正文 第一章 了解地球1(1 / 3)

從地球的誕生到海洋的形成,從原始生命的進化到現代人類的出現,地球提供給生命賴以生存的大環境,並像母親那樣孕育生命、撫養生命、記錄生命成長的印跡。

地球擁有太陽係中獨一無二的地殼構造,比如她非常年輕的外殼,不斷受到大氣、水和生物的侵蝕,並在一次次的地質運動中不斷重建。

地球上存在生命的條件

在太陽係的八大行星中,地球是我們至今所知道的唯一存在生命的星球。為什麼隻有地球上存在生命呢?這裏有最基本的兩個條件:

第一,有一個相對穩定且安全的宇宙環境。

目前,因太陽正處於穩定而又旺盛的中年期,故地球可以得到穩定的太陽光照,使地球表麵的平均氣溫保持在15℃左右,有利於生命過程的發生和發展;地球附近雖然有許多大小行星,但它們都依著自己的軌道繞太陽公轉,與地球相碰撞的幾率極其微小,這樣地球就處在較安全的宇宙環境中。

第二,地球自身具備了生物生存所必需的自然環境。

有太陽的照射,地球表麵的溫度有了保證。而地球與太陽的適中距離,使地球引力把氣體聚集在周圍,形成包圍地球的大氣層,並在演化過程中,逐漸形成了適合生物呼吸的大氣成分。隨著地球的演變,自然溫度降低,由水汽凝結而形成降水,從而出現了原始海洋,形成了生命最初出現的搖籃。這時的地球自身已經具備了生物生存所必需的溫度、大氣、水等重要條件,為生命物質的出現奠定了基礎。

地球的起源和演變

地球是太陽係成員之一,它是從原始的太陽星雲逐漸積聚形成的一顆行星。地球形成時基本上是各種石質物的混合物。初始地球的平均溫度估計不超過1000℃,所以全部處於固態。當地球內部開始出現熔融的物質,重力分異作用就開始顯現,液態的鐵元素逐漸流向地心,形成地核,地幔的表層也逐漸分異出一層薄薄的地殼。一個具有分層結構的地球開始形成。

大約在24億年以前,地球表麵形成了原始的岩石圈、水圈和大氣圈。但那時候的地殼非常不穩定,而陸地上也盡是一些光禿禿的山。在距今6億年的時候,地球開始出現大片陸地。在距今約2.5億年時,魚形動物大量繁殖,一部分上到陸地,出現了兩棲類動物。而爬行動物的代表是稱霸一時的恐龍。同時,原始的哺乳動物和鳥類也相繼出現。在距今約7000萬年左右,地球的麵貌與現在的狀況才基本相似了。在距今240萬年前,古猿演化成人,人類出現了。

地球就是這樣不斷地進行著演化,直到現在。

地球的年齡

通常我們所說的地球年齡是指地球從形成到現在所經曆的時間段。

地球是從原始的太陽星雲中積聚形成的一顆行星,到現在一共經曆了多長時間,我們至今仍沒有一個精確的答案。

據地球科學家們通過對地球上許多古老岩石的研究,經過測算,地球的年齡大約為46億年。

到了20世紀,同位素地質測定法的發明幫助科學家們找到了最古老的岩石,約有38億歲。然而,這並不是地球產生時留下來的最早證據。因為剛剛產生的地球,是一個熾熱的熔融球體,而最古老的岩石是地球冷卻下來形成堅硬的地殼後保存下來的。

20世紀60年代末,科學家們根據對月球表麵的岩石標本的測定,推測月球的年齡在44—46億年之間。而根據太陽係起源的星雲說,可推測地球大概是在46億年前形成的。因為這個數字是依靠間接證據推測出來的,因此,人們至今也沒有在地球上發現可證明其年齡的確鑿證據,來證明地球“活”了多少歲。

地球的形狀

對地球的形狀,人們開始是以直覺進行推測的。我國古代就有“天圓如張蓋,地方如棋局”的說法。在外國,還有把大地想象成是馱在三條鯨魚背上的盤子,或是一個由三頭大象扛著的隆起的圓盾……這些都是人類對地球的最原始的認識。

