在地球仪上,我们会看到一条条横线,这就是纬线。地理学上规定赤道以南叫南纬,赤道以北叫北纬,纬度的高低能表示气候的冷热。可是,你听说过有个地方叫”马纬度“吗?这到底是什么样的纬度呢?
说起”马纬度“,就不得不再次提到意大利伟大的航海家哥伦布。传说哥伦布带领船队向西边航行时,来到了一片特殊的海域,那里终日风平浪静,很少刮风。而哥伦布的船队却全部是依靠风力行驶的帆船,来到这里,航速一下子变得很慢。他们在这片海域上漂流了近3个月,船上的粮食都快吃完了,也没有看到岛屿或大陆的影子。许多船员都劝哥伦布说:”我们还是回去吧,再航行下去,我们都会被饿死的,也许回头还有一线生机。“然而哥伦布却凭着自己敏锐的直觉,做出了一个惊人的决定:继续向前航行。3天后,他们惊喜地看见了一片大陆,这就是今天的西印度群岛。在哥伦布发现新大陆之后,越来越多的航海家也开始在这条航道上航行。一些富有商业眼光的人发现新大陆缺少马匹,就装运了很多马匹前去贩卖。可是,当他们来到那片无风的海域时,同样遇到了船只航速大大减慢的问题。有时空气中连一丝风也没有,他们只好把船停下来,等候风的降临,但这样一等往往就是几天甚至几十天。如果船上装载的是一般的货物,问题也还不算严重。可活生生的马匹在很长一段时间内吃不上草料,喝不上淡水就会大量死去。这些商人眼看着马儿一匹匹倒下,心里非常痛惜,但也无计可施。为了避免大量马肉在船上腐烂,他们只好把死马投进大海去喂鱼,以至于这里的海面上经常漂浮着许多的马尸,看上去非常凄惨。从这以后,人们就把当时船队所在的纬度称为”马纬度“,把这片无风的海区称为”马纬度“海区,用来警告后来人尽量不要经过这里。
其实,”马纬度“海区是处于副热带高气压带的一片海区。由于赤道高气压在南北纬30℃附近的高空时受阻不能继续前进,产生下沉气流,致使近地面气压增高,形成副热带高气压带。在这里气候干燥、缺云少雨,又没有水平方向运动的空气,所以就形成了无风带,影响了船舶航行,这就是”马纬度“无风的秘密所在。
不过,有的无风带就有风。例如,在北半球副热带海面上常常吹东北风,南半球副热带海面上常常吹东南风;北半球中纬度地区常吹西南风,南半球中纬度地区常吹西北风;北半球高纬度地区常吹东北风,南半球高纬度地区常吹东南风。海上航行便可借助这些定向风。
东方的庞贝城
楼兰古城位于新疆塔克拉玛干大沙漠的东部,罗布泊的西北缘。在很久以前,楼兰曾是一个兴旺发达的文明古国,是”丝绸之路“上的一个繁华之邦。可是在公元前630年,这座古城居然神秘地消失了,这对于各地探险家来说,是一个充满魅力的神秘所在,于是,寻找楼兰古城成了很多人毕生的梦想。
1900年3月,瑞典探险家斯文·赫定不远万里,踏上了这片充满神奇色彩的土地,想要寻找那行踪不定的罗布泊。3月27日,斯文·赫定率领的探险队到达了一个土岗。这时,糟糕的事情发生了,他们随身带来的水竟然泄漏了许多。在干旱的沙漠中,没有水就等于死亡。于是他们只得改变路线,先去寻找水源。这时,令人难以置信的一幕发生了,一座古城突然出现在他们的眼前:里面有着保存完好的城墙、街道、房屋,甚至还有烽火台。
斯文·赫定惊喜过望,他取消了寻找罗布泊的计划,转而在这里专心考察。他发掘出了大量文物,包括钱币、丝织品、粮食、陶器等。此外,他还发现了36张写有汉字的纸片、120片竹简和几支毛笔,虽然他不明白纸片上文字的含义,但直觉告诉他这些纸片比任何文物都要珍贵,于是他小心地把纸片收藏起来……斯文·赫定回国后,把文物交给德国的希姆莱鉴定。经鉴定后,希姆莱告诉斯文·赫定,这座古城正是赫赫有名的古国楼兰。这个消息不仅让斯文·赫定大吃一惊,也让整个世界震惊了。
楼兰城的再现,引得各国探险家争相前往探险觅宝。英籍匈牙利人斯坦因、美国人亨廷顿、日本人桔瑞超先后抵达这座”有高度文化的古城遗址“,掠走了一批重要文物。这些掠夺者还将楼兰称为”东方的庞贝城“。
我国科学家从1927年开始考察楼兰古城,也取得了很多成果。1979年和1980年,新疆的一批科学工作者对楼兰进行了几次详细考察,取得了令世人瞩目的新成果。在通向楼兰道路的孔雀河下游,科学家们发现了大批古墓。其中几座墓葬外表奇特而壮观:围绕墓穴的是一层套一层的圆木,整个墓穴由七层圆木围成,这些圆木由细到粗排列,似乎有什么特别的用意。在圆木外,又有许多呈放射状四面展开的列木。整个外形像一个大太阳,这不由得让人产生各种神秘的联想。圆木和列木的含义究竟如何,目前还是一个未解之谜。
导致楼兰古城消失最主要的原因是罗布泊湖水的北移。本来在楼兰附近,有湖面广阔的罗布泊提供了充足的水资源。但此后进入降温区后,水土环境变差,河水减少,湖泊缩减,沙漠扩大。楼兰古城失去了凭依,水源枯竭,树木枯死,不再是个适合居住的地方,市民纷纷弃城逃走,楼兰便最终成了一座没有生气的死城,而且由于沙漠扩大,尼雅、喀拉墩、米兰城、尼壤城、可汗城、统万城等也都相继消亡。
天使瀑布的降临
天使瀑布又叫安赫尔瀑布或者丘伦梅鲁瀑布,是世界上最高的瀑布,位于委内瑞拉东南部,当地的印第安人取名为”出龙“。河水从奥扬特普伊山的陡壁直泻下米,落差达979米,大约是尼亚加拉瀑布高度的18倍。瀑布分为两级,先泻下807米,落在一个岩架上,然后再跌落172米,落在山脚下一个宽152米的大水池内。这个地区的热带雨林非常茂密,不可能步行抵达瀑布的底部。雨季时,河流因多雨而变深,人们可以乘船进入。在一年的其他时间里,只能从空中观赏瀑布。1937年首次为美国飞行员安赫尔发现,故以其名命名。
20世纪30年代,很多探险家听说在委内瑞拉茂密的丛林中。可能蕴藏着丰富的金矿。于是他们从世界各地来到这里寻找金矿。
有一天,在巴拿马的一家酒店里,美国飞行员吉米·安赫尔正在吃晚餐。忽然,一位中年人来到他的面前,低声告诉了他一个秘密。原来,这位中年人是一个美国探险家,他费尽心机买到了一张地图,上面标明了委内瑞拉丛林金矿的位置。中年人希望安赫尔能够用飞机载自己到那里去,并愿意支付5000美元作为酬金。
