购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

第一章
动态地球

地球一直处于动态演化之中,形成了其表面复杂的地形地貌与岩石类型。地质科学家利用这些信息,可以推演地球的演化历史。从这个角度来说,哪怕是简单的地质现象,也可能蕴含着让人惊叹的地质故事。

在亚洲东部一片神奇的土地上,有一个古老而年轻的国家,叫作“中国”。她的东面和南面被太平洋和南海环抱;西部分布着一望无际的大沙漠和壮阔的高原;北边与蒙古大草原接壤——那里属于中亚造山带,地形起伏,气候干旱,自古就是莽莽草原,是游牧民族生活的地方。

勤劳的华夏儿女,在中国这片土地上生生不息,创造出璀璨的中华文明。

中国地大物博,其国土面积在世界上排名第三。俯瞰中国大地,地形起伏,地貌丰富,充分展现了这块陆地曾经历的复杂地质过程。这些地质过程同时有利于矿产资源的集聚,也创造出丰富的自然气候环境与动植物分布。

我们先来看中国的地形地貌。

中国陆地的地形大体可分为四类:巍峨的高原、平坦的平原与沙漠、狭长的崇山峻岭、起伏的丘陵。每一种地形地貌都代表着不同的地质过程。

从地质角度来分,中国由诸多地块拼接而成,比如青藏高原、塔里木地块、华北地块和华南地块等。后三者在很早以前就形成了,相对比较稳定,地势也相对平坦。地质学家给这类稳定的古老地块起了一个专属名字——克拉通(Craton的译音)。

这些克拉通形成的年代很早,最早可追溯到几十亿年前的太古代。它们分分合合,在地球表面漂来漂去,有时碰撞,在中间的碰撞带则形成山脉,有时又裂解。所以,追溯这些克拉通之间的亲缘关系,并非易事。

与低矮的克拉通相比,青藏高原平均海拔4000多米,其南部的珠穆朗玛峰的最新测量高度达到8848.86米,而且每年还在以几厘米的速度增长。这里显然不是克拉通,因为它构造活跃。比如,青藏高原东缘的龙门山断裂带,大地震频发,威胁着当地人民群众的生命和财产安全。2008年5月12日14时28分4秒,在汶川地区发生的8.0级大地震,造成了巨大的人员伤亡和财物损失。汶川大地震就发生在龙门山断裂带上。

青藏高原、塔里木克拉通、华北克拉通和华南克拉通之间基本上都由大型山脉衔接。青藏高原和塔里木克拉通之间是昆仑山;华北克拉通和华南克拉通之间是秦岭-大别山;塔里木克拉通、华北克拉通和青藏高原三者之间是祁连山;青藏高原和华南克拉通之间则是复杂的横断山脉及龙门山。

山脉并不是只有一座山,而是由很多山组成的复杂体系,有一定的宽度和长度,比如天山山脉、秦岭-大别山山脉,等等。我们很容易就能想到,这些分布于稳定克拉通周边的山脉,很多都是不同地块之间相互碰撞的结果。

地质科学家到野外考察,发现这些山脉的岩石成分很复杂,有些岩石和生物化石竟然代表着海洋环境,这就为我们研究构造演化提供了新视角。比如,早期地质学家考察珠穆朗玛峰时,在其高处发现了海洋生物化石。这就证明,在早期地质历史时期,现在挺拔的珠穆朗玛峰所处的地方竟然是海洋!

早期陆地的面积比较小,较为独立地分散在地球表面。陆壳由花岗岩等较轻的岩石组成,能漂在较重的地幔软流圈之上,随着时间推移,在地表会发生移动。当然,从人类视角来看,其运动速度都是非常缓慢的,每年移动量仅为厘米数量级。

陆地的周边是海洋,典型的海洋下面是洋壳。因此,一般情况下,两块隔海相望的陆地就被洋壳隔开。由于不同年龄的洋壳,以及洋壳和陆壳之间的密度不同,它们在相遇时,总有一方会潜下去,形成俯冲带。

俯冲带的最大特征有两个。其一,洋壳会俯冲到地球深部。随着陆地之间的洋壳被逐渐消耗,两个地块会越来越靠近,最终形成一个整体。其二,洋壳俯冲到一定深度时,会发生部分熔融,形成岩浆。岩浆顺着上覆地层断裂带喷发出来,形成火山。此外,沿着俯冲带还可能会形成一串岛屿,被称为岛弧。

