我们生活的这个地球是如何形成的？具有了一定科学知识的当代人，当然不会满足上帝“创世说”或开天辟地说这样的答案。实际上，早在18世纪，法国生物学家布封就以他的彗星碰撞说打破了神学的禁锢。然而，人们也许还不知道，随着科学的进步，关于地球成因的学说已多达10多种，现列举一些如下：
地球的形成
1.彗星碰撞说。很久很久以前，一颗彗星进入太阳内，从太阳上面打下了包括地球在内的几个不同行星（1749年）。
2.陨星说。陨星积聚形成太阳和行星（1755年，康德在《宇宙发展史概论》中提出）。
3.宇宙星云说。星云（尘埃）积聚，产生太阳，太阳排出气体物质而形成行星（1796年，法国拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出）。
4.双星说。除太阳之外，曾经有过第二颗恒星，行星都是由这颗恒星产生的。
5.行星平面说。所有的行星都在一个平面上围绕太阳转，因而太阳系才能由原始的星云盘而产生。
6.卫星说。海王星、地球和土星的卫星大小大体相等，也可能存在过数百个同月球一样大的天体，它们构成了太阳系，而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。
在以上众多的学说中，康德的陨星说与拉普拉斯的宇宙星云说，虽然在具体说法上有所不同，但二者都认为太阳系起源于弥漫物质（星云）。因此，后来把这个假说统称为康德—拉普拉斯假说，而被大多数科学家认可。
随着科学的进展，人们发现“星云假说”也有不少不能自圆其说的问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学上观察到的事实：在太阳系的系统内，太阳本身质量占太阳系总质量的99.87％，角动量只占0.73％；而其他九大行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共只占太阳系总质量的0.13％，但它们的角动量却占99.27％。这一奇特现象，天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。
另外，现代宇航科学家发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象，1979年8月30日美国的一颗卫星P78－1拍摄到了一个罕见的现象：一颗彗星以每秒560公里（1公里＝1000米）的高速，一头栽入了太阳的烈焰中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳被吞噬的情景，12小时以后，彗星就无影无踪了。
1887年，也发生了一次“太空车祸”，人们观测到一颗彗星在行经近日点时，彗头被太阳吞噬；1945年，也有一颗彗星在近日点“失踪”。
苏联天文学家沙弗洛诺夫还认为：地球所以侧着身子围绕太阳转，是地球形成一亿年后被一颗直径1000公里，重达1012亿吨的小行星撞斜的……既然宇宙间存在天体相撞的事实。那么，布封的“彗星碰撞”说的可能性依然存在，于是新的灾变说应运而生。
今天，关于地球起源的学说层出不穷，但地球究竟是怎样形成的，仍是一个谜。
地球转，地核也转吗
苏联一位名叫帕·切尔卡申的研究人员，根据计算认为，地核的旋转速度要比其外壳快上许多倍。看来，这一假设颇有些不平常。物理学家、行星学家以及动力学专家，都对这一大胆假设很感兴趣。
地球运动的结果
早在4个世纪以前，伽利略就确定了自由落体加速度。牛顿发现万有引力定律也已有300年了。然而对重力加速度的物理本质，现代科学至今未能做出令人满意的回答。
根据爱因斯坦广义相对论方程，可以得出引力波存在的可能性。这种引力波也许有助于问题的解决，但是经过几代科学家们的努力，这种引力波始终未能发现，因此直到目前都不能不承认，那些怀疑引力波存在的观点仍然是强有力的。
帕·切尔卡申根据理论推算，提出了一种假设：地核旋转速度比其外壳（地幔）快16倍。他认为自由落体加速度的物理本质正蕴涵于这一理论之中。根据他的计算，如果地球表面旋转速度为每秒0.465公里，那么根据已知的地核地质半径推算，地核表面的旋转速度应为每秒4.3公里。
在近地低轨道上飞行的人造卫星，也是以与地核相同的角速度旋转的。
按照这一假设，我们可以对地球电磁场产生的机理做出有趣的解释。地球模型的剖面看上去很像发电机：地幔是定子，地核是转子。于是人们就想，假如地球是一部巨型发电机，那么当人们找到了通向地核的方法以后就可以获得取之不尽、用之不竭的能源。
让我们来设想一下未来有这样一个电站：巨大的超导电缆从四面八方通向电站；其附近没有水坝，也没有冒烟的大烟囱；电站厂房内没有涡轮机、锅炉、原子反应堆，也没有热核装置……巨大的电能直接由地核产生……那么，世界上只要有几个这样的电站，就可以保证全球用电了。当然，这一切在今天还只不过是想象而已。
不过，帕·切尔卡申的假设可以回答这样一个问题：为什么一些天体没有磁场？答案很简单：要么是天体核的旋转速度不足以产生磁场，要么是天体根本就没有核。
从行星学角度看，帕·切尔卡申的假设是很有意思的。它有助于在理论上确定地球以及太阳系所有其他行星核的半径、质量、密度、转速以及其他一些参数。总的讲，这些计算与目前科学研究所得出的结果是一致的。
如果帕·切尔卡申的大胆假设得到了验证，那么它就可以用来解释自由落体加速度和引力常数的物理本质。它们将与光速、电荷单位、哈勃常数以及其他一些量并列为物理学的主要基本常数。
现代科学都了解，太阳动量矩（脉冲矩）中占所有行星总动量矩的2％。显然，这里动量矩与守恒定律是不相符的。帕·切尔卡申的假设可以解释这一矛盾现象。根据他的假设，不足的动量矩完全出于太阳核心，它的转速比其外层要快上218倍。根据帕·切尔卡申的计算得出的太阳核心的旋转周期，与通过试验确定的太阳光的脉冲周期2小时40分是一致的。
当然，帕切尔卡申的假设也带来了许多问题。例如：什么力量使地核旋转？为什么这一转速后来不传给地幔？为什么？为什么？……是啊，不正是因为这些“为什么”，帕·切尔卡申的观点才叫做假设吗？要知道，正是这样一些假设常常给人们带来新的发现，而人类需要发现的东西又是何其多呀！
地球多大岁数了
几千年来，人类一直想知道地球的年龄。为求取答案而做的广泛调查研究，时常与这个谜团本身同样引人入胜。可是直到近50年间，研究人员才拥有了能够精确推算地球年龄所需的技术和仪器。1950年以后，才能推算出史前大事的确切年代。
地球年龄早已有过不少估计，许多宗教的经典中，都有地球的年表。举例来说，印度婆罗门教认为，地球与时间同是永恒的。公元前三世纪的埃及学者曼尼索编成地球36000年历史中，神和半神半人的朝代列表。希伯来学者则仅把创世年代定为公元前4000年左右。希伯来人的创世纪故事，部分可能取材自早期的巴比伦神话，不过有些神话所提到的开天辟地时间较为古远。
1654年，爱尔兰亚尔马总主教厄谢尔从旧约全书的系谱推算出，创造地球的年份是公元前4004年。与厄谢尔同时代的一位学者，自称算出地球诞生的准确日子和钟点是10月23日上午九时。但研究同一旧约全书资料的希伯来学者，则推算出创世年份为公元前3761年。传统的希伯来日历，就从这一年开始。
近代许多神学家都对按照字面解释圣经的观念提出异议。实际上，远在公元五世纪时，圣奥古斯丁就认为：创世的六天时间可能是指必然经过的几个阶段，而不必是字面上的时间序列。即使较保守的基督教学者，今天通常也同意，可以把创世的六天看作象征六个概括的时期或时代，而不必以24小时为一天。
不管怎样，公元18和19世纪时，科学知识较为发达，学者都知道地球的年龄必定远超过几千年。科学家于是开始一连串独出心裁的钻研，探究地球的实在年龄。1715年，英国天文学家埃德蒙·哈雷提出，科学家追求的证据在海洋里。哈雷说，让我们假定海水最初是从大气落下的淡水。今天海水里的盐分，可能是后来经过数不清的年代，由河水把盐冲入海洋所致。拿目前海洋所含钠盐的吨数，除以每年世界各大河流冲入海洋盐的平均吨数，便可计算出海洋的年龄。科学家虽然试过哈雷的方法，但推算出的海洋岁数显然太低。我们现在晓得，河水挟入海洋的盐量，在过往的年代中变化极大。此外，海洋盐分还有其他成因，包括火山活动，熔岩从洋底的裂隙涌出来等。
早期提出推算地球年龄的另一方法，是测量洋底每年的沉积率。以此沉积率除海洋沉积的估计部厚度，便可以求出海洋年龄。今天，我们知道这个方法有几个疑难问题。其中一个是：有关“板块构造”的新近发现显示，随着全球的海底移动，洋底沉积也会不断移动，甚至毁灭。
1799年，英国运河测量员威廉·史密斯提出一个概念，其已成为今天地质学的基本概念之一，即断定岩层相对年龄的方法。史密斯指出：沉积岩岩层中发现的各种化石，“永远以相同层次上下排列”。因此不管在什么地点，化石便成为地质学家断定岩层相对年龄与层次顺序的标准。但是这种推定年龄的方法，只属比较性质，仅能确定某一岩层比另一岩层古老或年轻。至于岩石的确实年龄，仍然无法求得。
到了19世纪，一些地质学家朝另一个方向探讨。他们开始设法估计，地球自有生命以来，迄今经历了多久的时间。1867年，地质学之父查理·莱伊尔爵士推测：2.4亿年时间足以说明地球上各种动植物在过去所发生的重大递变。但是与莱伊尔同时代的一位学者估计，仅需6000万年。博物学家达尔文支持莱伊尔的估计，辩称6000万年不足以说明整个生命史与现代有机体的演化。
大约同时，英国物理学家基尔文勋爵认为地球的岁数应更低。他假设地球最初是一个灼热的熔融体，计算地球冷却到目前仅剩下一个熔融核心所需的时间。结果得出地球的年龄只是2000万年。与基尔文同时代的地质学家和古生物学家，多半认为这样低的岁数似乎不大可能。
后来发现，基尔文没考虑到当时未能充分了解的另外一个热源，那就是使地球内部岩石暖热的热力。这种热是由藏在地面下的放射性元素产生的。况且，地球几乎绝非起源于一个熔融体。近代学说认为：原地球是从一团由冷尘和气形成的云逐渐积聚而成的，受到藏在内部的放射性元素发热的影响才暖热起来。基尔文如果晓得这些因素，就会知道地球年龄一定超过2000万年。
今天的科学家都知道，地球年龄甚至比莱伊尔和达尔文所想象的老得多。现代对地球年龄的估计，是根据存在于地球放射岩石里的一种“地质钟”。1905年，美国化学家博尔特伍德指出：在含铀的岩石中，一定有铅元素。博尔特伍德注意到，在地球的任何一个地区内，放射性岩石中所含铅与铀的比例，通常都极为一致。博尔特伍德就假定（经证明是正确的），各种形态的铅是放射衰变过程的最后产物，铀同位素逐渐变成铅同位素。博尔特伍德推论，如果铅是这种缓慢衰变过程的最后产物，那么就年份相同的放射性矿物来说，铅与铀的比例应该是相同的。他认为：只要能晓得铀衰变的速率，就可从岩石中铅同位素与尚未改变的铀同位素的相对比例，精确算出岩石的年代。随后的研究显示，铀的放射衰变率极为缓慢。
岩石是最初的铀原子，已知需要经过45亿年以上，才有一半发生衰变。这个数字称为铀的“半衰期”。
