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第2章 不老的传奇——大自然的进化

浩瀚而神秘的宇宙,充满了无尽的神奇与玄妙。从它诞生到地球、月球的出现,经历了一个漫长的过程,充满了许许多多的未知数。从最原始的生命诞生到动物、植物再到人类的出现,无不是大自然进化的结果。

1.宇宙大爆炸

在我国的古代,由于认识水平有限,人们普遍认为整个宇宙就是一片混沌。传说一个叫盘古的大力士用一把锋利的巨斧,“咔嚓、咔嚓……”就这么几下,宇宙就出来了。呵呵,可能你会认为这很可笑,但是它反映了当时人们的认识水平。这是在我国,那么在西方呢?在西方人们普遍认为是上帝创造了宇宙。但是,无论是哪一种说法,都反映了过去人们对宇宙美好而简单的认识。

科学技术飞速发展的今天,人们对宇宙又有了新的认识,但是,关于宇宙的成因,科学界还是众说纷纭,没有统一的答案,还是处于假说阶段。其中最著名的就是“宇宙大爆炸”学说。这个学说认为宇宙是在一次大爆炸的过程中产生的。有的科学家认为,宇宙最开始的时候是一个很小的奇点,在后来慢慢的发展中,它爆炸了,所有的物质也就随着跑了出来,在经过上亿年之后就形成了今天的宇宙。还有一些科学家认为,宇宙最开始的时候不是一个奇点,而是一个巨大的能量库。这个能量库是不断运动着的。它在不断地膨胀,最后膨胀到不能再膨胀的时候,爆炸了,慢慢地就形成了宇宙的雏形。

宇宙是怎样诞生的,我们了解了,那么,宇宙既然有一个开始,那么它有结束吗?它将如何结束自己的生命?科学家们认为,宇宙的最终消亡,取决于两种力量较量的结果。这好比是运动场上的“拔河比赛”一样,哪边的力量大,哪边就赢,另一方则输了。一种力量是宇宙不断地膨胀、扩张;另一种力量是牛顿的万有引力。如果其中的万有引力比较大的话,它就会使宇宙不再膨胀、扩张,最终会塌陷,最后变成一个漆黑的寒冷的世界。目前,我们人类还不完全认识这两种力量最终谁赢谁败,所以,这些也只是一个谜,等待我们破解。

现在这个宇宙大爆炸理论已经广泛被人们所接受,但是任何大爆炸都是需要能量的,那么宇宙爆炸所需的能量来自于哪里呢?宇宙在爆炸的那一瞬间温度是非常高的,里面根本不存在任何物质,就连构成物质的最小粒子原子都是不存在的。那么宇宙靠什么力量爆炸了呢?据科学家的推测,宇宙爆炸的时候里面可能存在比原子核小得小的粒子和辐射存在。宇宙爆炸靠的也就是这些粒子和辐射之间相互摩擦所产生的能量。不过,这也只是一种猜测罢了。目前,关于宇宙是如何诞生的问题,还需要我们人类进一步探索。

2.黑洞形成之谜

在宇宙的空间,有这样一个神秘的区域,无论什么物体只要是一不小心闯入到其中,那它就消失得无影无踪,人们便很形象地称它为“黑洞”。黑洞并不是一个实实在在的星球,而是一个几乎空空如也的天区,但是它的引力非常大,地球如果一不小心掉进黑洞,那就变成和黄豆粒一般大了。我们人类是不能直接观察它的,天文学家们只能通过观察恒星运动变化来证明黑洞的存在。当黑洞靠近某个天体时,这个天体上的一部分物质就会被吸走,而呈螺旋状旋转,这样我们就能很容易地勾勒出黑洞的引力场图形了。

一般黑洞都有一个城镇那么大,那么这样一个奇异的天体是怎样形成的呢?在天文学界,人们的说法也不尽相同,在这里简单说以下两种。第一,一部分人认为黑洞是在宇宙大爆炸的时期形成的,一种异乎寻常的力量把一些物体挤压得非常紧密,形成了“原生黑洞”。第二,还有一部分人认为黑洞不是在宇宙爆炸的时候出现的,而是由于恒星步入它们的晚年时,自身的核燃料已经燃烧一空,恒星本身就不会再像年轻时那样毫不费劲地支撑起整个身体,而是在自身引力的作用下坍缩。如果坍缩星体的质量很大时,就会形成一个黑洞。

