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第一篇自然地理总论

软流层研究在板块构造学说中占有举足轻重的地位，正是软流层物质的缓慢移动和对流为板块运动提供了驱动力。如果能够证明软流层存在对流现象，地球板块学说就会完全得到成立。

有人曾根据岩石的导热性推测软流层的温度，结果发现在千米深度处温度可以达到℃左右，这个温度与从火山口流出的熔岩的温度十分接近，这说明火山熔岩很可能来自于软流层。

地核

地核是地球的中心，也是地球内部圈层构造中最里面的一层。地核的总质量占整个地球质量的近三分之一，体积占整个地球的六分之一。地核的体积比太阳系中的火星还要大。地核内的物质很奇特，既像钢铁一样具有刚性，又像白蜡一样具有可塑性。因此，地核内的物质不仅比钢铁还坚硬十几倍，而且还会慢慢变形，但不会发生断裂。

据科学观测分析，地核又分为外地核、过渡层和内地核三个层次。外地核的厚度为千米，里面的物质呈液态；过渡层的厚度只有千米，物质处于由液态向固态过渡状态；内地核厚度千米，主要成分是以铁、镍为主的重金属，所以又称铁镍核。

由于地核处于地球的最深部位，所以它受到的压力比地壳和地幔部分要大得多。在外地核部分，压力已达到万个大气压，到了核心部分便增加到万个大气压了。地核内部不仅压力大，而且温度也很高，估计内地核温度可高达℃。

地核也是处于不断的运动之中。有的科学家认为，地球内部各层次的物质不仅有水平方向的局部流动，而且还有上、下之间的对流运动，只不过这种对流的速度很小。有的科学家还推测，地核内部的物质可能还会受到太阳和月亮的引力而发生有节奏的震动。

地球的外部圈层

地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈。

大气圈是地球最外部的一个圈层，它是由被地球引力束缚着的大气构成的。大气圈的存在是地球生物生存所必不可少的物质条件，它使地表的温度能够保持在一个恒定的温度，它是水分的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介。

水圈，顾名思义，是由水组成的圈层。地球上有70.9%的表面积被海洋包围着，此外还有河流、湖泊、冰川、大气中的水汽、土壤和浅部岩石孔隙中的地下水等，这些构成了一个不规整而基本上连续的水循环圈，这个水循环圈就被称为水圈。水圈的范围从大气对流层的顶端到深层地下水所及的深度，在这个范围内的水以气态、液态和固态三种形式存在着，这些水的总储藏量约为13.9亿立方千米，其中97.42%是海水，只有2.58%是淡水，而淡水中的约77%是以固体形态存在的。

生物圈是由地球上所有的生物和这些生物所生存的环境构成的，凡有生物存在的范围都属于生物圈的范围。它在地面以上达到大致23千米的高度，在地面以下延伸至12千米的深处，包括平流层的下层、整个对流层以及沉积岩圈和水圈。

地球上绝大多数生物都是生活在陆地之上和海洋表面以下各约米厚的范围内。生物圈的这个范围之所以有生物存在，是因为这个范围具备阳光、水、适宜的温度和充足的营养成分，这些都是生物赖以生存的必要条件。

地壳物质循环

地壳中的物质也处在不断的循环之中，这是地壳新陈代谢的一种形式。地壳中的各种岩石在一定的条件下，通过变质可以相互转化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩；在地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又可以通过风化、腐蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩；变质岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩。

地壳中的这种物质循环是自然界最重要的物质循环之一。地壳物质在自身不断循环和转化的同时，也在同地球内部和外部不断地进行物质循环和能量转化。地表岩石的形成、土壤的发育、地貌的变化，都与这些循环有关。

太阳能、地球旋转能和地球重力能是地球物质循环的主要动力。在这些能量来源的推动下，大气、水、生物界都参与到了地壳的物质循环当中。地壳的物质循环对地球的自然地理环境时刻都在起着巨大的影响作用。

地质作用

地质作用的特点

地球岩石圈的年龄已经有40多亿年了，在这个漫长的岁月里，组成地球的物质在不断地变化和组合，地球内部构造和地表形态也在不断地改造和演变。地球的这种不断变化，是和作用于地球的自然力密切相关的。这种使岩石圈发生变化的作用就是地质作用。

地质作用既在破坏着地球，也在建造着地球。有些地质作用进行得十分迅速，如火山、地震、山崩、泥石流、洪水等，有些地质作用却进行得十分缓慢，往往很难被人发觉，但长时间后却可以产生巨大的地质变化。