到现在为止，借铀—铅比例和其他较新的放射推算法，确定了不少远古岩石的年代。最老的岩石是产自南极洲、南非、澳大利亚、苏联和北美的“加拿大地盾”。放射化学分析显示，最古老的岩石是在30多亿年前形成的。在这样古老的岩层下面的岩床，凝固时间则必然在地球历史中更早的时代。地质学家至今还未能确定这些岩床的年代。岩床或许出自地球的原始地壳。但直到目前为止，还没有岩石经鉴定为原始地壳的一部分。
地球的原始地壳究竟有多古老呢？许多科学家相信，陨星是一颗行星或者许多小行星的残骸，原来是与地球和太阳系的其他行星同时形成的，不过后来碎裂了。果真如此的话，那么我们借铀—铅比例测定从天空降下的陨星碎块的年龄得知，地球的年龄接近46亿年。
何时查清地光奥秘
光，作为地震前后常见的自然现象，早在《诗经》里就有记载，近来我国发生的海城、邢台、唐山、松潘等大地震中，地光也屡有出现。根据人们的观察，地光的形态可谓多种多样：其颜色就有白、红、粉红、橙红、绿、蓝不等。其形状又有：闪电状、朦胧弥漫状、条带状、柱状、信号弹状、散射状和火球状等。
有关地光的成因，科学界说法不一，主要有以下几种解释：
（1）摩擦生热说：这是米尔恩于1898年首先提出的，它源于锤子敲击岩石迸溅火星的启发，认为地光是地震时岩块相对运动发生摩擦而产生的发光现象。但这一理论却不能解释地光的各种现象，如有些地光发生在半空中，有些地光还伴随着日光灯式自动闪烁，以及地光以球形和柱形出现的缘由等等。
（2）水的毛鲴管电位理论：这是日本学者寺田寅彦根据物理学原理在1931年提出来的。他认为，一场强烈的地震所影响的深度可与地面上波及的范围相当。在地震影响的深度范围内，地下水受到挤压，便通过许多毛细管般的岩石孔隙向上移动，产生了流动电位。寺田推测地下水所受的压力，相当于100公里厚的岩柱所产生的压力，根据流动电位的计算公式可得出，地下水流动所产生的电位差达到300万伏。显然，这样巨大的电位差足以导致产生高空放电形成地光。但有人对此观点提出了质疑，认为地光并不都发生在高空，而且对其计算结果也表示怀疑。
（3）压电效应理论：物理学的实验发现，许多晶体在受到挤压或拉伸时，会在两个平面上产生相反的电荷，称为“压电效应”。1970年，芬克尔斯坦和波威尔指出：当石英在地壳岩层中作有规律排列时（若无规律，则产生的压电效应将互相抵消），如果沿长轴排列的石英晶体的总长度相当于地震波的波长（近于2公里）时，就会产生地震电效应。若地震压力的压强为30～300帕，就可能产生500～5000伏／厘米的平均电场。这个电场足以引起类似暴风雨时的闪电那样的低空放电现象，产生地光。这显然与地光在强震区当中不论其地下岩石性质如何都广泛出现的实际情况不相吻合。另外，它也没能解释在一些震区有时可以观察到的“电子暴”。
（4）低空大气发光理论：1961年，日本学者安井丰提出在地震区常会有以氢为主要成分的放射性物质，被从地里“抖”到大气中。特别是在含有较多放射性物质的中、酸性岩石分布区和断层附近，大气中的氢含量将有显著提高（这一点已为实测结果证明），这也将使大气电离化增强，导电率增加。安井丰受芬克尔斯坦的启发，认为如果这时地面存在一个天然电场，这个电场可以由压电效应产生，那么就会向空中大规模地放电，使地光闪烁起来。这一理论是目前解释地光形成原因的许多假说中比较成功的一个。
但是，要彻底揭开地光产生之谜，还需今后加强对地光的科学观察和记录，还要用现代的先进技术装备，及时地捕捉有关地光的各种信号，并仔细区分不同的地光类型。可以相信，随着探索和研究的深入，我们终将洞悉地光的秘密。
地球的光和热主要源于太阳，是太阳赋予地球以阳光、大气和生命，所以谈到地球的冷热变化，人们往往会联想到太阳。
但是，在地球形成的地质年代中，曾经发生过近百次冷与热的交替，地球最冷时，极地冰川可能延伸到某些较低纬度地区，在我国南部的亚热带地区也曾有过山谷冰川的发育。地球最热时，能使南、北极地冰川融化，在极地不仅发现有代表湿热气候的石炭二叠系煤层，并有热带的动、植物化石存在。
地球历史上的冷热现象是怎样产生的，难道是太阳忽冷忽热导致了地球冷热变化吗？太阳能否热得使地球极地成为热带气候，反之又冷到使赤道附近变为寒冷地带吗？于是研究太阳、探索地球气温的演变，就成了人类千百年来追溯地球冷热变化的谜团。
20世纪下半叶以来，随着科学的高速发展，天文学家们经研究确认：在地球生成的40多亿年中，太阳没有发生过明显的忽冷忽热变化，在未来的50亿年中，太阳也不会发生这种变化。太阳只存在着11年为一个周期的黑子变化，这种变化是强磁场产生的粒子辐射现象，虽然对地球的气候有周期性的影响，但绝不会构成地球长周期的大规模冷热变化。既然太阳不会暴冷暴热，那么地球为什么在某些地质年代会变得寒冷，而在某些地质年代又变得那么炎热呢？极地的热带气候究竟是如何形成的，热带的冰川又是怎样发育的呢？围绕这些地球之谜，在科学界曾引起了许多学说的争鸣。
争论情况大致认为：
（1）地球大规模冰进与冰退，即地质年代中冰期与间冰期冷和热的交替，显然不能归结于太阳的冷热变化；（2）也不是地球旋转轴发生位移，造成地球90度大倾斜，而导致了极地和赤道的位置互换；（3）更不是源于宇宙物质——宇宙尘，彗星，小行星等对地球的影响，以及地球的外界引力所致。
从地球近日寒冬、远日反而是酷夏这一现象来看，也说明地球的冷热变化主要不取决于距太阳的远近，而春、夏、秋、冬四季的冷热差异，也不在于太阳的能量变化，主要在于地球的偏转运动。因此可以认定：太阳的能量是不变的，地球的冷热变化主要不在于太阳，而在于地球本身的变化，所以对地球历史上和现代所发生的冷热之谜，也只能在地球本身来寻觅这个难解的谜底。
地球变暖的因素主要表现在低层大气中，而低层大气最大温室气体是水蒸气，如果二氧化碳形成的“温室效应”增强，必然会蒸发更多海水，海水蒸腾作用会产生更多的云，而云量增多、增厚又会吸收和反射太阳光辐射，形成“阳伞效应”，使高空变热、地表面变冷，这显然与气象卫星观测情况不符。同时云量增加又会导致更多的阴雨气候，这显然与地球多年来干旱、水荒、气温上升情况恰恰相反。因此二氧化碳是否是造成地球变暖的真正元凶也还是个未解之谜。
科学家们认为：人类对地球气温变化的干预能力虽然极其渺小，但因为地球表面的温度的平衡是以十分微妙的力学关系来维持的，只要使地球外围大气层的成分稍加变化，就能使地球温度升降2摄氏度。若地球平均温度升高2摄氏度，就可使地球南北两极的冰川全部融化；相反，地球平均温度下降2摄氏度，便会导致地球冰川遍地，重新进入冰河期。当地球稳定的热平衡因人为的因素而被打破时，就会导致地球气候的急剧变化。许多科学家认为地球正在变暖，一般老百姓也有这种感觉，这样会导致冰川融化；而也有些气象专家根据多方面的气象资料分析，认为地球将进一步变冷，可能面临一个新的冰河期的到来。对于这一全球性的热门问题，地球将到底是变暖还是逐渐变冷，科学家们正在探讨之中。
在中学地理课本中，我们了解到地球是由地壳、地幔、地核三部分组成的，然而这种知识应当说是很肤浅的。因为就目前来说，我们只能“触摸”到地球表面薄薄的一层壳。地球的最高峰——珠穆朗玛峰的高度为8848米，而最深的勘探井（在科利斯半岛）约深12公里。对比这些数字，我们会发现，我们可以直接研究地球表层的厚度仅为20公里左右。
然而，再往底下是什么？地球内部中心究竟为何物？……这是千百万年来始终令人困惑不解的一个谜。
19世纪后期，人们注意到了这样一种现象：火山喷出熔岩的温度随着深度而增高；地球深处温度升高的现象也可以在钻井中看到。根据温度随深度增加的速率来计算，地心的温度竟可达10万度左右。在这样高的温度下，即使地心具有极高的压力，任何物质也都会变为气态状态。于是许多研究者提出了“气态地核说”。
但是，也有人认为这一学说是建立在钻井和火山资料基础上的，其最深也不会超过60公里，因此所推测出的地心高温概念是不可信的。19世纪末，人们通过重力测量求出了地球密度值为平均5.52克每立方厘米。它比地表任何岩石的密度都大许多，因此推想地核内部一定有密度更大的东西。
19世纪中期到20世纪初期，地震波的研究，为我们探索地球内部的奥秘提供了一个好帮手。由于剧烈晃动（爆炸、地震）而产生在地表的弹性震动传播到地球内部，在不同的水平面上变换着速度，由具有各不相同的物理属性的地表层反映出来，用精密仪器记录下来。
第一个利用地震仪发现地球内部奥秘的是前南斯拉夫的地震学家莫霍罗维奇。1909年10月8日，南斯拉夫的萨格勒布发生了一次强烈地震，莫霍罗维奇在研究这次地震所记录的数据时，发现地震波传播的速度在地表下面33公里处，存在一个不连续的跳跃，说明在这个深度上下的物质密度相差很大。以后，科学家确证这个球面是地壳和地幔的分界面，并以莫霍罗维奇的名字来命名，称为莫霍不连续面，简称莫霍面。
1914年，美籍德国地震学家古登堡在观测远方所发出的地震波时，又发现在地表下面2900公里处，地震波的传播速度也发生了急剧改变。如法炮制，这里又成了地幔和地核的分界面，地学上称作古登堡面。
通过进一步的研究，人们知道了地幔的物质具有固态特征，它的上部由含二氧化硅24％～25％左右的超基性岩组成，性质类似橄榄岩，因此，被称为“橄榄岩层”，同时，它又含有丰富的硅和镁元素，又称它为硅镁层。
1936年，丹麦地质学家莱曼对地核中传播的地震速度进行了更精密的测量，又发现地核可分为内核和外核两部分，内外核的分界处在地表下5100公里处。外核中地震波横波不能通过，人们推测它为液态，而到内核，横波又重新出现，说明它是固态。由于地震波在整个地核中的传播速度与它在高压下铁的传播速度相等，人们自然推测地核可能是高压状态下由铁、镍一类物质构成的。
然而，并非所有学者都同意上述观点，在不断研究中，又先后提出了“金属氢地核说”、“金属氢化合物地核说”、“铁硫地核说”、“铁硅地核说”、“铁氧地核说”等等。目前，学术界认为铁氧说、铁硅说、铁硫说是三种可供选择的较佳方案。然而这三种学说也只是人类用智慧对地球内部体形的间接“窥视”而无法直接用“肉眼”寻找证据，所以地球中心究竟为何物仍是个谜。
地球南北极磁场到底为什么会换位
乍看起来，这似乎是一个不该问的问题，因为在20世纪60年代以前，一切常识或高深的理论几乎都告诉我们：地球有磁场，磁场有南北极，南北极的位置是固定不变的，这些似乎都成了定论。然而，地球南北极磁场会调换位置的问题，已使一些科学家困惑了半个多世纪，直到20世纪60年代中期，这一问题才得到了肯定的回答。
早在1916年，法国的古地磁学家布容发现古老岩石的化石磁场（古地磁场所造成的岩石的永久磁性）所指示的磁场方向相反。后来，又有一系列的类似发现。这使得许多地磁学家大惑不解，但是那时几乎没有人敢于设想地磁南北极会互换位置。多数科学家都把主要精力放在研究岩石冷却时是怎样获得磁性的，以及在这个过程中是否有可能产生与外界磁性相反的磁场。到了20世纪50年代，科学家们又发现了一些类似的特殊矿场，这就迫使古地磁学家寻求新的解释方法。于是，开始出现了地磁场南北极曾互易位置的大胆假设。