面对5000美元的诱惑,安赫尔几乎想都没想就答应了中年人的请求。第二天,他们稍做准备,就离开了巴拿马。安赫尔驾驶一架直升机,带着中年人进入了一片无人知晓的丛林,降落在一条溪流边。在那里,中年人从溪水中淘到了45公斤黄金。中年人带着黄金兴高采烈地返回故乡了,临走时,他再三嘱托安赫尔一定不能把金矿的位置再告诉别人。
中年人离开后,安赫尔一直想再去金矿看看,但他信守承诺,克制住了自己的欲望。直到听说中年人已经去世,这才又驾着飞机来到委内瑞拉。不过,由于手中没有地图,安赫尔只能凭借脑海中的记忆寻找那条溪流,而那一望无际的丛林很快就使他迷失了方向。
突然,安赫尔听见一阵雷鸣般的巨响。寻声望去,他不由得被眼前的景象惊呆了。只见山谷中一道飞流直下的瀑布仿佛从天而降,一泻千里,跌落在谷底的深潭中,汹涌澎湃,气象万千,瀑布发出的”吼声“甚至盖过了飞机的引擎声。
安赫尔从未见过如此壮观的瀑布,他久久地看着这无法用语言形容的景象,内心震惊不已。他虽然没有找到金矿,但却发现了这个罕见的大瀑布,同样是一个非常宝贵的收获。
此后,安赫尔对这个大瀑布一直念念不忘。两年后,他又带着几个同伴飞回来,想要近距离地观察瀑布。可是飞机却不幸出了故障,还陷入了一片沼泽地中。无奈之下,他们只好徒步穿越丛林,经过11天的冒险历程,他们才终于回到了文明世界。大瀑布的名声也由此广为流传,人们还用安赫尔的名字为瀑布命名。
安赫尔瀑布源自海拔近3000米的圭亚那高原上的丘伦河,水量虽不是很大,落差却达到了979米。瀑布分为两级,第一级由高原上的奥扬特普伊山顶直泻而下,落在一个结晶岩平台上,落差达807米;接着又向下跌落172米,直至下方的卡拉奥河谷中。
安赫尔瀑布附近地势险要,高山环绕,密林掩映,没有陆路可通,靠步行很难抵达瀑布的底部,只有在雨季,随着卡拉奥河水面涨高,才可乘船逆流而上进入瀑布区。一年中的其他时间,就只有乘飞机从空中才能一睹安赫尔瀑布的真容。除了安赫尔瀑布外,世界上还有很多著名的瀑布,如位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布、位于非洲赞比西河中游的维多利亚瀑布、位于阿根廷和巴西边界的伊瓜苏瀑布等都因为规模巨大、壮丽神奇而为人们所关注。
世界屋脊的神秘传说
据说在尼泊尔和西藏的交界处,有一条以高大雄伟闻名全世界的山脉,它被成为”世界屋脊“,这就是喜马拉雅山脉。它的平均海拔高度在6000米以上。其中包括”世界第一高峰“---珠穆朗玛峰在内的10座海拔超过8000米的高峰。
在藏族同胞的心中,喜马拉雅是一个神圣而美好的地方,他们用无数美好的传说和诗篇去歌颂它。其中有这样一个广为流传的故事。
传说喜马拉雅山脉在很早很早以前是一片汪洋大海,海边有一片茂密的森林,动物在森林中奔跑,鸟儿在树梢歌唱,构成了一幅仙境般的图画。
不幸的是,有一天,从遥远的地方来了一群恶魔,它们把林木连根拔起,又将花草无情地践踩,还追捕野兽,抓扑飞鸟。动物们惊慌失措、四处逃窜。侥幸逃脱的动物聚集在一起,诚心对天祈祷,希望天神能够拯救他们。
这时,天空中飘来了朵朵彩云,在彩云上,站着5位美丽的仙女。她们来到森林上空,施展法力,将成群的妖魔一个个捉住,又从海边取来巨大的礁石,把妖魔镇压在下面。这些礁石越垒越高,渐渐堆成了一座巨大的山脉,也就是喜马拉雅山。
妖魔被征服了,森林和大海都恢复了平静。动物们对仙女十分感激,决定为仙女举行盛大的庆功会。庆功会结束,5位仙女本想返回天上,但动物们却依依不舍,一致请求仙女留在人间。而仙女们也担心妖魔还会卷土重来,便答应了动物们的请求,永远留在了喜马拉雅山。年长日久,她们分别成为喜马拉雅山的5个主峰,终年站立在这条山脉上,保护着所有的动植物免受妖魔的侵害。
这个传说与日后地理学家的考证结果是能够相互印证的。早在20亿年前,现在喜马拉雅山脉的广大地区确实是一片无边无际的大海,也叫喜马拉雅海,科学家们还曾在这里发现过海洋动物的化石。这片海洋经历了漫长的地质时期,在地壳运动中不断下降,海盆里堆积了厚达30000余米的沉积岩。其后在强烈的”造山运动“中,印度洋板块与亚欧板块互相碰撞、挤压,使这一地区逐渐隆起,形成了世界上最雄伟、最高大的山脉,而且印度板块仍在继续移动,喜马拉雅山脉还有上升的可能。
妙为真人的惊人举动
位于重庆市巫山县的神女峰,它姿态优美、风光秀丽,远远望去,宛若一个亭亭玉立、美丽动人的少女,披着轻纱站在青山碧水中。古人有”峰峦上主云霄,山脚直插江中,议者谓泰、华、衡、庐皆无此奇“的说法。
关于神女峰,当地流传着这样一个美丽的神话。相传很久以前,长江三峡巫山之地曾是一片平原,人们在此安居乐业,过着安逸幸福的生活。有一天来了一个女巫,在此信手堆起一座高山,这就是”巫山“,想要阻挡长江东进,谁知长江之水有力破千钧之势,把它冲得支离破碎、千疮百孔,形成了著名的长江三峡。女巫生气极了,便引来一条孽龙在此兴风作浪,弄得当地人民苦不堪言。
负责治水的大禹知道此事,非常着急,日夜兼程赶到这里,开始了水患的治理。他首先采取堵水的办法,但坝修得越高,水越大,水患越严重,治水宣告失败了。后来他又采用疏导的办法,挖深挖宽河道,但长江水势汹涌,收效也不大。大禹被这个问题困扰,每天急得吃不下饭,睡不着觉。
这时,天上的神女瑶姬看到大禹正为此事发愁,很替他着急担心,便想去帮助他。八月十五日这一天,瑶姬邀请了十一位仙女姐妹,腾云驾雾,悠悠飘到人间,她们送给大禹一本名叫《上清宝经》的治水天书,让大禹从中摸索治水的办法,而这本天书是瑶姬从天庭偷来的。可是瑶姬她们还没有来得及告诉大禹如何破译这部天书,就被王母派来的天兵捉拿回宫。十二仙女早就厌倦仙宫生活,她们挣脱神链,重返人间,帮助大禹疏通了峡道,解除了水患。