关于黑洞形成的解释还有其他的一些说法,但至今还没有统一的答案,随着科学的飞速发展,这个谜团最终也会水落石出的。

有的天文学家根据银河系的中心红外线和射电波信号强而提出了银河系的中心是黑洞的说法,但也有的天文学家持反对的态度。如果银河系的中心真的是黑洞的话,那它必定会把周围所有的物质都吞噬掉,而随着它不断地变大,自身的引力也会随着不断地加强,到那时岂不是会吞掉整个银河系?如此推算宇宙的未来也就是黑洞的未来了。究竟银河系的中心是不是黑洞,还有待科学的进一步考证。

3.神秘的银河系

在了解完茫茫的宇宙后,我们的银河系就显得是那么地渺小了,犹如沧海一粟。银河系其主体部分在天球上的投影为乳白色的亮带,刚好这乳白色的亮带又像一条银河一样,银河系也就因此而得名了。

银河系的发现经历了一个漫长的过程,那么在望远镜发明之后是谁第一个发现了银河系呢?意大利的物理学家和天文学家伽利略是最早用望远镜观察银河系的人。在那次观察中,他发现银河系是由恒星组成的。在伽利略之后,又有许多的天文学家都纷纷观测并研究银河系。

那么大家想不想知道经过那么多位天文学家的观察和研究,神秘的银河系究竟是什么形状呢?里面又是怎样的一个结构?从侧面看,银河系的形状好像一只表,又像圆的又像扁的。说得更加形象些,银河系的形状好像是运动场上我们用来投掷的铁饼,中部稍厚一些的是银核,边缘稍微薄一点的是银晕。如果我们从正面看上去,银河系犹如急流中的漩涡。从宏观上来说,银河系的结构是由银盘和银晕构成。银盘就是我们刚才所提到的像铁饼一样的东西,银晕就是包围着银盘的像雾一样的东西。其实,它就是由稀疏的年轻恒星和星际物质组成。恒星是我们银河系这个大家族的主要成员,约占银河系质量的90%,它们分布在广阔的银河系空间中。在银河系这个大家族里除了恒星、行星、星云之外,还有密度极低的星际物质。这些星际物质包括星际气体和星际尘埃。氢和氦是组成星际气体的主要物质,由冰状物、石墨和硅酸盐等混合物组成星际尘埃。

银河系的形成原因还处在进一步探索之中。有的人认为银河系大概是由许多早期星系猛烈碰撞在一起而形成的;还有人认为银河系是由黑洞阵爆炸所形成的。关于银河系的形成还有很多其他的说法。随着科学技术地不断发展进步,银河系的形成问题最终会被人类所破解的。

银河系里还有别的生命存在吗?到目前为止,许多天文学家还在积极地探索研究。据报道,在银河系里发现了一种与生命形成有很大关系的物质——乙烯基乙二醇的物质。这种物质常用于防冻剂中,也是迄今在太空中发现的5种最大的有机分子之一。有关专家认为这种物质与生命所必需的一些更复杂的糖类分子组成有关,例如核糖。银河系这个未知世界,有好多东西等待我们去探索和研究。

4.太阳系——银河系中的一粟

太阳系,顾名思义肯定是和我们的太阳有很大关系,但是它并不只指单独的一个太阳。它是指一个以太阳为中心的恒星系统,它位于银河系的边缘。与银河系比起来,太阳系只能算是银河系这个大家族中恒星系里的一个普通成员。在这个恒星系里,除了恒星太阳之外,还包括了许许多多沿一定轨道围绕着太阳运行的大小行星、卫星和不计其数的彗星。太阳的引力使周围的行星和彗星按照各自不同的轨道绕太阳作有规律的运行。太阳系共有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星,其中一些行星还带有各自的卫星。像我们的地球就带有自己的卫星月亮。

