第43章 地球科学(3)

　　我们居住的地球实际上是一个大磁场，它有两个磁极，一个叫北磁极，另一个叫南磁极。北磁极位于加拿大北部巴瑟特岛附近，南磁极位于南极洲的威尔克斯地附近。磁性物质之间有个规律：同性相斥，异性相吸。如果将一根磁针放在光滑的平面上，让它自由转动，由于受到地球两个磁极的作用，它的一端总是指向北面。

　　但是，南北磁极与地理上南北极之间存在着一段距离，指南针所指的方向并不是正南正北。不过，南北磁极与地理上的南北极相距并不是很远，指南针的指向基本上是南北向的。在实际生活中，这么小的偏差一般是忽略不计的。

　　知识点：指南针、坐标、磁场、相斥、相吸

　　为什么河流总是弯弯曲曲的

　　打开地图，我们可以看到，不论长江、黄河，还是黑龙江、珠江，它们都是弯弯曲曲的。

　　河流之所以会弯弯曲曲，主要是因为两岸河水的流速不同造成的。尽管河水在河流中静静地流淌着，但河流两岸却会出现许多意想不到的情况。比如，在河水的长期冲刷下，河流一边的岸被冲坍了；有的地方倒下一棵大树，使河水的流速放慢了；有时在河流的某一段，突然有一条小支流汇入。上述种种情况，都会使河流两岸的河水流速不一样。河水流速大的一边，河岩受到的冲击力就大，发生坍塌的可能性也大，这样河流就有可能发生弯曲。

　　另外，河流两岸的土层结构也不尽相同，有的比较松软，有的比较坚硬。时间一长，松软土层的河岸发生坍塌，河流就会变得弯弯曲曲。河道弯曲以后水流方向会直接冲向凹岸，而凸岸处的水流速度会相对减慢。在水流的长期作用下，凹岸会变得越来越凹，凸岸会变得越来越凸，这样整条河流就更加弯弯曲曲了。

　　知识点：河流、弯曲、水流速、土层结构、水流方向

　　为什么海水是咸的

　　我们知道，海水是碱的，和我们平时饮用的自来水、河水和井水的味道不一样。

　　海水中的盐分主要来自于陆地。土壤中含有许多盐分，受到雨水的浸洗和溶解，盐分流入小溪、河流，最后汇入大海。天长日久，水分不断蒸发，而盐分逐渐积累下来。经过几亿年的时间，海水就变成碱的了。

　　海水中可溶性的物质，叫做盐分。1千克海水中所含盐分的总克数，被称为海水盐度。普通海水的盐度约为35‰。由于蒸发和降水不同，各地海水的盐度不一样。非洲和亚洲阿拉伯地区之间的红海海水盐度最高，约为40‰，因为那里降水很少，蒸发却很强烈，而且几乎没有什么河流汇入。而波罗的海的盐度却只有10‰。

　　海水中含有许多盐类物质，其中氯化钠占70‰。人们生活中所用的食盐，主要成分是氯化钠，大部分取自海洋。此外，海水中还含有带苦味的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾等。所以，海水是既咸又苦的。据计算，如果把海水中的盐全部提取出来，铺在地面上，那么，全世界陆地的平均高度要增加150米。由此可见，海水中含盐量之多。

　　知识点：海水、盐分、陆地、蒸发

　　为什么高原上也会有湖泊

　　俗话说：“水往低处流。”但是，在我国青藏高原上却有许多海拔4000米以上的高原湖泊，总面积达3万平方千米，大约占我国湖泊总面积的37%。最出名的叫纳木湖，位于海拔4650米的高原上，长70千米，宽30千米，是世界最高的大湖泊。

　　在我国新疆地区的天山上，也有一个闻名遐迩的高山湖泊，叫天池。天池的海拔高度为1950米，面积大约为2.8平方千米。

　　为什么高原或高山上也会有湖泊？

　　高山湖泊是在地壳运动和冰川活动的共同作用下形成的。大约在两三百万年前，天山顶上有许多冰川，当它们从山顶上慢慢地向下滑行时，这些冰川刨出了又沉又宽的山谷和一个个积水的洼地。后来，全球气候变暖，冰川逐渐融化，冰川滑行时挟带的碎石堵塞了山谷，把洼地围了起来，融化的冰水注入洼地，就形成了高山湖泊。