过不多久,瑶姬偷书一事被玉皇大帝发现了,他龙颜大怒,把瑶姬和另外十一位仙女一起贬到凡间,把她们变为巫山中的十二座石峰。瑶姬是她们中的代表,所以山峰位置最高,成了我们现在看到的”神女峰“。
后人为了纪念瑶姬,尊称她为”妙为真人“,还在飞凤峰为她修建了一座凝真观(神女庙)。山腰的一块平台,就是当年瑶姬向大禹授书的授书台。
神女峰所在的长江三峡地貌,是强烈的造山运动经过亿万年时光演变的结果。在两亿年前的三叠纪,我国的地形与今天相反,东部高,西部低。今天长江流域的西部,是古地中海,而现在的三峡一带则是地中海的海滨。后来随着强烈的造山运动,这里海岸的地壳上升,古地中海大规模地向西后退,四川盆地和三峡地区开始隆起,三峡地区的厚层岩石被挤压成弯弯曲曲的褶皱和断层,巫山就是在这个过程中形成的。而它两侧的河流,即西部的古长江和东部的古长江,却在不断靠近,并最终贯通一气,形成了今天的长江。
地球仪的慰问信
第一个发现新大陆的人是哥伦布,他的成功一时轰动了西欧,从此以后,大西洋上出现了越来越多的船队,地球上的人们对海洋的了解也越来越清楚。
1506年,哥伦布去世,接替他职务的是西班牙探险家巴尔波。7年以后,巴尔波率领着一只船队在中美洲的巴拿马登陆。他们历尽艰险,穿过原始森林,攀上雄伟的高山,这时候才发现,新大陆的西面还有一片无边无际的汪洋大海哩!巴尔波连身上的武器和装备都顾不得卸下,就飞快地冲进海里,站在齐胸深的水中,欣喜若狂地宣布:这个”大南海“,连同海里的一切陆地和岛屿,统统是西班牙王国的国土。
不过,巴尔波可万万没有想到,这个”大南海“竟比大西洋还大。
1519年9月,麦哲伦率领5艘海船,从西班牙的塞维利亚码头出发,横渡大西洋,到达南美洲,然后沿着巴西东海岸南下,开进南美洲南端的”麦哲伦海峡“。天公不作美,船队在这里碰上了坏天气,被暴风雪围困整整达5个星期之久。
暴风雪过去了,太阳重新露面,船队继续前进。海峡越来越宽广,船队航行到被巴尔波称为”大南海“的大洋里。这里碧波浩渺,风平浪静,同前一阶段的航程相比,简直是到了另一个世界。于是麦哲伦给这片海洋起了个吉祥的名字---太平洋。
同自然界作斗争是要付出代价的,何况这次是跟浩瀚的大洋打交道。船队在太平洋里继续航行98天还没有见到陆地。干渴、饥饿、疾病同时向航海者进攻,船上的老鼠和皮革都成了他们渴望的食品。
离开塞维利亚码头2年6个月以后,麦哲伦的船队终于来到了太平洋上的第一片陆地,这就是菲律宾群岛。麦哲伦在同当地居民的一次恶战中死去了,随从他的幸存者们,驾驶着剩下的唯一的一艘船只,继续西行,循着葡萄牙人已经开辟的航路,越过印度洋,绕过好望角,最后回到了西班牙。这时候,已经是他们出航的第三个年头了。他们出发时是5只船,265名水手,回来时,只剩下1条船、18名幸存者。
”不入虎穴,焉得虎子。“征服自然界,需要有大无畏的斗争精神。尽管哥伦布、麦哲伦等人是由于利欲的驱使,进行了冒险的航行。然而,人们正是经历了这些实践,才真正认识了大地原来是圆球,天并无”涯“,海也无”角“。麦哲伦的继承者们得到了一件表彰他们的礼物---地球仪。那上面写着一行富有寓意的题字:”你首先拥抱了我!“三保太监的惊人故事明代杰出的航海家郑和,他带领船队七次下西洋的伟大壮举,惊动了全世界。郑和本来姓”马“而不姓”郑“,他的小名叫三宝,人称”三宝太监“,郑和从小就受父亲的影响,很小就知道一些外洋的情况,郑和具有丰富的地理知识,办事严谨,有谋略,懂兵法。他也是个虔诚的伊斯兰教徒,这为他日后七下西洋打下了基础。
1405年,郑和受命第一次出使西洋。当时所谓的西洋指的是现在文莱以西的东南亚和印度洋沿岸一带。首航西洋,他一共率领2。7万人,分乘坐200多艘大小船只,从江苏太仓刘家港出发,浩浩荡荡南下,先后到达越南南部、爪哇、苏门答腊、马六甲、印度西南海岸、斯里兰卡等国家和地区。于1407年10月返回。之后,一直到1433年的28年时间里,郑和先后七次下西洋,经历了亚非30多个国家和地区。其中第五次下西洋即1417年到1419年,到达的地方最远。从刘家港出发,经东海、南海,抵达越南南部、印度尼西亚,穿过马六甲海峡,到达孟加拉湾、印度西南海岸、波斯湾、红海沿岸和非洲东海岸,往返行程近2。
2万千米。郑和船队所到之处大都受到热烈欢迎,各国使者竞相访问中国。郑和的远航,促进了中国和亚非各国的经济交流和友谊,是世界航海史上的壮举。
郑和航海比欧洲航海家的远航要早半个多世纪。不必说郑和1405年第一次下西洋,仅从1433年第七次也是最后一次下西洋返航而言,就比1492年哥伦布到达美洲早59年,比1498年达·伽马绕好望角早65年,比1519年麦哲伦环球航行早86年。就航海规模来说也是欧洲远航规模无法比拟的。它不仅船数多、人数多、设备先进、次数多到达范围广,而且船只排水量大,其中最大的船只总长130米,宽50米,排水量为2。5万吨。
大家想过没有,如此巨大的船只,航程那么远,那时又没有机械动力,它们是靠什么作为动力呢?原来他们是凭借自然动力---季风和洋流。我们知道亚欧大陆是世界最大的大陆,东临世界最大的洋---太平洋,海陆热力差异大,因而亚洲南部、东南部和东部,季风气候显著。郑和就是巧妙地利用了不同时间的风向和洋流流向,从而完成了七下西洋的壮举。
疯狂的航海线
5世纪90年代,意大利航海家哥伦布在西班牙王后伊莎贝拉的支持下,率领由3只船组成的船队,从巴罗斯港出发,向西横渡茫茫的大西洋,寻找通往印度的航线以掠夺东方的财富。经过37天的漫长航行,终于到达了今天的巴哈马群岛,发现了一块新大陆---美洲。
1493年哥伦布第二次去美洲时,却没有按原路向西航行。而是顺着西班牙和北非西海岸南下,接近赤道时才向西横渡大西洋。这次只花了20天时间就顺利到达美洲,绕了一个大圈,时间却比第一次少用了17天,这究竟是怎么回事呢?