那么太阳系中的这么多天体主要是由什么物质组成的呢?太阳系中的各个天体主要由氢、氦、氖等气体,冰以及含有铁、硅、镁等元素的岩石构成。

了解完太阳系的构成以及太阳系中各天体的组成之后,我们再来说说太阳系的起源问题。关于太阳系的起源,两百年以来,一直是人们争论的焦点。到目前为止,人们对太阳系的起源提出了四十多种假说,但影响较大的主要有三种:第一种是,“灾变说”。这种学说认为,太阳是太阳系中最先形成的星体,行星是在后来慢慢地发展中,当另外一颗星体偶然从太阳附近经过时,一不小心撞到了太阳上后形成的。但是大多数人普遍认为太阳系是由星云形成的,也就是第二种观点“星云说”。它认为太阳星云开始时直径大约100AU(一个AU就是太阳到地球的平均距离,我们把它称为天文单位),质量大概是现在太阳的两三倍。在星云的中心部分形成了太阳,在星云的外围就形成了行星。而星云外部越来越冷,因此靠里的行星有很多体积比较重的矿物质,而靠外的行星是气体或冰体。第三种是“俘获说”。它是说太阳在运动的过程中俘获了星际物质,而这些星际物质最后形成了行星。尽管这些假说的提出都有一定的道理,各有相当一部分人分别支持它们,但它们还是不能有足够的理由使所有的人完全信服。所以,至今这还是一个未解之谜。目前,人类出于对自身生存环境了解的渴望以及对日益紧张的地球资源的恐惧,从1959年开始不断地通过空间探测器等进行空间探测,研究太阳系,希望寻找另一个人类生存的空间。我们确实是应该好好研究一下我们的太阳系了。

太阳系的家族变更了,2006年8月26日国际天文学联合会大会上,通过投票决议:冥王星被排除在行星行列之外,而将其列入“矮行星”,降格为二级行星。在这次大会上把金星、土星、木星、水星、地球、火星、天王星、海王星确定为经典行星,同时增加谷神星、卡戎星和2003UB313为二级行星。

5.月球——人类充满幻想的世界

月球也就是我们说的月亮,一个让我们熟悉又感觉很遥远的星体。它是围绕地球运转的、唯一的一颗卫星。月球绕地球运动的轨道是一个椭圆形轨道。月亮本身不会发光,它反射的太阳光线就是我们看到的月光。不光滑的月球表面对太阳光形成漫射,光线直接进入到地球的大气层然后再进入到我们眼睛,就成了我们看到的皎洁的月光了。月球基本上没有水,也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程,也没有声音的传播,到处是一片寂静的世界。

月球上几乎没有大气,因而月球上的昼夜温差很大。几乎是两个完全相反的世界。由于月球大气少,因此在月球表面上会见到许多奇特的现象,如月球上的天空呈暗黑色,太阳光照射是笔直的,日光照到的地方很明亮,照不到的地方就很暗。由于没有空气散射光线,在月球上星星看起来也不再闪烁了。

那么为什么我们看到皎洁的月亮上会有明暗不同的地方呢?月亮表面那些亮区,是月球上的高原和山脉。其组成物质主要是比较古老的岩石,对太阳光的反射能力很强。而月球上的暗区,实际上是一些面积大小不同的平原和低地。由于是比较年轻的岩石,又比较低洼,对太阳光的反射率较低,同亮区相比,呈现为暗黑色。“阿波罗”号系列飞船在月球上实地考察的结果,证明这种对月面明暗区域的解释,是完全正确的。

关于月球的起源,存在着许多的假说。其中有人认为月球是地球的一部分,是从地球上分裂出去的。还有一种说法是,月球原来就是太阳系中的一颗小行星,是地球的引力把它俘获变成自己的卫星。第三种观点是月球和地球是由同一块原始星云形成的,只不过是地球比月球形成的要早一些。究竟是哪一个正确?目前还不得而知,也许随着时间的推移还会有另外一种新的观点提出来,这些都需要我们继续探索。

也许大家还并不知道,早在30多年以前就已经有人登上月球了。1969年7月20日美国时间22时56分,3名美国宇航员叩开了冷寂的月宫大门。尼尔·阿姆斯特朗第一个走下太空舱,奥尔德林紧随其后。两名宇航员在月球表面停留了21小时36分21秒,采集了24千克月球岩石样品。他们的同伴迈克尔·科林斯则乘坐卫星在月球轨道上继续运行,准备接回两名登月者返回地球。尼尔·阿姆斯特朗踏上月球表面时说:“这一步对于个人来说是小小的一步,但对整个人类来说却是巨大的一步。”

6.地球是青年还是壮年

地球是我们伟大的母亲,那么我们对它的了解究竟有多少呢?它现在是年迈还是年轻呀?自从地球形成以来,它的年龄究竟有多大呀?

