伤害。正因为地球大气中有了臭氧层这个天然屏障,远古的生物才能从海洋过渡到陆地,而发展成形形色色的生物界,我们人类以及地球上的所有生灵才能安然无恙地生活在地球上。

如果大气层中的臭氧含量减少,到达地面的太阳紫外线就会明显增强,地球上的生物就会遭殃了。

水 圈

在地球上,很少有什么物质会像水那样变幻多端,分布广泛。上至高层大气,下至地壳深处,几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界大洋,陆地上的江河湖泊,以及埋藏于地表下面的地下水等,它们互相连通,共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中,海水约占97%,其余3%存在于冰川、江河、湖泊、地下和大气中。如果我们把地表看做是很平坦的,将地球水均匀覆盖其上,那么全球将成为一个平均水深2745米的水球。水是生命的摇篮,也是一切生命机体活动必不可少的基本要素。

在太阳系中,地球是唯一拥有液态水的天体。水占地球表面积的77%(为此,有人提议地球应改名为“水球”),总量达145亿亿吨。这还不算矿物所含的结构水和结晶水,也不包括生物体中的水(生物机体的2/3是水组成的)。

你一定会问,这么多的水是哪里来的呢?

传统说法,地球上的水是地球形成时,从星云物质中带来的。星云物质由三大类物质组成:一类是气物质,如氢和氦,约占星云物质的98.2%:另一类是冰物质,如水冰、氨、甲烷等,约占1.4%;第三类是土物质,主要有铁、硅、镁、硫等与氧的化合物,是些温度高达1000~C左右时仍是固态的物质。地球是土物质组成的,但仍有一小部分冰物质,这便是地球水的来源。

1961年,科学家托维利提出,地球水是太阳风的杰作。太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流。从地球形成至今,地球从太阳风中吸收氢的总量达1.70×1023克。如果这些氢全部与地球上的氧结合,可产生1.53×1024克的水,恰恰接近地球水的总量1.43×1024克。

不久前,美国人弗兰克等人又提出一个假说:地球水来自太空冰球。这位科学家研究了198l一1986年以来人造卫星发回的数千张地球大气紫外线辐射图像,发现在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。这些小黑斑都很短命,仅存在两三分钟。经多次分析和否认了其他一切可能后,他们认为这些小黑斑是由一些看不见的冰块组成的小彗星,撞人地球外层大气后破裂、融化成水蒸气而造成的。估计每分钟约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠人地球,每年可使地球增加10亿吨水。地球形成46亿年,总共可从这种冰获得460亿亿吨水,是现在地球水总量的3倍多。扣除蒸发的水分、矿物质和岩石,以及生物机体内含有水分,仍富富有余。所以,这一假说因无法自圆其说,也遭到了人们怀疑。

地球之水究竟来自何方?还有待于人类继续探索。

生物圈

在地球发展的最初阶段,地球上本没有任何生命现象。由于地球本身的特有性质和它在太阳系中得天独厚的位置,决定了地球上物质的进一步演化。地球上自从有了原始的地壳、大气圈和水圈,生命便合乎规律地出现和发展了。

现在多数人认为,生命是由无生命的物质转化来的。这种转化,需要有一定的物质条件,即必须具备甲烷、氨、水汽和氢等,而这些物质在原始大气中是大量存在的。实现这种转化,还需要有一定的能量,而来自太阳的紫外线、大气中的电击雷鸣和地下的火山熔岩等都是重要的能源。所以,在原始地球上,实现从无生命到有生命物质的这种转化,便具备了可能性。

为了模拟这种转化过程,本世纪50年代美国科学家米勒成功地做了一个实验。他在封闭的容器里,按照原始大气的成分,装满甲烷、氨、水汽和氢,并使之保持一定的温度。同时,在容器中不断地点燃电火花。这样,在经过一定时期的连续作用之后,终于产生出了有机分子。后来,又有人多次重复米勒的实验,并加人多种成分的物质,获得了在生命物质中常见的氨基酸,甚至于某些蛋白质。近年来,在地球上某些早期沉积岩(年龄在35亿年左右)中,以及在陨石中,也发现了有机分子的遗迹,跟实验室里所获得的有机物质有些相似。经科学推测,它们应该是地球和太阳系早期的有机物。