当循着这一似乎异想天开的假设去研究这个问题时，结果却出乎意外的令人满意。20世纪60年代初，科学家们对美国加利福尼亚和夏威夷的火山岩同时进行了大量的古地磁和同位素年龄的测量。其结果表明：如果地磁场方向有可能倒转的话，那么这种现象在地质史上就一定发生过多次。当然，上述的地磁资料在整个浩如烟海的古地磁资料中，犹如凤毛麟角。要推翻人们几千年形成的对地磁场的见解，还显得过于薄弱。
1955～1965年的10年间，科学家对大西洋和太平洋的洋底进行了较大面积的航磁测量，其结果更加明白无误地表明，地球磁场的南北极在地质时期曾多次互换位置。在最近的400多年中，至少有两个时期与我们现今的磁场方向相反。
地磁极为什么会倒转，这个问题仍是对今天科学家们的挑战。
地球的结局究竟会怎样
地球是太阳系中的一颗行星，也是我们人类赖以生存的家园。对于地球的历史，以我们人类所能找到的证据只能推测它大约诞生于46亿年前，在这漫长的岁月中，地球不断发展变化，逐渐形成了今天的模样。若问地球将会有怎样的归宿？我们也只能进行推测，而推测的结果也是各不相同的。
第一个试图不靠神学去详细研究地球的过去和可能会有的未来的人，是苏格兰的地质学家赫顿。他在1789年，发表了第一本现代地质学著作，他在书中承认自己在研究地球本身的过程中，并没有能够看出它开始和终结的迹象。于是许多人都认为：地球一旦形成，如果任它作为表面覆盖着一层水和空气的金属和岩石集体存在的话，它就会这样存在下去，直至永远。
后来，人们的研究又进了一步，开始考虑到外来因素对地球的干扰。
人们首先想到的是太阳，它离地球最近，并且有足够大的能量来左右地球。在过去的几十亿年中，太阳维持着目前的活动水平，因而地球基本没有变化。但太阳会永远维持现状吗？一旦它发生变化，会给地球带来什么影响呢？
20世纪30年代之前，人们觉得太阳的能量终有一天会耗尽，终会渐渐冷却，由耀眼的白色冷却成橙色，再变成红色，最后变成一个光能枯竭的黑暗星体。这一变化也会使地球由于得不到足够的太阳能量而慢慢冷却，越来越多的水冻结起来；冰天雪地的南北两极不断扩展，直至赤道地区也变得天寒地冻；整个海洋将冻结成一块坚冰，空气也会液化，随后还会冻结成固体。在此之后，没有生命存在的冰冻的地球仍会履行它作为太阳行星的职责，而乐此不疲地旋转若干年。
但是，到了30年代，核物理学家第一次揣摩出在太阳和其他恒星中所发生的核反应。因而推测出，太阳的能量来自于它上面的核反应，太阳的一生将度过引力收缩阶段、主序星阶段、红巨星阶段以及致密星阶段。其中主序星阶段是太阳的稳定时期，我们目前正处于这一阶段，而且刚刚度过了一半时间。但接下来便是太阳变成红巨星的阶段，那时大部分氢燃料消耗尽，其他核反应就会发生，使太阳变热膨大。在这种情况下，地球的末日就到了，它会被烤成灰烬，最后又挥发掉。当然这是几十亿年以后的事。
除了太阳之外，目前科学家还在寻找影响地球寿命的其他因素。
有的科学家认为：太阳可能有一个兄弟——太阳的伴星，这颗伴星日夜不停地绕日运行，每隔2600万年，就会转到离太阳最近的地方来“兴风作浪”，它的强大引力会引起众多彗星的大扰动，有10亿颗彗星将在太阳系内横冲直撞，地球和其他行星都将成为这些彗星的“靶子”。如果与地球相撞的彗星的质量足够大，那后果真不堪设想：轻者生物灭绝，生态剧变；重者山崩地裂，地球“粉身碎骨”。这种类似的灾变是有案可稽的。科学家们还发现：在过去的2.5亿年间，生物发生过多次灭绝，其间隔恰好是2600万年。例如：9100万年前、6500万年前、3800万年前，以及1100万年前，分别发生的大灾变，使75％以上的生物在劫难逃，恐龙就是在6500万年前灭绝的。当然，这颗可能会给地球带来不测的太阳伴星还没有被人们发现。但是，许多科学家是相信它的存在的。
地球究竟将受到来自空间哪一方的打击而遭毁灭？地球何时寿终正寝？这些，现在还都是悬而未决的疑案。
地球空气究竟来源于何处
空气、阳光、水被称为生命的三要素，但是在这三要素中，空气对我们人类来说是更为重要的。人在没有阳光照射时会活很长时间，没有水，人也可以生存5～10天，然而没有空气，人只能活几分钟甚至更短。其实我们呼吸空气只是呼吸空气中的那一部分氧气，氧气是生命活动的根本，氧气从呼吸道进人体内通过血氧交换到达全身各部，使机体组织细胞能够新陈代谢，进行着正常的生理活动。
氧气在空气中以体积计算约占21％，以重量计算约占23％。空气中含量最多的是氮气，按上述两个方面计算分别占78％和75.5％，另外空气中还有水蒸气、二氧化碳、氩、氖等气体。空气在标准状态下每升重约1.29克，随着距离地面越高空气则越稀薄。
但是，空气最早是怎么形成的呢？
根据天文学家推测：行星是由一些巨大的气体和尘埃旋转而形成的，而构成这些气体尘埃的各种元素的比例，一般等于它们在宇宙中所占的百分比。在地球形成之前与其他行星一样，其构成约有90％是氢原子，9％是氦，其余是极少量的氖、氧、碳等元素。地球的尘埃在高速旋转中逐渐靠拢形成一个核心，这就是地核的雏形，在构成之中一些气体也被笼绕在圆体形成物中间，当这些堆积物越来越大，随之其内部的压力越来越高，因而最后造成火山喷发，这些被裹在地表以下的气体则喷发出来，其中的氢不是被燃烧，就是由于其密度太小，而迅速脱离地球逃逸了。氖、氦也同氢一样消失了。而剩下来的气体不是由于密度较大，就是由于水蒸气的凝结而来不及逃逸的，这就形成了大气，它包绕了地球的表面。这些剩余的气体有水蒸气、氨、甲烷和少量的氩。水蒸气冷凝后便落到地球表面，于是就形成了海洋。
这些大气由于太阳紫外线的辐射，其中水蒸气又分解成氧和氢，氢又逃逸掉了，于是仅剩下氧，氧与氨化合生成氮和水，与甲烷化合生成二氧化碳和水，这就是地球在几百亿年生命开始之前的大气。氮和氧作为生命的始动物质，为生命的诞生和孕育做出了极为突出的贡献。
随着生命在偶然的情况下出现，以及在臭氧层形成保护层之下，生命的光合作用开始进行，于是大气中的二氧化碳被吸收，同时释放出氧气，地球才真正地走向了能够孕育生命和利于生命生长的正常轨道，这些大约距今有五亿年了。我们今天所生活在这种被称之为空气的大气中，当然也是一个偶然的机会了。
以上所说的这一切只是我们根据对于其他星球观测到的现象而对地球大气形成的一种推理。至于为什么众多的比地球还古老的星球最终并未产生生命，是不是与大气的构成有关，我们目前尚无法回答。同样对于我们地球本身的这种大气形成机理，也没有敢说就是如此之明确，因而，空气的形成对于我们来说就不仅仅是千古之谜了。
撒哈拉沙漠曾经是大草原吗
世界第一大沙漠——撒哈拉沙漠面积达800多万平方千米，地跨埃及、苏丹、利比亚等国，直抵大西洋岸边。该地区常年滴雨不下，最高温度可达58℃，最低温度则为－15℃。由于气温忽冷忽热，致使该地区的气候极其恶劣。目前，据测算这个可怕的沙漠正以每天27米的速度向南移动，而有的地区，每天速度则高达107米。自从人类有文字记载以来，撒哈拉地区一直是个沙漠地区。在阿拉伯语中，“撒哈拉”与“大荒漠”的意思是等同的。
有些地质学家、地理学家认为：在几千年以前，撒哈拉沙漠地区是一片草木茂盛、雨量充足的草原。早在1850年就有人在阿尔及利亚东部的撒哈拉沙漠中，发现岩壁上刻有鸵鸟、水牛以及一些人物画像，而没有骆驼等沙漠中存在的动植物。1933年法国人将这些发现公布于世，这才引起了广大科学家的注意。接着，他们对撒哈拉沙漠地区做了进一步的科学考察。他们在恩阿哲尔高原上发现千米长的壁画，这些壁画五颜六色、色彩雅致，各种色彩交相辉映，生动地描绘了史前撒哈拉地区的民族生活场景、宗教仪式和恢弘的战争场面。
1956年，亨利·罗特带领法国的探险队对撒哈拉沙漠地区进行了大规模的探险活动。经过长时间的努力，他们克服了各种令人无法想象的困难，大约发现了1万多件壁画。他们为了让世人领略撒哈拉沙漠的艺术瑰宝，在1957年将总面积达10776.4平方米的壁画复制品和照片带回了巴黎。这些艺术瑰宝在欧洲巡回展出，轰动了整个世界。地质学家和地理学家对这些壁画进行了科学的分析、研究。他们认为：在几千年以前，撒哈拉地区曾是草原，村民们在此进行原始的狩猎生活，到了公元前4000年，当地的居民已经学会了饲养牲畜。随着历史的发展，住在这里的人们已懂得制造盾、矛、战车。人们为了生存，相互之间进行了残酷的掠夺战争。在亨利·罗特发现的壁画中有这样一幅画：为了争夺食物、财产，人们手持木制的弓箭，身穿灰色的布衣，头戴着小帽子，而有的人则穿着华丽的衣服，头戴花色的头巾，在指挥战争。另外还有一幅画：在一个村落里，第一座房子是空的，也许是村子的主人居住的；其他的房子前面各有一个女人怀抱着孩子，从她们翘首企盼的表情中，可以看出是在盼望着丈夫的归来。这幅画描写了一幅典型的小农经济社会生活的场景。
除恩阿哲尔山区外，在利比亚、阿尔及利亚、尼日尔、马里、乍得等地也发现了不少壁画。其中学者们在诸多的壁画中发现了这样的一个现象：壁画中的放牛人与现在撒哈拉沙漠南部地区的呼鲁贝族人的体质特征极为相似，尤其是一些生活方式、服装样式、房屋结构。所以有些学者做出这样的结论：呼鲁贝人在撒哈拉地区还是草原的时候，他们从尼罗河上游来到了撒哈拉沙漠的南部地区，并在此生活了下来，后来由于气候的原因，他们在公元前4000多年开始迁移到尼日尔河畔，并一直生活到现在。此外，在1933年，探险家们在利比亚的费然山等地发现了大量的马拉战车的壁画，数量极其可观。壁画中的战马四蹄奔放、气象恢弘。据此，他们认为既然有大量的战马肯定会有马得以生存的客观条件。而草和水，则是必不可少的条件，而这也正是学者们认为撒哈拉地区曾是草原的有利证据。而且，他们认为撒哈拉地区曾是草原的间接证据是：通过对大量的壁画进行研究发现，骆驼在壁画中出现的次数极其少，而且即使是有骆驼的壁画也都是后期的作品。
考古学者认为：非洲从公元前8000年至公元前2000年是寒武纪潮湿期，在那时撒哈拉地区生长着热带草原植物，这样的自然环境利于狩猎等游牧生活。大量描绘游牧生活的壁画也证明了这一点。
也有的科学家对此说法提出了质疑。他们认为：在人类有文字记载的历史上，从来没有发现曾有过记载撒哈拉地区是草原的文字，而且这些壁画的真实性也是值得怀疑的，也许是长期居住在沙漠地区的人们渴望生活在草原上的游牧生活，所以他们雕刻了大量的壁画来反映他们的心声。而且如果认为撒哈拉地区曾是草原，那么到底是什么原因使肥沃的草原变成了荒凉的沙漠、戈壁。也有学者提出这样的观点：这些壁画描绘的是古罗马帝国的军队征服撒哈拉地区时，因思乡心切，于是在岩石上到处雕刻，来反映他们故乡的美好生活，以此表达思乡的心情。
撒哈拉地区在史前社会到底是草原抑或是沙漠？至今，还没有一个明确的答案，相信随着考古学和科学技术的不断发展，这个问题一定会有一个令人信服的答案。
极地也会有火山吗
这座冰火相伴的山峰，矗立在地球上人迹罕至的大洲上。埃里伯斯火山是南极洲的灯塔和路标，在午夜太阳的照耀下，笼罩着玫瑰红与松石绿的光晕，喷出的蒸汽远飘数里，飘过冰封的罗斯岛上空。山下有美国人建立的麦克默多站，不远处有几间小屋，是当年斯科特、沙克尔顿所率领的探险队住宿处。小屋现已破旧，陈设仍保留原样。罐头食物、留声机都放在原来地方，在严寒中保存完好。20世纪初期的探险家简直把埃里伯斯火山视为“良师益友”，一次次外出勘察地形或做科学考察，都有赖埃里伯斯火山引导返回营地。
