第一章地質地理學1(1 / 3)

第一章地質地理學1

進入20世紀以來,社會和工業的發展,使得石油地質學、水文地質學和工程地質學陸續形成獨立的分支學科。在地質學各基礎學科穩步發展的同時,由於各分支學科的相互滲透,數學、物理、化學等基礎科學與地質學的結合,新技術方法的采用,導致了一係列邊緣學科的出現。

◎地球的地形、地貌及地殼示意圖。地震波的研究揭示了固體地球的圈層構造以及洋殼與陸殼結構的區別。高溫高壓岩石實驗研究,為人們認識地殼深處地質過程提供了較為可靠的依據。所有這些都促進了地質學研究從定性到定量的過渡,並向微觀和宏觀兩個方向發展。

20世紀60年代初,美國的赫斯、迪茨提出的海底擴展理論較好地說明了漂移的機製。加拿大的威爾遜提出轉換斷層學說,並創用“板塊”一詞。60年代中期美國的摩根、法國的勒比雄等提出板塊構造說,用以說明全球構造運動的基本理論,它標誌著新地球觀的形成,使現代地質學研究進入一個新階段。

◎板塊構造說中的板塊區域劃分。

◆新地地球構造理論——板塊學說

1967~1969年間,美國人摩根、法國人勒比雄和英國人麥肯齊提出了板塊構造說。該學說認為,板塊彼此間作相對運動,當兩個板塊相撞擠壓時,如果兩個都是大陸板塊,雙方前緣被提起,形成崇山峻嶺;如果一個是海洋板塊,一個是大陸板塊,海洋板塊將俯衝到大陸板塊之下,於是形成海溝;而當兩個板塊發生錯位時,便形成了水平大斷裂,地震和火山的爆發正是板塊之間相對運動的結果。隨著地球的演化,有的板塊會合並,有的會分裂。

板塊構造學說能夠較好地解釋許多地質現象,同時為地震的預報、尋找礦藏等提供了重要依據。因此它一問世,就得到了許多地質學家的支持。由於板塊學說把大陸和大洋放在同一係統下去考察,發展到全球規模,因此,這一學說又被稱為“新全球構造理論”。

◆大陸漂移說新解釋

1961年12月31日,美國地質學家,普林斯頓大學的哈裏·赫斯建立了革命性的、新的大陸漂移理論。他提出,大陸之所以移動,是因為大陸漂浮在由較重岩石組成的板塊上。這些重岩石又構成了地殼。他的這一理論是建立在充分研究基礎上的。研究表明,地球內部的熾熱岩石不斷隆起,並在大洋中心不斷擴展。

大陸漂移說最早是由德國人魏格納於1912年提出來的,但並沒有被地質學家們接受,因為對為什麼使大陸漂移未能作出解釋。而赫斯的這一新解釋,有可能會說服一部分地質學家。

◆斷塊構造說

斷塊構造說是一種闡述地球岩石圈斷塊結構及其運動的假說,1958年由我國地質學家張文佑提出。用地質力學分析和地質曆史分析相結合的方法,研究形成與形變以及斷裂的力學機製及其與褶皺的伴生關係等,並側重研究斷塊結構。認為岩石圈被斷裂分割成大小不等、深淺不一、厚薄不同和發展曆史不同的斷塊,由此構成岩石圈的多層、多級和多期發展的斷塊構造。

◆地窪學說

地窪學說是1956年由我國地質學家陳國達提出的一種大地構造學說。主要內容包括:(1)闡明一種新的大地構造單元,即活化區或地窪區;(2)提出地殼動“定”轉化遞進說;(3)提出地窪(遞進)成礦理論。

◎海底岩層引起的海震

◆波浪狀鑲嵌構造說

波浪狀鑲嵌構造說是由我國地質學家張伯聲於1962年提出的一種闡明地殼的統一構造格局和地殼運動規律的假說。認為地殼由不同等級的構造帶或結構麵分割為一級套一級的塊體,這些塊體又為其問的構造帶或結構麵所聯結,這種現象稱“鑲嵌”。在同一地應力場的作用下,定向排列的構造帶和夾在其間的地塊相問分布,在構造地貌上顯示波狀起伏,形成地殼波浪。不同方向的地殼波浪交織成網,規定著鑲嵌在網目中的地塊的形狀和排列方式。上述地殼構造格局即為波浪狀鑲嵌構造。

◎地殼運動形成不同的山脈

◆地質力學

地質力學是我國地質學家李四光創立的一門力學與地質學相結合的邊緣學科。他從地質構造現象出發,分析地應力分布狀況和岩石力學性質,探索力的作用,進而探討地殼運動方式,以揭示地殼運動的規律和起源,在研究地殼運動問題時意義重大。

◆豐富的海洋資源

海洋資源是海洋動力、化學、生物和礦產等資源的總稱。海洋生物與人類關係密切,在環境保護和為人類提供食物方麵有著重要作用。海洋化學資源包括從海水中提取淡水和各種化學元素,海底沉積物礦產(如錳結的礦產資源(如海底石油、天然氣和煤等)。海洋水體還存在著豐富的動力能源,如利用潮汐、波浪、海流、溫差發電等。