简单有机物还不是有生命的物质,从简单的有机物转化为有生命的物质需要一系列的条件和经过一系列的过程,其中原始的海洋是重要的一环。大气和地表上的有机物会随着降水和地面径流汇集到海洋,并在海洋一定部位浓集。这样,它们有更多的机会相互接触,并结合成更为复杂的有机分子,甚至成为能自行与周围环境进行物质交换的独立体系。再通过不断进化,这些独立体系开始进行最原始的新陈代谢和自我繁殖,这才发展成生命物质,人们叫它非细胞生命。这个过程大概发生在距今35亿年以前。这是从无生命到有生命的一次飞跃。

不过,正是因为生命的形成是一个极为漫长的过程,人们要想在实验室里获得有生命的分子,目前尚不可能实现。

原始生命之所以在水中形成,也在水中发展,是因为那时的大气中还缺少游离氧,高空还没有形成可以抵御太阳紫外线的臭氧层,原始生命只有从水中获得氧和靠水的保护才能生存和发展。在陆地还未具备生命生存条件之前,原始生命一直生活在海洋里。它们在海洋里渡过了十分漫长的岁月,直到距今6亿年前,绿色植物在海洋里大量繁殖,成为海洋生物的主要成员之时,陆地仍然是一片荒漠,找不到任何生命的踪迹。

绿色植物的出现为其登陆创造了条件。因为绿色植物在光合作用中所产生的游离氧不断积累,最终导致高空臭氧层的形成。它能有效地吸收紫外线,保护地面上的生物免遭伤害。于是,在距今4亿年前,绿色植物开始从海洋发展到陆地。首先登陆的是陆地孢子植物,此后,依次出现了裸子植物和被子植物。动物也敢于开始登陆和发展,依次出现了两栖动物、爬行动物和哺乳动物。

地球上的生命从无到有、从简单到复杂、从低级到高级,一步步进化发展,至今已有数百万种动植物。它们占领了海洋、陆地、地壳的浅层和大气的下层,构成地球上所特有的一个圈层——生物圈。地球上的生命依靠地壳、大气圈和水圈的改造,促使其演化和发展。

可以说,由于生命和生物圈的出现,地球圈层之间的联系和接触越来越密切了。

至此,我们可以看到,地球岩石圈的顶层,大气圈的底层,以及水圈和物质圈的全部,是地球外部各圈层密切接触和有机联系的纽带,各圈层在这里相互作用、相互渗透,构成一个完整的物质体系。对于人类社会来说,它就是我们周围的自然界,即自然地理环境。

还要特别指出的是,到了后来,地球在它自身演化的同时,还要受到人类活动的影响,接受人类有意识的改造。所谓改造地球,就是合地理地利用各个圈层的自然资源,有目的地改变各圈层的状况和它们之间的关系,使之朝着有益于人类的方向发展。

地球冰期成因的七大假说

大约在9亿多年前的震旦纪,整个地球几乎完全被冰雪覆盖,这就是地球史上三大冰期之一的震旦大冰期。这个时期的冰川堆积物遍布世界各地。

2亿多年前,地球进入了第二冰期:石炭二迭纪大冰期。主要发生在南半球,非洲的扎伊尔和赞比亚当初都在冰川之下,北半球只有1/3的印度埋于冰雪中。

大约300多万年前开始了第四纪大冰期。最盛时,冰川覆盖着地球总面积的32%,现在仅为10%。我们正处在第四纪大冰期的末期,是个比较温暖的时期。

但从整个地球气候史看,温暖时期占着绝对优势。近2亿5千万年以来,冰期只有200万年,是什么原因造成原本温暖的地球几次陷人寒冷之中呢?科学家们提出了冰期成因的七种假说。

