书城童书我的第一本地球科学探索发现
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第15章 重大发明与发现(7)

1986年我国甘肃省天水放马滩秦墓出土的地图,是迄今为止我国发现的最早的一幅实物地图。放马滩出土的地图共七幅,分别绘在四块大小相等的木板上。据有关专家论证,它的绘制时间为公元前300年左右的战国后期,比我国经实测保存至今的最早的传世地图——西安碑林中的《华夷图》和《禹迹图》早1300多年,比1973年湖南长沙马王堆出土的西汉图约早300年。该地图包括今甘肃天水伯阳镇西北的渭水流域和一部分放马滩周围水系。地图中有关地名、河流、山脉及森林资源的注记有82条之多。令人惊叹的是今天渭水支流以及该地区的许多峡谷在该地图中都可以找到,与《水经注》一书的记载相符。图中标明的各种林木,如蓟、柏、楠、松等同今天渭水地区的植物分布和自然环境也基本相同。专家们认为,该地图的出土为我国先秦发达的地图学文献资料提供了实物佐证。

世界上现今发现的最早的军用地图,是1973年12月在我国长沙马王堆三号汉墓出土的彩色绢绘驻军图。这张图画在一幅绢帛上,比例尺约为十万分之一,图上分红、蓝、黑三种颜色。居民点用黑色圆圈表示,山脉用黑色“山”字形符表示,河流用青色,道路用朱红色。这些地理要素均表示在第二层平面上,而且定位精确。在第一层平面上,突出表示军事部署:红色三角形城堡表示大本营,红黑两种套框表示九支军队的驻地、指挥点和关卡,红色线条区分防区的界线,层次分明,一目了然。据考证,这幅图是距今2100多年前汉文帝时绘制的。当时南粤王赵佗企图割据一方,破坏国家统一。这幅地图体现了当时的战局形势和双方的兵力部署。用地图作为将军的殉葬品,充分反映出古代军事家对地图的重视。外国军事专家认为,这幅《驻军图》证明,两千年前中国军事科学已经有了很高的水平,对研究我国古代军事具有重要参考价值。

随着科学技术的发展,人类现在已经学会了使用种类繁多并且富有创造性地使用多个图层来表达现实世界。但现代地图中仍然沿用了许多古代地图的表达方法,如用双线表示道路、用文字作注记、用蓝色表示水体等。

通古斯大爆炸之谜

1908年6月3日晨,在俄罗斯西伯利亚的通古斯地区发生了一次惊天动地的大爆炸。当天,在瓦纳瓦拉北50公里的森林上空突然出现一个大火球,伴随着噼里啪啦的怪声,这火球拖着长长的尾巴冲下来。这突如其来的景象使人们都惊呆了。接着人们看到巨大的火柱直冲云霄,慢慢地又变成黑色的蘑菇云;同时,人们还感到灼人的热浪迎面扑来。这热浪如此厉害,以致使人倒地而爬不起来。据后来调查得知:在距火球400公里范围内,强有力的冲击波推倒了墙壁并席卷了屋顶。在距火球800公里范围内,有一列火车正在行驶,震耳欲聋的爆炸声惊骇了旅客,他们几乎被掀了起来,火车也受到强烈的震动。距火球1500公里的范围内,人们都能看到火球的坠落。

大爆炸产生了极大震动,欧美地震仪都记录到它的震动,地磁仪也受到明显干扰。爆炸的当量相当于1000万吨梯恩梯炸药,它使爆心地区有6万株大树倒下,1500只驯鹿被击死。