人类的起源最多也不过是两百万年,当然这肯定不是地球的年龄,这与地球的年龄相比几乎是微乎其微。那么地球的年龄到底是多少呢?随着科学的不断发展,科学家告诉我们地球的年龄已经有46亿年了。到了20世纪,科学家们找到了用同位素测定地球的年龄的方法,是最可靠的,而且也比较准确。

在20世纪初期,人们发现地壳中普遍存在微量的放射性元素,而且它们的原子核中能自动放出某些粒子而变成其他元素,这种现象被称做放射性衰变。在天然条件下,放射性元素衰变的速度不受外界物理化学条件的影响而始终保持很稳定。科学家根据这个可以推断出岩石的年龄,从而可以计算出地球的年龄。让我们做个最简单的数学题就可以明白是如何利用微量元素的放射性衰变计算地球年龄了。比如一个纸箱子里装有100个球。已知我们每天从里面往外拿两个球,现在,我们的纸箱子里还剩下40只球,那么我们往外拿球拿了多少天?这是一个很简单的数学题。第一步,我们首先要知道总共往外拿了多少个球?用已知纸箱子总共有的球数减去所剩的球数,即100-40=60(个)。第二步,已知我们每天往外拿两个球,那么60个球我们究竟能往外面拿多少天呢?即60÷2=30(天)。当然,地壳中微量元素的衰变过程的复杂性要比这道简单的数学题难得多,但是他们的道理是一样的。如果小朋友还是不很明白,那么这也没关系。我们继续努力学习,等长大学习了放射性元素的衰变过程,这些问题也就迎刃而解了。

近些年来,人们又用同样的方法推算了各类陨石以及“阿波罗”宇航员从月球上取回的月球上岩石的年龄。结果发现它们的年龄均在45亿年至46亿年间。这说明太阳系中这些天体是同时形成的,从而也证明用这种方法来测定地球的年龄是比较准确的。

地球的年龄我们已经知道了,但是地球究竟何时才能寿终正寝呢?这恐怕也是我们经常猜测的问题。有人提出地球在很久以前就走上了灭亡之路,最终它会被太阳所吞噬。还有人认为,太阳有一颗伴星,这颗伴星每隔2600万年就会来到太阳附近,它有超强的引力,它的来到会使大量彗星在太阳系内横冲直撞,如果恰好有一颗彗星与地球相撞的话,那么地球就将粉身碎骨,彻底灭亡了。当然这些只是科学家们的种种猜测,地球何时真正灭亡目前还是个谜。

7.地球大气的变迁

地球上的大气是我们人类赖以生存的重要的要素之一,其实我们是靠呼吸空气中的氧气,来维持我们的生命活动。如果没有氧气,一个人也就只能存活几分钟,可见大气对于我们是多么的重要。

那么对我们人类如此重要的大气,究竟是怎样诞生的呢?原始大气是什么样子?是不是和今天的大气一样呢?截止到今天,大家都比较认同的观点是,地球上的大气是在地球诞生的时候就形成了,经过了亿万年的不断“吐故纳新”,才演变成今天的这个样子。一般我们把地球大气的演变过程分为三个阶段。

第一阶段为原始大气阶段,一般是指在地球诞生的同时,大气也就形成了,其主要成分是氢和氦,极少量的是氖、氧、碳等。在地球刚开始形成的时候,太阳风的作用非常大,另外地球的引力是非常小的,所以原始大气中主要成分很快也就消失了。

第二阶段是次生大气阶段,主要是指火山爆发时所形成的挥发气体,主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨等,氢不是被燃烧,就是由于密度小,而从地球上逃离开了。氦、氖等也与氢一样消失了,留下来的气体不是一些分子量比较大的气体就是一些还未来得及逃脱就凝结的水蒸气。地球生成以后,由于地球内部温度比较高,所以火山比较活跃,经常有火山喷发。因而火山喷发时释放的气体也就渐渐形成了次生大气。

第三阶段也就是今天的大气,次生大气由于太阳紫外线的辐射,其中的水蒸气又被分解成氢和氧,同样氢又逃脱了,于是仅仅剩下氧,氧又与氨化合成氮和水,与甲烷化合成二氧化碳和水,这时的大气为生命的诞生和孕育做出了极其重要的贡献。经过几十亿年的分解、同化和演变,生命终于诞生了。原始的单细胞生命,在大气的滋润中,不断地演变、进化,终于发展成了今天主宰世界文明的高级人类。至此,大气也就演变成了今天的大气。

氧气在大气里如果以体积计算约占21%,如果以质量计算约占23%。空气中含量最多的是氮气,以体积计算约占78%,以质量计算约占75.5%,另外,大气还包括稀有气体、二氧化碳和水蒸气等。

8.关于大陆和海洋的学说

地球表面的海陆轮廓是怎样形成的?这七大洲和四大洋是自古以来就是这样分布的吗?这是多年来科学家们一直关心的话题。有人在很早以前就注意到这样一个有趣的现象:非洲西海岸与南美洲东海岸轮廓线十分相似。南美洲大陆凸出的部分几乎能和非洲大陆凹进部分相吻合。如果我们把这两块大陆从地图上剪下来,就可以拼合成一个整体。这仅仅是巧合呢?还是有其他什么原因?