1.由太阳系在宇宙间所处的位置变化引起。当太阳系随同银河系的自转通过宇宙间寒冷区域时,或转到宇宙尘微粒子稠密区域时,部分太阳辐射被宇宙尘埃吸收,地球得到的太阳辐射减少,温暖降低,地球出现冰期。

2.地球公转轨道的偏心率每93000年就会发生一次变化,造成地日距离加大;或地球受木星的吸引,地球公转轨道变圆(大约每10万年一次),地日距离变远,地球温暖降低,形成冰期。

3.地球转速的变更,造成地壳运动,两极大气的变化。如地球转速加快时,两极寒冷的大气涌向赤道,气候变冷。

4.强烈的地壳运动,使火山活动频繁,火山喷发出大量碎屑,遮天蔽日,减弱了太阳辐射热。强烈的地壳运动还会造成大陆上升,大量新岩石暴露于空气中,岩石风化使大气中保护地球热量不致散发的二氧化碳含量降低,造成气温下降、冰川活动,产生冰期。

5.大陆飘移使各大陆相对两极的位置在不同时期发生不同的变化。在移近两极时气候寒冷,出现冰期,如石炭——二迭纪冰期,非洲、澳洲、南美洲、南极洲以及印度原是一个完整的古大陆。而非洲就是当时的南极。北极在太平洋中。所以那时南半球的古大陆都有冰川行动。

6.地球南北磁极互相倒转的过渡时期,地磁场相当微弱,大气层中弥漫着带电子粒子和宇宙尘,阳光被遮挡,气温下降,雨和雪断断续续,一下就是数百年,冰期到来。

7.寒冷的北冰洋的海水通过海峡与温暖的太平洋、大西洋交流时,潮湿的气候使北冰洋上空大雪弥漫,结成冰盖,将大部分的太阳辐射反射掉,致使气候变寒,冰期出现。

到底哪种假说更切合实际?是否还有什么其他原因?下一次大冰期何时将至?都有待人类继续探讨。

造成四次全球性生物灭绝的杀手

发生在6700万年前的“恐龙灭绝”事件已是世人皆知的一大惨案。但在漫长的地球历史演化过程中,地球上惨遭灭顶之灾的生物远不止恐龙家族。据科学分析,整个显生届时期,有4次最明显的全球性生物群突然灭绝的现象。

第1次发生在距今约4.4亿年的奥陶纪末期。这次遭到灭绝的生物门类大约有75个科,其中重要的有达尔曼虫等三叶虫类、孔洞贝等腕足类以及某些单列型的四射珊瑚和头足类等。

第2次发生在晚泥盆纪,距今约3.4亿年。大约有80余种海洋无脊椎动物如腕足、三叶虫、珊瑚、苔藓等类遭了灾。

第3次距今约2.4亿年,在二迭纪末期。许多在古生代繁盛一时的极重要的海洋无脊椎动物以及苔藓动物中的隐口目和变口目,总计90多个科几乎彻底灭绝。

这三次“生物大灭绝”几乎隔1亿年发生一次。第4次发生在使雄霸地球长达1亿多年的庞然大物——恐龙绝种的年代,即距今6700万年的白垩纪末期。与恐龙同时绝迹的还有海蕾、海权、菊石、箭石和某些固着蛤型瓣鳃类。

是什么造成如此大规模的全球性生物灭绝的呢?

像1765年将繁荣的大都市庞培在旦夕之间葬于火山爆发的熔岩流下的灾难性突发事件,尽管也会使当时当地生物群遭遇不幸,但从整个地球看这种灾难只是局部的。所以,像火山爆发、洪水、冰川、地震、海啸等自然灾害,都不足以成为地球史上4次全球性生物大灭绝的元凶。

人们从月球上大大小小的陨石坑以及目前已发现的地球上的巨大陨石坑得到启发:地球也像月球一样,曾无数次地遭过星体的撞击。这些天外来客足以给地球生物带来毁灭性的灾难。目前被承认发生在出现了4次全球生物灭绝的显生届、直径大于10公里的撞击物约有了100个左右。这些天外来客以每秒数十公里的高速闯入地球大气层,因空气的阻力,它们会发生爆炸,并放出大量碎块和粉尘,同时产生巨大的冲击波和光辐射。浓重的尘埃云遮天蔽日,能长达数年之久。陆地上的动植物长期失去光照,不能正常生长和活动,直至死亡。 ,

