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地球科学改变人类的历史
发布日期:2021-10-14 17:04   来源:未知   阅读:

  白小姐开奖结果开奖记录15 世纪以来,人类对地球的认知经历了突飞猛进的变革,从新大陆的发现,到地图的日益精确;从掌握洋流规律,到探索海底世界;从预测风向,到认知大气层的构造;从研究岩石的形成,到测定地球年龄……地理大发现推动了地球科学的大发展。

  欧洲早期科学家对地球的研究,一定程度上是为航海服务的。由于海洋变幻莫测,远洋航行必须建立在对洋流、潮汐、风向的规律的掌握之上。欧洲最早从事 大航海 的国家葡萄牙,建立了世界上第一所航海学校,系统性研究天文、海洋与气象。经过 20 多年的研究后,葡萄牙的船队才开始向未知海域进发。

  十五世纪初,葡萄牙的亨利王子在萨格里什设立了人类历史上第一个航海专门学校

  这部《DK 科学大百科》揭示了地球科学在近代以来的变革过程,这也正是今天我局隆重推荐给大家的图书。这部百科全书由英国著名的 DK 公司出版,以图文并茂的形式,讲解了不同时代的科技成果,以及人类如何从蒙昧走向昌明。

  地理大发现以后,人类对海洋的研究开始系统化。由于海战和贸易的需要,19 世纪前人们已经很好地掌握了风浪与潮汐的知识。但是海洋学的建立,要到 19 世纪中期。

  洋流对航海的意义不言而喻。16 世纪时,西班牙航海探险队发现了一股强大、温暖的洋流,如今被称为 墨西哥湾流 。100 多年后,人类开始了解到表层洋流可分为暖流和寒流。后来,海洋学家逐渐发现,洋流运行于整个海洋表层,是一个大规模的环流模式,而盛行风是环流的驱动力。

  现如今,人们已经认识到洋流对于局部气候的重要影响。由于暖流的作用,俄罗斯的摩尔曼斯克港终年不冻。而厄尔尼诺和拉尼娜现象对气候的干扰,令许多国家遭受重大损失。

  科学家们发现,尽管海洋表层温度总体上随纬度变化而变化,但各地从深海涌上来的海水却是恒低温的,所以在表层洋流之下,还存在一个深层的水循环系统—— 大洋传送带 :全球的深海海水首先沉到北冰洋或南冰洋的底部,然后从深海流向赤道。这是一个缓慢的三维环流模式。

  当温暖的海水被表层洋流带入北大西洋后,水温下降,密度增大、逐渐下沉。之后沿着大西洋底部向南进入南冰洋底部,在那里汇入更多高盐度低温海水,然后流入印度洋、太平洋,与上层温暖海水混合后升至表面,又被表层洋流带回大西洋。然而,全球变暖、冰川融化可能影响大洋传送带的运转,从而导致某些地区变得更加寒冷。

  大洋中脊是地壳运动最活跃的地带,了解大洋中脊,对于研究地壳运动有着意义。根据海底扩张和板块构造学说,大洋中脊是洋底扩张的中心和新地壳产生的地带。熔岩沿脊轴不断上升,凝固成为新洋壳,并不断向两侧扩张推移。 海洋学之父 马修 · 莫里首次指明大西洋中脊的存在。而声纳的发明,彻底改变了人们对海底世界的认知。到上世纪 50 年代中期,人类利用声纳测绘出了第一张大洋中脊系统图。

  哈得来还指出,由于地球自转的原因,风吹离赤道时偏向东,风吹向赤道时偏向西。后来的科学家才发现了 科里奥利效应 ,也就是地转偏向力的作用。到 19 世纪晚期,全球大气环流模逐步得到完善。此后,气象学家发明了各种仪器,用来预测天气。直到计算机和卫星云图投入使用,天气预报才越来越准确。

  随着地球科学的发展,许多之前争论不休的问题有了明确答案,比如岩石形成的原因。德国地质学家亚伯拉罕 · 维尔纳认为,地球一度被海水覆盖,花岗岩等坚硬岩石是海洋中的矿物质结晶而成的,随着海平面下降露出水面。而另外一些人认为,岩石是火山岩浆在地表或地下凝固而成的。

  如今我们知道,岩石存在三种类型,一种是火成岩,是岩浆冷却的产物,如玄武岩、花岗岩、黑曜石;一种是沉积岩,是矿物质或有机物颗粒沉淀挤压而成的;最后一种是变质岩。当地壳运动时,压力和高温会导致岩石发生物理、化学变化,最终形成全新的岩石类型。大理石就是典型的变质岩。

  1899 年,爱尔兰物理学家约翰 · 乔利提出了一种新的测算方法。由于海洋中的盐分是全世界的河流将盐分溶解后带入海洋的,所以只要根据目前海水的含盐量,以及全世界的河流能带入多少盐分,就可以算出地球的年龄。他最终得出的结果是介于 8000 万年至 1.5 亿年之间。然而,乔利没有意识到,地质作用可以把盐分不断移除出海水,所以这一结果远远小于地球的线 世纪早期一系列发现表明,放射性为测定某些岩石的绝对年龄提供了天然 钟表 ,而地球的年龄同样可以通过放射性来测算。另外,有可能在地球表面产生任何岩石之前,地球就已经存在了,所以科学家还研究了太阳系中与地球形成于同一时期的物质。1955 年,美国地球化学家克莱尔 · 帕特森用放射性测年法为一块化学成分与地球相近的陨石测定年龄,为 45.5 亿年,这一数值至今仍被公认为地球的真实年龄。

  风力的侵蚀和沉积方式主要发生在缺少植被的不毛之地,主要有两种方式作用于地貌。其一是直接搬运,持续的大风将松散的颗粒物搬运到较远的地方,在大风停止的地方,这些颗粒就慢慢沉积下来,形成了沙丘或黄土层。中国北方的黄土高原,就是最典型的风力搬运、沉积作用形成的地貌,在有些地方,黄土厚度甚至超过 100 米。

  除了冰川作用外,水流、海岸的侵蚀与沉积、物质坡移都是塑造地貌的重要因素,共同将这个蓝色星球的表面雕刻成千姿百态的样貌。

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