地球身披五个圈

2009-09-14 03:18Casey
小哥白尼·趣味科学画报 2009年9期
关键词:生物圈岩石圈圈层

Casey

布满圈圈的地球

地球并非像一个实心铅球那样各处均匀,而是具有明显的圈层结构。我们都知道,地球的内部分为明显的三层——从里到外依次为地核、地幔和地壳。你是否知道,科学家把地球的外面也划分出五个圈层,并把它们分别称为大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和冰冻圈。不同于内部圈层,外部各圈层间并没有明确的界限,而是相互作用和影响,彼此进行物质和能量的交换。这五个圈层就像是地球身披的五件外衣,装扮着地球,更呵护着万物。

第一圈——大气圈

大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层。大气圈的地盘不小,可是质量却不怎么大。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克,但这却仅相当于地球总质量的百万分之0.86。大气圈没有确切的上界,甚至在1.6万千米的高空仍有稀薄气体和基本粒子,但由于地球的引力作用,几乎全部的气体都集中在离地面100千米的高度范围内。云、雾、雨、雪等都发生在大气圈的对流层内。而在对流层和平流层之间,还有一个保护我们免受紫外线辐射的臭氧层。

第二圈——水圈

水圈是个活跃的大家庭,海洋、江河、湖泊、沼泽、大气中的水汽和地下水等部是水固的家庭成员。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。有人说水圈是地球上最大的雕刻师,它造就了形形色色的地貌;也有人说水圈是世界上最成功的设计师,要么我们为什么称地球是一颗蓝色的星球呢?那可都是海洋的功劳。海洋还是一个巨大的能量储存库,它源源不断地吸收着来自太阳辐射的能量。而海洋中的洋流在热量输送和全球热量平衡中则起着重大的作用!

第三圈——岩石圈

我们今天看到的山系和盆地,以及流水、冰川、风成地貌等,都是岩石圈物质循环在地表留下的痕迹。岩石圈是地球最外层平均厚度约为100千米的坚硬岩石,是地球外圈中最结实的铠甲。

欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块是岩石圈最著名的六大板块。在地球内部压力的作用下,岩浆沿着岩石圈的薄弱地带侵入岩石圈上部或喷出地表,冷却凝固形成岩浆岩。而裸露地表的岩浆岩在风吹、雨打、日晒以及生物的作用下,逐渐崩解成为砾石、沙子和泥土。岩石圈如此循环,逐渐塑造出了各种地表形态。

第四圈——生物圈

充足的阳光、液态水、适宜生命活动的温度和各种营养元素是生物圈存在的基本条件。因此,地球上的生物圈成了太阳系所有行星中一个唯一而又独特的圈层。

地表以上100米到水下100米的大气圈、水圈、岩石圈等圈层的交界处,这里是生物圈的核心。要维持庞大的生物圈的生命活动,生物圈中的各种生物担当起了不同的角色:以绿色植物为代表的生产者,通过光合作用将无机物合成为有机物;以动物和人为代表的消费者,通过吃植物或其他动物为生;以微生物为代表的分解者,又将无机物分解为有机物。此外,生物对于大气和海洋的二氧化碳平衡也有着很重要的作用呢。

第五圈——冰冻圈

冰冻圈就是指地球表面水以固态形式存在的部分,包括所有种类的冰、雪和冻结土,如冰川、积雪、冻土、海冰、河冰、湖冰等。

由于人类文明的孕育正好是在第四纪冰期,所以科学家认为研究冰冻圈非常有价值。冰冻圈的变化还被誉为气候变化的敏感指示器。储存于冰冻圈内的气候环境信息十分丰富,如积雪、河湖海冰、冰川与极地冰盖的范围及冰量变化等均能反映不同时间尺度上的气候变化。大家都知道冰芯吧?它可为科学研究提供了丰富的、高分辨率的气候环境记录呢。

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