第七辑 地球科学-《10万个为什么大全集》


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    为什么南极的冰比北极的多

    南极和北极都是地球上天气最冷的地方。那里一年到头寒风呼啸,冰天雪地,是个银白色的世界。但这两处比较起来,南极的天气比北极的还要冷,常年呈冰川状态的冰也要比北极多得多。在南极大陆中部年平均气温只有-56℃,而且最低气温曾到达过-88.3℃,最冷月(7月)平均气温是-70℃--20℃;最暖月(1月)平均气温也在0℃以下,是世界上最冷的陆地。而北极呢,北极海区最冷月(1月)平均气温在-40--20℃,7-8月是暖季,平均气温多在8℃以下。北冰洋中部的气候比边缘温和,最冷的地区在西伯利亚的勒拿河下游以东和格陵兰岛中部,俄罗斯的维尔霍扬斯克最低气温是-68℃。

    据考察,南极冰层平均厚度约为1700米,最厚的地方超过4000米,冰川的总体积约有2800万立方千米,被称为是“冰雪世界”;而在北极地区,冰川的分布面积比南极的小得多。厚度一般约2-4米,冰川的总体积,只不过将近南极的1/10而已。

    南极和北极都位于地球的两极,纬度高低是一样的,太阳照射的时间长短和角度也是一样的,那么,为什么南极的冰却比北极的多呢?

    原来南极地区有一块很大的陆地,号称世界“第七大陆”,面积约1400万平方千米,陆地储热能力不强,夏季获得的热量,很快就辐射掉了,所以冰多。大陆冰川从高处向四面移动,在海边断裂成许多巨大的冰块,漂浮在大陆周围的海洋上,形成高大的冰障和冰山。北极地区北冰洋占去了很大面积,约1310万平方千米,水的热容量大,能够吸收较多的热量再慢慢地发散出来,所以冰比南极少,而且绝大部分冰是积存在格陵兰岛上。

    知识点:南极、北极、气温、冰层、陆地

    为什么地球上有那么多的岩石

    地球上到处都有岩石。有些地方表面是泥沙,下面仍是岩石;还有江河、海洋,在水层的下面也是岩石。岩石就像是一层坚硬的外壳,紧紧地裹在地球的外面,人们把它称为岩石圈。岩石圈最厚的地方超过100千米,换句话说,不仅地壳是岩石构成的,就是地幔的顶部也是岩石构成的。

    地球上为什么有那么多的岩石呢?

    原来,所有的岩石都是在地球的演变过程中逐渐形成的。

    按照岩石形成作用的不同,我们可以把所有的岩石分为火成岩、沉积岩、变质岩三大类。

    火成岩是地球岩石圈的主体。地幔顶部的全部岩石,和地壳中大约3/4的岩石属于火成岩。火成岩是炽热熔融的岩浆冷却凝固形成的。有些地方虽然有覆盖上万平方千米、厚达上千米的火山岩,但它所占的比例仍然十分有限,更多的是由那些未能喷发到地表的岩浆直接在地下深处凝固而成的,这叫火成岩,如分布广泛的花岗岩、橄榄岩等。

    早先形成的岩石(包括火成岩、沉积岩和变质岩)暴露在地面以后,会受到风化和侵蚀作用的破坏,逐渐转化成为泥沙和化学分解物。这些泥沙和化学分解物经过风、水或冰川等搬运,最后堆积、沉析在湖海盆地或其他低凹处,再经过长时间的压紧胶结,以及地球内部热力的影响,又重新固结成为岩石,这就是沉积岩,例如,由砂粒胶结而成的砂岩,和由泥质堆积而成的页岩等。沉积岩在形成过程中,常常有生物参与,所以在沉积岩里还可找到由古生物遗体或遗迹构成的化石。

    在地球的演变过程中,岩石受到强烈的挤压、错动或高温的影响,或者有外来物质的注入,从而发生面貌全非的变化,形成了一种新的岩石,这便是变质岩。例如,花岗岩会变成片麻岩,一些砂岩和页岩会变成板岩、片岩等。

    总之,地球上的各种岩石,就是通过以上三种途径而逐渐形成的。

    知识点:岩石圈、火成岩、沉积岩、变质岩、地球演变、挤压

    为什么地球上有那么多沙漠

    我国的沙漠面积达70多万平方千米,其中90%以分布在内蒙古、宁夏、甘肃、新疆等省区。世界上其他地区的沙漠也很多,像著名的非洲撒哈拉大沙漠,面积约800多万平方千米。

    这么多的沙漠是怎样形成的呢?