1912年,德国科学家魏格纳正式提出了“大陆漂移假说”。他认为,大约在两亿年以前,地球上各大洲是相互连接的一块大陆,它的周围是一片大洋。以后,原来的大陆分裂成几块,慢慢地漂移分离。经过了漫长的岁月,逐渐形成了今天七大洲、四大洋的分布状况。这种海陆分布,现在还在极其缓慢地变化着。根据测量,大西洋在扩张,太平洋在收缩。这个学说就好比是盛入水的盘子内漂浮着的木块。这木块就好像大陆一样,而盘子里的水就是海洋。在当时,他的这种假说被认为是荒谬的。但是,他的大陆漂移假说,现在已被大多数人所接受。这一伟大的科学假说,以及由此而发展起来的板块构造学说,使人类重新认识了地球。

在20世纪60年代,人们通过进一步的研究,又提出大陆漂移是板块运动形成的。板块构造学说认为:地球是由坚硬的岩石组成的,并不是整体一块而是分成六大板块。并且这六大板块不是固定不变的,是不断运动着的,所以出现漂移的现象。板块与板块交界的地带,地壳比较活跃,多火山、地震。板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。对于大陆和海洋的分布、大陆和海洋的构造与地貌、地壳运动、地震和火山等现象有了更新的解释。

自19世纪以来,出现了很多种大地构造假说,其中有大陆漂移学说、地槽地台学说、海底扩张学说、地幔对流说、板块构造学说等。其中海底扩张学说是由美国学者赫斯在1960年提出的。海底扩张学说为大陆漂移学说作了更进一步的解释。

9.地球所经历过的三次冰期

大约从46亿年前开始,地球进入到了地质年代。但是,在地质历史上曾经气候极为寒冷,气温很低,极地和高纬度区广布冰盖,中、低纬地区也分布有很多大陆冰川和山岳冰川,冰川地质作用十分强烈。许多的大陆和山川都被冰川所覆盖的时期,我们称之为冰期。

在冰期到来时,高纬度地区的冰盖向中、低纬度地区伸展,在高寒地区表现为雪线下降,山岳冰川规模都增大,海水蒸发后形成固体冰,停留在陆地,海水量减少,海平面下降,形成“海退”。间冰期时,冰盖向高纬度退缩,使大量冰融化成水重新流回海洋,海平面上升,形成“海进”。地球所经历的冰期曾经有三次,第一次为前寒武晚期,第二次为石炭一二叠纪,第三次为第四纪。第一次冰期在我国比较明显。第二次大冰期主要出现在冈瓦纳古陆,主要见于非洲、印度、澳大利亚等大陆上。第四纪冰期在全球留有的杰作最多。如阿尔卑斯山的U型谷和陡峭的山峰,法国和瑞士交界处侏罗山巨大的冰飘砾等。当第四纪来临的时候,地球的年平均气温曾经比现在低十多度,全球约有三分之一的大陆被冰雪所覆盖。第四纪冰期,又分为四个冰期和三个间冰期。间冰期时,气候转暖,海平面上升,大地又恢复了往日的生机。由于地球气候多次冷暖的变化,导致了生物带和气候带大规模迁移。

第四纪冰期,海平面有明显的升降变化。冰期来临时,大陆和山地冰川全部以冰的形式出现,间冰期时,冰盖和冰川融化,大量的水回归海洋。故在冰期内,许多浅海滩露出海面,甚至使原来为海水隔绝的大陆或岛屿有的部分相连,为生物迁徙提供了条件。末次冰期结束后,海面逐渐回升,大约到距今6000年时,海平面达到现在的位置。

那么为什么会出现这样的冰期?有人认为可能是大冰期周期性出现的原因之一,另外也有学者认为,太阳运行到距银河系中心最近时,亮度也会变小,使行星变冷。太阳绕银河系中心运行一周的时间大约是3亿年左右,这3亿年的周期与元古代末期(震旦纪)、石炭一二叠纪及第四纪这三次大冰期的时间间隔是基本吻合的,所以这个假说基本成立。

有的科学家认为我们的地球现在正处于间冰期,但这次间冰期比过去的那几次间冰期停留的时间长,从一个长的时间点考虑的话,全球正在变暖。还有科学家认为,近年来由于太阳活动减少,全球在短期将极有可能变冷。