由于通古斯地区地处偏远,大爆炸发生的最初十几年中,一直无人问津。直到1927年,前苏联的地质学家库里克才带队亲临现场考察。一望无际的被烧焦的树木,使考察队员得出结论:大火是在大范围内辐时燃烧起来的。部分考察队员推测,大火是由火山喷发引起的。但爆炸区内,并没有找到火山口,显然,这种推测是错误的。库里克决心弄清大爆炸的真实原因,他访问了许多火球从天而降的目击者,并先后4次进入通古斯地区,进行了详尽的实地考察,最后,他得出结论:是一颗庞大的陨石在快速运动中,与大气摩擦后,充分燃烧分解,引起大爆炸。但是,如果真是这种情况,就一定能在该地区找到陨石碎片,遗憾的是,库里克和众多考察队员,费尽了周折,也没有找到任何陨石碎片。

1945年8月,第二次世界大战后期,美国在日本的广岛投下了震惊世界的第一颗原子弹。这颗在距离地面 1800英尺上空爆炸的原子弹,给广岛人民带来了巨大的灾难。然而,广岛原子弹的破坏景象却意外地给研究通古斯爆炸的科学家们以新的启示。那雷鸣般的爆炸声、冲天的火柱、蘑菇状的烟云,还有剧烈的地震、强大的冲击波和光辐射。这一系列的现象与通古斯大爆炸简直相似到了惟妙惟肖的地步。更令人惊异的是,由于强烈的原子辐射,广岛人民与通古斯驯鹿一样,皮肤上也长出了奇怪的疥癣。同时,在通古斯大爆炸附近的树木中发现了放射性物质。因此,苏联的一位军事工程专家第一次大胆地提出了通古斯爆炸是一场热核爆炸的新见解。但是,人类掌握核爆炸的技术是在20世纪40年代,那么1908年的核爆炸是如何产生的呢?只能有一个解释:此乃外星人所为。一时间,这一观点轰动一时,整个世界为此沸沸扬扬。科学家们纷纷推测是不是外星人的飞船事故呢?还是外星人在地球上做的实验?然而,这种推测却找不到任何科学的依据。

大多数科学家认为,引发通古斯爆炸的是一种特殊的物体,其特点是强动能、低密度、低强度和高挥发性。只有拥有了上述特性,爆炸发生后该物体便立即遭到破坏并迅速蒸发。从种种迹象来看,拥有这一特性的物体很可能是由冰和气体构成的彗星,或者是混入高熔点微粒的雪状气体。在事发当地的土壤中,科学家们找到了含硅酸盐和磁铁矿的微粒,其外部特征很像陨石粉末和燃烧残余的彗核。

有的科学家还说构成通古斯陨石的是一种“反物质”,而通古斯陨石坠落后发生的爆炸是这种“反物质”和地球“物质”相互作用的结果。但是通古斯爆炸发生当地并没有发生放射现象加强的情况。还有一种更有趣的设想是:通古斯陨石很可能是一种微型黑洞,它在撞击到通古斯森林中后穿过地球进入了大西洋。但不管是多么完美和离奇的设想,最终都经不起进一步研究的推敲和具体细节的考证,这些设想自然也就只能破产。

现在,科学家普遍认为,导致通古斯大爆炸的罪魁祸首要么是彗星,要么是小行星。根据地面上没有陨石坑,科学家认为那个物体没有与地面相撞,而是在空中发生爆炸,爆炸产生的冲击波导致了这场大灾难。

古往今来,人类在自然的奥秘面前,从来没有、永远也不会屈服!为了最大限度地获得对于宇宙和自然的自由,更为了创造人类社会美好的明天,人们世代相继,不懈地探索、拼搏、奋斗着,对通古斯大爆炸的研究就是一个很好的例证。

化石揭示的秘密

20世纪初,德国科学家魏格纳根据地球上各大陆的轮廓以及地层和古生物学方面的资料,提出了大陆漂移的理论,认为从石炭纪末到三叠纪这一相当长的时间段里,至少现在主要位于南半球的非洲、南美洲、澳大利亚、南极大陆以及印度次大陆这几个大陆块曾经是一个整体——泛大陆。从侏罗纪开始,泛大陆解体并逐渐漂移,最终到达了现在各自的位置上。到了20世纪60年代,法国科学家勒皮雄等人提出了“板块构造学说”。这一学说发展至今不仅使大陆漂移几乎成为不争的事实,而且为引发其漂移的板块构造运动的驱动力问题提出了一系列的解释。许多地球科学中的疑难问题“迎刃而解”,一些动物和植物化石也不断地对它给予证实和补充。