◆海洋資源開發利用

海洋開發利用是指人類對海洋資源的開發和海洋空間的利用。從20世紀70年代起,海洋科學已發展到開發利用海洋的階段。主要有:對海洋生物的開發利用;海水淡化;從海水中提取氯、鈉、鎂、硫及鹽等化學資源;深海錳結核的試采;海底油氣田的開發;利用海洋潮汐、波浪、海流、溫差等動力資源發電;新型的海洋空間利用形式,如海上城市、機場、貯油裝置、工廠、隧道、海底鋪設電纜、海底軍事基地等。

海洋占整個地球表麵積的71%,蘊藏著無比豐富的資源。據統計,地球上生物資源的80%在海洋裏,海洋中約有18萬種動物,2萬種植物,總計約有1350億噸之多。在不破壞生態平衡的情況下,海洋每年可提供約30億噸高蛋白的水產品,至少可供300億人口食用。海洋中有陸地上所有的各種礦產資源,其儲量十分可觀。

目前海洋開發產業中最為引人注目的是海底石油開發,海底石油可供開采的儲量估計有1300多億噸。1960年從事海上石油勘探的國家隻有20個,現在已增加到100多個。勘探活動遍及南極洲以外的所有大陸架,鑽井水深從1965年的190多米發展到目前的2000多米。1975年,世界海底石油和天然氣的產值為550億美元左右,1980年世界海洋石油年產值已達2000億美元左右,僅隔5年便翻了近兩番。海洋石油開發已成為當前及未來一個極其重要的產業。

海洋水產資源

海洋水產資源又稱“海洋生物資源”或“海洋漁業資源”。海洋中蘊藏的有經濟價值的生物群體,包括各種魚、貝、蝦、蟹、海參、海獸、海藻等。據估計海洋中每年可供利用的水產資源約2億噸,目前被人類利用的不到1億噸。

海水——“液體礦”

海水中也有豐富寶藏,人們在陸地上發現的100多種元素,其中約80種已在海水中找到。據計算,每立方公裏海水約含3750萬噸固體物質,其中含食鹽約3000萬噸,鎂約450萬噸,其餘的是鉀、鈣、溴、碘等,其價值可達10億美元。因此,海水可以稱作是“液體礦”。

海水淡化

海水淡化是除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程,又稱海水脫鹽。它的方法有兩類:(1)從海水中取水,是采用蒸餾法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。(2)除去海水中的鹽分,是采用電滲析法、離子交換法和壓滲法。

海水增養殖業

海水增養殖業也是當前海洋開發利用的一個重要方麵。按照增養殖的品種分類,有魚類增養殖、貝類增養殖和藻類增養殖,其中魚類增養殖比重最大。世界海水養殖產量1965年隻有38萬噸,1974年增長到88萬噸。1981年,僅日本一國的海水養殖年產量就達95萬多噸,足見其發展速度之快。

最大的海底金屬資源——錳結核

分布於世界各大洋3000~6000米水深的海洋底表層的錳結核,估計儲量達3萬億噸,被稱為世界上最大的金屬資源。按目前世界年消耗量估算,這些儲量可供全世界使用上千年至數萬年。海底中的礦床“重金屬泥”是由海洋中脊裂縫中噴出的高溫熔岩,它含有金、銀、銅、鋅等幾十種稀貴金屬,而且金銀等金屬品位非常高,所以有“海底金銀寶庫”之稱。

自然現象

◆美麗壯觀的極光

在地球南北兩極附近地區的高空,夜間常會出現燦爛美麗的光輝。有時它像一條彩帶,有時它像一團火焰,有時它又像一張五光十色的巨大銀幕。它輕盈地飄蕩,同時忽暗忽明,發出紅、藍、綠、紫的光芒。靜寂的極地由於它的出現驟然顯得富有生氣。這種壯麗動人的景象就叫做極光。

◆奇特的霞光

我國內蒙古西部科布多省境內青羊山脈曾經連續出現一種耀眼的霞光。內蒙古水文與氣象研究所的有關專家認為,這一奇特的自然現象可能是由於地殼深層的岩石運動所產生的電能反應,也可能是地震前通常放射的電磁現象。但是,上述說法隻是對這一現象進行的初步推測,目前尚無科學的結論。有關專家正在現場對這一不知名的強烈霞光作進一步的觀察與研究。

◆城市夏季降雨增多

美國宇航局的研究人員通過世界上第一套安裝在衛星上的降雨監測雷達發現,城市產生的熱量與城市周圍的降雨量有密切聯係。

由於城市中的建築、道路及其他人造物吸收陽光,城市內的氣溫一般比周圍農村地區要高0.6~5.6攝氏度,這種溫差在夏季尤其明顯。先前已經有研究人員利用設在地麵的探測儀器發現,美國一些大城市的雨量偏多。

美國宇航局的研究小組根據衛星監測的雨量數據,發現在美國五座主要城市的順風區內,每月平均降雨量比逆風區要高51%。專家解釋說,產生這種現象的原因是城市帶來的額外熱量改變了循環氣流的方向。

研究人員稱,到2025年,世界上多達80%的人口將居住在城市中,研究城市對降雨的影響至關重要。

◆地球激情的噴發——火山

火山是一個由固體碎屑、熔岩、流體或穹狀噴出物圍繞著其噴出口堆積而成的隆起的丘或山。火山噴出口是一條由地球上地幔或岩石圈到地表的管道。大部分物質堆積在火山口附近,有些被大氣攜帶到高處而擴散到幾百或幾千公裏外的地方。