书城科普读物你一定想知道,动物植物卷
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第2章 自然与生命(1)

我们生活的地球是一个美丽的星球,它不仅有碧海蓝天,还有奇山异石、险峰峻岭、河域谷地以及光怪陆离的自然奇观。从诞生到现在,46亿年的时间中,地球发生过翻天覆地的变化,从一颗死寂的星球逐渐形成了天空、大地和海洋,又奇迹般地孕育了各种生命,从此后,生命成了地球的主角,它们配合着大陆漂移、海底扩张以及气候变迁等一系列的活动,将地球渐渐改造成了现在的模样。现在,就让我们去探索地球生命的奥秘吧。

地球的演变

自古以来,人们对于地球是如何形成的一直众说纷纭。《圣经·创世记》中说,上帝“创造了世界”。中国则流传着“盘古开天辟地”的故事。18世纪,人类发现了地壳岩石分层的特点,掀起了通过解读地球表面的岩石来追溯地球形成时间的热潮,由此开始了人类探究地球身世的旅程。

地球诞生了

一些科学家经过反复研究,认为地球的诞生与宇宙大爆炸有关。宇宙大爆炸后,宇宙间逐渐开成了星云、星系和恒星。大约60亿年前,地球还是一团没有固定形状、没有一定体积的弥漫星云中的一部分。后来,又过了大约10亿年,这些星云开始收缩,慢慢形成了以太阳为中心的太阳系。在距离今天约46亿年前,地球诞生了。

原始地球的变化

地球刚诞生的时候,是一个凄凉寂静但又炙热无比的星球。它内部的高温导致岩浆经常喷出地球表面,与岩浆一起喷出的还有成分各异的气体,其中包括大量水蒸气。气体越聚越多,形成了原始的大气层。水蒸气则一部分停留在地表低洼处凝结为水,一部分上升到天空成为云彩。不久,地球温度降低了,水蒸气变成雨,降至地面,逐渐聚集扩大最后形成海洋。紧接着,最早的原始生命在海洋中诞生了。随着生命的出现,大气中开始出现氧气。氧气改变了陆地、海洋和大气,使之逐渐变成了现在的样子。

你或许游览过风景绝佳的黄山、雄伟峻峭的泰山、景色秀丽的峨眉山、陡峭奇险的华山……你一定被它们优美的风景深深地吸引住了吧!瞧那一座座姿态万千的大山、一朵朵盘绕山巅的白云,这一切是否引起过你的遐想:是谁巧夺天工,为我们留下了这美丽的大山呢?

山脉的形成

地球的表面被分割成了几个巨大的板块,这些板块在不停地运动中会相互碰撞。板块间相互碰撞、挤压,就形成了山。海洋岩石板块在与陆地岩石板块的碰撞中冲到了下面,就会形成俯冲山脉。两个陆地板块发生碰撞,一块叠压在另一块上面,就会形成碰撞山脉。

山脉的类型

山脉主要分为褶皱山、火山、冠状山和断层山几种。地壳的岩石圈受到垂直或水平方向的挤压时,会向上弯曲拱起,从而形成了褶皱山。火山喷发时产生的大量火山灰等物质堆积起来形成的山是火山。火山喷发时向上涌出的岩浆使地壳岩石向上隆起后形成的山是冠状山,它的形状就像一顶帽子。地壳发生断裂,巨大的岩石相互挤压向上升起后形成的山是断层山。

峡谷奇观

在我国西部青藏高原上,大地不知什么时候弄出了一个大裂口——雅鲁藏布江大峡谷。在整个峡谷地区,冰川、绝壁、陡坡和巨浪滔天的大河纵横交错。这里地势险要、险峻幽深、风景迷人,那些到过这里的探险者和观光客总会疑惑,它究竟是怎样形成的呢?

峡谷

河流不断冲刷,会将地面侵蚀出深深的凹地,形成V形谷底。如果谷底非常狭窄,两岸是陡峭的山地,就被称为“峡谷”。峡谷大多形成于地壳运动中强烈抬升的地区,这些地区因基准面相对下降,河流强烈下切,最容易形成峡谷。在沙漠地区,因短时间内的强降雨而产生大量的水,形成能量巨大的河流,久而久之也会冲刷成峡谷。

原来,影响峡谷形成的主要原因有两个,一是该地区长久以来地壳的快速提升及深部地质作用;二是山间湍急的水流长年累月的侵蚀和下切作用。从峡谷形成原因来看,雅鲁藏布江大峡谷与科罗拉多大峡谷基本相似,它们都离不开长年累月的地壳运动和水流冲蚀。

世界两大峡谷

世界上最为着名的两大峡谷是美国的科罗拉多大峡谷和中国的雅鲁藏布江大峡谷。科罗拉多大峡谷位于美国亚利桑那州西北部,科罗拉多高原西南部,全长460千米,深近21千米,峡谷的色彩随着季节、天气的变化而变化,绚丽多姿。科罗拉多河地区的深部地质作用和河流的不断侵蚀切割,是该峡谷形成的主要原因。雅鲁藏布江大峡谷全长496.3千米,平均深度达5千米左右,最深处达5.38千米,是世界上最长的峡谷。人们常用“高壮深润幽,长险低奇秀”来形容它。

湖泊的形成

如果我们从高空俯视广阔的大地,可以发现大地上有许多闪闪发亮的大“镜子”,它们就是湖泊。这些湖泊给一望无尽的大地增添了别样的风情。地球上有着各种各样的湖泊,有的颜色多变,有的深不可测,有的形状奇特……这些神奇的湖泊都是怎样出现的呢?