10.沙漠是谁的产物

世界上有无数的沙漠,辽阔的大漠给人以壮美的感觉,但也给人类带来危机重重。如今,沙漠正以非常快的速度向人类的生存地带延伸,有些地区已经出现了沙漠化的趋势,人类的生存面临着严峻挑战。人们在治理沙漠的同时,也在思索着沙漠的形成原因。

沙漠的形成与地球上干旱的气候有关,然而,并不是所有沙漠的成因都能用这一观点来解释。例如,塔尔沙漠就与其他的沙漠不一样,在这里平时上空总是湿润多云,尤其当西南季风来临时,空气中的水汽含量几乎可与热带雨林区相比,尽管这样,可它仍然是一片沙漠。这又怎么解释呢?经过研究,科学家们普遍认为形成沙漠的主要原因是尘埃。的确如此,这里的上空每平方千米飘浮着1吨半多的尘埃,是芝加哥上空的好几倍,而且尘埃分布的高度也较高。这里没有降雨的条件,也没有成露的条件。由于空中尘土的阻挡,阳光不能直接照射到地面,所以空气也就因地面缺少加热而不能上升;夜间,尘埃以散热冷却为主,空气下沉使地面散热减弱。尘埃使空气变得十分干燥,因此地面只能形成沙漠。尘埃并不是凭空产生的,人类是制造尘埃的罪魁祸首。如此说来,沙漠的形成原因和我们人类对自然的破坏有关。

对于一些沙漠来说,这种解释能够行得通。如在世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠的形成过程中,我们人类就起了催化剂的作用,加速了沙漠化的进程。但也有人反驳说,有些沙漠作为一种生态类型在人类产生之前就已经产生了,这又怎么解释呢?所以关于沙漠形成的问题一直是人类争论的焦点,但有一点是无需质疑的,那就是为了人类的将来,当务之急应抓紧治理沙漠,努力保护我们的地球家园。

世界上最古老、最干燥的沙漠是纳米布沙漠,它起于安哥拉和纳米比亚边界,止于奥兰治河,位于纳米比亚海岸线上。这里不是人们所熟悉的海滨风光,而是长达1600公里的纳米布大漠,形成了“一边是大海,一边是沙漠的”特殊景观。按常理来说,海边的气候应该是非常湿润的,最不应该形成沙漠了,可这里却一反常理。原来这里的沿岸有一股强大的“本格拉寒流”经过,导致海水蒸发缓慢,即使是有水分蒸发也不容易形成降雨,这就是造成毗邻大海的荒漠出现的根本原因。

11.植物是这样而来的

植物经历了从简单到复杂的长期演化过程,才形成当今世界上种类繁多、形态各异的植物世界。植物界中最早的植物是低等植物中像菌类一样的原核植物,然后从低到高依次是藻类植物(如紫菜)、真菌(如蘑菇)、地衣(如地卷)、苔藓植物(如泥炭藓)、蕨类植物(如卷柏)、裸子植物(如银杏)和被子植物(如杨、柳)。在这里,从原核植物到地衣为低等植物,其他的为高等植物。

原核生物多是些菌类植物,所以非常的小,只能在显微镜下才能看到。它们绝大多数没有色素,表面长着可运动的纤毛或鞭毛。它们生活的范围很广,有的甚至寄生在动植物体内。

藻类植物是一类有细胞核的真核生物。细胞中具有叶绿素,能进行光合作用。如我们经常吃的紫菜和海带就属这类。它们的大小不定,有小到肉眼看不见的,也有大到长达几十余米。它们分布很广,在江河湖海,在潮湿的墙壁、表土、树皮等处都有它们的踪迹。

我们经常吃的各类蘑菇属真菌类,分布于空气、土壤、水体、动植物体及其残骸中,它们以现成的有机质为营养,过着腐生、寄生和共生的生活。

随着不断地进化,地衣是一种菌藻共生的植物,藻类利用光合作用制造营养,菌类吸收水分和营养,构成互惠互利的共生体。在森林中的地衣,常与苔藓植物在一起,附着在树皮和枯枝上,随风飘摆。

苔藓植物是一类绿色、柔弱、矮小的草质植物。结构简单,仅有茎叶,没有真正的根。它们广泛生长在潮湿的土壤、风化的岩石和树木的表面上,它们自身可以大量地积蓄水分,死后分解成腐殖质,为其他的生物创造了生存条件。