原来,这跟海洋表层大规模的海水运动---洋流有着密切的关系,海洋表层海水常年受盛行风的影响,推动海水随风漂流形成洋流。洋流对航海业的影响是显而易见的。海轮顺着洋流航行,速度比逆着洋流航行要快得多,哥伦布第一次去美洲是逆着北大西洋暖流航行的,逆风逆流,一路艰辛,花的时间自然比较长。而第二次去美洲是顺着加那利寒流和北赤道暖流航行的,顺风顺流,一路轻松,结果只花了20天时间就顺利到达。此后,欧洲人去美洲时大多沿这条航线航行,既缩短了航行的时间,又大大减少了事故发生的机率。
即使在船只高度机械化的今天,若能熟悉和掌握洋流运动规律,仍有很大的好处,既节约时间、节约燃料,又可减少事故。所以,很多国家的航运公司都认真研究洋流的运动规律,尽可能利用洋流助航,最著名的例子是美国爱友松公司聘请海洋气象局通过人造卫星测得墨西哥湾暖流的路线、流速、主轴位置等。该公司的轮船根据所获资料,在墨西哥湾暖流最大的流速区顺流向北航行,返航时则避开主流区,尽量靠近海岸南下,结果,1975年该公司的六艘海轮全年节约燃料12500多桶,折合36万美元。以后,该公司一直利用这条航线航行,取得了巨大的经济效益。
神墓横空出世
20世纪70年代,考古工作者对湖南省长沙市东郊的马王堆进行正式开掘,经过几十天的不懈努力,开掘的结果令大家目瞪口呆,神墓就这样横空出世了!
原来,马王堆共有三座墓葬。墓中埋葬的是西汉初年的软侯家族,而不是相传的五代时楚王马殷,也不是传说的汉初长沙定王刘发之母。
考古工作者挖开第一号墓的封土,掘开墓道,进入墓室。当他们撬开两层椁板、四层棺木之后,令人惊异地看到里面竟是一具保存非常完好的女尸。据推算,她在地下安安静静地躺着的时光,已2100多年之久。
马王堆第二、三号墓,由于密封不及第一号墓完善,墓中尸体均已腐烂。但第三号墓中残存了一些骨架,可供鉴定死者的年龄和性别。特别是根据第二号墓中的三枚印章和第三号墓中的一块木牍,与第一号墓的殉葬物、葬地两相对证,推断出第一号墓墓主名叫辛追,是第一代软侯利苍之妻;第二号墓埋葬着利苍本人;第三号墓则葬着他们的儿子。单说一号墓:这位汉代的软侯夫人经过重新”梳妆打扮“,正安静地卧在湖南省博物馆地下室的玻璃匣子里,任凭游客们评头品足。
马王堆一号汉墓女尸的出土是世界罕见的考古发现。其中12万字近30种帛书,包含着天文、哲学、历史、地理、医学等如此丰富的内容,尤其是其中许多早已失传的佚书,则更是我国古籍发现史上的一件大事。
帛书中的三幅地图可谓叹为观止,这是保存至今的世界上最古老的地形图,其中关键的一幅图长宽均为96cm,图幅范围西至广西的全州、北至湖南新田、东至广东连县、南至南海,即东经111°~112°30′、北纬23°~26°之间。该图主要表现了湘江上游、潇水流域、南岭及九嶷山一带的地形状况。此图基本上具备了现代地形图的显示内容。图上虽未注明图例,但山河、道路、居民点等全用统一的符号表示;图上虽未标明比例尺,但量算可知该图采用的实际比例尺约为1∶180000,即”一寸折地十里“。远在2100多年前,我们的祖先所绘的地图,就达到如此精湛的工艺水准,实在令现代中外地图学家惊叹不已。
另两幅,一幅为《汉初诸侯长沙国南境驻军图》,另一幅是一个县城的平面图,绘有城垣和房屋等。这两幅图的地形表示方法也相当精密,并能使用统一的图例,显然是通过实测绘出来的。
让地球转起来
在科学技术高度发达的今天,地球自转是一个不容置疑的真理,如果让人们对此作出证明,这是一件很难的事情!对于人类曾经对地球自转作出的证明来讲,还发生过这样一个有趣的故事呢!
16世纪时,”太阳中心说“的创始人哥白尼曾依据相对运动原理提出了地球自转的理论。可从他提出这一理论后的相当长一段时间内,这一理论只能停留在让人们从主观上接受的水平,直到19世纪才被法国的一位名叫傅科的物理学家,用他自己设计的一项实验所证实。
傅科是用一种特殊的摆来进行实验的。这个摆由一根长60余米的纤细金属丝悬挂一个27千克重、直径约30厘米的铁球所组成。当时人们把这种从未见过的”超级摆“称之为”傅科摆“。
1851年的一天,傅科在法国巴黎万神庙的圆顶上将他亲手制作的傅科摆吊上,让摆在广场上悠然自得地摆动着。这时,成千上万人前来观看这一奇妙的实验。随着时间一分一秒地流逝,他们发现了奇迹,那就是摆在悄悄地发生着”移动“,并且是沿顺时针方向发生旋转。有的人在摆动开始时,明明看到摆球运动到自己眼前,又荡了回去,可经过一段时间后,摆球竟离自己越来越远。这对于围观的人们来讲,他们通过对现象的观测都得出这样的结论,眼看着自己没有移动,那一定是摆平面发生了”移动“。
其实摆动的平面是不会发生移动的。我们知道作为一种物质运动形式,摆是无法摆脱地球自转的。傅科选用较长的金属丝,是为了让摆动的时间达到足够的长度,这样便于观察摆动的变化,同时选用较重的摆球,是为了增加摆本身的惯性和动量,以克服空气的阻力,一旦它摆动起来,作为一种运动状态,有滞后于地球自转的惯性,即能够减少地球自转的影响。知道了这一点,我们就不难分析,由于地球的自转,每一个观测者都被地球带着运动,尽管观测者站在原地没有动,可脚下的地面是动了,也就等于把观测者悄悄地带离了原地。因此,真正没有移动的是摆动平面。
傅科摆的摆动作为地球自转的有力证据,现已为世界所公认。我国北京天文馆的大厅里就有一个傅科摆,一个金属球在一根系在圆穹顶上的长长细线下来回摆动着。下面是一个刻着度数的像铁锅似的大圆盘,人们可以由此读取摆动平面旋转的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间,亲眼看一看地球是怎样自转的。
面红耳赤的争论
2000多年前的鲁国。有一天,孔子在路上碰到两个孩子正争得面红耳赤。孔子上前问他们说:”你们是为什么事争得不可开交呀?“两个孩子争先恐后地告诉孔子,他们正在争论早晨和中午的太阳哪一个离我们近。
一个孩子说:”我认为早晨太阳出来时离人近,中午的时候离人远。因为早晨的太阳看起来有车盖那么大,中午的太阳看起来只有菜盘子那么小。这不就说明早晨的太阳离我们近才显得大,中午的太阳离我们远才显得小吗?“孔子听了觉得有道理。但还没等他点头称是,另一个孩子马上反驳说:”早晨太阳出来时,到处凉气袭人,中午却热得像站在沸水边一样难受,这不是因为早晨太阳离我们远才觉得凉,中午太阳离我们近才觉得热吗?“孔子一听也觉得有道理。可这样一来他就无法断定两个孩子谁说的真有道理了。