湖泊的形成

湖泊是湖盆(储存湖水的洼地)和运动的水体相互作用的综合体。根据具体的形成原因,湖泊又分为多种类型。比如,火山喷发的熔岩和碎屑物阻塞河流而形成的火山湖;冰川挖蚀成的洼坑和冰碛物堵塞冰川槽谷积水而成的湖泊是冰川湖;地壳运动形成的湖叫作构造湖;石灰岩地区受到水(主要是地下水)的溶蚀,形成溶蚀洼地,洼地中的水逐渐积聚而形成的湖泊为岩溶湖;人工修建水库形成的湖泊为人工湖。

湖泊种种

湖泊按照不同的分类标准,可分为不同的种类。按照水的矿化程度分为淡水湖和咸水湖。淡水湖湖水的盐度比较低,没有咸味。咸水湖湖水的盐度较高,有一定的咸味。按照湖泊与海洋的关系可以分为外流湖和内流湖。外流湖湖水与河流相连,最终汇入海洋。内流湖多是咸水湖,没有出口,湖水不能流入海洋。一般来说,外流湖多为淡水湖,内流湖多为咸水湖。

陆地上某个地方形成一个封闭的洼地并汇积了一定量的水后,就形成了一个湖。

沙漠

沙漠是地表完全为沙子所覆盖、缺乏流水、气候干燥的地方。沙漠地区的降水量和极大的昼夜温差使生命难以繁衍,仅仅有极少数动植物能够存活下来。但在沙漠内部,却也往往有水分充沛、植物茂盛的绿洲散布各处,构成了美丽的沙漠风光。

沙漠的形成

在远离大洋的大陆内部,有些地区雨量稀少,白天日照强烈,气温很高,地表温度可以达到70℃左右,晚上则散热快,气温迅速降低,动植物很难生长。地表的岩石因风化而破碎,变成沙粒,再经由风力的搬运、堆积,从而形成沙漠。

沙漠的特点

沙漠是荒漠中最主要的类型。它的地面全是由沙性物质组成的,常常是沙波滚滚,沙峦起伏。在世界范围内,沙漠面积约占世界总面积的10%,几乎都集中在赤道南、北纬15°~35°的地区。

沙丘

沙丘是在风的搬运作用下堆积而成的小沙山,多形成于平坦的沙漠地区。其大小从数米到几百米不等。风的方向的不同致使沙丘呈现出不同的形状。典型的沙丘有新月状沙丘、纵向沙丘和剑形沙丘。

世界最大的沙漠

撒哈拉沙漠是世界上最大的沙漠。它位于北纬14°。以北,横贯非洲大陆北部东西长达5600千米,南北宽约1600千米,面积约860万平方千米,约占非洲总面积的52%。沙漠里土地异常干燥,降水极少,白天最高气温超过70℃,而夜里则可降至-16℃。

沙漠里的生命

沙漠植物适应干旱环境的方式多种多样。有的以种子的形式维持生存,一遇到降雨,便可以在短短几周内迅速完成生长、开花和种子成熟的全过程;有的生理结构发生变异,如龙舌兰在叶中储存水分,仙人掌在茎中储存水分并把长长的根伸入地底深处吸取地下的水分。这里的动物也有相同的特色,耐干旱,善于储存水分。沙漠里最典型的动物就是被称为“沙漠之舟”的骆驼了,它可以一周不喝水,靠分解贮存在驼峰里的养分来维持生命。

森林

森林是一大片长满树木和地面植物的土地,全世界的森林面积约占地球总面积的20%,其中有些是天然的,有些是以特殊的方式栽种的。在地球上任何地方,只要夏季的气温在10℃以上,年降水量超过200毫米,森林便能够生长。

森林的类型

不同的气候和土壤条件造成了世界上不同地方不同的森林类型。大致说来,地球上的森林可以分为以下四种主要类型:热带雨林、温带落叶林、温带湿润林,寒带针叶林。

森林的结构

森林有其特定的结构。较大的树形成连绵不断的林冠,只有少数十分高大的树木穿过林冠,接触到上面的阳光,这些树叫做露头树;林冠下长了许多较小的树以及高树的幼树,形成层林木;在它们之下是灌木和荆棘;最靠近地面的地方又有一些较矮的灌木植物和各种藤本植物,在这里生活着大量的动物。它们共同构成了丰富的森林资源。

