书城科普地理地貌的变迁
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第6章 改变地形地貌的10种神奇力量

外力作用

外力作用是由于来自地球外部的能量所引起的一种地质作用。在地球外部太阳能和重力能的影响下,地球上的大气、水和生物等发生了变化,从而产生了风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩作用等表现形式。内力作用仅为大自然提供了“粗毛坯”的地表形态,而当今多姿多彩的地表形态则是外力作用对“粗毛坯”雕刻的结果。外力作用和内力作用共同对地貌产生影响,但外力作用总是试图把高山削低、凹地填平,使高低不平的地貌趋向平坦。外力作用的各个表现形式是相互联系的统一过程,风化作用是侵蚀作用的基础,风化、侵蚀作用的产物又使搬运作用有了可能。正是由于这些作用长期缓慢地影响,才有今天千姿百态的地貌。

内力作用

内力作用是由来自地球内部的能量所引起的一种地质作用。地球本身的放射性元素在衰变的过程中,产生了巨大的热能,在一定的压力影响下,发生地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震等表现形式。内力作用塑造了山岭和低地,使地球表面变得高低不平。地球上许多高山就是由内力作用形成的。新生代发生了一次规模巨大的造山运动——喜马拉雅运动,现在世界上的许多高山都是这次运动造成的。对人类威胁很大的地震和火山活动也是内力作用的反映。内力作用虽然和外力作用同时在改变着地貌,但造成地貌变化的主导因素还是内力作用。

大陆漂移

大陆漂移指地壳上部的大陆地块会像冰块浮在海洋中一样不断地漂移。这一看法是由德国地球物理学家魏格纳首先提出的。

早在1910年,魏格纳在欧洲的北大西洋海岸边散步时,看到从北极海漂来的冰块和冰山在海洋中缓缓地向南漂去的壮观景象,这使他产生了地表的大陆块会不会像这些冰块、冰山一样在地壳上漂移的想法。当他打开世界地图时,惊奇地发现,大西洋两岸的地形是那样的相似,如果把东岸的欧洲、非洲海岸线与西岸的南、北美洲海岸线拼在一起,它们便能很好地吻合在一起。以后,他又发现大西洋两岸在岩石和岩石中的化石以及它们反映的气候都是十分相似的。因此,他认为大西洋是由于大陆漂移而形成的。

1912年,他正式提出了著名的大陆漂移假说。不幸的是,当时这一学说遭到许多人的反对,直到20世纪60年代,绝大多数人才相信大陆确实发生过漂移,而且目前还在漂移着。

海底扩张

海底扩张指大洋底部的地壳一直在从中央海岭向两侧不断扩张。中央海岭是大洋底部高起的海底山脉,就在这条山脉中央有一条很深的裂谷,裂谷底部是一座座海底火山,地壳深处的岩浆就像挤牙膏一样不断地从这些海底火山口挤出来。熔岩冷却后堆积在火山口两侧,成为黑色的熔岩山丘,同时,它们向两侧扩张出去,使新涌出的岩浆在火山口两侧继续堆积,然后又向外扩张出去。

这种扩张,在大西洋和印度洋,每年向外扩张1~5厘米,太平洋东部扩张速度较快,每年达10厘米。这样,大洋底部就像工厂里的传送带一样,将新岩浆形成的熔岩山丘由中央海岭向两侧传送,一直传送到大陆附近的海沟中,然后从海沟底部直插地壳深处。由于海底扩张,整个大洋地壳每2亿~3亿年就要更新一次,所以大洋地壳要比大陆地壳年轻。

板块运动

板块运动指岩石圈分裂为板块的运动。这是科学家在大陆漂移和海底扩张的基础上提出的看法。岩石圈不是完整的一层坚硬外壳,而是由一块块板块构成的,它们像木块浮在水面上一样漂浮在软流层上面。粗略地可分为太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、印度洋板块、非洲板块和南极洲板块等6大块。随着软流层的运动,各个板块也发生水平运动。它们可以相互分开、聚合、移动。板块运动会激起地震和火山活动,会造海建山,改变地球的外貌。

例如,地球上本没有大西洋,大约在2亿年前,美洲、欧洲和非洲之间出现了裂缝,板块分开,裂缝便扩大为S形的大西洋。原来是欧洲大陆一部分的英国,也在这个运动中分离成和欧洲大陆隔海相望的岛屿。