两个孩子看到孔子似是而非的样子,急得直跺脚,一个拉着孔子一只手说:”孔大人,您可得给我们评个准理,看到底谁说得对呀!“两个小孩子给满腹经纶的孔子出了个难题,大学问家无可奈何地摇摇头,老老实实地承认自己搞不清谁是谁非。
两个小孩十分失望,望着孔子远去的背影取笑说:”还说他学问大得很呢!原来也不过如此而已!“2000多年前的儿童,从他们的生活体验中能悟出物体近则大远则小;同一热源近则热远则凉的道理,并且以此来判断太阳的远近,这是难能可贵的。但受当时科学认识水平的制约,不能准确认识地球之外的许多天文现象是不足为怪的。孔圣人也非先知先觉,他的学问也受当时历史条件的限制,我们同样不能苛求他。
现在我们知道日地距离在一天内的变化是微不足道的。早晨太阳离我们稍远一点,中午稍近一些,两者相差约等于地球半径,仅相当于日地距离的1/2300,这对观察太阳的大小和太阳辐射到地球的热能都不起多大影响。
早晨的太阳看起来大一些,中午的太阳小一些,实际上是一种视觉误差。因为,早晨太阳刚从地平线上升起来时,有山峰、树木等地面物体作对比,太阳就显得大一些;而中午的太阳高悬在空旷的天空,相形之下就显得小一些。实际上用仪器测太阳的视直径,若不考虑地平线上大气折射的影响,早晚都是一样的。
至于地面温度的高低,主要取决于太阳高度角。早晨,太阳斜射,同束阳光照射的面积大,单位面积上得到的太阳辐射少;同时,因为斜射阳光通过大气层的厚度大,大气对太阳辐射的削弱多,再加上夜晚地面辐射散热,日出前后地面热量亏损到极大值,因此,早晨气温低,显得凉爽。而中午呢,一方面太阳高度最大,阳光直射或接近直射,热量集中,另一方面阳光通过大气的厚度小,太阳辐射被削弱得少,再加上地面热量盈余,气温已经升高,因此,中午就热得多。实际上对于每秒30万千米的光速来说,早晨和中午日地距离的微小差别根本不会影响到达地面的太阳辐射的多少。
无恶不作的地主遭报应
很久以前,有个地主财迷心窍,为了钱财,他干尽坏事,有一天,阿凡提又看到这个财主跟穷人打赌诈骗钱,阿凡提就在心里想着怎么样来惩罚财主。阿凡提对财主说:”你知道一昼夜有多长?“财主不加思索地说:”一昼夜就是一天。这还用问?“阿凡提说:”你说的不完全正确。有些地方,一昼夜不是一天,而是一年。“王财主气势汹汹地说:”一昼夜在哪都是一天,哪里会有一昼夜是一年的地方!你敢跟我打赌吗?“阿凡提问:”赌多少?“围观的人们也都议论着,一昼夜是一天,怎么会是一年呢?说起阿凡提,财主知道他聪明过人,但心想这小子老坏我的大事,今天一定要出出往日的窝囊气。想到这里,财主冷笑一声:
”赌黄金百两“!
阿凡提笑着说:”百两就百两。我愿立下字据为证,决不反悔。“财主十分高兴,当众双方立下打赌字据。观众都为阿凡提捏一把冷汗,一旦输了,这百两黄金到哪里去找?
阿凡提领着财主往北走啊走,一路上风餐露宿,寒冷、险情时刻威胁着他们。财主从未受过这等艰苦,但一想到百两黄金,还是无奈地跟着阿凡提去冒险。走啊走,越走白天的时间越长。终于有一天,他们历尽千辛万苦来到了北极。一天、两天过去了,太阳就是不落,财主很着急;五天、十天过去了,太阳仍然不落,财主疑惑起来;一月、两月过去了,太阳还是不落,财主已经心灰意冷。最后,财主把带来的干粮快要吃光了,太阳依旧不落,为了能活着回去,财主只好认输。
人人都知道一昼夜等于一天,即24小时。为什么北极一昼夜就是一年呢?
地球在自转的同时还绕太阳公转。地球绕地轴自西向东运转叫做自转,地球自转一周即一昼夜,有24小时。地球绕太阳的运动叫做公转,地球公转一周即一年。地球公转有个重要特征,就是地球公转的轨道平面与地轴总是保持66。5°的夹角,而且北极总是指向北极星附近。由于这个重要的特征,使得地球在绕日公转的过程中,太阳有时直射在北半球,有时直射在南半球,有时直射在赤道上。一年之中,太阳的直射点总是在北纬23。5°和南纬23。5°之间来回移动。
每年3月21日前后,太阳直射点在赤道,北极太阳全天不落。一天24小时都在白昼中度过。这就是极昼。以后,随着太阳的直射点北移,北极极昼范围逐渐扩大,到北半球夏至日,极昼扩大到北极圈。此后,太阳直射点不再北移,开始南移,北极极昼范围开始逐渐缩小,到9月23日前后,太阳再次直射经过赤道后,北极的白昼时间才算结束。在这段时间里,愈靠近北极,极昼持续的天数愈多,北极的极昼持续天数达191天。在这期间,北极没有黑夜,全是白天,也就是半年白天。
北半球秋分日以后,太阳直射在南半球,北极开始太阳终日不出。一天24小时都在黑夜中度过,这就是极夜。直到第二年北半球春分日以前,北极全在漫漫长夜中度过。愈靠近北极,极夜持续的天数愈多。北极持续的极夜天数为174天。在这期间,北极半年黑夜。
南极的情况与北极相反,只是白昼和黑夜天数与北极不同。所以,我们说南北两极,一年就是一个大昼夜,半年白天,半年黑夜。
消失又出现的湖泊
地理学中有这样一个传说,在新疆克拉玛依东北部,有一个神奇的湖泊叫艾里克湖。它是克拉玛依唯一的湖泊,在历史上曾一度全然消失,引起了人们的极大关注。
相传在元朝初年,一支蒙古大军准备跨过沙漠,远征西域。沙漠气候凶险难测,方向也难以辨认,于是大军先派出了一支先遣部队探明道路。可是这支小分队很快就在茫茫沙海中迷失了方向,身上携带的饮水也喝完了,眼看就要葬身在这沙海之中。这时,一个士兵忽然想到,或许可以依靠识途的老马找到一条出路。
士兵牵过一匹衰弱的老马,解开缰绳,让它肆意奔跑。老马在原地转了几圈后,好像突然感觉到了什么似的,向着西北方向小跑起来。士兵们喜出望外,赶紧跟着老马前行。不知道跑了多长时间,就在大家快要绝望的时候,终于发现眼前出现了一个绿色的湖泊。那清凉的湖水吸引着士兵们,他们发出一声声欢叫,随后便丢下武器,连人带马一起冲进湖里,用那甘洌的湖水滋润着自己干渴的喉咙。
好半天,士兵们才缓过劲来,他们这才开始仔细观察眼前的湖泊,觉得有些奇怪,不明白沙漠中为什么会出现这样的湖泊。
他们将手边的皮囊灌满湖水,沿着湖边行军。过了一段时间,见到远处有一片树林,树林中还有几个蒙古包。他们走进蒙古包,受到了牧民的热情款待。有位老妈妈还端上了刚做好的酸奶,士兵们端起来一饮而尽,赞叹道:”真好喝,就和我们刚才喝过的湖水一样可口。“他们向牧民们请教那个湖泊的名字,而牧民们也说不出个所以然来。最终,士兵们就用”艾里克“来称呼那个湖泊,而”艾里克“在蒙古语中就是酸奶的意思。