随着构造运动的进一步发展,两块陆地会缓缓相遇。在两个陆地之间有很多额外的地质体,比如岛弧、孤立的小火山等等。这些额外的成分及一些残存的洋壳会夹在其间,起到一定的胶接作用,它们把两个独立的陆块衔接在一起,形成一个完整的大陆。当然,隆起的山脉肯定是不能缺少的。

通过以上分析可知,造山带是一个有宽度和长度的条带,其内部结构、成分和地形地貌都很复杂。很多人会觉得徒步穿越秦岭造山带非常容易,实际上,在没有做好充分准备的情况下贸然去挑战,挑战者可能会遇到很多意想不到的困难和危险。我们永远不要忽略造山带带来的地质复杂性。

通过造山带,很多陆块逐渐拼接在一起,并最终形成一个非常统一的泛大陆,称之为超级大陆。这么大块的陆地其实并不稳定。在大板块中心,地球内部的热量无法及时释放,会越积越多。因此,在板块中心位置常常会形成地幔热柱,最后大板块又会分解形成新的大小不一的小陆块,循环演绎上述过程。

在地球的地质演化历史中,板块这种分分合合的过程经历了好几次。这使得地块无论是在横向还是纵向上的性质都很复杂。在横向上,不同时期形成的陆块会拼接在一起,其中还夹杂着许多造山带。在纵向上,板块之间通过碰撞俯冲,可以通过复杂的方式上下叠合在一起,形成非常厚的陆壳。例如,青藏高原就是印度板块俯冲到欧亚板块之下,垂向厚度大幅度增加的结果。

石油是有机物,在浅海地区存在大量的能形成石油的有机生物。有了地球动态演化模型,我们就好理解为什么在陆地内部,比如新疆,也能发现大油田,是因为,亚洲这些产油的内陆地区,过去曾经是浅海。

四川盆地是重要的产盐地,因为四川盆地曾经分布大量海水。后期地质演化使这一区域变成内陆盆地,与外部海洋隔开。海水蒸发以后,就形成了丰富的盐层。

这确实让人感到不可思议,可是证据就是如此!当初地质学家在珠穆朗玛峰高处发现海洋生物化石时的心情,一定是心跳加快且兴奋异常——我的天,这么高的青藏高原,原来曾经是海洋!

动态的地球就是这样迷人,她戴着面纱,把历史一一保存在各种证据中。沧海桑田,是指沧海变桑田,这不是传说,而是科学。

最后,我们再来看看中国陆地的气候分布。

地轴是倾斜的,因此阳光照射量随纬度的分布并不均匀。赤道接收的阳光最多,随着纬度增加,日照量逐渐减少。据此,地球被划分为热带、亚热带、温带和寒带。非常幸运的是,中国东部和南部是海洋,大陆和海洋的热力差异促进了季风性气候的形成,从而改变了中国东部的降水分布。

可是,别忘记了中国这片陆地是动态变化的。在青藏高原形成之前,中国西部也是一片大海,水汽可以自西而入。那时,中国的地势东高西低,当然也就不会有长江和黄河自西向东入海。

印度和澳大利亚这种相对较小的陆块,被地质命运摆布,在过去几千万年中,从南半球高纬向北移动,一路跨越了好几个气候带。欧亚大陆因为足够大,因此比较稳定,即使在5000万年前,被迎面而来的印度板块撞了一下“腰”,并隆起了巨大的青藏高原,欧亚大陆作为整体,也只稍稍向北移动了一点点而已。但是,青藏高原隆升引发的气候效应却非常显著,在中国的东西部形成了显著的气候差异,其分界线基本上与北东—南西走向的胡焕庸线吻合。

如果我们以400毫米年均降水量等值线分界,就会发现中国古代长城遗址的连线,基本上就是农耕文明和游牧文明的分界线。可以说,中国的文明发展受到多种水源的控制:长江、黄河,以及降水。整体上,中国东部和南部湿润,西部和北部干旱。而不同的气候环境,又会促进形成多样化的生存环境与相应的民族文化。 D9d1TbrLRkJnA+mj5r2E1UVf7QEH+/3qH+FfxPKSHx1fvUczywPIWFYYdVx2w07Q

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×