最早把地球臆測為一個球體的是古希臘科學家畢達哥拉斯,他是在公元前五百多年,從哲學的觀點出發,提出這一說法的。而公元前三百年,亞裏士多德看到月食的現象,才為地球是球狀的說法提供了科學證據。直到公元1522年麥哲倫和他的夥伴們繞地球一周之後,人們才確立了地球為球體的概念。但又有人提出地球是橢球體。後在近代測量學中又出現了“梨形地球”這一名稱。

事實上,地球的形狀是很不規則的,

是個獨特的形體,簡單的用幾何形狀來表示是不準確的。如從宇宙空間觀看地球,它卻很像一個滾圓的球。在球麵上,呈蔚藍色的是遼闊的海洋,突出在水體上呈褐色的是陸地,青蔥翠綠的是地麵上的植被,還有不斷變化的白色雲朵飄在地球的上空。

地球的“腰圍”慢慢變大

地球並不是一個標準球體,而是赤道略鼓、兩極稍扁,形狀有點像梨的橢球體。如果把地球赤道看做是地球的

“腰”,那麼,它的周長也就是地球的“腰圍”了。據美國科研人員的最新觀測顯示,地球近幾年來有“發福”的趨勢,其“腰圍”正在逐漸地變大。

美國宇航局戈達德航天飛行中心的研究人員在《科學》雜誌上發表的報告說,他們對9顆衛星在過去25年間所收集的數據進行分析後發現,地球“腰圍”從1998年以來以極其緩慢的速度持續變“粗”。而在此之前,地球的“腰”一直是在變細的。據分析這是因為上一個冰期以來,地球極地冰蓋使得其下麵的陸地隆起,導致地球的地幔出現了某種“反彈”效應,致使地球的“腰圍”不斷縮小。但是這個趨勢在1998年發生了逆轉。

至於地球的“腰圍”近年來為什麼會突然變大,原因尚不清楚。據研究人員推測,這一現象有可能與地球的地核和地幔交界處質量發生轉移有關。

地球的大小

在公元前3世紀,希臘地理學家埃拉托斯特尼最早算出了地球的大小,他測量出了阿斯旺和亞曆山大城之間的子午線長度,從而算出地球的周長約為25萬希臘裏(約39600千米),與實際長度相差340千米,已經非常接近。

20世紀50年代後,許多高精度的科學儀器被廣泛應用,對地球的測量更加準確,特別是人造衛星的上天,使人們得到了更為確切的數據:地球的平均赤道半徑為6378.14千米,極半徑為6356.76千米,赤道周長和子午線方向的周長分別為40075千米和39941千米。假如一個人能日行50千米,從地心走到地表要走127天,繞地球一圈要走801天。2300多萬人手拉手站成一圈,才能把地球圍住。與太陽係的木星相比,地球的體積是木星的1/1316。比月球大48倍。是太陽的1/130萬。

地球引力

地球上和地球周圍的物體,小到灰塵,大到高山,遠到星星、月亮,都受到一個把它們拉向地麵的力的吸引,這個力就叫做地球引力。地球引力就像一隻無形的大手,把地球上一切的物體都拉向自己的懷抱。而最早發現了地球引力,且與萬有引力有關的人是英國的大科學家牛頓。

地球引力的魔力

一個商人向荷蘭漁民購入5000噸青魚,裝在船上,從荷蘭一個城市運到了靠近赤道的非洲城市摩加迪沙港口。可等他一過秤,才發現青魚少了將近19噸。是誰偷走了魚?這其實是地球引力跟他開的玩笑。由於地球是稍帶橢圓形的,它的南北兩極的半徑要比赤道的半徑小,半徑越小,吸引力越大,半徑越大,吸引力越小。因此,當青魚運到赤道時,就剩下4981噸了。

萬有引力定律

萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中首先提出的,即任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。因物體之間的這種吸引作用普遍存在於宇宙萬物之間,故稱為萬有引力。

萬有引力定律出現後,人們才正式把研究天體的運動建立在了力學理論的基礎之上,並創立了天體力學。

地球上的兩個神秘點

在地球上有兩個神秘的點,在這兩點出現的種種怪異現象違反了牛頓的重力定律。一個是地處美國加利福尼亞州聖塔柯斯小鎮郊外的一片茂密樹林,這個樹林的神秘之處在於:所有的大樹都是向同一個方向大幅度傾斜。而人來到此地,身體也會不由自主地與樹木向同一個方向傾斜卻不會摔倒,而且行走時沒有異常,也毫不吃力。如果在這個地方掛上東西,它們也都無法與地麵形成直角,即便是從空中掉落下來的物體,也不會垂直地落下。放在斜土坡上的圓球,不會從高處滾向低處,反而是滾向高處。這個神秘的現象至今無人能解。