这支小分队后来与部队会合,他们将自己一路上的奇遇告诉了其他人。还添油加醋地说遇到了一个神奇的湖泊,里面装的不是湖水,而是酸奶。他们的描绘让其他人都心动不已,大家都嚷着一定要找到艾里克湖,好好喝顿酸奶。
让士兵们意外的是,几年后,当他们西征归来,回到艾里克湖所在的地方时,却惊讶地发现整个湖泊神奇地消失了。无论他们采用了什么办法,就算是让老马去寻找,也再没有找到艾里克湖的踪影。
艾里克湖至少存在了1300年以上,它的源头是发源于准噶尔西部的白杨河。在历史上,艾里克湖几度消失,又几度重现,显得非常神奇。
导致艾里克湖”消失“的主要原因是缺乏河水补充。随着人类活动范围的不断扩大,生产、生活用水大量增加,白杨河流入艾里克湖的水不断被截用,才会导致艾里克湖干涸。特别是最近几十年,工业生产发展迅速,白杨河的河水被截用得更多,艾里克湖也就难以避免消失的命运。例如,1989年艾里克湖上游建成了黄羊泉水库,彻底截断了艾里克湖的水源,导致艾里克湖在1995年干涸。
艾里克湖干涸后,当地的地下水位由原来的2米降至14米以下,导致草场退化,大片胡杨林死亡,20多平方千米的芦苇带干枯,给附近的居民生活、生产带来了十分不利的影响,以致人们只好被迫迁移。
为了拯救艾里克湖,改善人们的生存环境,当地政府已经开始采取措施,每年定期向艾里克湖放水,从2001年起已经向艾里克湖放水3。5亿立方米,甚至超过了原湖容量,艾里克湖这才得以重现风姿,成为克拉玛依的一颗沙漠明珠。
斜着要飞翔的名塔
比萨斜塔是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼,坐落于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。广场的大片草坪上散布着一排排宗教建筑,它们是大教堂、洗礼堂、钟楼和墓园,它们的外墙面均为乳白色大理石砌成,各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。
1590年,意大利伟大的科学家伽利略在比萨斜塔上所做的自由落体实验,更是让比萨斜塔享誉全球。伽利略是一位敢于坚持真理的学者,他对当时人们对科学家亚里士多德的盲目信任表示不屑。特别是亚里士多德所说的”不同重量的物体,从高处下降的速度与重量成正比,重的一定较轻的先落地“这个结论更是让伽利略觉得荒谬不已,他大胆提出了自己崭新的观点:”轻重不同的物体,如果受空气的阻力相同,从同一高处下落,应该同时落地。“可这个观点遭到了许多所谓的专家们的强烈反对,他们都讥笑伽利略是个胆大妄为的小子,竟敢挑战科学巨人亚里士多德,实在是自不量力。
伽利略为了判明科学的真伪,就决定在比萨斜塔上做一次公开实验,让事实来说话。在人群的围观中,伽利略从容地走上塔顶,一只手拿着一个10磅重的铅球,另一只手拿着一个1磅重的铅球,两手同时松开。围观的群众本来还等着看伽利略的笑话,可他们却惊讶地看到,这两只轻重截然不同的铅球竟真的同时落在地上。
从这天起,无论是伽利略还是比萨斜塔都成了人们关注的焦点。以至于很多年后,当人们一提起比萨斜塔,还会很自然地想到伽利略的这个著名实验,而比萨斜塔也就因此成为比萨城的标志,还被联合国教科文组织评选为世界文化遗产。
比萨斜塔之所以会倾斜,是因为它建在了古代海岸边缘,地基不均匀、土层也很松软。而且在土层之下深约一米的地方还有地下水层。这使得比萨斜塔在刚刚建造时已经开始不断沉降、倾斜,以致工程不得不几度停止。后来尽管建筑师们绞尽脑汁采用各种先进设备阻止倾斜的继续,但效果却很不理想,最多只能减少倾斜的程度,保证塔楼能够维持更长时间而不倒塌。
不过,随着时间的推移,比萨斜塔的倾斜程度还是在无可避免地增大,目前已经达到了4。5米,有科学家已经悲观地推断比萨斜塔将于250年后彻底倾倒。这个事实引起了人们的忧虑。为了确保游人的安全,并保护这一罕见的古迹,当地政府屡次派出专人,对比萨斜塔进行加固和纠偏。从1990年起,用了12年的时间,耗资约2500万美元,才将斜塔扶正了近50厘米。不过这也只能让比萨斜塔的倾斜速度放慢一些。如果不采取有效补救措施的话,300年后这座享誉全球的斜塔仍然无法避免倒塌的命运。
栩栩如生的优雅岛屿
我们听说过复活节,却没有关注过”复活节岛“,在辽阔的太平洋上,有个面积特别小的岛屿,因为它是复活节那天被发现的,所以就称为复活节岛。这样一个不起眼的小岛却引发了无数地理学家和考古学家的兴趣,这是因为什么呢?
原来复活节岛上有1000多尊巨大的石像以及大石城遗迹,其中不乏令人惊叹的艺术珍品。比如岛上那巨大的石墙,可用以观察一年中的日出方位。而那大大小小、形状奇特的石像更是别具艺术魅力。这些石像以玄武岩、凝灰岩、火山渣为石料,有的被平放在山野荒坡,有的被散置在海边沙滩上,有的则被竖立在人工平台上面对大海昂首远视。其中很多是长耳朵、无腿的半身雕像,造型极为生动。其中有30来个石像的头上还戴着石帽,石帽与石像身体不是整体的,是另外雕刻好了戴上去的,并且在一些石帽上涂了红色,有些石像还用贝壳镶嵌成眼睛,看上去栩栩如生。
除了石墙、石像外,复活节岛上最受科学家关注的还有被称为”天书“的石板,这种石板上面镌满了人、兽、鱼、鸟组成的方块象形文字。刻字的方法十分奇特,一行从右至左,一行从左至右,前后两行首尾相接,构成”S“形。科学家们对这种文字进行了解读,但无论采用什么办法,都无法读懂”天书“的内容。这种石板目前只剩下25块,是非常珍贵的人文遗产。
对于复活节岛上这些引人注目的景象,人们都觉得迷惑不解,无法想象岛民如何凭借最简单、最原始的工具将石像搬运并立起来,也看不懂那些”天书“上的文字,为此,一些人宣称复活节岛上的石像是天外来客---外星人的杰作,他们绘声绘色地描述远古时代,外星人乘坐飞船来到地球,因为飞船失事被困在这座小岛上,为了给同伴发出求救信号,他们就用自己携带的超现代的工具制作并竖起了这些石像。当救援飞船赶来时,他们便匆忙离开了小岛。这种说法显然是靠不住的,因为岛上的采石场现在还可以找到许多用玄武岩制作的石斧,如果存在科技先进的外星人的话,它们又怎么会用这些原始的石器工具来完成这批雕像作品呢?