　　也有的高原湖泊是因为火山爆发后形成的，如吉林长白山顶上的天池，那儿原来是个火山口，后来火山停止喷发，火山口形成一片洼地，积满了水，于是就形成了今天的高山湖泊。

　　知识点：高原、湖泊、地壳运动、冰川活动、火山爆发

　　为什么土壤会有各种各样颜色

　　如果你仔细观察，会发现土壤有各种各样的颜色，有的红色，有的黄色，有的黑色……真是五花八门，眼花缭乱。

　　我国内蒙古、新疆一带，气候极其干旱，土壤在形成过程中钙化、石膏化和盐化作用很明显，所以表层颜色是灰白色的。

　　我国的四川盆地，成土的母质是紫砂色的石灰性砂页岩，所以土壤显紫色。

　　在高温多雨的海南岛等地，土壤里含有较多的氧化铁成分，所以土壤看上去是红色的。

　　黑龙江、吉林的黑土地里，有机质的含量高达5%-10%，所以呈现黑色。

　　我国热带和亚热带的山地及平原，土壤里含有铁的水化物，所以土壤也就变成黄色的了。

　　我国北方地处温带，气候温和且较干燥，蒸发量大于降水量，一些不易溶解的物质如硅、铁、铝等留在土壤里，所以土壤呈现栗色或棕色。这种土壤较肥沃，适宜于种植苹果、梨和杏等。

　　由此可见，土壤的颜色与土壤里有机质的含量以及矿物质的组成有关，是由各地不同的自然条件决定的。

　　知识点：土壤、有机质、矿物质、自然条件

　　为什么说平原是“绿色地毯”

　　平原是陆地上最为平坦的地区，它好似一块铺在大地上的绿色地毯，一望无际，坦荡千里。平原以其地势低平、起伏很小、海拔在200米以下而受到人们的关注。世界上平原的面积约占陆地总面积的1／4。

　　平原主要有两种类型，一类是冲积平原，主要是由河流携带的泥沙冲积而成。其特点是地表平坦、面积广大，多分布在河流中、下游的两岸。另一类是侵蚀平原，主要是由海浪、风、冰川等外力的不断剥蚀、侵蚀而成。这种平原的地表起伏比较大。

　　我国有100多万平方千米的平原，约占我国总面积的1／10。其中华北平原就是一个面积广阔的典型的冲积平原。早在1.3亿年前的一次强烈、的地壳运动，导致了太行山脉的形成。它东侧的华北平原地区断裂下陷，被海水淹没。大约在3千万年前的喜马拉雅运动造山时，太行山再次隆起，东部地区持续下降。这种西高东低的地势，使从西部黄土高原延伸的条条河流，携带大量的泥沙不断向东部的低洼地区冲刷而下，到了河流的中、下游地区；随着河道的展宽，河流的流速减缓，河流携带的泥沙大量地沉积下来。年长月久，就在山麓的东部形成一大片扇状冲积平原。由于黄河、海河、淮河等水系携带大量的泥沙，自西向东冲刷和沉积到东部的低洼地区，最终形成现今的广袤无垠的华北平原。除此之外，我国的东北平原、长江中下游平原等也都是面积广大的冲积平原。

　　世界其他地区的冲积平原还有俄罗斯的西伯利亚平原、南美洲的亚马孙平原、北美洲的密西西比平原、亚洲的恒河平原等。

　　平原是面积广大、土壤肥沃、河网密布、交通发达、经济文化发展较早的地区，历史上的四大文明古国都是在大河附近的平原地区发展起来的。平原地区的地质条件很适合一些矿产资源如：煤、石油、天然气等形成。平原是人类的主要栖息地。

　　知识点：冲击平原、侵蚀平原、地质条件

　　为什么沙漠中会有绿洲

　　在一些内陆地区，由于降水稀少，蒸发量大于降水量，因而气候干旱、温度小、植物很难生长。久而久之，这里形成了黄沙盖天、不见绿色的沙漠。这里几乎无人定居，到处是流沙和大风吹蚀而成的风蚀蘑菇、风烛城堡等。但沙漠中并非处处荒凉，有些地方也会有出现小河流水、两岸滴翠的景象，这就是生机勃勃的绿洲。

　　那么，沙漠中怎么会有水呢?

　　原来，沙漠里干旱少雨，但地下有时也能贮存水。沙漠里的地下水，有的是雨水渗入到地下的；有的是因沙漠中昼夜温差大，空气中水汽遇冷凝结成小水滴渗入到地下的；还有一种地下水是由高山上的雪融化后形成河水流至沙漠地区时下渗而成的。在有地下水的地区，人们靠地下水灌溉，形成绿洲。另外在山前的山麓地带，靠高山冰川融水灌溉也形成绿州，如新疆石河子垦区。

　　在我国西北河西走廊和新疆等地，绿洲是人们赖以生存的农业生产基地。这里的绿洲主要分布在背靠高山的地区。这里地势自然倾斜，地下水和河水极为丰富，加上土层深厚，因而适宜农作物生长。绿洲上草丰水美，与周围邻近的沙漠景观截然不同，人们定居在绿洲之上，过着安定的生活，过往的商客也依赖这些水源地歇息、补给，所以绿洲上的名城古镇是很多的。

　　知识点：沙漠、绿洲、地下水、灌溉

　　为什么我们感觉到的温度与

　　实际气温不同

　　夏季，滚滚热浪袭来，人们汗流浃背，好像下火一样，让人无处躲藏，企盼气温下降。冬季寒潮阵阵，寒风刺骨，人们期望着气温回升。冬夏时节，人们非常关注每种新闻媒体播出的天气预报。但是经常听到一些议论：“明明今天比昨天热，可预报的气温却与昨日相同?”，“今天比昨天冷多了，可天气预报却说气温与昨日一样?”。你觉得是天气预报对呢还是你的感觉对呢？