特罗尔火山和埃里伯斯火山是地球上已知区域最南端的两座火山。一听“特罗尔”和“埃里伯斯”这两个名字，好像颇有含义，尤其是“埃里伯斯”在希腊文中意指阴冥。其实这是罗斯上校麾下两艘船的名字。1841年1月，他指挥这两艘船穿过浮冰，寻找磁南极。
罗斯率领的探险队向南推进。一天早晨，看见一座雄伟的山峰峰顶有东西飘扬，起初以为是雪花随风乱舞。细看原来是一座火山正在喷发，喷出大量火和蒸汽。在万里冰原中有此景象，实在令人惊讶。罗斯上校以船名把这座火山命名为埃里伯斯；以另一船名命名附近一座较小的休眠火山为特罗尔。
罗斯上校始终找不到磁南极。南下的路被冰架阻挡，此冰架大如法国，后来命名为罗斯冰架。虽找不到磁南极，但此行已是了不起的成就。
1901～1904年，斯科特率领一支探险队又来到这里。直到1907～1909年，沙克尔顿在此寻找磁南极和地南极。
登山时环境恶劣，山坡的蓝色冰层近乎垂直，上覆薄雪，气温零下33°C，空气稀薄，呼吸困难，他们登山经验又不足，一名队员的脚冻伤了，然而最后终于登上了峰顶。峰顶地形奇特，4个火山口一个叠一个，地面散布完整的长石晶体，大多竖立，状如鬼怪，似在迎接他们。他们起初大惑不解，后来发现地面有好些喷气孔，喷出蒸汽柱，蒸汽喷出不久就冷凝，冻成这些形状。那个活火山口深275米，喷出一团团含硫烟雾，把熔岩像炮弹似的射上半空。
1978年，在南极新西兰斯科特站工作的野外求生专家蒙提斯报道说：“数十枚熔岩飞弹一边打转，一边在我们头面高处盘旋，像电影里的慢镜头。有些飞弹‘轰隆’一声从天空坠落，其他自我们中间飞过，有的快，有的慢。大多数如茶壶，少数比茶壶大得多……纷纷落在主火山口中，融掉积雪，激起热水和蒸汽嘶嘶喷上半空。”
尽管埃里伯斯火山的喷发景象令人胆战心惊，但1975年以前从没有人受到伤害。1979年11月，一架新西兰飞机载游客飞到火山边观光，遇上喷发，257名乘客与机员全部罹难。他们主要死于“乳白天空”现象，那是极地一种极其危险的大气光象：大地与天空呈现一片均匀的白色辉光，云和地平线难以分辨，无法辨认方向和景物。出事飞机的残骸仍散布在冰雪中，提醒大家南极洲虽然美丽多姿，但也很危险。
火山为何会喷发
1943年2月20日，墨西哥一名农夫看见田地开裂，并冒出气体和尘埃。入夜，裂缝喷发。翌日早晨，已形成一座高9米的火山锥，喷出大量火山灰和石块。新生的火山锥不断增大增高，到年底，高达300米，掩埋了附近的帕里库廷村。其后，熔岩从山坡漫出，吞没了10公里外一个小镇。这座火山危患9年后沉寂下来，未再喷发。此山名为帕里库廷火山，是首座几乎自诞生时即受科学家研究的火山。一般火山的活跃期可长达数百万年，这座火山的活跃期却特别短，显得很不寻常，不过由于地处火山带，可能随时再度活跃起来。
活火山是地球上最慑人的自然奇观。地壳深处，甚至在地幔处的熔岩，挤上裂缝，通过地面口子喷出来，就形成活火山。火山的形状因熔岩成分而异。地幔熔岩较稀，流淌铺开，冷凝成岩层，岩层相叠，形成坡度平缓的盾火山。地壳熔岩较稠，形成高耸的锥状火山，例如富士山。全球共有1300座活火山，大多位于板块边缘。
火山也可在板块中部诞生。地幔中有些热点，温度比四周高，热点之上就有可能形成火山。夏威夷群岛是最佳例子。这些岛屿是太平洋板块在热点上移动形成的一串巨大盾火山。
世界最大的活火山，是夏威夷岛的冒纳罗亚火山，刚移离热点。其东南方的基拉韦亚火山，正位于热点之上。因此，冒纳罗亚火山渐趋沉静，基拉韦亚火山则更趋活跃；其他岛屿是较老的火山，随板块移动离开热点渐远。
夏威夷群岛的火山都由玄武岩构成。玄武岩是最普遍的一种火山岩，由地幔上层物质构成，颜色黯黑，质地坚硬。夏威夷岛的熔岩就是这种稀淌熔岩，不断从地底流出，冷凝而成火山。炽热的玄武熔岩呈橘色，流速每小时达100公里。熔岩小部分从峰顶的主火山口喷出，大多则从山坡的长裂缝涌出。
有时候，熔岩流表面冷却凝固，里头却仍旧灼热，继续流淌。喷发停止后，地下就留下长长的中空管道，称为熔岩管。再次喷发时，地面熔岩或会流进这些地下管道，稍后再冒出地面。
夏威夷的玄武岩，因冷凝方式不同分为两种：一种称为绳状火山岩，有的表面因冷却绷紧而变得光滑；有的表面则扭曲成绳状。另一种称为块状火山岩。表层较厚部分冷却后，下面炽热熔岩继续流动，把表层撕裂掰开，形成崎岖不平的松散岩石。
分隔洋底板块的山岭上，有不少火山，长久以来静静地喷出熔岩，不为人见。熔岩涌出后，迅即被海水冷却，表层硬化，形成足球大小的圆球，堆叠起来，称为枕状熔岩。
少数深海火山非常雄伟，山巅露出水面，形成岛屿。冰岛即为大西洋海岭上一列火山形成的。
1963年，一个岛屿在冰岛附近形成，名为瑟特塞岛。熔岩使海水沸腾气化，小岛在漫天蒸汽和气体中诞生，揭示驱使地壳移动的热能何等巨大。随着洋底扩展，瑟特塞岛将移到中大西洋海岭的一旁，最后会熄灭，受海浪侵蚀，变成海底平顶山。同样，夏威夷群岛受太平洋海浪冲蚀，终有一天会消失于海面上，变为海底平顶山。
太平洋板块的边缘潜没到大陆板块下面，熔岩上涌，在俯冲带上形成火山。太平洋沿岸因此遍布火山，称为太平洋火圈。大陆地壳边缘受拉向下，因高热而熔化，产生大量火山灰、熔岩、蒸汽和气体，使这些火山极为活跃。
火圈中的火山大多是锥状火山，中央有一竖向火山筒，山侧可能有几道次生裂缝。喷出的熔岩，比洋底火山喷出的玄武熔岩稠得多，原因是熔融的大陆地壳含有大量硅质。夏威夷岛那种流动很快的熔岩，来自熔融地幔和洋底地壳，硅质较少。太平洋火圈的火山呈锥状，是由于熔岩黏稠度高，而且有大量火山灰和其他爆炸出来的物质堆积在火山口外。
世界最高的火山，是火圈内安第斯山脉的奥霍斯德尔萨拉多山，耸立于阿根廷与智利边界，海拔6887米。
火圈中的火山比洋底火山活跃，原因是熔岩稠厚，蒸汽不能逸出，就像香槟酒的气泡。可能爆炸造成多孔的浮石。有些火山沉睡多年，冷却了的熔岩像瓶塞一样，堵住火山颈，阻止下面的熔岩和气体喷出。若内部熔岩越积越多，压力不断增加，甚而使山坡鼓起。最后压力太大，造成猛烈的爆炸，整座山可能炸得粉碎。
1980年5月18日，美国华盛顿州圣海伦斯火山爆发，山顶和一侧山坡炸开，破坏面积甚广。大团火山灰、气体和蒸汽升到250公里上空。
1815年4月，印尼坦博拉火山喷发，把165立方公里的石块和熔岩抛到半空，夺去9万条人命。喷发后的火山口直径达11公里。
1883年8月27日，喀拉喀托岛上火山爆发，当时公认为是历史上最猛烈的爆炸。其造成300座村落被毁，36000人死亡；160公里外的房屋裂开；4800公里外闻得巨响；冲击波环绕地球七圈。
1883年初，喀拉喀托仍是巽他海峡上一个普通的火山岛，地处爪哇和荷属东印度群岛（今印度尼西亚）之间。一般居民对岛上的大火山没有戒心。火山高820公尺，自1680年喷发后，再无活跃迹象。
殊料1883年5月20日，火山锥突然恢复生机，把炽热的火山灰喷上半空。这次喷发很快结束。随后的夏季中，不时有小规模的喷发。由于类似的火山活动在那一带并不罕见，居民大多不以为然。到8月，地下却传出隆隆响声。
8月26日下午一时，震耳欲聋的声音响彻全岛。一小时后一团直径27公里的黑色火山灰高悬半空，居民纷纷往海上逃生。一名循海路逃过大难的英国人忆述：“可怜的人们以为世界末日降临，像羊群般聚集起来，同声哭号，场面凄惨。”
翌晨，火山猛烈爆发，把整个岛炸开，2／3土地灰飞烟灭，19立方公里岩石变为微尘，喷上55公里高空，直径280公里的范围一片漆黑。160公里外，爪哇北部的居民听到爆炸巨响；远在西面约4800公里外，印度洋罗德里格斯岛的居民听到响声，以为某处展开激烈海战。
整个岛只剩下一个巨大火山口，直径6公里，位于海平面下约275米处。火山口注满海水，引发海啸，巨浪高40米，以1100公里时速往外冲，几及音速。海水壁立如堵，淹没邻近小岛；连夏威夷和美国加州南部都感觉得到海啸的威力。8月28日，爆发平息，其后仍间歇有小规模火山活动，至翌年2月才完全沉寂。
此次爆发导致火山锥喷出来的浮岩在附近海面漂浮，阻碍航道数天之久。其后数月，仍有浮岩在印度洋上漂流。火山灰在大气中循环飘散逾一年，期间全球可见反常的落日光辉。在某些地方，火山灰使太阳和月亮变为蓝色或绿色，使大气温度降低。
地壳构造板块相撞处，火山活动总是十分激烈。印澳板块和欧亚板块相遇处，即爪哇和苏门答腊一带，至少屹立着一百座火山，喀拉喀托只是其中一座。1927年12月，喀拉喀托再次活跃起来，在海平面下产生一个新的小岛。25年后，其猛烈爆发导致该岛上升，称为小喀拉喀托火山岛。终有一天，这座新生海岛的命运会跟其母岛相同。
有人根据喀拉喀托爆发初期的照片，做成蚀刻画，显示该岛被毁前的样子：一个满布热带植物的偏远海岛。爆发沉寂后，该岛只余一些小岩屿，生物全埋在火山灰里。5年后，才再有动植物生长起来。
巽他海峡上不断有海岛消失后又重生，1883年喀拉喀托爆发，不过是这几个循环的一节而已。100多万年前，火成岩、火山渣、火山灰层层相叠，构成锥状山峰，总高度约为2100米，其中约300米在海平面以下。其后由于火山活动（据爪哇文《列王纪》记载，时为公元416年），山巅被毁，呈碗形陷落，称为破火山口。破火山口部分凸出海平面，形成加拉达、加拉达客西、塞东等小岛。
沙粒为何会唱歌
现在科学家正在竭力解答一个难解之谜——“鸣沙”现象。过去10年间，英国泰因河上的新堡大学，对沙和沙滩的“鸣唱”“低吟”“厉叫”“轰鸣”“铃响”“嗡嗡声”及“尖叫声”，做过广泛实地调查及实验室研究。长久以来，鸣沙一直使人类感到困惑，这些研究工作就是想找出其成因。
鸣沙出现于地球表面几个相隔很远的地区。其中最著名的，在苏格兰西岸对开内海布里地群岛中的爱格岛上。19世纪英国地质学家迷勒（1802—1856），在他的《碧线号巡游记》一书中，生动地描述爱格岛的沙说：“我用脚斜踏了它一下……沙发出尖锐响亮的声音……有点像食指在拉紧的线弦上弹了一下……每隔上一步，尖锐的声音就会重复。同伴也加入一起踏，我们就好像在音乐会演奏一样……我们向前行时……沙面上不断发出呜呜的声响，周围静寂时，二三十码外也听得见。”
声音响亮的鸣沙在世界各地许多沙滩及沙漠上都有，包括美国大陆上的长岛及马萨诸塞湾；夏威夷群岛；威尔士西岸；英国的诺森伯兰海岸；丹麦的波恩贺尔姆岛；波兰的科尔堡；澳洲几个地方，包括新南威尔士海岸；巴西；智利；以及亚洲、非洲、中东几个沙漠。
人在鸣沙上行走，脚会深陷沙中，因为沙粒很松散。数以百万计的沙粒，表面非常光滑，造成一阵连续的振动，发出悠长的声音，好像音乐。
19世纪许多科学家对越来越神秘的鸣沙现象感到百思不解，达尔文就是其中一位。他在《博物学家环游世界记》一书中，记下1832年4月19日的日记说：“离开索西哥（巴西里约热内卢附近）后……我们沿来路折回。这使人非常疲劳，因为那条路通常要横过一个耀眼、酷热的多沙平原，距离海岸不远。我发现马蹄每次踏在硅质的细沙上，就会发出一种柔和的吱吱声。”
3年之后，达尔文又报告在智利科帕坡谷有鸣沙。“我在城中逗留时，听到几位居民谈及附近有座山，名叫巴拉马多，意思是轰鸣者或吼叫者……据我所知，山上布满沙，有人爬上去扰动沙层时，才会发出声音。”