复活节岛上的石像究竟是什么人雕刻的呢?它又象征着什么呢?科学家们已经为我们揭开了谜底。原来,考古学家根据复活节岛上居民的语言特征,认为复活节岛人最初是从古波利尼西亚的某个群岛上迁移过来的。这些古波利尼西亚人到达复活节岛后,也将雕琢石像的风俗带到复活节岛上,并由于多种原因使得雕琢石像之风愈演愈烈。而石雕像的代表意义也不是像人们想象的那样代表了天神的威力,而是岛民为了纪念已故的大酋长或宗教领袖而修建的。在古波利尼西亚人心目中,这些人具有无比强大的神力,可以保佑他们的子孙,因此便大量修建这些具有纪念意义的奇特石像。
至于石像的运输方法,科学家们根据雕琢现场留下的遗迹分析还原了历史事实:为了方便运输,古波利尼西亚人在雕刻好石像后,会在附近开凿出一条平滑的道路,然后在道路上铺满茅草和芦苇,再用撬棒、绳索等把平卧的石像挪到茅草上,然后用绳子拉着茅草到达目的地,最后便可将石像用绳索和撬棒竖立在事先挖好的坑里。用这种方法,古波利尼西亚人可能只用5天时间就能搬运并树立起一尊重约10吨的石像。
近年来又有科学家发现了古波利尼西亚人运输制造”帽子“的石料的道路,揭开了石像头顶那些漂亮的”红帽子“的来历。这条道路连接着一个火山采石场和雕像所在地,古波利尼西亚人在道路一侧设有一条高于地面的行车道,用手推或是垫上滚木的方式把红色的火山岩石料滚往目的地。不过,古波利尼西亚人是如何将这种重达数吨的石料送上石像顶部,”戴在“石像头上的,目前仍不得而知。
无色荒原的美丽色彩
南美洲西部有一个国家是秘鲁,在它靠近太平洋的伊卡省,存在一片神秘的荒漠平原,因有著名的纳斯卡线画而著称于世。
纳斯卡线画的发现纯属偶然。那是在20世纪30年代,有一支秘鲁考古队来到了这里。他们在荒漠上勘察了数日,却只看见一望无际的赭色沙石。这片人迹罕至、寸草不生的荒漠让队员们失去了兴趣,于是他们收拾行囊,准备返回内陆。
这天,天气非常炎热,队员们被灼热的太阳炙烤得汗流浃背。好不容易盼到太阳下山,队员们纷纷跌坐在离自己最近的岩石上,累得喘不过气来。这时,有位队员忽然发现自己身下的石块有些异样,他好奇地搬开石头,看到下面有一条深深的”沟槽“,在沟槽之中还填充了一些小石块,似乎有人工挖掘的痕迹。这位队员立刻把这个发现告诉同伴,同伴们便一起行动,把附近的沙石清理开来,所见的情景不由得让他们惊呆了。只见这片看似平淡无奇的沙地上,竟布满了各种各样奇特的”沟槽“,粗细不一,形状各异,有的竟蜿蜒几十米。它们不像用来灌溉的沟渠,更不像是自然形成的裂沟,这让队员们十分兴奋,这次考察总算不虚此行,也许这些神秘的沟槽有着很高的考古价值。
几天后,考察队调来一架直升机,飞上天空俯瞰这些”沟槽“。令这些队员意想不到的是,原本在地面上看不清全貌的”沟槽“其实是一幅幅巧夺天工的巨大线画。这些线画的每一根线条都是靠移开坚硬的表层石块,让下层黄白色的泥土露出地面而描画出来的。这一幅幅风格极为简洁、明快的线画,描绘了众多的动物、植物、几何图形等,其中的有些图案更是人们闻所未闻,见所来见。最为神奇的是,一些重复出现的图案,无论是大小、笔画都丝毫不差,就像是用巨型复印机在沙地上复印出来的一样。
这些线画的奇妙之处还不止于此,有位队员曾试着在太阳升起时登上了一座高山俯视下面的巨画,结果发现当阳光斜射在沙地上时,线画可以清清楚楚地展现在视野之内,可当太阳一升高,整幅巨画就立刻在眼前消失了。这足以表明绘制巨画的能工巧匠们具有丰富的光学知识,能够准确地计算出黎明时朝阳斜射的光线角度,并据以确定巨图各线条的宽度和深度,利用光线完成了这个令人惊叹的”魔术“。
当考察队向世界展示了纳斯卡线画这个伟大的发现后,全世界轰动了,很多人都慕名前往观赏。纳斯卡线画后来还获得了”世界第八大奇迹“的美誉,为了不让纷至沓来的游人把这些珍贵的图案踩坏,秘鲁政府采取了一系列保护措施,还专门设立了望台和特别航空旅行观赏班机,以方便游人远距离欣赏那气象万千、神秘莫测的线画景观。
科学家们推测纳斯卡线画可能是在公元600年左右创作的。这些线画虽然历经千年时光,却仍保存良好,这与当地的气候条件是分不开的。纳斯卡荒漠是地球上最干燥的地区之一,再加上那里几乎没有强风,因此线画受到的侵蚀作用微乎其微。另外,古代艺术家们在线画上放置的小石块也很好地阻碍了温差和风蚀对线条的破坏,这些都为纳斯卡线画保留至今提供了条件。
至于古代艺术家绘制线画的目的则众说纷纭,至今都没有定论。一些学者经过多年辛勤的研究和探索,认为纳斯卡荒原图案很可能是古代纳斯卡人创制的。这个古代民族的天文历法、数学知识都比较丰富,有可能完成这样非同寻常的创作。学者们推测由于纳斯卡地区干旱缺水,古代纳斯卡人便修建了一个庞大的灌溉系统,并用数千米长的线条来记录地下水源地的位置。为了避免因为争夺水源引起纷争,每个纳斯卡家族还根据水流的方向和范围,在地面上绘出自己家族所独有的族徽,也就是那些奇特的动物、植物图形等。于是,一幅幅神奇的线画就这样出现在了纳斯卡荒漠上。
但是,这种说法仍缺乏有力的科学依据,而且也无法解释古代纳斯卡人是如何完成线画创作的,因此纳斯卡荒原上的神秘线画。至今仍是一个待解之谜。
病床上的神奇发现---大陆漂移说
众所周知,大陆漂移学说是地质学上的伟大发现,它科学地阐释了从古至今地壳运动和海陆分布、演变的过程,开创了地质学的全新时代,而它的发明者居然是德国的一位气象学家魏格纳。
1910年,年轻的魏格纳因为一场疾病住进了医院,躺在病床上的他,在百无聊赖中开始观察挂在墙上的一张世界地图。谁知这张地图竟改变了他的一生。当时,他感觉大西洋两岸的轮廓非常相似,这边大陆的凸出部分正好能和另一边大陆的凹进部分拼合在一起。魏格纳想如果从地图上把这两块大陆剪下来,再拼在一起,就能拼凑成一个完整的大陆。后来,魏格纳把南美洲跟非洲的轮廓做了仔细的比较,清楚地看到远远深入大西洋南部的巴西的凸出部分,正好可以嵌入非洲西海岸几内亚湾的凹进部分。这简直太奇妙了!魏格纳一下子从病床上坐起来。在他的脑海里,出现了一个有些匪夷所思的概念:非洲大陆与南美洲大陆是不是曾经贴合在一起,也就是说,从前它们之间没有大西洋,到后来在复杂的地质作用下才破裂、漂移而分开的。
