我们的星球是一个不太规则的球体,像洋葱一样由许多层构成。球体的中心是地球的地核,由固体铁构成。包裹着它的首先是一层外核,由融化的铁组成;然后是地幔,由被称为岩浆的熔融岩石组成。在地幔上层漂流的是一层薄薄的壳,由固态岩石组成。我们就生活在这层地壳的表面上。尽管人类曾经登上过月球,却还不能深入到地球表面下4千米以上的深度,而最深的矿井正是4千米。
地球还有一层构造,是它气态的皮肤。这就是大气层,超过四分之三是氮气,五分之一是氧气,即对大多数生命形式来说不可或缺的元素。大气层里还有少量其他气体,其中的二氧化碳和甲烷——即所谓的温室气体——对维持地球上的生命有着非常关键的作用。水蒸气的存在也同等重要,它是一切天气系统中的关键成分。随着高度的增加,大气层的密度会逐渐降低,并逐渐消退到宇宙之中。
大气层中的气体处在不断运动的状态中,而构成地壳的岩石板块也是如此。科学家们曾经认为,陆地和海洋的位置从未改变过。之后,在1915年,一位名叫阿尔弗雷德·魏格纳(Alfred Wegener)的德国气象学家指出,陆地并不是静止的,它会随着时间的推移而漂移。他观察到,南美洲东海岸的岩石和化石与非洲西海岸的非常相似,且不只在这两处,还在马达加斯加、印度和澳大利亚都发现了某些早已灭绝的植物。
大陆的漂移
多年来,越来越多的证据浮出水面,证实了魏格纳的大陆漂移说。很显然,这一漂移的过程对世界各地不同种群的动植物分布和扩散起到了非常关键的作用。如今,地质学家一致认为,两块巨大的陆地——北部的劳拉西亚(Laurasia)和南部的冈瓦纳古陆(Gondwanaland),在大约3亿年前走到一起,组成了一块更大的超级大陆——盘古大陆(Pangaea)。盘古大陆在大约2亿至1.8亿年前开始分裂,回到了起初两块大陆的状态,最终形成了如今各自独立的大陆。
但直到20世纪60年代,科学家们才探明了大陆漂移的发生机制,并将其命名为板块构造论(plate tectonics)。地球的地壳由不同的板块组成,它们漂浮在液态的地幔之上,因此能够向不同方向移动。
火山之冬
大多数地震和火山爆发,都发生在世界上最活跃的板块交界处上,这些事件会对地球上的生命造成毁灭性的影响,包括大规模的物种灭绝。历史上最大规模的火山爆发是发生在1815年印度尼西亚的坦博拉火山。它向地球大气层喷射了大量的火山灰,使得阳光被遮挡数个月之久,因此1816年被称为“无夏之年”。这一灾难使得农作物歉收,牲畜死亡,并在欧洲和北美洲引发了大规模饥荒。