水龙兽是一种体长1米左右的与哺乳动物类似的爬行动物,其化石发现于南极洲、南非、印度和中国。这种相同的古生物化石发现于不同大陆的情况曾经极大地激发了当时那些支持大陆漂移理论的科学家们的热情。从20世纪50年代开始,新的化石证据纷纷被发现,有关报道纷至沓来。

南非和南美洲的东部都发现有一种叫做中龙的水生爬行动物,当时科学家认为这种小型的爬行动物是生活在淡水水域里的,不可能游过广阔的海洋在南非和南美洲之间迁徙或散布,因此认定它是大陆漂移的有力证据。

科学家认为,距今2亿3千万年到1亿9千5百万年前的三叠纪是大陆漂移的一个重要时期,因此他们下了很大的工夫追踪这一时期的古生物化石。从20世纪50年代开始到70年代,除了陆陆续续地在南极洲、南非、印度和中国的新疆等地区发现三叠纪早期的水龙兽化石之外,还在位于北美洲的美国亚利桑纳州三叠纪晚期的黄昏鳄、原鳄与位于南美洲的阿根廷的假黄昏鳄、半原鳄之间找到了许多相似之处。此外,科学家还在美国、苏格兰、德国、印度和阿根廷都发现了三叠纪晚期的一类爬行动物——锹鳞龙科动物的化石。

在我国找到的证据还不仅仅是水龙兽。位于广东省的南雄盆地发现的东方贫齿兽就极大地动摇了过去古生物学家认为“就像有袋类是现代澳大利亚的象征一样,贫齿兽是古南美洲大陆的象征”这一结论。据此,一些科学家认为,我国的广东南雄盆地曾经是南美洲大陆的一部分,后来才不远万里地漂移到我国南方并与这里的古大陆拼接在了一起。其他证据还包括:曾经在南极洲的横断山区泥盆纪早期地层中发现的一种原始鱼类——沟鳞鱼,不仅常常在我国华南地区的同期地层中出现,而且还发现于远在北方的甘肃省靖远一带。

植物化石中,原始的裸子植物舌羊齿是支持大陆漂移的一个“举世闻名”的分子。这种植物曾经广泛地分布在澳大利亚、南美洲南部、马尔维纳斯群岛、南极洲、非洲中南部和印度这些在现代彼此已经分隔很远的地区中。作为裸子植物,舌羊齿的种子不可能迅速地随风或随海流散布;在其生活的二叠纪时期大约距今2亿8千万年至2亿3千万年前,当时鸟类还没有进化出来,因此也不可能成为这类植物的种子漂洋过海进行远途散布的携带者。

在无脊椎动物方面,一些科学家分析后发现,在巴西沿海盆地生存过的白垩纪早期的淡水介形类当中,有20个物种与在非洲加蓬沿海盆地中同一时期的20个物种完全一样。在南极洲俄亥俄山脉的二叠纪地层中,也发现了曾经分布在澳大利亚、南美洲和非洲的著名“孛氏叶肢介”以及一种大翼昆虫的化石。在南极洲的横断山脉寒武纪地层中还发现了与我国同时期完全相同的11个属的三叶虫。这些发现都成为了大陆漂移的佐证。

重大科学发现一般是在学科交叉的生长点上出现的,所以综合分析能力是实现科学创新的重要素质之一。作为气象学家的魏格纳并不具有比地质学家和生物学家更丰富的地质及生物学知识,但他却能把这两方面的知识联系起来,最终创造出了全新的理论成果。