造山运动

造山运动是由水平方向的压力把地层褶皱成山并造成断裂的运动。产生褶皱和断裂的运动可以是迅速和剧烈的,也可以是缓慢而长期的。

在世界地图上,一眼可见从地中海西端的直布罗陀海峡的两侧到印度半岛的北部,是地球上山脉绵延、群峰林立的地带。为什么这么多的世界高峰会云集在这一带呢?原来这一带本是浩瀚的海洋,陆地上的泥沙随着流水进入海里,于是在海底出现了沉积层,不断沉积的泥沙把里面的水分挤了出来,变成了坚硬的岩石。巨大的重量使沉积层底部受到了强大的压力,同时地球内部又传来大量的热量,如果这时沉积层两侧的大陆被地球内部的对流推动而产生挤压,就会像老虎钳夹东西一样形成巨大的力量,于是沉积层就会隆出地面变成山阿尔卑斯山脉脉,阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山就是这样形成的。环绕太平洋的地区是地球上另一个高山云集的地方,这两个大造山带都是从距今1.5亿年前开始,并一直持续到现在的造山运动形成的。

喜马拉雅运动

喜马拉雅运动简称“喜山运动”,是发生于距今7000万年到300万年的一次造山运动。这次运动使整个古地中海发生了强烈的褶皱,地球上出现了横贯东西的巨大山脉,其中包括北非的阿特拉斯,欧洲的比利牛斯、阿尔卑斯、喀尔巴阡以及向东延伸的高加索和喜马拉雅山脉,它们是世界上最年轻的褶皱山脉,至今还保持着高峻雄伟的姿态。

环太平洋的北美海岸山脉,南美安第斯山脉以及西伯利亚的堪察加半岛,日本、中国台湾、菲律宾、印度尼西亚、新西兰等地也在这时升起,这些都是地壳的最新褶皱带,这些地区也是现代火山和地震活动最为频繁的地区。喜马拉雅运动之后,中国境内的海陆分布和山川形势已基本与现代相似。

水平运动

圣安得列斯断层

水平运动是沿着与地球半径相垂直的方向进行的地壳运动。有点像我们用手平推桌布,桌布就会皱起一样,地壳岩层的水平移动使地壳岩层在水平方向上受到挤压力,形成巨大而强烈的褶皱和断裂等构造,使地表起伏加大。世界上许多高山、大洋都是水平运动造成的。

地壳从古到今都有水平运动,所以我们到处可以看见运动留下的结果。例如,1926~1935年间欧洲与美洲之间的距离,平均每年增加0.65米;美国西部著名的圣安得列斯断层是在1.5亿年以前形成的,断层两侧同一岩层的总错距已达480千米。科学家根据对水平运动的研究,认为日本列岛正以0.18米/年的速度向亚洲大陆靠近,它是否会和亚洲大陆会合,引起了人们的兴趣。类似的还有夏威夷以0.51米/年的速度靠近北美大陆。更有趣的是澳大利亚大陆正以0.06米/年的速度向北移动,使澳大利亚有朝一日可能脱离副热干旱带而进入赤道多雨区,从而结束澳大利亚大陆的干旱史。

垂直运动

垂直运动是沿着地球半径方向进行的缓慢升降的地壳运动,常表现为大规模的隆起和凹陷,并引起地势高低起伏的变化和海陆变迁。

意大利那不勒斯海湾沿岸有3根高约12米的大理石柱,它们是垂直运动的见证。石柱原是一座古建筑的一部分,建于公元前2世纪古罗马时代。公元79年维苏威火山喷发后,石柱被火山灰掩埋了3.6米。以后这里渐渐下沉,到公元15世纪时石柱被海水掩埋了6米以上,海里的动物剥蚀着石柱,使3.6~6.3米处布满了密密麻麻的小孔。此后,这里又开始上升,到了18世纪,石柱又重新位于海面以上。从19世纪初期开始,这里再次下沉,到1955年石柱又被海水掩没了2.5米,地壳下沉速度超过0.02米/年,可见那不勒斯海湾沿岸正处于交替的升降运动之中。垂直运动还可能是很剧烈的,1692年牙买加岛发生一次地震,使首府罗叶尔港的3/4沉入海底;许多年之后,在风平浪静的日子里,人们还能看见淹没在水下的一幢幢房屋。

人类活动

由于人类对自然界的过度索取,沙漠化程度越来越严重。人类为了所谓的“进步”,无节制地向大自然排放废弃物,致使二氧化碳浓度过高,臭氧层被破坏,导致了“温室效应”;南极大陆冰川正在急剧融化,海平面不断上升。

人们在植树来改善环境

同时,人类也意识到了破坏大自然的严重后果,开始修建防护林,绿化环境,制定一系列法律法规保护环境。人类围海造田,治沙防沙,在一定程度上延缓了沙漠化进程,也日益改变着地球的面貌。