植物界中进化的最高阶段是被子植物,它能产生种子,与裸子植物统称为种子植物。我们常见的多为被子植物,种类繁多,形态复杂,植物的根、茎、叶等营养器官更加进化,适应各种环境的能力更强。

孢子植物是现存的最原始的植物种类,它们通过孢子的微细胞繁殖而不是通过种子。地球上植物的历史比动物的历史长得多,那么世界上最古老的树又是什么树呢?北美洲的刺球果松是世界上最古老的树,据说已有4600年。但它并不是世界上最古老的植物,加利福尼亚州的木馏油树和南极洲的某些地衣据说已经有一万年了。可谓是世界上最古老的植物。

12.地球身世之谜

我们人类赖以生存的家园是地球。地球到现在为止已经有46亿年的生命历程了。它生长着、运动着,就像一个人的成长历程一样,经历了无数的风云变幻之后,终于从淘气顽皮的少年进入了成熟的壮年。但是,我们的地球最初又是怎样产生的呢?

西方最初流传上帝“创世说”,但从科学的角度出发,许多人不相信上帝“创世说”这样的说法。1745年,法国科学家布封就提出了“彗星碰撞说”,推翻了神学的羁绊。他认为在很久很久以前,有一颗彗星碰到太阳内,从太阳上面撞下了一些碎块,形成了几个不同行星。后来,又有人提出了陨星说和宇宙星云说。但在以上众多学说中,康德的陨星假说与拉普拉斯的宇宙星云说,影响力最大。它们虽然说法上不一样,但在内容上二者是一致的,都认为太阳系起源于尘埃状的原始星云。因此,后来把这两个假说统称为康德—拉普拉斯假说,被相当多的科学家所认可。但随着科学技术的不断发展,人们发现“星云假说”也暴露了许多前后矛盾的新问题。到目前为止,关于地球起源的学说已有数十种之多,还没有哪种学说能够准确地解释地球的起源之谜,关于地球的形成还在继续研究和探讨。

地球的结构是怎样的呢?地球的结构好比一个鸡蛋,鸡蛋壳相当于地壳,我们人类及生物就生活在这里。鸡蛋清相当于地幔,这里是一些灼热的可塑性物体。鸡蛋黄相当于地核,由一些金属物质和岩石构成。

13.地球像是一个被啃过的苹果

古时候的人们认为我们的世界“天圆地方”,后来随着科学的进步,人们又把地球看作扁平状,把天空看作是罩在上面的圆罩子。古俄罗斯人想象大地是驮在三条鲸鱼背上的盘子,这三条鲸鱼又是浮游在海洋上的。这些都是人类对地球的最原始的认识。直到公元1522年麦哲伦及其伙伴完成绕地球一周之后,人们才在头脑中确立了地球是个球体的概念。

在17世纪后半期,科学家们就认为我们的地球是一个两极稍扁的球体。后来又有人提出地球是梨形的球体。这里所说的球体是指近似的回转椭圆球体。不过,我们所讲的地球体是包括了71%的海洋在内。让我们做个假设,如果把71%海洋的水全部倒掉,那么剩下的21%的陆地又会是什么样子的呢?有人这样说,清除海水之后,地球的固体部分仿佛是被啃过一样,有一个深深的坑。这时,再回过头来看地球,打个更加形象地比喻,没有水的地球更像是一个被谁啃过的苹果。

那么到底地球过去是什么样子的呢?为什么地球上的大陆和海洋分布得如此不均匀?曾经有人很形象地说,几十亿年以前,炽热的地球好像起了一个大鼓包,由于离心力的作用,这个鼓包崩脱了,地面上也因此出现了一个凹坑,它就是太平洋。很遗憾,这个假说也没有经得起时间的考验。那么地球形体原来怎样,后来又发生了怎样的变化?就有待我们进一步的探讨了。

地球的大陆漂移学说,可以说现在已被地质学所证实了。也就是说,我们今天所看到的地球固体部分形态,实际上反映了地球原来的不均衡性。其实,星体的不均衡性是太阳系中许多行星的一种规律性现象。我们在晴朗的晚上,所看到的月亮里明暗不一的情况,就说明月亮上也具有不均衡性。

14.见证沧海桑田之变

“沧海桑田”这个词本意是指海洋会变为陆地,陆地会变为海洋。陆地和海洋之间的变化是很大的。后来人们也用“沧海桑田”,比喻人世间事物变迁极大,或者变化极快。我们的地球时时刻刻都在围绕太阳做运动,所以地球上的一切也处于无休止地运动和变化之中,其中高山的崛起和大海的消长是我们关注最多的,这也就是平时我们所说的沧海桑田。下面的两个例子就可以见证沧海桑田的变化。