如果陨物撞人海洋中,会使大量海水变成蒸气,升腾到空中,与大气中的氧和氮迅速化合成含氮的酸,形成酸雨落人海中,破坏海洋生物的生态平衡。此外陨落物还携带各种有毒元素和物质,随海流的移动迅速扩散到世界各地,使大量微生物和超微物质死亡。人们从恐龙遗骸和蛋壳中发现有毒物质,以及白垩纪与第三纪分界处的地层中铱等有毒元素异常(比地球上的正常铱含量高出25倍之多)等现象,为星体撞击地球引起全球性生物灭绝的灾变说找到了证据。

对恐龙灭绝的种种猜想

大约在2.3亿年到7000万年前的中生代,主宰世界的是形形色色的恐龙家族:身躯庞大的雷龙,矮小灵活的巨爪龙,一脸凶相的霸王龙,天上飞的翼手龙,水里游的鱼龙。它们占领了地球的海陆空,在那个时代,简直找不到可与恐龙相抗衡的其他动物。那知,在6500万年前,这些雄霸地球长达1亿多年之久的恐龙,却突然全部死亡。这桩震惊世界的“恐龙灭绝”案,成为当代科学十大未解谜之一。

究竟使恐龙遭致灭族之灾的凶手是谁?原因何在?

科学家们多方探究,提出了种种解释。可归纳为三大类:地球灾变、天外因素、生物进化。

认为恐龙灭绝于地球灾变的人也提出了几种不同的见解。一说是恐龙灭绝与地球史上的一场大洪水有关。这场大洪水来自太阳系一个生存期为100万年的冰天体,它曾定期接近地球,引起大洪水,造成恐龙灭绝。二说是,当时地球气温下降,而恐龙是温血动物,习惯温和的、变化不大的环境。一旦气候变冷,这些恐龙既无皮毛保暖,又缺乏自我调剂体温的器官,无法适应气候变化,只有死了。三说是当时出现大规模火山爆发,产生了大量二氧化硫等有毒气体,还有大量火山灰,破坏了地球的植被,破坏了恐龙的生存环境。四说是缘于地球磁场发生了变化,南极变北极,北极变南极。在转换过程中,地磁场一度为零。结果严重干扰恐龙的内分泌系统,使恐龙无法繁殖后代,或是后代有遗传疾病,最后断子绝孙。

有人认为恐龙灭绝是由天外因素造成。至于是什么天外因素,也是说法各异,有的说是高能宇宙线所致。大约在7000万年前,太阳系附近爆发一颗超新星。这颗超新星发出了极度强烈的高能宇宙线,穿透地球的大气层,使恐龙受到致命的照射而灭亡。有人纠正说,致恐龙于死地的高能宇宙线,不是来自超新星爆发,而是太阳上超级耀斑爆发的产物,还有人认为灭绝恐龙的天外因素是天体撞击地球。究竟什么天体?有的说当时曾有一颗直径约10公里的彗星改变了自己原有的运行轨道,以每秒30公里的速度,撞击地球,造成了一场空前的大灾难。彗星撞击后扬起遮天蔽目的尘埃,长期不散,地球生态环境遭破坏,影响了植物生长,断绝了恐龙的食源,致使恐龙最终灭绝。有的说,撞击地球的天体是颗小行星,太阳系中的无数小行星,在运行中与地球偶然相擦而过,给地球带来了无数灾难。还有的说这天体可能是来自太阳系的一块暗物质或是小黑洞。1982年,诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷茨博士为天体撞击地球造成恐龙灭绝种得出了有力证据: “在葡萄牙的塔格斯,有一处形成于7000万年前、直径达300公里的巨大陨石坑。这个陨石坑形成的年代与恐龙灭绝时间非常相近。”因此,现在多数人认定恐龙灭绝的真凶可能是撞击出这个巨大陨石坑的天外来客。