地质作用可以分为内力作用和外力作用。地壳自形成以来，在内力作用和外力作用下不断发展和变化。一般来说，内力作用对地壳的发展变化起着主导作用。

内力作用是由地球内部的能引起的。地球内部的能简称内能，主要有地热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能。内力作用的主要表现形式为地壳运动、岩浆活动、变质作用、火山、地震等。内力作用可以形成大陆、海洋，可以形成山岭、断陷谷地、洼地等起伏较大的地貌。内力作用也可以改变地球的物质成分、结构和构造，从而形成矿床。

地壳运动

人们常用沧海桑田来形容巨大的时空变化，但历史却真的有过沧海变桑田的事情，这都是地壳运动的结果。地壳运动又称构造运动或大地构造运动，是指由地质作用引起的地壳结构改变和地壳物质变位的一种运动。正因为地壳不断运动带来的变化，才有了今天千姿百态的地表形态。

地壳运动根据运动的方向来划分，可以分为水平运动和垂直运动两种基本形式。水平运动主要是由于地球水平方向的作用力引起的，表现为地壳岩层的水平移动，使岩层在水平方向上遭受不同程度的挤压力和引张力，产生褶皱和断裂构造。我国的昆仑山、祁连山等，以及世界上其他许多山脉，就是通过挤压褶皱而形成的。所以，有人将水平运动称造山运动。垂直运动又叫升降运动，通常表现为大规模隆起和相邻地区拗陷，引起地势起伏或海陆变迁，所以有人又将垂直运动称造陆运动。地壳运动主要以水平运动为主，垂直运动为辅。

板块构造学说

关于地壳不断运动的原因，人们还在探索之中，目前比较盛行的一种理论是板块构造学说。板块构造学说认为漂浮于软流圈之上的地球岩石圈并不是一块完整的圈层，而是被一些海岭、岛弧等构造活动带所分割成的一些不连续的单元，这些单元被称为板块。全球共划分六大基本板块：亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块。除太平洋板块完全是水域外，其余板块包括大陆和临近的海洋。板块内部地壳相对稳定，两个相邻板块交界处，正是地壳活动带，火山、地震活动强烈频繁。两个板块相碰撞，岩层受到挤压形成山岭，同时有岩浆侵入与火山喷发。例如，喜马拉雅山就是由于印度洋板块向北移动，与亚欧板块相撞而形成的。

大陆漂移说

大陆漂移说是解释地壳运动的一种学说，它是由德国地球物理学家魏格纳提出来的。魏格纳发现大西洋两岸的大陆存在许多相似性，包括两岸的海岸线形状非常吻合，两岸大陆的地层、构造和山脉等具有连续性，以及非洲、印度、澳大利亚大陆的古生物具有相关性。魏格纳根据这些证据认为构成大陆的硅铝物质很轻，它像船一样漂浮在相对较重的硅镁层上，并且地球大陆曾经发生过大规模的水平运动。魏格纳认为，早在2亿年前，地球大陆是一块统一的连续体，由于受地球自转及日、月引潮力的影响，漂浮在硅镁层上的硅铝层开始自东向西移动。此后，经过漫长的岁月，逐步形成了今天的海洋大陆轮廓。大陆漂移说在年诞生之初，并没有受到人们的重视，到了20世纪50年代，这一假说得到了大量有力的科学资料证实，从此，大陆漂移说才得到了很多人的认同。

海底扩张说

海底扩张说是对大陆漂移说的一种补充和发展。20世纪60年代，科学家们根据大洋地质、地貌、地球物理和海底测量资料，认为大洋地壳在地幔软流圈对流的驱动下，每年在以几厘米的速度移动。在海洋底部的裂带中，地下的岩浆从裂口中不断地涌出，到达顶部后冷却、固结，从而形成了新的大洋地壳；而后，继续上升的岩浆把已经形成的大洋地壳推向两侧，从而使海底得到不断扩张。经过漫长的岁月，扩张着的大洋地壳又逐渐俯冲到大陆地壳之下，为地幔所吸收同化。正是由于海底不断扩张，比较轻的硅铝层大陆也就可以在比较重的硅镁层上移动。目前，人们没有在大洋地壳中发现年老的岩石，这就为海洋扩张说提供了证据。

褶皱和断层

人们在山区经常可以看到由地壳运动带来的地壳变形现象，这些现象是地壳内力作用引起地壳运动的重要证据，人们称为地质构造。褶皱和断层就是两种常见的地质构造。

褶皱是地壳中的原始岩层经过地壳运动而受到挤压后发生了弯曲的一种地质构造。地球上的很多山脉、山岭、谷地和盆地都是由褶皱形成的，像著名的喜马拉雅山、安第斯山、阿尔卑斯山等，都是有名的褶皱山脉。

断层是指岩层因为受到地壳运动的强大压力或张力而发生断裂，并且断裂的岩层沿断裂面发生了错位和位移的一种地质构造。在地貌上，大的断层常常形成裂谷带或者陡峭的悬崖，像著名的东非大裂谷和中国的华山北坡，就是典型的断层构造。