“大陆”和“大洲”的区别

打开世界地图可以看到,地球上的陆地,一块块地散布在世界的海洋上。这些陆地,大块的叫大陆,小块的叫岛屿。全世界共有六块大陆,它们是东半球的亚欧大陆、非洲大陆、澳大利亚大陆,西半球的北美大陆和南美大陆,以及地球最南端的南极大陆。亚欧大陆是世界上面积最大的大陆,澳大利亚是面积最小的大陆。比澳大利亚大陆面积小的陆地,就叫做岛屿了。地球上大陆和岛屿的面积加起来约14900万平方公里,相当于15个中国。

大陆和它附近的岛屿合起来叫做大洲。亚欧大陆虽然是一个整块的陆地,却又分为亚洲和欧洲两个大洲。这样,世界上的大陆是六个,而大洲却是七个,即:亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、大洋洲、南极洲、非洲。

大陆和大洲的主要区别在于,大陆一般指整个大陆板块本身,大洲习惯上把大陆附近的各个岛屿都囊括其中;此外,大陆都有天然界限,如澳大利亚大陆和南极大陆完全为大洋包围,亚欧大陆和非洲大陆之间,南、北美洲大陆之间,过去虽然有非常狭窄的地峡相连,但自从苏伊士运河和巴拿马运河开通之后,连这种细小的联系也被切断,可视同于四面环水了。由于以上的原因,大陆的划分向来都很简单,大洲的范围和界线在有些场合(如亚洲和欧洲,亚洲和大洋洲之间),界线就不那么明确,划分细则在专业领域内长期存在争议。

为什么既有“大陆”又有“洲”呢?这主要是因为大陆是地质学和自然地理学上的概念,单纯从地质构造和自然地理因素出发,不考虑任何社会因素。洲的划分则受人类发展历史的影响。最明显的是亚欧大陆,原本是一个巨大陆块,而且从地质构造和平面形态上看,欧洲好比是这块巨陆的一个半岛。但从古希腊甚至更早的时代起,人们就把这块大陆区分为二,各有名称。当时也许是因为古人地理知识的局限所导致,后来由于习惯沿革的关系,加之两边的社会经济、历史文化有很多方面差异显著,人们就仍然沿袭这样的划分。又如大洋洲,它的众多岛屿与澳大利亚大陆相距甚远,地质构造上也很难说有什么联系,但为方便起见,同时考虑到大洋洲居民彼此间的历史关系,还是把它们划作了一个大洲单元。

不仅如此,像南、北美大陆除了南、北美洲的区分以外,还有另外一种划分方式。那就是把北美洲的南半部,即墨西哥和有时被人们称为“中美洲”的那一部分、连同西印度群岛和南美洲并为一个大洲,即拉丁美洲。拉丁美洲这个名称的来由与这一地区流行的语言有关。从15世纪末,这个地区的绝大部分国家先后沦为西班牙和葡萄牙的殖民地,大批移民蜂拥而入。19世纪以后,这些国家才陆续获得独立。由于殖民统治长达300年之久,因此它们深受西班牙和葡萄牙的社会制度、风俗习惯、宗教习惯、宗教信仰和文化传统的影响,而且当地的印第安语逐渐被属于拉丁语系的西班牙语的葡萄牙语所取代,这两种语言成为许多国家的国语,因此,人们自然而然地把它们视为一个统一的地理单元,并广泛使用“拉丁美洲”这一概念。

大洲的划分是历史上的人们逐步认识世界的过程中渐渐形成的,它是山川相隔的人类对不甚了解的另一个世界的概括。地质学家预测,地球大陆板块的运动是周期性运动,每5亿至7亿年将重新合并。届时,六块大陆将重新联合成为“超级大陆”,而七大洲的称谓也必将随之改变。

七大洲名称的含义

我们知道,世界上有七大洲,分别是亚洲、非洲、北美洲、南美洲、南极洲、欧洲和大洋洲,七大洲的名称是怎么来的呢?其实,古人在很早以前就为这七大洲取下了现在的名字。