生物学家却认为恐龙之死是生物进化的必然,既非天灾,也非地祸。恐龙体态越来越庞大,胃口也越来越大,活动能力反而越来越小,行动笨拙,结果发展到无法适应环境的地步,被更先进的动物所取代了。有人认为,在恐龙的进化过程中,出现了一场大规模的无法扼制的致命瘟疫,导致恐龙绝种。也有的说,中生代时代,生物进化中出现了最初的哺乳动物,这些贪吃的小家伙以恐龙蛋为美餐,致使恐龙绝了后。还有人说,中生代末期,被子植物迅速发展,植物体内含有对多数动物有害的有毒物质。而一只5吨重的恐龙每天要吞食200公斤植物,渐渐地恐龙体内毒素积累成疾,导致生理变化以致死绝,有恐龙遗骸和蛋壳中含有毒化学物质为证。

到底哪种说法正确,灭绝恐龙的元凶是一个还是几个?还待进一步研究。

妙趣横生的地球方向

东西南北是人给地球确定的方向。人们确定顺着地球自转的方向为东,逆着地球自转的方向为西。地球绕一个假设的地轴自转,地轴的两端,人们称它为两极,看到地球自转的方向为逆时针的端,就是北极;反之,另一端便是南极,站在南极看地球自转是顺时针的。

由于地球是个球形,地球的方向也因此趣味横生。

没有尽头的东、西方:如果你从地球两极以外的任何一点出发,一直朝东走,你的前方永远是东。即便绕地球一周回到原地,再继续朝前走,仍旧是东,无休无止。向西走也是同理。也就是说,向东走,你找不到东的头;向西行,你看不到西的边。所以东、西方向又称无限方向。

只有一头的南、北极:被称为有限方向的南、北极,它们的尽头就是它们自身。从北极以外的任何一点向北走,都会到达北极;而站在北极四下望去,又都是南方,而无东、无西、无北方。南极与之正相反。

永远到不了南、北极的方向:朝东、西、南、北以外的任何方向前进,既不像东、西方向那样可以回到原地,也不会像南、北方向最后在南北极会合,而是一条螺旋形路线,只能从南极或北极擦边而过,却永远到不了南、北极。如果你要到南极或北极会朋友,可千万认准方向哟,否则就会永远擦肩而过却不相见。

地球公转

地球环绕太阳的运动,称为地球公转,同自转一样,地球公转的方向也是自西向东。地球公转的轨道总长为94000万公里,是一个近似正圆的椭圆形,太阳正好是这个椭圆的焦点之一。随着太阳自身的运动、变化,地球和太阳之间的距离也有最远和最近的变化。每年11月初,地球位于“近日点”;每年7月,地球位于“远日点”,在近日点时,地球公转速度比远日点快。地球公转平均速度为每秒29.79公里,平均角速度为每日59′8″,公转一周所需要的时间为365日48分46秒。地球公转的轨道平面与赤道平面的交角,称为黄赤交角,黄赤交角的度数23°26′,由于它的存在,使各地正午太阳高度和昼夜长短(赤道除外)发生季节变化,从而造成地球上的春夏秋冬四季交替和五带的划分现象。

地转偏向力

地球上水平运动的物体,无论朝着哪个方向运动,都会发生偏向:在北半球向右偏,在南半球向左偏,这种现象称作地球自转偏向力。物体静止时,不受地转偏向力的作用,地转偏向力是地球自转运动影响的结果,当物体运动时,由于其本身的惯性作用,总是力图保持其原来的运动方向和运动速度,地转偏向力的方向同物体运动的方向相垂直,并且对物体的运动方向产生一定影响,使之向右或向左偏转。地球自转的线速度各地不同,在北半球,当气流自北向南运动时,即从自转速度较小的纬度吹向自转线速度较大的纬度,这时,气流会偏离始发时的经线,发生向右偏,即原来的北风逐渐转变为东北风;其他情形也是同样的道理。在赤道上作水平运动的物体不会发生偏向现象,因为赤道上的自转偏向力为零。