在断层构造地带，岩石容易破碎并受到风化、侵蚀，因而常常发育成为沟谷或者河流。断层上升的一侧，常常会成为块状山地或高地，像中国的华山、庐山、泰山就是这种地貌。断层下陷的一侧，常常会成为谷地或低地，如中国的渭河平原和汾河谷地。

岩浆活动

岩浆活动是指岩浆的生成、流动和凝结的过程。岩浆是地壳深处一种温度很高、成分复杂的硅酸盐物质，它既像坚硬的固体，又像柔软的液体。它可以流动弯曲，但又十分坚硬致密。岩浆里包含着种类众多的金属、非金属以及其他气体成分等。地球上所有的化学元素，在岩浆里几乎都能找到。

岩浆的生成是因为地底的温度很高，随着含水量的增多和压力降低，硅酸盐矿物的熔点开始降低，从而变成了岩浆。岩浆主要集中在离地表几十万米以下的上地幔中。它原本是一种很不安分的物质，因为有沉重的地壳覆盖着，使它不能自由地流动，所以才变得安稳起来。但如果地壳一旦出现了裂缝，岩浆就会沿着裂缝向上侵入岩层，或猛烈地喷发出来，导致火山喷发。

岩浆刚喷出地表的时候温度极高，最高温度可以达到℃。岩浆流经的地方会立刻成为一片火海。随着温度的不断降低，岩浆开始渐渐冷却凝固下来，形成各种各样的火山熔岩，如玄武岩、安山岩、流纹岩等。有时岩浆猛烈的爆发还会形成火山碎屑岩。如果岩浆未能冲出地表，就会在地壳的不同深度冷却凝固，形成各种侵入岩，如花岗岩、橄榄岩、闪长岩等。

岩浆中所含的矿物质随着岩浆的冷却凝固开始按次序逐步结晶分异，重的矿物质会结晶在岩石的底部，轻的矿物质会浮在岩石的上面，较活泼的含矿质挥发成分还可穿进外围岩石的缝隙形成矿脉。岩浆中的矿物质侵入到了别的岩石中就会形成特定的内生矿床，如镍矿、铬矿、铂族元素矿等就是这样形成的。有些铁矿、金银矿以及好多非金属矿，也往往会产生在火山岩里。

变质作用

变质作用是指能够使地壳内部的岩石在特定的温度和压力下发生成分和性质的改变，从而形成新岩石的一种作用。

能够引起变质作用的主要因素是温度和压力。温度往往是引起岩石变质的主导因素。温度越高，岩石的强度就越低，岩石就容易发生化学反应，从而变成新岩石。一般，地壳内部温度的升高是由地球内部热能的释放带来的。

压力也是变质作用的重要因素，根据压力的性质可分为静压力和动压力。静压力是由岩石上覆盖着的厚重的地壳带来的压力，会随着深度增加而增大。静压力能够使岩石压缩，从而导致岩石内部结构改变，形成新的岩石。动压力是由构造运动所产生的定向压力。由于动压力只存在于一定的方向上，因而使得岩石在不同方向上产生了压力差。这种压力差也可以使岩石破碎或产生变形，从而改造了原来岩石的结构与构造。

变质作用的温度因素和压力因素并不是孤立存在的，它们时刻在相互配合、共同改造着岩石。有时候，两种因素中不论谁为主导因素，都会使岩石在变质过程中表现出不同的特征。

火山

地底的高温岩浆及气体、碎屑等从地壳中喷出的现象就叫火山喷发。火山喷发是地球释放能量的一种形式，也是地球内力作用的一种体现。它能够使地壳很快就隆起成山，或者凹陷成盆地，从而造成了地表的高低起伏。由火山喷发出来的物质堆积而成的山，就是人们常说的火山。

火山分为活火山、死火山和休眠火山三类。活火山是指在人类历史上经常或周期性喷发的火山。死火山是指在人类历史以前喷发过，但迄今为止没有喷发过的火山。休眠火山是指曾经喷发过，但在人类历史时期长期处于静止状态并有可能再次喷发的火山。

全世界大约有多座死火山，多座活火山，这些火山大致分布在环太平洋火山带和地中海火山带。

地震

地震是一种地壳自然快速颤动的现象，它是由地球内部能量的释放引起的。地震发生时会引起大范围的地面震动，这是因为地壳内部发生断裂时，地球内能以地震波的形式释放了出来，地震波使地面发生了震动。

地壳内发生地震的地方叫震源。震源垂直上方的地面处叫震中。地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播，这种波叫地震波。质点振动方向与震波传播方向一致的叫纵波；质点振动方向与震波传播方向相垂直的叫横波。由于纵波速度比横波快，所以地震来临的时候人们首先感到上下跳动，然后才感到左右摇晃。

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