这个奇妙的概念产生以后,魏格纳的精神振作起来,之前缠绕他许久的疾病仿佛也一扫而光了。他立即办理了出院手续,回家搜集这方面的地质资料,以验证自己的设想。他细察了大西洋两岸的山系和地层,发现在它们之间处处都能连接起来:非洲南端的开普敦山脉可以与南美的布宜诺斯艾利斯山连接,挪威和苏格兰的山系也能与北大西洋对岸的阿巴拉契亚山系北段衔接……此外,印度与马达加斯加岛、非洲之间的地层构造,南极洲与澳大利亚之间的地层构造,都可以找出互相对应的关系。
后来魏格纳又吸收了生物学家达尔文的研究成果,证实在远隔重洋的大西洋两岸,有许多生物之间存在着亲缘关系。他穷搜博览,多方查证,获得了多方面的证据之后,将自己的学说写成《海陆的起源》,于1915年出版问世。在这本书里,魏格纳阐述了古代大陆原来是联合在一起,后来由于大陆漂移而分开,分开的大陆之间出现了海洋的观点。
魏格纳这一”石破天惊“的观点立刻震撼了当时的科学界,可他却没能得到预期的支持,很多人因为他是气象学家而非地质学家,就对他的研究成果横加怀疑,说他是异想天开的疯子。尽管如此,魏格纳依然坚信自己的研究成果是科学的,为了让人们接受自己的理论,他战胜重重困难,数次带领探险队深入冰天雪地的格陵兰岛做深入考察,在零下65℃的酷寒下,大多数人失去了勇气,只有他和另外两个追随者继续前进,最终,魏格纳在暴风雪袭击下不幸离世,他的遗体在第二年夏天才被发现。
魏格纳去世后,大陆漂移说又沉寂了近半个世纪。直到20世纪60年代大陆板块构造理论提出之后,大陆漂移说才在新的科学基础上获得了新的含义,又为人们所重视。近年来,大陆漂移说已逐步为世界科学界所承认,魏格纳的研究成果终于得到了应有的承认。
看完了魏格纳的大陆漂移学说,我们不禁要问:板块运动的动力究竟是什么?这就得往地壳下面看看了。相对于刚性地壳,地幔的上部存在一个”软流层“。在海洋下面,这层”软流层“是从大约60千米的深度开始的,而在大陆下面,则是从120千米的深处开始的。在”软流层“中,下面的热物质从下向上升,然后扩散并冷却,最后成为比较致密的物质,并逐渐下沉,构成了一个回环往复的环流。在这个环流系统中,地幔上部的地壳表皮被从热的上升区带到较冷的下沉区,成为板块运动的主要动力。
承诺下的发现---白令海峡
传说中的白令海峡位于亚洲最东点的迭日涅夫角和美洲最西点的威尔士王子角之间。这个海峡连接了楚科奇海(北冰洋的一部分)和白令海(太平洋的一部分)。它的名字来自丹麦探险家白令,他在1728年俄国军队任职时候穿过白令海峡,是第一个穿过北极圈和南极圈的人。
维图斯·约纳松·白令本是一名水手,有着丰富的航海经历,后来在俄罗斯海军服役,因为能力卓著被任命为军官。当时的俄国统治者彼得大帝打算扩张领土,拟派人到帝国的东部海岸考察情况。海军部不敢怠慢,马上推荐白令来执行这个艰巨的任务。
在白令接受这个使命之后,他的家人、朋友都纷纷劝他辞去职务,告诉他远东地区气候恶劣、地形艰险,出海探险恐怕是件九死一生的事情。但白令胆识过人,毫不畏惧,经过一番精心的准备后,他就带领一支队伍于1725年离开了彼得堡,由于当时北方海路还没开通,白令不得不修改了探险路线,先走了一段陆路,翻山越岭,跨越沼泽,耗费两年时间才到达了7000公里以外的鄂霍茨克。接下来,白令改乘舰船一路向北挺进。船队在风雨和迷雾中航行了数周,终于来到了亚洲大陆最东端附近的海面。然而因为大雾的阻隔,白令没有发现自己就处在一个狭长的海峡中,也没有看到近在咫尺的美洲大陆。因此当他返航回到彼得堡时,很多人都对他冷嘲热讽,说他是”空手而归“、”无功而返“。
白令并没有把这些冷遇放在心上,他所关心的是怎样才能说服统治者让自己去更远的北方再做一次考察。1733年,白令终于获得了新即位的安娜女皇的许可,率领一支数百人的考察队伍再次出发了。经过7年多的努力,白令对西伯利亚地区做了一番详细的调查,并写出了材料翔实的考察报告。1741年7月的一天,白令再次通过了那条海峡。在耀眼的阳光下,他兴奋地看到了海峡对岸的北美大陆,看到了海拔5000多米的圣厄来阿斯山。考察队的其他队员们也欢呼雀跃,激动不已。他们将探险船停泊在一个小岛旁,最终踏上了北美洲的土地。他们详细地记录了这里的地质地貌、植被水情、风土民俗等各种各样的资料,并做好了返航的准备。
可就在这个时候,意想不到的事情发生了。船队还没有起航,运送食品的补给船就搁浅了,船上的食物几乎全部被海水浸泡,无法食用。更糟糕的是,还不到9月,气候就突然变坏,海面上狂风大作,浪涛汹涌,根本无法掌握航向。
在这种情况下,考察队员人心浮动,抱怨连天。疾病也开始悄悄地流行起来,不少人都患上了坏血症。白令一直在努力鼓舞大家振作精神,克服困难继续航行,但连他自己也没能避免厄运,在几个月后,他被坏血症夺去了生命。
白令去世后,考察队剩下的为数不多的队员在第二年天气转好后才得以返回。他们带着白令临终前留下的考察笔记和航海图抵达了彼得堡,并将白令的事迹传遍了俄国。人们这才改变了对白令的偏见,将他看成是一位探险英雄。为了纪念他,人们还把他去世时所在的那个小岛命名为白令岛,又将他发现的海峡取名为白令海峡,而白令海峡以南的一片海域就是今天我们所说的白令海。
白令所发现的这条白令海峡沟通了北冰洋和太平洋,是一条非常重要的航道。这条狭长的海峡长约60千米,最窄处仅35千米,最宽处也不过80千米,最大水深仅52米。而且海峡位于高纬度地区,气候寒冷、多雾,每年10月就进入了结冰期,直到次年4月冰层才会融化,这些都给航行带来了一定困难,也是造成白令航海悲剧的原因之一。
白令海峡在地理学上具有非常重要的意义,它的水道中心线是俄罗斯和美国的国界线,海峡中还有两个分别属于俄罗斯和美国的小岛。此外,国际日期变更线也从这两个小岛间穿过。因此,两岛虽相距不远,却隔着一天的日期,这也为白令海峡增添了不少趣味。
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