地球自转创造的奇迹

地球以一条假想直线为轴的旋转运动,叫地球自转。地球自转的方向是自西向东。地球自转的平均角速度为每小时15°,即每4分钟1°,地球自转速度由于纬线的长短不同而有所变化,在地球赤道上自转线速度为每秒465米,自赤道向南北两极降低,两极处的线速度为零。在地球上我们看到各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映,地球昼夜更替、各地时间差异也是由地球自转而产生。地球自转一周为一日,本世纪发现地球自转不是均匀的,由于地球表面潮汐的影响,使地球自转的速度逐渐变慢;另外,地球自转速度还有季节性的周期变化和时快时慢的不规则变化。

大自然中还有许多怪现象,都是地球自转创造的。比如日月星辰从东方升起,再比如:赤道与两极的重量差由于地球不停地自转,产生了一种惯性离心力作用。使地面上的重力加速度因纬度高低不同而不同,赤道处的重量加速度最小,两极处最大。同一物体在不同纬度上的重量也不同,在两极重’1公斤的东西,到了赤道就会少5.3克。

地球成了椭圆形由于惯性离心力由两极向赤道逐渐增大,其水平分力指向赤道。在这巨大的水平分力的作用下,海水从两极流向赤道,地球内部除地轴之外的所有质点也都向赤道挤压,形成了一系列与赤道平行的海岭和山脉。久而久之,原始地球的赤道直径就比两极半径大了,地球渐渐变成了椭圆形。

物体运行发生偏向在北半球,北风会逐渐变成东北风,东风逐渐变成东南风;而在南半球,北风渐渐变成西北风,东风变成东北风。从北极向赤道某点发射火箭,所需的时间假定是1小时,那么,当火箭到达赤道时,准会落在预定目标以西约1670公里处,原预定目标竟向东转了15度。这是怎么回事呢?这又与地球自转有关,地球自西向东自转,而地球上的物体倾向于保持原来的运动状态,物体的运动就会产生偏向,结果就出现了风转向、火箭没有击中目标的事。

高处下落物总是落在偏东处有人在垂直的深井中做过试验:自井口中心下落的物体,总是一定深度撞在矿井的东壁上。这也是由于地球自西向东自转,使自高处降落的物体在下落时具有向东的自转速度,结果必然要撞东壁了。

飞机向西比向东飞得远在排除风力影响因素的情况下,两架飞机用同一速度从同一地点出发,分别向东、西各飞行一小时,结果发现向西飞行的飞机比向东的飞机飞得远,谁帮了西行飞机的忙?是地球向东自转玩的把戏。

日界线魔方

麦哲伦的船队在1522年9月一天回到西班牙的时候,被一个奇怪的现象弄糊涂了:他们的航行日志上明明记着这一天是5日,而当地的这天却是6日。他们过“丢了”一天!

这个谜终于被后人揭开了,原来地球存在着一天“日差”。地球自西向东自转一周,时间便过去一天。由于地球是个球体,各地见着太阳的时刻不一样,东边总比西边见到得早;地球上的经度分为360。,因此经度每差150,时刻就差1小时。也就是从东向西行走,每越过15。就要晚1小时;当环绕地球一周跨越3600再回到原来的地方的时候,便晚了24小时,也就是整整晚了一天。麦哲伦船队的一天就是这样在不知不觉中“丢掉”了。

地球存在着一天日差的道理被认识了以后,又发生了问题。

当英国移民向西经过大西洋到达美洲大陆的时候,俄国人也越过白令海峡向东到达了阿拉斯加(美洲北部的一个地区)。在他们遇到一起的时候,常为时间问题发生争吵:俄国人说是星期日的时候,英国人却说是星期六;而英国人说是星期日的时候,俄国人又说是星期一。