1000多年来鸣沙现象散见于各种著作里，《天方夜谭》曾提及，而中国古代史书也提到亚洲中部戈壁沙漠上出现鸣沙。马可·波罗讲述，他曾听见在亚洲沙漠上空传来仙乐鼓声。
鸣沙现象也可以解释塞奈半岛某处埋有一所寺院的古老传说。相传有一所寺院被庞大的沙丘掩埋，但寺院的群钟依旧发出悠长的音调，路经沙漠的游牧民族及其他旅客，有时会听见这种钟声。据说旅客所骑的骆驼来到这座神秘山丘，听见地下发出的音乐就会受惊。
约200年前，许多欧洲人到塞奈山朝圣后带回来的故事，似乎都证实有那么一座埋没了的寺院。他们也曾在沙漠某处，听见悠长稳定的钟声。这种声音好像是阿拉伯僧侣拿来做钟用的悬吊金属棒被人不断急促敲击时所发出的一样。但听见声音的地方，却杳无人烟。不但没有僧侣，连人影也不见。
钟山从此成为传说。19世纪时，许多胆敢进入塞奈这个地区的旅客，对钟声的神话解释都感到不满意。他们循声追本探源，发现了覆盖着某座山一边的沙层的特性。沙层由经常吹过半岛的强烈西风带来，落在那里。据说风势最猛烈时，那座山就发出悠长的钟声。
苏格兰博物学家布鲁斯特爵士（1781—1868）风闻这座令人困惑的钟山，就到塞奈半岛去做实地调查。他在《自然魔力信札》一书中写道：“这座钟山位于离苏黎世湾约3英里（1英里＝1.6093千米）的地方……那里有塞奈和何立勃两座花岗岩石峰，俯瞰一片干旱的旷野……”
布鲁斯特吩咐一名贝多因族向导爬上“音乐”山的山坡。布鲁斯特说，向导爬到相当高之后，他才看见沙层移动，滚下山来。起初，他听到的声音犹如竖琴弦线被微风吹动时发出的一样。但在沙层下泻速度增加，移动加剧后，发出的声音就比较像一根湿手指在玻璃上擦划所产生的声音。崩泻的沙层到达山脚时，回响有如远处的雷声，使布鲁斯特所坐的岩石也震动起来。
1940年，英国物理学家巴格诺尔德调查鸣沙的现象。这时才首次有人用真正科学的方法研究鸣沙。他谈及沙漠上的“鸣声”或“隆隆声”时写道：“我在埃及西南部距离有人烟的村庄约300英里的地方，听到这种声音。有两次是在寂静的晚上，突然间——响起一阵很大的隆隆声。因响声太大，我要高声呼叫，同伴才能听到我的说话。不久，它引起了其他的声响，后起的声调非常接近，可以清楚听得出一种缓慢的节拍。这种离奇的合唱响了5分钟之久才复归沉静，而地面也停止颤动。”
巴格诺尔德发现：鸣沙通常在两种普遍的地点发生——海岸上及沙漠沙丘和沙滩的滑落面上。他用“啸啸声”形容爱格岛及一般沙滩的鸣沙，而用“隆隆声”描述沙漠上的鸣沙。从测验得知，沙滩鸣沙发出的厉叫或啸叫声，频率在每秒800～1200周之间（相等于钢琴上高音c的音频）。他说：“只要在上层的干沙上迅速扰动，譬如在沙上走动、用手掌扫过或用一根棒垂直插进去等动作，都能发出声音。”
他发现用上述方法去扰动沙漠上的沙，所发出的声音频率较低，每秒132周。但是沙漠的沙在向下崩泻时，表面速度足以使它发出清晰可闻的嗡嗡声，频率约为每秒260周，甚至更高的音调，根据崩泻的速度而定。南非卡拉哈里沙漠的沙移到普勒多利亚后，因为没有沙漠环境，就会丧失它的发声特性，除非在实验之前，能把沙贮藏在密封的容器内。把沙加热到摄氏200度，也可以恢复其发声的特性。由此可见，湿度可能使一些沙漠上的沙粒失声。
最近，新堡大学几位科学家白朗、甘贝尔、琼斯及汤马士等，依循巴格诺尔德的方法继续做试验。他们先把鸣沙样本放在蒸发皿里，然后用粗头圆木棒敲打沙粒，发出“声音”。他们的报告说，用早餐的杯子及木槌的柄子也可得到同样效果。
他们发现沙粒的圆度，并非鸣沙的主要特点。但沙粒的大小划一，反而最重要，可使沙堆产生发声的特性。此外，如有尘埃，鸣沙发声就会减弱，有时甚至完全发不出声。沙粒经过琢磨，未受其他物质污染，而且大小全部相近，就会发出鸣声。如果不断加以捣碎，这类小沙粒就丧失“鸣叫”的特性，但用筛分、冲洗或煮沸等方法把细的碎屑除去，即能恢复其特性。
鸣沙究竟怎会具有发声的特性呢？新堡大学的科学家提出一套笼统的解释。他们说，有一点很明显，如要产生声音，两层或多层沙之间必须有切力运动。如果沙层单薄而又无边限，只有斜敲，才能发出声音。
在实验室里进行试验，从上向下敲击证明是产生切力运动的简便方法，但沙堆必须限于容器里面才能见效。
英国的研究人员说：在某些情况下，切力运动可以使有限量的沙滩沙或沙漠沙产生类似管风琴中空气的振动。不过，这种现象究竟是怎样发生的呢？到目前为止，还没有确切的解释，依旧是个谜。
海浪的威力有多大
看海浪的人都会觉得海浪很神奇，海浪有时很富诗意，有时来势险恶，不管在什么时候，总有神秘莫测之感。
一连几天无风时，空气中的一切都不动，可是海上的破碎波越来越大。波浪默默地越过大海，活像列队的象群，一个接一个滚滚前来，究竟是来自多远的地方呢？远在波浪冲上海滩以前，先是象头然后是象身为什么都要变白，最后只见一片泡沫在海面上打旋？巨浪究竟能有多大？危险性又如何？
长久以来，人类一直都难以解答这些问题。事实上，到了近几十年，海洋学家才能告诉我们，波涛怎样在大海诞生，诞生后要走很远很远，才抵达岛屿沿岸处或在大陆的边缘岸上消散。
首先要问波浪是什么？有人可能认为，波浪是在海面上移动的大片海水。绝不是这样，只要细心观察随波漂来的一片漂木就明白了。先见漂木迎着前来的波浪移前少许，随浪升高，然后又跟着小浪移前少许便落下。波浪过后，漂木仍留在原位。因此有关波浪的第一件事实是，它和海流不同。海流确实带着水前进，而波浪只是穿水而过。波浪不外是能的脉冲，借水分子的振荡在海水中传送。
最常见的波浪，全都因风而起。海风吹入水面翻起涟漪，涟漪不断堆起。风力把它们越推越高，同时振荡也越来越深。
请注意“越来越深”这句话。这风吹起的涌浪吸收了风的能，其中一半是在海面之下。在浅水的沿岸海底潜水的人，见得到这种能的力量：涌浪在上边的海面上经过时，水中的海藻来回摆动。英国的“长涌浪”曾把一磅重的石块，从海底冲进设在水下100英尺（1英尺＝0.3048米）深处的捕龙虾用的篓里。爱尔兰西部近岸的海底一带，几百磅重的岩石常被海面的长涌浪打得像保龄球那样滚来滚去。然而使海员害怕的则是波浪的上半部，即波峰部分所传送的能。
风浪的大小，受风速、风吹的时间长短、海面阔窄等因素影响。波浪的稳定度，也就是波浪的陡度，决定于波长（前后两个波浪波峰间的距离）。一个波浪如果高度超过其波长约1／7，就要散开，形成白帽浪。在风暴中形成的波涛，高达40～60英尺的，在公海上并不罕见。更高的“滔天巨浪”，也曾有人遇到过。
1966年，“米开朗琪罗”号邮船在狂风怒号、浪高30尺的大西洋上航行时，夜里突见一个巨浪渐渐升起。据船长估计，约有60英尺高。巨浪以雷霆万钧之力打到船上，把船首3寸厚的钢板打扁，在桥楼上撞开了一个30英尺乘60英尺的大洞，冲歪了轮船内部几块舱壁的钢板，还死了3个人。
科学家解释这样的巨浪说，海是许多不同风暴形成的波浪汇集之地。在大海上任何一点看到的波浪，有遥远地区旧风暴形成的涌浪，也有在较近海域产生的涌浪。这些来自不同方向的波浪相遇时，力量不是抵消，就是加强。一个波浪的波峰，往往会吞噬另一个波浪的波谷，二者的力量就互相抵消，在湍流之中呈现一片风平浪静的景象。但是有时候，两三个甚至四个波峰会加在一起，在短短一两秒钟内重叠起来形成一个巨浪。
据可靠的记录，最大的波浪，是1933年美国海军油船“拉玛波”号在太平洋上遭受台风袭击时所遇到的。一连7天，强烈的大风暴在浩瀚无边的海洋上朝着一个方向猛吹，翻起滔天巨浪。根据慎重纪实的宣誓书和船上官员的计算，一连串巨浪排山倒海而来，一个比一个高，从80到90，到100，直到107英尺，最后看到的一个，从波谷到波峰足足有112英尺高。据目击者说：看了定会令人感到惊奇，因为我们可以想象得到，许多更大的风暴所造成的巨浪一定更大，只是没有人看见，也没有人记录下来而已。
冲上岸边海滩的波浪，一般说来，要比在海洋中的小得多。北美沿海的自记测波仪录得，约有80％的破碎波高度不到4英尺，只有冬天风暴季节的波浪才达到10英尺高。夏威夷欧胡岛的背风面，一向以有拍岸巨浪著称。在那里，能掀起20英尺的波浪，已经可以写入记录簿了。在北美北部太平洋沿岸一带，冬季的破碎波往往高达35～140英尺，世界各地最高的波浪也不过如此。
波浪能远涉重洋，渡过大海。掀起波浪的风一旦平息之后，波浪就不再与风及湍流冲撞，而变为正常状态的“海浪”——在一定的风速下，海洋所起的最大波浪。从此以后，就成了徐徐荡漾的涌浪，横过大海，向遥远的海岸涌去。此时的波浪也和涌浪一样，可把风暴产生的能传送半个地球那么远。
这个事实已由第二次世界大战以后的研究证明无误。举例来说：1949年，在北大西洋波涛汹涌的一段时间内，英国的研究人员分析了打到康瓦尔郡海岸的一连串波浪，认为那些波浪一定是4天前在3000英里以外北美海面某处的风暴产生的。他们翻查天气图，在当时当地佛罗里达州海上果然有过一个飓风。今天，太平洋的自记测波仪常常录得，推动加州滑浪人御浪滑行的力量，也许是几天前在澳洲海外形成的疾风加在海中的能。
我们观察波浪在深海水中移动的情形，就可以估计波浪移动的速度。计算波浪时，只要计算出两个波峰向前移动时相隔多少秒钟，然后用35乘这个秒数就行了。例如：两个波峰相隔10秒钟到达，那么时速就是350英里。即使是小浪冲上海滩消散，也放出大量的能。防波堤上的测力计显示：波浪往往以每平方英尺50吨（每平方英寸差不多100磅）的压力向障碍物猛击。俄勒冈海岸受到12月8级风的袭击，波涛掀起一块重135磅的石头，把它抛到空中，落在海拔100英尺的提拉木克灯塔守望人住宅的房顶上，击穿一个直径20英尺的大洞。在苏格兰维克，波浪从防波堤把重达2600吨的坚实混凝土块冲走。
波浪为什么有时在离岸很远的地方就破碎了？答案很简单。波浪中能的脉冲底部一碰到海底，整个波浪的动态就大为改变。在深海中移动的涌浪，底部能向下伸到该涌浪波长一半的深处，即是说波长300英尺的涌浪能碰到150英尺深处的海底。
站在岬角上观海的人，可以看到波浪接近海岸时形态和速度怎样改变。首先，波浪碰到海底后，速度就会放慢。接着，在继续向海滩的斜坡滚滚前进时，整个波浪就从水里高高竖起。最后，因为不能支持下去，竖起的波浪就“轰”的一声落下来化为泡沫。波长大而底部深的巨浪，在越过水下的珊瑚礁时会稍起泡沫；底部不深的短浪，在越过同一海底障碍时，却一点泡沫也没有。原因就是如此。
波涛汹涌并不一定是风暴来临的预兆。因为风暴掀起的波浪移动得比风暴中心快，如果风暴和波浪都朝同一方面移动，波浪的确会首先到达海岸，向居民报信。不过，风暴有时朝另外一个方向走。例如：大西洋的飓风常常把巨浪送往北美海岸，而本身却出海去了。
一般人相信，第三个（一说第九个，一说第十二个）波浪一定最大。这个说法并无实据。然而，波浪大小可随波型而改变。极有规律的阵波，以不同速度冲上同一海滩，几个波峰结合成一个大浪，接着步调渐乱，直到一个的波峰正好与另一个的波谷互相抵消后，波浪才又渐渐结合起来。站在海滩上观浪的人，往往能看出拍岸浪起伏的循环。
海边形成强力回卷的机会，通常并不太大。泡沫迸溅的破碎波看似一条白水冲上沙滩，其实流上沙滩的水并没有多少。等到这点水随着拍岸浪退回时，又被第二个浪打回沙滩。换句话说，回卷并不能把人冲出海去；最坏也不过是，强大的回卷力把人冲倒，使他躺卧在拍岸浪边缘的海水上。