　　其实，夏季气温较高，接近人的正常体温。人体的热量主要靠出汗散热来维持体。这时如果空中的水汽多，汗水不容易挥发，所以感觉闷热异常。此时，电扇一开，一阵阵风吹来，人体热量散发加快，所以人们感到比较凉快。其实气温并未下降，只是人们自我感觉温度降低了。

　　人体感觉温度，同气温、空气湿度和风等都有关系。科学家安排了两间建筑方式、结构完全相同的实验室，其中都有空调和风扇等设备。科学家们将两个实验室气温调到一致，但湿度、风速不同，当试验者走进这两个房间时，都说：这两个实验室内的“气温不同”。与此对应，科学家们让两间实验室的气温不同，并在风速和湿度上作了调节，当试验者走出这两个实验室时都说：这两个实验室的气温相同。

　　从上可以看出，实际气温相同，人们感觉不同，是由于大气湿度及风速影响的结果。

　　知识点：人体、气温、空气、湿度

　　为什么会出现雨夹雪天气

　　深秋和冬季，我国江淮地区在阴冷的天气中常有雨和雪夹在一起降落下来，并持续时间比较长，因此在这个地区流传着“雨夹雪，不停歇”的天气谚语。

　　为什么江淮地区会出现以上天气现象呢?

　　我国江淮地区正是北方冷空气南下，南方暖湿空气北上的通道。入秋以后，北方冷空气占着优势，因此冷空气南下的机会增多。冷空气的南下，常常会引起下雨天气。到了冬季，冷空气势力更强了，此时，江淮地区的气温也比较低，一旦有强冷空气南下，常常使地面的气温降低到0℃以下，使空气中多余的水汽凝结成小冰晶，当许多小冰晶增大时，变成了大片的雪花。所以在冬季的江淮地区一般下的是雪。

　　有时南方的暖湿空气比较强，就会使冷空气南下的速度减慢，当冷暖空气在江淮地区相遇并行成锋面时，暖湿空气在锋面上不断爬升，冷却凝结成大片云区，如果近地面层温度在0℃以上，则从云中降落的冰晶小的可能全部融为雨水，大的会部分融化，成为湿雪。于是降落到近地面时既有雪、又有雨，就被称为雨夹雪。

　　由于暖湿空气势力较强，使冷暖空气之间的锋面能较长时间停留在江淮地区，暖湿空气不断地在锋面上爬升，冷却凝结因此形成较大范围的雨夹雪，并且在短时间内，天气不会很快晴。所以，“雨夹雪，不停歇”，在我国江淮地区是最典型的。

　　知识点：强冷空气、通道、锋面、凝结

　　雨后为什么常出彩虹

　　夏天雨后，乌云飞散，太阳重新露头，在太阳对面的天空中，常常会出现半圆形的彩虹。

　　我国早在北宋时候，对天空中的虹就有了科学的解释。沈括在他所著的《梦溪笔谈》中引用孙彦光的话说：“虹，日中雨影也。日照雨，则有之。”虹是由于阳光射到空气中的水滴里，发生反射与折射造成的。

　　原来，当太阳光通过三棱镜的时候，前进的方向就会发生偏折，而且把原来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光带。

　　在下雨时，或者在雨后，空气中充满着无数个小小的能偏折日光的棱镜——水滴。当阳光经过水滴时，不仅改变了太阳光的方向，同时被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光，如果角度适宜，就成了我们所看到的虹。

　　为什么天空中的彩虹有时宽，有时窄；有时色彩鲜艳，有时颜色暗淡呢?原来这种现象是由空气中水滴的大小来决定的。当空气中的水滴大，虹的色彩就鲜艳，彩带就窄；相反，当空气中的水滴小，虹的色彩就暗淡，彩带就宽。如果水滴像雾滴一样大时，则虹的色彩淡成为白虹。

　　天空中不光会出现1条虹，有时会出现2条、3条，以至5条虹，不过这种情况比较少见。多条彩虹生成原因同样是由于阳光在水滴里发生反射、折散造成的，不过光线的路线更加复杂罢了。

　　知识点：夏至、彩虹、阳光、水滴、反射、折射

　　为什么离地面越高，空气越稀薄

　　空气是一种看不见摸不着的东西，但它是一种物质，是由许多种气体分子所组成的，它也受到地心的吸力。由于空气是可以压缩的气体，上层的空气压在下层空气的上面，下层空气的密度就被压得变大了；离地面越高的地方，受到更上层的空气压缩的力量越小，所以密度也是越向上越小。而密度的大小，就是指空气浓密或稀薄的另一种叫法，所以说离地面越高，空气就越稀薄。