    就自然界方面的原因来说,风是制造沙漠的动力,沙是形成沙漠的物质基础,而干旱则是出现沙漠的必要条件。

    风吹跑了地面的泥沙,使大地裸露出岩石的外壳和砾石,成为荒凉的戈壁。那些被吹跑的砂粒在风力减弱或遇到障碍时堆成许多沙丘,掩盖在地面上,望过去好似波浪起伏的大海。这些沙丘,大小高低不一,一般有20-30米高。多数沙丘,从平面上看过去,好像弯弯的月牙,而且都是朝一个方向排列的,形成新月形沙丘;还有些沙丘,像垄岗的形状,平行排列,这都是风的作用的结果。通常戈壁也包括在沙漠之内,其实那里没有沙,即使岩石风化生成一些砂子,也很快也就被吹跑了。因此,它只是沙的老窝,供应着沙漠扩张所需要的“兵员”。

    并不是任何地区都让风沙大肆活动的,通常是在那些气候干燥、地面缺少植物掩盖的地区,地上的泥沙才容易被风吹起来。

    地球上南北纬15℃-35℃之间的信风带,气压较高,天气稳定,雨量较少,空气干燥,是容易形成沙漠的场所,世界上许多著名的大沙漠,如阿拉伯大沙漠、撒哈拉大沙漠,都分布在这些地带。此外也有一些沙漠分布在温带地区的内陆部分,这些地方大都由于距海较远,有山脉阻挡,得不到海洋吹入的湿风,如我国西北部的沙漠就是这样的。

    沙漠的形成还有它的社会原因。例如,有的人为了一时的利益,而滥伐森林、破坏草原,助长了沙漠的形成。至于战争及其他的人为原因破坏了干旱地区的水利工程,也是造成沙漠的一个原因。

    知识点:沙漠形成、岩石风化、风沙、干旱

    天为什么会下雨

    刮风下雨是常见的天气现象。在地球上,不论什么地方,总是要下雨的。只是有的地方雨水多,有的地方雨水少,有的地方常常下雨,有的地方却很少下雨。

    天上这么多水是从哪里来的呢?其实,天空中原来是没有水的,天空中的雨水是从地面上“搬运”上去的,然后再从天空中落下来。

    地球上的江、河、湖、海有的是水,被太阳光晒热以后,一部分水变成了水汽。这些水汽被热空气带到了天空,由于天空中的温度比较低,水汽一遇到冷空气,就凝结成为小水珠或小冰晶,组成了云。因此,可以这么说,云是天上的“水库”。

    当云里的小水珠或小冰晶积聚到足够多、足够大的时候,就会变成雨滴落到地面上来,这就是下雨了;要是在冬天,这些雨滴在降落过程中,遇到了比较接近地面的空中温度很低的时候,就会变成雪,那就是下雪了。

    雨在各个季节里,特点不是一样的。春天的雨,总是淅淅沥沥,下的时间很长,特别是清明时节,往往是“雨纷纷”的;夏天则多雷阵雨;而秋天,特别是深秋,那就是“一场秋雨一场寒”;而冬天,常常会有雨夹雪。

    知识点:水、蒸发、凝结、雨

    一年为什么要分四季

    大家都知道,一年有春、夏、秋、冬四季。春季气候温和,夏季炎热、秋季凉爽,冬季寒冷。当然,因为地球很大,各地的春夏秋冬到来的时候会不一样,长短也有所不同。

    造成四季和四季气候不同的原因,主要是地球绕太阳转动时有一年中变化的结果。你从地球仪上就可以看出来,地球仪中心的那根轴不是垂直的,而是倾斜的。因此,太阳光直射的地方并不总是正好在赤道上,而是在赤道两侧来回变动地。太阳光直射的时候,这个地方温度高,就是夏季;冬季,太阳光照射过来最斜,温度也就最低;而在春季和秋季里,太阳光照射过来不太直也不太斜,所以温度适中。这样就分出季节来了。就是在同一个春季、夏季、秋季、冬季里,每个月的气温也是不同的。

    你在平时注意过太阳吗?在夏天,太阳光几乎是从头顶照下来的——直射;而春、秋天的太阳光,则要比冬天直一点,比夏天斜一点。

    南半球的四季变化正好相反,当北半球是夏天时,南半球恰恰是冬天。

    以什么标准来区分各地的季节变化呢?我国目前是以各地候温(五天的平均温度)作为分季的标准:候温10℃以上时,春季开始;夏季开始为候温22℃;秋季开始为候温22℃以下;冬季开始为候温10℃以下。

    知识点:转动、赤道、直射、斜射

    为什么指南针能指示方向

    指南针是我国古代劳动人民的四大发明之一,也是中华民族对世界文明的杰出贡献。早在2500多年前,我们的祖先就发现磁石能指示方向,于是就发明了世界上最早的指南针——司南。有了指南针,无论是在深山老林里,还是在茫茫大海上,我们都不会迷失方向。