曾有游泳者陷身在回卷里，因无法游回岸边而溺毙。这些确有真凭实据的报道又该怎样解释？有时波浪在海滩外面造成一道沙堤，把回卷回流的海水困在这条长沟里。这里的水随后会向旁游，遇到沙堤上的缺口就流返大海去。在缺口流出大海的水，事实上形成了一股强大的海流，叫作“裂流”。这股裂流一旦冲破波浪，就会流入大海消失无迹。裂流和回卷不同，主要区别是裂流很窄，大约只有10～20英尺宽。泳者只要与沙滩平行地游一短程，然后跟着拍岸浪回来就可以躲开裂流。
因此，躺在夏日沙滩上倾听拍岸涛声时，切记不可轻视波浪的威力。不错，平稳时的波浪可以是最好伴侣。如果怒涛汹涌时，在波浪中乱闯，随时可能有50吨重的海水以泰山压顶之势打下来。
海水为何能“粘”船
100多年前，在大西洋西北洋面上，有一艘渔船正在进行捕捞作业。渔船把网撒到海里，便拖着渔网前进。突然，船速明显降低，仿佛从沙滩上奔向大海的人一下水就走不动似的。
船员们大吃一惊，脑海里立刻闪现出一系列海怪的传说，莫非自己的船被海怪攫住了，恐怖感立刻笼罩全船。
船长命令全速前进。可是任凭机器怎么吼，螺旋桨怎么转，这船却一步也不能移动了。会不会是渔网拖住了什么东西？船长下令：“收网！”
船员们拼命地往上拉渔网。可是，越拉，大家越害怕：从来都是撒开的渔网，今天却被卷成长长的一缕，仿佛有一只巨手扯着渔网，要把渔船拖向可怕的深渊。
“弃网！”船长胆怯地下令。
船员们操起斧头，三下两下就把渔网砍断了。然而，这一切都无济于事，渔船仿佛被黏性无穷的胶水粘住了，一点儿也动弹不了。
船员们惊恐万状，有的祈祷上帝保佑，有的哀求海怪宽恕……正当船员们绝望的时候，突然有人发现渔船开始动弹了，起先是慢慢移动，接着越来越快，终于脱离了这个令人恐怖的地方。
渔船返港了。船员们向亲人诉说着这次奇遇。可船为什么会被海水“粘”住？他们除了解释是海怪作祟外，谁也说不清到底是怎么回事。
无独有偶，海水“粘”船的事也被挪威著名探险家南森遇到了。
自小就立志做一个北极探险者的南森，为了证实北冰洋里有一条向西的海流经过北极再流到格陵兰岛的东岸，不顾亲人的劝阻，设计制造了一条没有龙骨、没有机器的漂流船。这条船好像切成两半的椰子壳，船壁坚厚，船头上伸出一根又粗又硬的长角。南森给船命名为“弗雷姆”号，翻译成中文就是“前进”号。
1893年6月19日，南森率船从奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日，当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时，突然走不动了，船被海水“粘”住了。顿时，船上一片混乱，有的在绝望地呻吟，有的在祈祷：“死水，死亡之水呀，我们就要葬身在这里了，上帝救救我们吧！”
毕竟是探险家，南森却没有一丝惊慌的表情。他环视了海面，只见四周风平浪静，离岸也很远，不是搁浅，也没有触礁。那么，问题出在哪里呢？南森想，可能就是碰上传说中的“死水”了。他认真测量了不同深度的海水，记录下了观测的结果。
船员们对南森的行动不解，有人问：“队长，你在海水里测了半天，这到底是怎么回事？海水里有海怪吗？”
南森回答道：“不是海怪作祟。这‘死水’的奥秘总有一天会弄明白的。”
不一会儿，海上刮起了风，“弗雷姆”号风满帆张又开始移动。船员们欢呼雀跃，庆幸自己死里逃生。
此时，南森仍在琢磨着。他发现，当船停在“死水”区不能挪动一步时，那里的海水是分层的，靠近海面是一层不深的淡水，下面才是层层的海水。他想，船被海水“粘”住的原因可能在此。
南森在寒冷的北极海洋中漂流了3年零2个月，终于弄清了北冰洋中心区的冰层和极地冷水下面，确实有大西洋流来的一条海流；同时，他还总结了浮冰的规律。
1896年8月15日，南森经历了千辛万苦之后，终于回到了挪威。他没有陶醉在一片恭维声中，而是请来了海洋学家埃克曼，共同探索“死水”的奥秘，终于弄清了其中的道理。
原来，海水的密度各处不同。一般说来，温度高的海水密度小，而温度低的海水密度大；盐度低的海水密度小，而盐度高的海水密度大。如果一个海域里有两种密度的海水同时存在，那么密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面，使海水成层分布。这上下层之间形成一个屏障，叫“密度跃层”。这“密度跃层”有的厚达几米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团，分别位于跃层的上下，并以跃层作为界面。如果有某种外力（如月亮、太阳的引潮力，风、海流的摩擦力等）作用在界面上，界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下，人的肉眼完全看不见，因此称之为内波。
在海岸附近，江河入海口处，常常形成“冲淡水”，盐度和密度显著降低，它们的下面如果是密度大、盐度高的海水，就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了，含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时，也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。
一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时，如果船的航速比较低，船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波，内波的运动方向同船航行方向相反，其阻力就会迅速增加，船速就会减低下来，船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被“粘”住时，船速就由4.5节突然降低到1节。后来，是风的推力超过了内波的“粘”力，才使南森的船脱险。
“死水”区的内波，由于水质运动的方向不同，不但会把渔船的渔网拧成一缕，还会使船舵失灵，甚至会使船只迷航。
科学家经过计算，得出内波的速度一般在2节左右，如果航速大大超过内波速度时，海水就无法把船“粘”住了。如今舰船速度大大超过内波速度，因而海水“粘”船现象就成为了历史。
虽说“密度跃层”产生的一般性的内波“粘”不住现代舰船了，可“密度跃层”却能压住水中下潜的潜艇。
冰川是如何形成的
虽然见过冰川的人不多，但在许多方面，冰川对人类今后在地球上生存的重要性，不亚于海洋和空气。如果地球的气候发生了往日曾有过的现象，大为转冷，南极洲和格陵兰的冰原就会扩大，使海面降低，就会带来灾难。反之，如果这些冰原进一步融解，海水就会上涨，全世界濒海地区必然受到严重破坏。
冰川威胁着人类，却也带给人类丰富的资源。世界上的大河，从亚马孙河到恒河，从隆河到哥伦比亚河，多半都发源于冰川。全世界约3／4的淡水，即约700万立方英里，都结成冰储存起来。据科学家估计，储存量约等于全球66年的雨量。
冰川是怎样产生的？简单说来，每年冬天下降的雪超过夏天融解的雪，就形成冰川。剩余的雪积聚起来，便逐渐变成冰。第一步变化是从雪片变为微小的冰晶，称为“万年雪”或“永久冰雪”。雪暴接连降落，积雪日深，精致的冰晶便会越来越紧密，而重新结晶成为近乎球形的坚硬冰粒。随着积雪逐年增加，冰块逐渐增大，并且越来越坚硬。
这种像岩石般的大冰块怎会移动？冰川学家有几个学说，彼此还在争论中，但他们大致同意冰块厚度达到100～150英尺时，便起变化。晶状冰在冰川深处遭受重大压力时，变为半可塑性，受到地心引力开始流动。可是，无人知道冰川在什么地方和在什么温度就会流动。科学家凿隧道深入格陵兰的冰块里面，发觉冰川与地面坚实地冻结在一起，但距地面1～30英尺的冰却在移动中。
不管真正的构因如何，大多数冰川每天只移动一英寸或一两英尺（有些冰川全不移动）。但也有打破纪录的，移动速度惊人。1966年，有一位机师在加拿大育空区飞越史提尔山时，看见一条极壮观的冰川，每小时移动两英尺——每天几达50英尺！那条冰川长22英里、宽1英里有余，有规律地向前冲行，所向披靡，一切东西都被它冲毁带走。
许多世纪以来，冰川已使地球面貌大为改观。冰川挟万钧之力冲凿地面，挖成北美洲五大湖和挪威沿海的峡湾，凿成阿尔卑斯山高耸的马特杭峰，以及掘成落基山脉那些惊险的峡谷。
冰川怎样做出这些杰作呢？冰川沿着峡谷向前移动时，一路上把两旁和谷底的大小岩石及泥土都挖了起来。岩块碎石随着冰川前进，又把下面的基岩磨蚀，使冰蚀槽扩宽加深。
上次冰期在1800年前达到最高点时，地球大约有30％陆地给许多冰原覆盖了。其中两个至今犹存，一个在格陵兰，一个在南极洲。全球约97％的冰川都在这两个地方。南极洲面积约550万平方英里，比欧洲还大。整个南极洲都给坚冰盖着，有许多地方露出阿尔卑斯山那样高的山脉，又有些地方冰原厚达12000英尺。
地球上第二大冰冠在格陵兰，占地70.8万平方英里。巨大的冰山从险峻的格陵兰高原崩裂下来，滑入汪洋，漂流数百英里之外。1912年4月14日晚上，这样的一座冰山漂在大西洋上，竟然把号称“不沉之船”的英国豪华客轮“泰坦尼克”号撞沉。
地球上其余的冰川在北美洲、南美洲、欧洲、亚洲、非洲和新西兰。这些冰川虽也可观，但比起格陵兰和南极洲的却小得多。总括起来，地球的地面目前约有10％为冰川所掩盖。
现代的冰川研究起源于瑞士科学家亚加齐的好奇心。100年前，他着手测量阿尔卑斯山高处冰川移动的实况。今天，大批冰川学家在探测各地的冰川，研究冰川进退的原因、冰川流动的构因、新冰期发生的可能性和时机，以及其他有关的问题。
南极洲是进行冰川研究的主要地方。来自十余国的科学家利用大批新仪器和新技术，集中在那里从事广泛的测量调查。1969年，一队科学家和工程师在南极西部拜尔德站钻探冰原，钻到7000多英尺深处。他们用设计特别的旋转式钻机，取出一条连续不断的冰岩石，直径4英寸，可以清楚看到极地简史，从而窥见地球的过去，实在令人兴奋。
举例来说，把2.5万～10结在冰里的氧加以分析，可研究当时地球大气的成分。在10000～14000年前的坚冰里，发现了几层火山，大概是古代一场大灾难后沉落的。在约850英尺深处，发现耶稣在世时期所降的雪结成的冰；在最上面的冰层里，又认出染有我们原子时代放射尘的冰。钻探人员在7100英尺深的冰孔下面发现水，表示压力作用加上地球本身的热力使冰融解。
科学家为什么对南极洲的冰川产生如此浓厚的兴趣呢？主持钻探工作的美国国家科学基金会说：“南极洲冰冠对世界气候有极大的影响。这个大淡水库若有任何重大变化，就会引起海面、雨量、河流和湖面的变动，因而影响人类的生存环境。”
美国地理学会的著名冰川学家费尔特说：“南极洲占有世界约90％冰量，事实上是一个超级的冷冻系统。假如南极冰冠全部溶解，目前各海洋的水面就可能升高200英尺，足以淹浸沿海地区和世界各大港口城市。”