森林的价值

森林具有调节大气成分、净化空气、增加空气湿度等作用,是大自然的“清新剂”。森林中蕴涵着丰富的资源,为我们提供木材、燃料和其他生活物品,满足人们的生产生活需要。另外,森林还是动植物的天堂。

森林的保护

10000年前,世界上大约有一半的陆地被森林覆盖。如今,这些森林中的35%已遭到破坏,其余的65%也发生了巨大的变化。特别是近200年间,工业化的发展导致美洲、欧洲等地1/3的森林被毁坏,而且,这种情况越来越严重。森林面积的急剧减少使得很多野生动物失去家园,濒临灭绝,因此保护森林至关重要。

森林之最

位于南美洲的亚马孙雨林是世界上最大的热带雨林会,其面积相当于整个美国的国土面积,是地球上生态系统最丰富的地方。得天独厚的自然条件孕育了地球上大约30%的生物物种;充沛的雨水、湿热的气候和长时间的强烈日照,使这里的植物生长极其茂盛,有效地调节了气候。因此,这里有“生物学家的天堂”和“地球之肺”之称。

草原

草原是温带半湿润、半干旱气候条件下形成的草本植物占优势的地带。草原上的草千差万别,它们有的成丛生长,有的成片生长,有多年生的,也有一年生的。它们大多数比较矮小,仅有少数长得比较高。另外,草原还孕育了多种野生动植物,可以说,草原上拥有着地球上最大的生物群落。

草原的分布

草原在区域上主要分为欧亚草原区和北美草原区。在欧亚大陆,草原从欧洲匈牙利往东经黑海沿岸进入俄罗斯境内,再向东进入蒙古,延伸到中国,构成世界上最宽广的草原带;在北美洲,从加拿大到美国的得克萨斯州,形成南北走向的草原带。此外,非洲草原主要分布于南部,面积较小。

草原的类型

根据水热条件的差异以及生物学和生态学的特点,草原可以分为草甸草原、典型草原和荒漠草原。根据不同的气候条件,草原又可以分为热带草原、温带草原和高寒带草原。

干草原

在半干旱气候条件下,以早生的多年生草本植物占优势的草原称为干草原,又称典型草原,一般分布在冬季寒冷、夏季炎热的地方。干草原上的树木稀少,主要植被是草。由于气候干燥,这里的草又矮又稀。亚洲中部和北美洲都分布着大面积的干草原。

草原上的动物

草原上丰富的资源为昆虫、鸟类和啮齿类动物提供了极好的生存环境。大量的植被和茂密的草丛同时也为大型食草动物提供了丰盛的食物,而这些食草动物又吸引了它们的天敌——食肉动物。环环相扣的食物链使草原成为大量野生动物聚居的地方。有将近3000种的动物分布在世界各地的草原上。

高原

高原是指海拔超过500米、面积较大、顶面起伏较小、周围形成陡坡的高地,它是在长期连续的大面积的地壳抬升运动中形成的。高原以较高的海拔区别于平原,又以较广的平坦地面和较小的起伏区别于山地。

高原的特征

高原的形态各异。有的表面宽阔平坦,地势起伏不大;有的则山峦起伏,地势变化很大。高原海拔高、气压低、氧气含量少,这样的低压缺氧环境可提高人体的耐力素质,所以成为体育界耐力训练的“宝地”。另外,高原地区接受太阳辐射多,日照时间长,太阳能资源十分丰富。

高原的类型

高原根据其分布状况,可以划分为山间高原、山麓高原、大陆高原、海底高原等。山间高原是与其周围山脉同时形成的高原,部分或全部被山脉包围;山麓高原是介于山脉和平原之间,分布于山脉外缘的高原;大陆高原是从低地或海边陡然升起的高原。按组成岩成分不同,高原又可分为黄土高原和岩溶高原等。

世界着名高原

世界着名的高原有:巴西的巴西高原、埃塞俄比亚的埃塞俄比亚高原、东非高原、南非高原等。我国主要的高原有:青藏高原、云贵高原、内蒙古高原、黄土高原。特别是陕西的黄土高原,地貌形态多种多样,是中国黄土自然地理最典型地区。

帕米尔高原

帕米尔高原位于中亚东南部,中国的西端,地跨塔吉克斯坦、中国和阿富汗,与青藏高原被同称为“世界屋脊”。帕米尔高原实际上是由几组山脉和山脉之间宽阔的谷地和盆地构成的区域。东帕米尔地区地形开阔坦荡,而西帕米尔的地形相对落差大,以高山深谷为主要特征。

巴西高原

巴西高原面积500多万平方千米,地势南高北低,地面起伏平缓,大部分海拔600~900米,称为“桌状高地”。巴西高原的部分地区属于热带草原气候,终年温暖,降水充足,土壤肥沃,作物一年可三四熟。草原葱绿,形成良好的天然牧场,是巴西农牧业产地。另外,巴西高原的矿藏和水力资源也十分丰富。

青藏高原