为了不把日子搞糊涂,地球上需要规定一个一天开始的地点。在1884年,国际上规定了把180。经线作为国际日期变更线,这条线又叫日界线。紧靠这条线两侧的地方,时刻是一样的,但日期却相差1天:当西侧进入到2日零时的时候,东侧还是1日零时。

实际上的日界线在白令海峡和南太平洋地区,不完全在180。经线上,而有段曲折,这是为了躲过这里的陆地,以使这些地方不致出现两个日期。

日界线,对于还不熟悉它的人来说,简直就像是个会变时间戏法的魔术师。

大洋洲岛国斐济的塔佛乌尼岛上有一商人开了一个铺子,门脸朝东。180~经线刚好通过这里。这个铺子有一个习惯,每逢星期六在前门营业,第二天便又挪到后门营业。原来这里的基督教有一条不许礼拜天经商的禁令,这个商人便根据日界线两侧的一天日差,用上述办法躲过礼拜天。在前门是星期六的时候,后门是星期日;过去一天以后,前门是星期日了,后门就是星期一了。

轮船从东往西越过日界线的时候,要在一天里撕掉两页日历;而从西往东越过日界线,就要两天才能撕一张日历。

从我国开往美国的轮船,如果正好在过新年这天通过日界线,那么第二天就要再过一次新年;而从智利开往日本的轮船,如果在12月31日这天越过日界线的话,第二天,就是新一年的1月2日,结果就会把新年给过“丢”了。

如果前面的船上有一个船员刚好在1月1日过生日,第二天他便可以获得又一次的生日祝贺;而后面船上如果有人也赶上新年这天过生日,那就对不起了,他只好认倒霉,他的生日纪念日过“丢”了。要想得到大家祝贺,那只好明年再说了。

日界线不仅可以把一天“变”没有了,还可以把过去了的一天“追回来”。比如:一个到中国的旅客,要赶到美国过新年,却不巧耽搁到元旦的黎明才起程。不要紧,当超音速飞机把他送到美国的时候,才是除夕的夜晚。他还来得及在美国再获得一次新年晚会的欢乐。

日界线有时还会把两侧的时间差上“一年”呢!每年终了的时候,在世界上,汤加、斐济、吉尔伯特、新西兰这些在日界线西侧又靠近日界线的国家,总是首先进入新的一年,而在日界线东侧靠近日界线的西萨摩亚,却是最后一个结束世界年度的国家。当前面这些国家进入到1996年的时候,后面的国家还被落在1995年里呢!

大洋洲的基里巴斯是个地跨日界线的岛国,它的独立日是7月12日,这是按首都塔拉瓦在日界线以西而定的;这个国家在日界线以东的人,却总是每年的7月11日庆祝独立日。在这个国家,遇有宴会或约会,必须说明是西区的日期,还是东区的日期,否则就会闹出笑话来。

看得见的赤道

航海上有一个传统习俗,在船只驶过赤道的时候要举行一个隆重的仪式,有的称之为赤道祭。下面就是这样的一个活动场面:

“海龙王”和“王后”率领着成群的海员,在锣鼓的喧闹声中绕甲板一周,然后这些人被迎面的高压水龙喷嘴喷成一只只落汤鸡。这时, “海龙王”赐给每个人一杯“酒”——一种由红酒、醋、酱油、胡椒粉兑成的混合物,表示祝贺,然后,再把他们扔进一个事先准备好的游泳池里“洗礼”。当这些人从水里爬上来之后, “海龙王”便发给他们每人一张印有美人鱼的“证书”,证明他们曾经过了赤道。