上次冰期是怎样形成的？科学家的意见并不一致。他们确实知道，几百万年前，地球开始转冷。4个巨大的冰原相继侵袭北半球。在欧洲，斯堪底纳维亚半岛积冰高逾8000英尺。冰原向南推进，掩盖了英格兰北部和德国，还向东推进，几乎到达莫斯科。在北美洲，积冰到处伸展，一直到把过半大陆掩盖了才停止。冰原厚一英尺，南边远达俄亥俄和密苏里河谷。上次冰期的冰约在13000年前开始迅速消退。溶解后的水使各海洋的水面上升400英尺左右，达到目前的水平。
科学家对这次气候极端变化的成因，有几个假设，大家争论得很激烈。根据“太阳辐射”说，太阳辐射放出的能量有所改变，地球上的气候也随之改变。因此，在太阳辐射强度减弱的时期，地球就可能变冷，冷得足以引起一次冰期。
第二个学说也跟辐射有密切关系。这个学说认为地球大气成分中有许多原因不明的变化，例如雪层增厚，可能挡住一部分太阳辐射，地球的气温因而降低。空气污染和火山尘也会产生相似的效果。此外，在地球与太阳之间的太空凝聚的陨星碎石或其他物质，都可能产生同样影响。不管是什么原因，整个问题极为复杂，可变的因素太多，连电脑也无法处理。人类还需要一段极长的时间才能查明真相。
我们目前的处境怎样？地球上的冰川是否会大量溶解，以致海面上升，把沿海各大城市淹没？地球是不是逐渐变冷，正在进入另一次冰期呢？
美国极地研究所创办人高斯威说：“我们可能正处于一个间冰期的中间或进入其末期，这个间冰期要持续成千上万年。一两百万年来，地球上冰期与间冰期交替出现，我们可以预料这种情形会继续下去。可是大家不必担心，冰期不会很快就来。”
海洋会吞噬人类吗
海水总量接近3.2亿立方米，住着20万种生物。这么庞大的自然环境，谁能破坏？何必要保护？
尽管海洋之大实占整个地球表面70％，但生产能力大部分局限于包括大陆架在内的那些由海岸伸入水中的狭窄浅水海底中。既然如此，海洋环境易受损害的道理便浅显得很了。这些浅水沿岸的水域不过是海洋总面积区区一小部分，但全球需要的咸水鱼有80％由这里供应。此外，几近七成的食用鱼类与甲壳类，在生活史上都有一个重要的阶段是生活在港湾里，即海湾、受潮地、河口等地方。这些地方肥沃富饶，比大海高20倍，比麦田也高7倍。把这些区域的生物链打断，把海底无数的有机体毁掉，把大陆架的水域染污，大海上主要的渔场必遭毁灭。
目前，或因海水污染，或因滥捕滥杀，有时两者兼而有之，不少渔场已遭毁坏。人类热衷填海拓地，沿海不少重要的受潮地变成了公路、工厂、桥梁或滨海住宅区。同时，其他港湾又天天都有亿万加仑的污水与工业废料注入，毒杀鱼类，毁坏蚝床蛤床，使海湾与受潮地不适宜生物生长。
重要的靠岸区域饱受摧残之际，外头的大洋也日受压力。比方说：在1997年内，约有6700万吨废物用船运出美国水域外，丢入大海里。废物计有垃圾、废油、疏浚挖出的泥石、工业酸类、苛性碱类、去污剂、泥浆、飞机零件、烂汽车、腐败食物等。探险家兼作家海伊达两度乘埃及纸莎草造的船横渡大西洋，途中见到塑胶瓶子、塑胶筒、油渍等垃圾，都给海流冲到大洋中心之处。清晨，船员看见污染情形，竟迟疑不愿洗濯。
美国佛罗里达州美安密海滩这个著名“阳光与海浪”的天然风景中，离岸约7000英尺的海面，有个人工留下的痕迹，给人讥为“圆形球场”。那是碧波上一大块黄褐色冒着泡沫的污渍，非常难看。这片污渍是美安密海滩与附近3个社区的下水道流出未经处理的污物所造成的。不过，截至目前，风与潮水合力把废物送回沙滩的情形还是很少见。
佛罗里达州卫生局下令美安密海滩当局处理污水，已不止10年了，当局最近才考虑采取第一项步骤：把伸入海中的排污管延长一英里。美安密大学的海洋生物学家达勃说：“加长排污管的结果，只不过让盛行风把污物吹到别处海滩而已。”
佛罗里达东南部日益繁荣，估计在20年内就会出现人口达千万的大都会。但圆形球场是个凶兆，表示佛罗里达州经济所赖的海洋与沙滩，虽然一向以为是无尽的资源，但将来必会引起很多问题。
渔人、潜水人以及其他与海洋结下不解缘的人说，美国沿海和世界各地都有相似的情况。例如：
纽约市的沟渠污物与泥浆，都丢在离岸不到8公里的大西洋中。附近捕获的鱼，肚子里会发现有香烟滤嘴、绷带或口香糖。同时，新泽西州北部有些邻近纽约港口航道的海滩，现在满地都是塑胶瓶子、焦油，以及兽尸等物。
奥斯陆峡湾与挪威沿岸的许多大港口，由于污染物大量注入，一片广大的水域已没有海洋生物了。
海水污染的情况，有1／3是海洋工业故意排出废料、采用某些清洁方法和意外漏油所造成。自1964年以来，超过198艘油轮在海上遇难毁损，共有1054人丧生，5亿多加仑原油漏入大海染污海水。最严重的一宗发生于1978年，“美油加地斯”号油轮在法国布列丹尼海岸外遇难破毁，漏出原油共6600万加仑。
1965年，日本水俣湾区有5人死于水银中毒，另有30人患病。中毒原因是海鱼吸收了工业污物。早在1953年，海洋就发出过警告，那年该地已有人患上这种病。病者逾百，死者达43名。
面积较小的海，情形更坏。波罗的海深处，足以致命的硫化氢含量日增。据专家说，这种物品如果大量扩散，波罗的海就要成为海洋沙漠。地中海沿岸有名的海滩中，已有数十个因污秽而封闭了。仅意大利里维耶拉的某一段，沿着海滩就有67条明渠排出污水，使海滩不宜游泳与玩乐。
目前海洋政策不足的，大概是海底油井爆炸与油轮折断的事件。石油污黑了海滩，弄死成千上万海鸟，并且一时不易解除对海洋生物的威胁。我们还没有好办法清理被漏出原油染污的海滩。近年来油轮越造越大，大量漏油的危险也越来越大。到1990年，大概有3000多口海底油井，使得原油污染的危险也更大了。
早期核子试验曾有辐射尘飘落，至今从海洋任何一处取水50加仑，仍可验出辐射性来。英国水域曾有大量海鸟死亡，研究人员在死鸟体内发现了大量制造油漆与塑胶用的毒性化学物。全球各地普遍使用有毒而效力持久的杀虫剂，对许多处食鱼鸟和食肉鸟危害甚大，更有证据证明这些杀虫剂还能杀害浮游植物——海洋生物链中最基本的食料。
我们不得不做这样的结论：现在如不采取明智果断的行动，海洋就会像今日的陆地一样，变得杂乱污秽了。届时，损失最大的还是地球上的人类。
目前虽然已经迟了，但还有希望。不过，从大规模破坏海洋转而保护海洋，是一件艰巨的工作。世界各国须共同订立一项国际海洋政策，牺牲狭隘的本身利益，以保存这个广阔的领域。海洋是我们祖先留给人类共有的财产。为了人类的前途，这件工作必须列为当务之急。这一件工作，考验我们人类的才智，考验我们做人之道，也考验我们对子孙后代的道义责任感。具体说来，我们必须采取下列主要步骤：
（1）如果办得到，就不要把废物弃入大海、大湖及河流海湾的近岸处。经过处理后起码与海水的天然性质相同的液体废物除外。
我们快要没有抛弃废物的地方了。我们现在别无他法，只能利用科技设法把废物再循环，送回经济体系中再加使用。近来世界各国在控制海洋污染方面颇有进展，这是一件令人振奋的事。
（2）为了不让陆地上随处可见的混乱与破坏情形发生在海洋中，我们在进行新的海洋建设（诸如建造朝向海面的喷射机场，或在新区钻探近海油井等）之前，须先订立严格的限制条例。
新工程的每一阶段，都要让公众知道，并与公众商量。例如决定是否应当让海洋工业及其附属装置在海上建立，或者是否让超级油轮在沿岸水域行驶等，都要征询公众的意见。
至于近岸油井，在生态环境易受影响的地区，就应停止钻探。除非有足以服人的证据表示新井无碍于海洋环境而又有可靠技术能控制漏油事件，否则应当禁止钻探任何新油井。在此之前，海中不属于任何国家的未采油藏及矿藏，都应暂不开发。
（3）在无可估价的受潮地大肆疏浚与填土，及以“改进”为名开辟沿海地带，都必须立刻停止。
有些海洋生物学家严厉指出，我们若不立即采取行动，那么海洋污染的情形就会更加恶化。50年后，或者还不用50年，海洋生物大致会灭绝。这样一场浩劫的后果非常严重，因为人类一直依赖海洋资源取得食物、原料和娱乐，在最近的将来还可能向海洋求取生存空间。
破译深海的洪流之谜
若干世界上最大的洪流，在黑暗中静悄悄流过海床，既没有人站在岸边欣赏它们的美丽，也没有人写出赞美它们的诗歌。
海流又称洋流，是地球的循环系统，就像人体的血流循环一样，对生物影响很大。海流使旧金山有雾、挪威有不冻港、秘鲁和西非有清凉的风。如果没有海流，英国可能千里冰封，变成不毛之地。海流像一把巨犁似的，翻动海水，把海底含有丰富矿物质的养料冲上来。地球上有大量植物在海中生长，成为鱼类的主要食料。渔人每年捕鱼5000多万吨，供应我们这个饥饿的世界。
人类在海上航行已有很长时间，但在公元1513年前，还不曾想到海洋中有海流存在。庞斯·德里昂发现佛罗里达，据为西班牙领土后，那年在沿岸航行时，才注意到令人莫名其妙的现象。他的小船本来顺着大风南航，实际上却朝北倒退。他发现了那股强有力的湾流——后来证明，这条湾流比他苦苦寻找的“青春泉源”更为重要。
此后250年，没有人重视德里昂的发现。后来，历史上最富有研究精神的富兰克林开始提出一些问题。当时富兰克林担任美洲殖民地的邮政局长。由英国直接开来的定期邮船横越北大西洋，为什么要比普通商船慢两个星期？他提出这个问题，向新英格兰一位名叫伏尔格的捕鲸船船长请教。
伏尔格说，有一股强力的洋流横越北大西洋流向不列颠群岛。定期邮船由英国西航前来美洲殖民地，一路上要同这股洋流对抗，捕鲸船却改道避开这股洋流。富兰克林接着又问，定期邮船船长怎么会不知道有这股洋流？伏尔格冷冰冰地答：“他们那么聪明，不会向头脑简单的美洲渔民请教。”
由于湾流来自热带海洋的暖水，绘制湾流路线图的最简单方法，是测量海水的温度。富兰克林把温度计给捕鲸船船长进行测量。结果首次绘出了湾流简图。直到今天，狡黠的船长在参加新港—百慕大游艇大赛时，仍用温度计来测出湾流所在。
过了100年，另一位出色的人物在华盛顿办公室里从事研究，开始绘制全球海流的“流型”图。他是美国海军的穆里上尉，在一次意外事件中受伤残废，闲居家中。他把航海日志本分别送给军舰、商船及渔船的船长，请求他们无论在地球上什么地方，都把每日的风向与海流动态一一记录下来。
穆里根据各船长的记录，花了多年时间，不辞辛苦地从事制图工作。海流概图终于面世。巨大的涡流，宽几千里，分别在北大西洋和北太平洋中以顺时针方向转动，在南半球则以逆时针方向转动。
在北大西洋，一条庞大的海底洪流，沿着赤道北边伸展，一路上吸取热量，后来汇成湾流，直达美国东岸，才转入大海。到了冰岛南面，一条海底山脉把这条海底洪流分开。一股流向苏格兰北部，最后在斯堪底纳维亚半岛的海岸消失；另一股沿着欧洲与非洲海岸南下，就是加那利海流。
北太平洋也有同样的涡流。黑潮沿着日本海岸向上流，朝东越过太平洋，成为向南流的加利福尼亚海流。然后折向西，成为赤道海流。
巨大的海底环形洪流，有些流速很快，每小时高达5英里；有些流量很大，每秒钟多至5000万吨。什么力量推动这些海底洪流？海水温度与密度的差别当然有影响，但主要推动力还是盛行风。海底洪流为什么会弯曲？这种偏向是由地球自转造成的。
除主要海流外，还有次要海流。阳光充足的海洋，到了晚上，海水转冷，变得较重，逐渐下沉，引起垂直海流。次表层流是另一种次要海流。冷海水较重向下沉，聚集海底，然后从两极地区流出，在洋底上向四方散去，像碟子里的糖浆一样。