    指南针为什么能指示方向呢?首先,让我们从地球上的方向谈起。地球上的方向是依据地理坐标而定的,即经线表示南北方向,纬线表示东西方向。

    我们居住的地球实际上是一个大磁场,它有两个磁极,一个叫北磁极,另一个叫南磁极。北磁极位于加拿大北部巴瑟特岛附近,南磁极位于南极洲的威尔克斯地附近。磁性物质之间有个规律:同性相斥,异性相吸。如果将一根磁针放在光滑的平面上,让它自由转动,由于受到地球两个磁极的作用,它的一端总是指向北面。

    但是,南北磁极与地理上南北极之间存在着一段距离,指南针所指的方向并不是正南正北。不过,南北磁极与地理上的南北极相距并不是很远,指南针的指向基本上是南北向的。在实际生活中,这么小的偏差一般是忽略不计的。

    知识点:指南针、坐标、磁场、相斥、相吸

    为什么河流总是弯弯曲曲的

    打开地图,我们可以看到,不论长江、黄河,还是黑龙江、珠江,它们都是弯弯曲曲的。

    河流之所以会弯弯曲曲,主要是因为两岸河水的流速不同造成的。尽管河水在河流中静静地流淌着,但河流两岸却会出现许多意想不到的情况。比如,在河水的长期冲刷下,河流一边的岸被冲坍了;有的地方倒下一棵大树,使河水的流速放慢了;有时在河流的某一段,突然有一条小支流汇入。上述种种情况,都会使河流两岸的河水流速不一样。河水流速大的一边,河岩受到的冲击力就大,发生坍塌的可能性也大,这样河流就有可能发生弯曲。

    另外,河流两岸的土层结构也不尽相同,有的比较松软,有的比较坚硬。时间一长,松软土层的河岸发生坍塌,河流就会变得弯弯曲曲。河道弯曲以后水流方向会直接冲向凹岸,而凸岸处的水流速度会相对减慢。在水流的长期作用下,凹岸会变得越来越凹,凸岸会变得越来越凸,这样整条河流就更加弯弯曲曲了。

    知识点:河流、弯曲、水流速、土层结构、水流方向

    为什么海水是咸的

    我们知道,海水是碱的,和我们平时饮用的自来水、河水和井水的味道不一样。

    海水中的盐分主要来自于陆地。土壤中含有许多盐分,受到雨水的浸洗和溶解,盐分流入小溪、河流,最后汇入大海。天长日久,水分不断蒸发,而盐分逐渐积累下来。经过几亿年的时间,海水就变成碱的了。

    海水中可溶性的物质,叫做盐分。1千克海水中所含盐分的总克数,被称为海水盐度。普通海水的盐度约为35‰。由于蒸发和降水不同,各地海水的盐度不一样。非洲和亚洲阿拉伯地区之间的红海海水盐度最高,约为40‰,因为那里降水很少,蒸发却很强烈,而且几乎没有什么河流汇入。而波罗的海的盐度却只有10‰。

    海水中含有许多盐类物质,其中氯化钠占70‰。人们生活中所用的食盐,主要成分是氯化钠,大部分取自海洋。此外,海水中还含有带苦味的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾等。所以,海水是既咸又苦的。据计算,如果把海水中的盐全部提取出来,铺在地面上,那么,全世界陆地的平均高度要增加150米。由此可见,海水中含盐量之多。

    知识点:海水、盐分、陆地、蒸发

    为什么高原上也会有湖泊

    俗话说:“水往低处流。”但是,在我国青藏高原上却有许多海拔4000米以上的高原湖泊,总面积达3万平方千米,大约占我国湖泊总面积的37%。最出名的叫纳木湖,位于海拔4650米的高原上,长70千米,宽30千米,是世界最高的大湖泊。

    在我国新疆地区的天山上,也有一个闻名遐迩的高山湖泊,叫天池。天池的海拔高度为1950米,面积大约为2.8平方千米。

    为什么高原或高山上也会有湖泊?

    高山湖泊是在地壳运动和冰川活动的共同作用下形成的。大约在两三百万年前,天山顶上有许多冰川,当它们从山顶上慢慢地向下滑行时,这些冰川刨出了又沉又宽的山谷和一个个积水的洼地。后来,全球气候变暖,冰川逐渐融化,冰川滑行时挟带的碎石堵塞了山谷,把洼地围了起来,融化的冰水注入洼地,就形成了高山湖泊。