据书中记载,1831年7月7日地中海西西里岛的西南方向的海平面上,突然水柱冲天,烟雾袅袅在一阵震耳欲聋的轰鸣声中,让人不可思议的是从海里升起一座高出海平面60多米方圆约5平方公里的小岛,这也太神奇了。英国国王立即向全世界宣布给这个新诞生的小岛命名为尤丽娅岛,但是更让人没想到的是这个小岛在3个月之后竟然神秘消失了。

目前有人在我国青海省海西蒙古族藏族自治州都兰县诺木洪乡的戈壁滩上,发现大量贝壳与含有盐碱的泥沙凝结在一起的长约2公里的贝壳梁。这些贝壳梁层层叠叠,形态万千,在当地已经形成一道奇观。贝壳梁的形成见证着青藏高原沧海桑田的地质演变。

是什么使沧海变成了桑田?又是什么使桑田又变成了沧海?自古以来关于这个现象就有很多观点,有人认为是板块构造理论,还有人认为是大陆漂移。但一般认为是气候变化的原因。冰川期,气温降低,由海洋蒸发出来的水,在陆地上结成冰川,不能回到海中去,因而海水减少,浅海就变成陆地,相反,间冰川期气温升高,大陆上的冰川融化成水,流入海洋,会使海面升高,因而能使近海的陆地或低洼地区,变成海洋。这与冰川期的理论也刚好相符。

15.地球上的水

我们在太空中所看到的地球,散发着蔚蓝色的光芒,因为我们的地球大部分是被水所覆盖的。海洋面积约占71%,而陆地面积只占29%,因此也有人称我们的地球是一个水球。

那么如此众多的水是从哪里来的呢?关于海洋的形成有许多传说,在我国是说有一个叫共工的大力士,他一怒之下把支撑天与地的大柱子给推倒了,引起了天与地的不平衡,于是天向西北方向倾斜,所以天上所有的巨石都掉在西北方向,从此西北也就多高山了,而大地则向东南倾斜形成了海洋。在西方是说月神杀死了一个大恶魔,然后将他的尸体分成两半,一半举起来形成太阳和月亮;另一半重重地往地上一摔形成高山、海洋。

时至今日,人们肯定不满足这样的说法了,在科学界早就有人提出了海洋是与地球同时产生的说法:大约在56亿年前,原始地球形成了,这时的地球是一个三无的世界即无水、无气、无生命。在地球形成后的最初几亿年里,由于地壳较薄,小天体不断轰击地球表面,地幔里的熔融岩浆很容易从地下往上喷,因此,那时的地球到处是一片火海。随同岩浆喷出的还有大量的水蒸气、二氧化碳,这些气体上升到空中并将地球笼罩起来。这种条件就很容易形成降雨,经过很长时间的降雨,在原始地壳低洼处不断积水形成了最原始的海洋。

还有一种观点是原始的海洋海水不多,约为今天海水量的1/10,经过长期的积累才形成了今天的规模。海水增加的方式不是雨水而是火山活动,火山爆发时喷发出大量氯化物以及大量的水汽,有时还伴随着沸腾的水柱,所以火山活动所喷发的水是十分惊人的。实际上,许多温泉就是火山喷发时的产物,每年火山所喷发出的喷泉的水量高达6600亿吨。所以,这种观点认为,地球这一路走来,经历过无数次的火山喷发,它们汇集在一起也就形成了今天的海洋。

还有的科学家提出,地球上的水是太阳风的杰作。地球从太阳风那里吸收了17亿吨的氢,这些氢和氧便结合成了水。正在人们探讨海洋是太阳风所带来的时候,又有人提出了地球上的水是来自于彗星。根据是科学家在一块陨石里发现了水的晶体。在海水的形成问题上,科学家们众说纷纭,每个人都有理由去支撑自己的观点,但他们也有解释不通的地方,所以海水的形成至今还是一个谜。

文中的太阳风是指太阳外层大气向外溢散出来的粒子流。由于日冕温度比较高,太阳的重力不足以把日冕气体吸引在太阳周围,日冕的一部分高速粒子随即挣脱太阳引力的束缚,冲向星际空间,形成太阳风。1958年美国太阳物理学家帕克最早提出“太阳风”的概念,并且从理论上证明了太阳风的存在。1962年8月27日,美国发射“水手2号”,首次对太阳风做了128天的观测,从实践上证实了太阳风的存在。

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