另一個神秘點是在波蘭華沙附近。這個地方更為奇怪,汽車經過這裏,經常會出車禍;許多動物都不願在此停留;就連比較容易生長的蘋果樹、刺樹、杜鵑花在這裏都不能夠生長。這個神秘點,人們到現在也仍然無法解釋。

地月係

地球與月球所構成的天體係統我們稱之為地月係。在這個天體係統裏,地球是中心天體,但這並不是說,月球就是圍繞地球運動的。地月係的實際運動是地球與月球對於它們的公共質心的繞轉運動。月球繞地球公轉,實際上是地球和月球相對於它們的共同質心的公轉。

我們通常所說的日地距離,實際上是太陽中心和地月係質心的距離。

地球的衛星——月球

月球也叫月亮,在古代稱為太陰。它是太陽係中地球唯一的天然衛星。

月球的直徑約為地球的四分之一,質量約為地球的八十一分之一,月球上的重力隻相當於地球的六分之一。因為月球的自轉周期等於繞地球公轉的周期,所以月球總是以同一麵朝向地球。

月球上沒有水,沒有生命,也沒有火山活動,多的是被隕星撞擊形成的環形山,大氣密度也不到地球海平麵大氣密度的一萬億分之一,基本上沒有大氣,再加上月麵物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表麵晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達+127℃;夜晚,溫度又可降低到-183℃。所以,曾經流傳在月球上有生命的說法根本不科學。

月球的年齡至少已有46億年,與地球相仿。

月相

隨著月亮每天在空中自西向東移動一大段距離,它的形狀也在不斷地變化著,這就是月亮位相變化,叫做月相。“人有悲歡離合,月有陰晴圓缺”,這裏的圓缺就是指“月相變化”,是在地球上所看到的月球被日光照亮部分的不同形象。

地球的潮汐

潮汐是由於太陽和月亮的引力而產生的水位定時漲落的現象,月球對地球所施的引力是潮汐現象的起因之一。由於地月之間的距離相對較近,這種潮汐作用就更加明顯。

據科學家證實,現在地球自轉的速度與古時相比,已變得慢了很多,這一現象的出現就是月球的引力對地球的影響。它使地球每天的時間變長,平均每100年一天的長度增加近0.002秒。同時,由於地球自轉速度變慢,月球也在緩慢地向外作螺旋運動,目前月球正以每年3—4厘米的速度遠離地球。

為什麼在地球上看不到月球的另一麵?

因為月球圍繞地球自轉和公轉的周期相同,方向一致,這樣它總是一個麵對著地球,地球上的人們隻能看到正對著自己的一麵,永遠看不到背麵。由於在地球上看不到月球的背麵,所以月球的背麵被蒙上了一層十分神秘的色彩。1959年,前蘇聯發射的“月球3號”探測器成功發回了第一批月球背麵的照片,借此我們終於揭開了它的神秘麵紗。原來,月球背麵與正麵相比有很大差異,背麵沒有明顯的山脈,大部分是崎嶇不平、縱橫交錯、重疊相連的環形山,月海的數量很少,隻有東海、莫斯科海和理想海。

月球十大謎

1.月球起源之謎:對於月球的起源,科學家們曾提出三種理論:一種是“姐妹說”,即月球和地球在46億年前一起從一團宇宙塵埃中生成;第二種是“母子說”,即月球是地球的“孩子”,也許是從太平洋地區“摳”出去的;第三種是“俘獲說”,即地球誕生後俘獲了一顆小行星,而這顆小行星就是月球。

2.不過,科學家們認為,三種理論全都有缺陷。人們曾把希望寄予當年進行的“阿波羅”登月探險。然而“阿波羅”登月探險的結果表明,地球和月球的構造成分差別很大,俘獲說似乎更有道理一些。可是,要從理論上解釋地球俘獲月球的過程,難度卻相當大。因此,這三種理論都很難站得住腳。