    也有的高原湖泊是因为火山爆发后形成的,如吉林长白山顶上的天池,那儿原来是个火山口,后来火山停止喷发,火山口形成一片洼地,积满了水,于是就形成了今天的高山湖泊。

    知识点:高原、湖泊、地壳运动、冰川活动、火山爆发

    为什么土壤会有各种各样颜色

    如果你仔细观察,会发现土壤有各种各样的颜色,有的红色,有的黄色,有的黑色……真是五花八门,眼花缭乱。

    我国内蒙古、新疆一带,气候极其干旱,土壤在形成过程中钙化、石膏化和盐化作用很明显,所以表层颜色是灰白色的。

    我国的四川盆地,成土的母质是紫砂色的石灰性砂页岩,所以土壤显紫色。

    在高温多雨的海南岛等地,土壤里含有较多的氧化铁成分,所以土壤看上去是红色的。

    黑龙江、吉林的黑土地里,有机质的含量高达5%-10%,所以呈现黑色。

    我国热带和亚热带的山地及平原,土壤里含有铁的水化物,所以土壤也就变成黄色的了。

    我国北方地处温带,气候温和且较干燥,蒸发量大于降水量,一些不易溶解的物质如硅、铁、铝等留在土壤里,所以土壤呈现栗色或棕色。这种土壤较肥沃,适宜于种植苹果、梨和杏等。

    由此可见,土壤的颜色与土壤里有机质的含量以及矿物质的组成有关,是由各地不同的自然条件决定的。

    知识点:土壤、有机质、矿物质、自然条件

    为什么说平原是“绿色地毯”

    平原是陆地上最为平坦的地区,它好似一块铺在大地上的绿色地毯,一望无际,坦荡千里。平原以其地势低平、起伏很小、海拔在200米以下而受到人们的关注。世界上平原的面积约占陆地总面积的1/4。

    平原主要有两种类型,一类是冲积平原,主要是由河流携带的泥沙冲积而成。其特点是地表平坦、面积广大,多分布在河流中、下游的两岸。另一类是侵蚀平原,主要是由海浪、风、冰川等外力的不断剥蚀、侵蚀而成。这种平原的地表起伏比较大。

    我国有100多万平方千米的平原,约占我国总面积的1/10。其中华北平原就是一个面积广阔的典型的冲积平原。早在1.3亿年前的一次强烈、的地壳运动,导致了太行山脉的形成。它东侧的华北平原地区断裂下陷,被海水淹没。大约在3千万年前的喜马拉雅运动造山时,太行山再次隆起,东部地区持续下降。这种西高东低的地势,使从西部黄土高原延伸的条条河流,携带大量的泥沙不断向东部的低洼地区冲刷而下,到了河流的中、下游地区;随着河道的展宽,河流的流速减缓,河流携带的泥沙大量地沉积下来。年长月久,就在山麓的东部形成一大片扇状冲积平原。由于黄河、海河、淮河等水系携带大量的泥沙,自西向东冲刷和沉积到东部的低洼地区,最终形成现今的广袤无垠的华北平原。除此之外,我国的东北平原、长江中下游平原等也都是面积广大的冲积平原。

    世界其他地区的冲积平原还有俄罗斯的西伯利亚平原、南美洲的亚马孙平原、北美洲的密西西比平原、亚洲的恒河平原等。

    平原是面积广大、土壤肥沃、河网密布、交通发达、经济文化发展较早的地区,历史上的四大文明古国都是在大河附近的平原地区发展起来的。平原地区的地质条件很适合一些矿产资源如:煤、石油、天然气等形成。平原是人类的主要栖息地。

    知识点:冲击平原、侵蚀平原、地质条件

    为什么沙漠中会有绿洲

    在一些内陆地区,由于降水稀少,蒸发量大于降水量,因而气候干旱、温度小、植物很难生长。久而久之,这里形成了黄沙盖天、不见绿色的沙漠。这里几乎无人定居,到处是流沙和大风吹蚀而成的风蚀蘑菇、风烛城堡等。但沙漠中并非处处荒凉,有些地方也会有出现小河流水、两岸滴翠的景象,这就是生机勃勃的绿洲。

    那么,沙漠中怎么会有水呢?

    原来,沙漠里干旱少雨,但地下有时也能贮存水。沙漠里的地下水,有的是雨水渗入到地下的;有的是因沙漠中昼夜温差大,空气中水汽遇冷凝结成小水滴渗入到地下的;还有一种地下水是由高山上的雪融化后形成河水流至沙漠地区时下渗而成的。在有地下水的地区,人们靠地下水灌溉,形成绿洲。另外在山前的山麓地带,靠高山冰川融水灌溉也形成绿州,如新疆石河子垦区。

    在我国西北河西走廊和新疆等地,绿洲是人们赖以生存的农业生产基地。这里的绿洲主要分布在背靠高山的地区。这里地势自然倾斜,地下水和河水极为丰富,加上土层深厚,因而适宜农作物生长。绿洲上草丰水美,与周围邻近的沙漠景观截然不同,人们定居在绿洲之上,过着安定的生活,过往的商客也依赖这些水源地歇息、补给,所以绿洲上的名城古镇是很多的。
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