在大海上,赤道线是无从捉摸的,它究竟在哪里,要靠仪器测定,然而,在陆地上却不然……

在肯尼亚首都内罗毕的北边,有一座叫做“西里维尔别克”的旅馆正处在赤道线上,旅客在这里能喝到“一个半球”的酒,又能吃到“另一个半球”的菜。

在乌干达首都坎帕拉附近的一条公路正好与赤道相交,在交叉处的公路两侧各修建了一个巨大的水泥环做标志,成为“看得见的赤道”。

不过,要“看赤道”最好还是到厄瓜多尔的首都基多去。基多城北24公里的加拉加利镇处在赤道上,1744年在这里建立了一座纪念碑,上面镌刻着18世纪以来对测量赤道做出贡献的地理学家的名字。200多年来,这里成了旅游胜地。旅游者在这里可以看到这座10米高的棕红色方柱形石碑,碑身四面刻有斗大的西班牙文字母E、s、O、N,表示东、南、西、北四个方向。碑顶上安放着一个石刻大地球仪。地球仪中间有一条显眼的白线;这条线在6级台阶组成的碑座上又重新出现的时候,画成了红白相连的两色。这就是“看得见的赤道线”。到这里来的旅客,总爱双脚跨在赤道线两侧——两个半球,拍一张有趣的照片。凡来这里参观纪念碑的人,还能得到一张“证书”,证明他曾于某个时间到达了南、北半球的分界线。

近年来发现,这个赤道纪念碑的位置,由于当初测量的误差,比准确的赤道线偏北了大约2公里,于是,又在精确的赤道线上建立了一座规模更大的新碑。新碑高30米,旅客可以从碑中的电梯登临碑顶的了望台,饱览远处的雪山和近处的庄园。碑顶部有一个铝质的地球仪,直径达4.5米,碑的底座是直径100米的大圆盘,上面有刻度,可以利用碑影显示出南、北半球的月、日、时。

其实早在七八百年以前,居住在当地的人就已经观察到这里是太阳一年两次跨越南、北半球经过的“太阳之路”。每年3月21日和9月23日两天,人们都在赤道纪念碑前的广场上,举行盛大的纪念活动,这已成为当地的传统。

北回归线标志塔

北回归线就是北纬23°27′线,是太阳能够垂直照射在地球上的最北纬线,每年夏至,阳光直射到这里,它是热带和北温带的分界线。

北回归线在地球表面上的总长度大约37000公里,大部分穿过海洋地带,其中通过陆地的长度大约11655公里,共经过16个国家和地区。在我国,北回归线经过台湾、广东、广西、云南4个省区,陆地长度约2020公里。

一个值得注意的现象是,世界上南北回归线经过的陆地,大多是沙漠或干旱地带,然而北回线经过我国的地区,情况却截然不同,这里自然地理条件很好,雨量充沛,四季长青,生物资源丰富。

在我国,最早设立的一座北回线标志塔在台湾省嘉义县,建于1909年。最初建成的是一座宝塔形的大理石标志塔,高约20米;碑的四周均刻有“北回归线标”字样,并注明经纬度是23°27′4″5l,东经120°26″5;塔的顶部为一个石质实体地球仪。该塔后经两次重修,新塔于1968年8月21日竣工。塔高约5米,塔顶有一个直径50厘米的地球仪。塔的周围已辟为公园,为台湾省的一个旅游地。

我国大陆上已在广东的广州、汕头、封开三地建成北回归线标志塔。

广州的北回归线标志塔为混凝土与花岗岩混合结构,塔身形似火箭,高23.5米,这个数值与北纬23.5。相对应,塔顶为不绣钢筒托着一个直径1.2米的空心铜球,全塔总高30.4米。

从拱门进入塔身,站在中心位置上,抬头可望见铜球的空心;夏至日阳光直射,穿过铜球空心照到塔底。

标志塔旁的道路模拟地球上赤道、南北回归线、南北极圈5条纬线和子午线来布置,并在模拟温度带上种上相应的代表性植物。

广州北回归线标志塔是目前世界上南北回归线标志中塔身最高、规模最大、较有特色的一座。

封开北回归线标志塔位于江口镇工滨公园内。塔基以花岗岩砌成八卦状,基座上以虚实相间的线条标明北回归线的走向。塔高15米,四面镶着“北回归线标志”字样;上部为不锈钢结构,其造型从各个角度看去都呈“北”字形。塔顶是一个铜球,球中心有一个圆洞也垂直于地面,供太阳直射时校验。

封开北回归线标志塔于1984年6月21日(夏至日)建成,是我国大陆第一座北回归线标志塔。