两极冷水与表层流暖水相遇的地区，就有大渔场，因为海水的搅动，把含丰富矿物质的养料带上表层来。海水表层生物死亡后，沉下海底腐化，在海底集成一层肥料。海流的巨犁把这种养料翻动，使其浮上表层时，细微的海洋植物急速增长。海洋的小动物以这种小植物为食。其次，从细小的鲱鱼和沙丁鱼到体积庞大的鲨和鲸等滤食动物，都滤取水中的食物，吞食浮游生物。最后，海洋中的食肉鱼类，例如金枪鱼和鳕，又吞食小型的滤食鱼类。
在北大西洋，新芬兰大班克斯海各个渔场位于寒冷的拉布拉多海流与温暖湾流相遇的地方。在南半球，寒冷的本吉拉海流向北流到非洲西岸，亨波达海流或称秘鲁海流向北流到南美洲西岸，使这两个海洋区域都成为大渔场。非洲海岸外的渔场，鱼类极多，吸引日本的渔船队不惜环绕半个地球前往捕鱼。智利沿海岛屿以食鱼维生的鸟类，在亨波达海流上觅食。从那里的鸟粪数量可知鸟类吞食的鱼多到什么程度。在化学肥料问世以前，智利出售的天然鸟粪肥料，每年超过100万吨。
巨大的海流通常都相当稳定，但强风中会使流型改变，有时还会带来灾难。大约每十年一次，温暖海流由巴拿马湾向南推进，迫使寒冷的亨波达海流改道。平时在海水表层生活的鱼要潜入较冷的深层，浮游生物则多数死亡腐烂。食鱼鸟因此饿死的，数以百万计。风吸收了温暖的水分，变成雨，降落在不毛的秘鲁沿岸地区，能造成洪水泛滥。
海流使某些海洋区域非常富饶，也使一些海洋区域比撒哈拉还要贫瘠。百慕大东南面的马尾藻海是生物最少的水域，因为那里是巨大涡流的滞水中心，没有海流把生物所需的海底养料冲上表层。
海流很像一条输送带，把生物散布到地球70％以上的地区。西印度群岛的“海豆”，随海水漂流，时常在几千英里以外出现，到达欧洲海岸。椰子树原产于马来半岛，因为多在岸边生长，椰子跌落海中，随着海流漂浮，遍布南太平洋各地。不过，海流的最主要贡献还是散布鱼苗。据估计：鱼苗约有80％由海流传送，散到各地。
生物随着海流移栖，最奇异的是欧洲鳗鱼的长途旅行。这种鳗鱼在淡水河中生活5至8年后，到要繁殖时间开始长途远游，前往马尾藻海。不知什么原因，鳗鱼要到这个生物稀少的海中去交配产卵。
小鳗鱼出生后，立刻面临艰巨的任务。它们要游行3000英里，回到母亲从前居住的欧洲淡水河。没有海流的协助，小鳗鱼无法完成这样的旅程。甚至在海流协助下，完成这次旅行也要3年。
太平洋鲑鱼也有差不多的习性。在海中生活2～4年后，到春情发动时间便开始一次悲壮的移栖，回到原来出生的河流。雌鲑鱼在淡水河中产卵后，体力衰退，不久便死去。小鲑鱼出生后，先在较安全的淡水中逗留几个月，然后沿河而下，进入大海，一直活到成熟期。
我们对表层流虽有相当了解，但对海洋深处的情形却所知不多。海水深处一定还有对生物具有重大影响的巨大海流存在。
1952年，美国渔猎局的克伦威尔在赤道太平洋研究金枪鱼的移栖活动时，表层流推着他的小船向西漂流，另一股力量却牵引着船旁的长钓丝向东移动。船底下的深海里，显然还有一条很大的次表层流。克伦威尔的发现，犹如现代有人发现另一条密西西比河，不同的只是现在所知的克伦威尔潜流较大。1963年，美安密大学的海洋学家又在大西洋沿赤道地带，发现另一条逆向的次表层流。
海洋研究有一些立竿见影的实用目标。高空射流给飞机飞行提供巨大推力。因此，航空公司都想得到更多高空射流的资料。航运公司也同样希望取得海流所在与流速的正确资料。道理极为浅显。一艘油轮从墨西哥湾驶往美国东岸，如果利用湾流的推力航行，可节省燃料费一万美元。日本的散装货轮从澳洲载运铁矿和煤回日本，如果能尽量利用太平洋中的海流，也可以节省大量费用。
在世界缺粮日趋严重之际，还有个生意可能很实用。很多海流区域，因为海水无法环流，几乎了无生气。把一个封闭好的小型原子反应炉投下这些区域的海底，含丰富养料的底层海水就会暖起来，升上表层。有了这样的人工循环系统，表层的水就会富饶多产，植物首先出现，鱼类也跟着来了。
这样看来，在引人入胜的海洋中，我们还有许多有待完成的工作要做。
何时揭开冰期循环的原因
现在科学界正在大声疾呼，声言地球日益被二氧化碳所污染，其后果是所谓的“温室效应”，即地球有如闷在一个玻璃花房中，温度将逐渐增高，据说到21世纪初，全球平均温度可能上升2摄氏度。这意味着南北极的冰山会融化一部分，海平面将升高，一批沿海城市都将陷于汪洋之中。可是从地球的长期气候周期来看，这只不过是芝麻小事，原来地球一直处在冰期—冰间期（较暖和）—冰期的循环中，约在2万年前，地球和绝大部分陆地都被厚厚的冰层所覆盖，某些地方，冰层厚达几千米。由于大量的水囤于冰中，那时的海平面要比现在的低100多米。
一个多世纪来，许多科学家企图解释冰期的成因，但未获圆满的解答。直至最近，研究者根据冰期循环这一现象，分析了南极和格陵兰冰帽中的气泡，揭示出冰期的大气成分与现今的大不相同，特别是饱含温室气体和尘粒，所有这些，在冷却地球中起着重要作用。
一个最有成果的研究，是苏联和法国联合开发的伏斯克钻孔。这是一项极为艰辛的工作，他们花了14年的工夫，在冰天雪地的南极洲，挖掘一个据说是世界最深的人工洞穴，并从深处取得一个长达2公里的冰芯。为何要在深处取冰，原来那里的冰层含有10多万年前的大气样品。他们在1988年把它运到法国地球物理和冰河学实验室进行研究。
伏斯托克冰芯的取得，被誉为20年来这一研究领域中最大的成就。它隐藏着有关南极和世界其他区域16万年来的气候消息。这一时间跨度十分重要，因为它覆盖了大约一个完整冰期的时间。我们现在处在一个冰期结束以后的冰间期，而这个冰芯经历了最近一个长达10万年的冰期，还有其他4个来自南极和格陵兰的大冰芯，但它们年龄都比不上前者。
在上述这些冰芯中，含有许多气泡，而这些气泡，保存了冰期的大气样品，使得科学家第一次看到了大气在冰期循环中所起的巨大作用。在研究了冰芯和深海芯后，科学家找到了一个冰期循环的模式：地球慢慢地滑入了约延续10万年的冰期，此时冰川横行，到处皆水，而后在一个短暂的冰间期中，气候转暖，我们今天正享受着这个短暂的暖期，现今的冰间期约始于1.1万年前，它将再继续上万年的时间，然后再度进入寒冷世界，这样看来，冰暖相互交替，但严寒占上风，构成了5∶1的时间比例。
那么究竟是什么原因触发了这种冷暖循环呢？大部分科学家认为，这起因于地球轨道形状的变化。人们在做了深入研究后，感到轨道效应虽是一个“最初一击”的力量，但由此引起的日照面变化，其对地球温度的影响甚微，仅0.4摄氏度，更为奇妙的是，为何冰期的时期是10万年左右？而对应的地球轨道变化中则10万年又是变化最小的一种周期。
现在科学家面临两个难题：按轨道效应，温度变化并不大，那么是通过什么放大机制，而使地球变得严寒到冰川铺地？又是什么原因，使得地球对10万年周期如此敏感？
科学家的研究从地面开始，进而转向天上，现在再一次回到地面，重新研究冰层，它是过去长期覆盖1／4大陆面积的冰期的标志。他们设想：当地球轨道发生变化，我们这颗行星上的敏感区域，首先受到日照面变化的影响。具体地说，在夏季，若加拿大北部日照减弱，那么其冬季留下的积雪将终年不化，如此般地年复一年，这个区域本来冬积夏融的冰层，现在就一年一年地扩大，最终可向南伸展直至美国纽约。这一大规模的冰川，显然成了寒冷的放大器。原先日照面变小仅限于加拿大北部，相应地变冷的地方也仅限于那一区域，可是随着冰川日益扩大，它在更大面积上反射日光，这就大大降低气温，因而十分显著地加剧了轨道效应。
大面积的厚冰层也可解释10万年周期。因为冰层变厚，它下面的大地被压得慢慢下沉，甚至在今天，我们还可以见到一个反证，如斯堪的那维亚半岛和其他一度埋于厚冰之下的区域，它们今天因释去了冰层的重负，而在缓慢地升起。由于地壳对冰的压力反应很慢，在时间上，它是一个几万年数量级的过程，一些专家提出，地质学上的惰性时间，可能将气候变化时间调节到10万年的周期上。
尽管用冰层和其他物理机制来解释冰期的过程相当成功，但最近从伏斯托克冰芯的研究揭示出，化学物质和生命物质的变化，也是这种大气候循环的重要媒剂。
科学家们发现：在大气成分变化中，二氧化碳并不是唯一的参与者，其他物质，如甲烷和硫酸盐粒子也参与，它们的密度水平与温度密切相关。在冰期中，甲烷降低而硫酸盐粒子处于峰值，从冰芯中可看到，这些尘粒在南极洲有较多积累。在众多而复杂的因素中，理清这些物质跟温度的关系后，其原因几乎不解而自明，因为它们皆属温室气体的成分，有助于加热大气，而硫酸盐粒子则相反，它具有促进云层生成的作用，进而助长云层对日光的反射，而使大气冷却。
大气中这些化学成分的变化，代表了冰期世界有关状态的信息。理论家和电脑专家合作，利用这些数据，他们在电脑上做模拟试验，十分逼真地重现了这种大气候系统的周期变化。令人感兴趣的是：大气与温度的变化，似乎默契合作，配合得十分巧妙。例如：冰间期开始时，气温即上升，温室气体的密度也增加。它们之间的关系是如此“亲密”，以致科学家碰上了一个“鸡和蛋”的问题，很难搞清谁先谁后。这一过程好像是这样的：随着日照面的变化，引起了大气成分的变化，继而全球温度发生变化，反过来看，仅最初的温度变化对大气有影响，继而大气作为一种温度放大器，发挥其作用。
科学家们相信，化学物质的变化，具有很大的意义。其中二氧化碳的变化似乎更关键，这使得人们立即想到海洋，因为大气中二氧化碳的含量仅及海洋的1／50。他们的研究也的确看到，海洋中二氧化碳的含量，与冰期中二氧化碳（密度）的起伏跟得很紧。既然海洋参与这一大气候系统，那么海洋中的生物也不甘落后。许多电脑模拟，说明了海洋生物的光合作用如何影响了气候。且在冰期开始时，海平面和海洋流都有变化，浮游生物可能大量繁殖。它们的光合作用，使得大气中的二氧化碳含量减少，从而促进了全球趋向寒冷，不仅如此，它们还有可能产生硫化物，这些分子一旦进入大气，即形成硫酸粒子，促进云层的扩大而反射更多的日光。
科学界还不能说已彻底搞清冰期循环之谜，但基本上已搞清其轮廓，传统的地球轨道效应仅是因素之一，现在可看到，它的成因要复杂得多，既有天文的，也有地质和物理的，最后生物学因素也来凑热闹。
地球上最大的冰架之谜
这座世界最大的冰架，面积约52万平方公里，相当于一个法国，四周冰壁陡峭，险峻非凡。1841年1月5日。一支英国海军探险队乘坐两艘特别加固的三桅木船，穿过通往南极洲的太平洋浮冰区，企图确定地球南磁极的位置。4天后，他们驶出浮冰区，一心希望前面的航道畅通无阻，不料1月11日，迎面遇见一堵硕大无比的冰壁挡住去路。
探险队长罗斯爵士惊呼道：“要穿越这道冰壁犹如穿越多佛悬崖，绝无可能！”1831年，罗斯曾找到北磁极位置。之后两年，他一直寻找通往南磁极的航道，却徒劳无功。现在，这座挡住他去路的南极巨大冰架，就以他的姓氏命名。
罗斯冰架填满南极一个巨大海湾，其面积与法国相近，位于爱德华七世半岛与罗斯岛之间，东西长约800公里，南北最宽约970公里，冰架靠海边缘高60米，接近陆地的边缘，最厚达750米。冰架宛如一个巨大的浮筏，在港湾漂浮，以每天1.5～3米的速度向海洋伸展，几条大冰川从遥远山脉流来，在冰架后部施压，增加其体积；冰架下极冷的海水，则不断冻结，增加其厚度。冰架靠近陆地处形成的裂隙，宽达几公里，待裂隙伸展割裂巨大冰块时，就形成巨大的冰山。已发现的最大冰山面积为31000平方公里。
古希腊人曾断言南半球一定有一块大陆，以平衡北半球的欧亚大陆，但长期以来，南极地区一直未被探索。
古希腊人的这种观点反映在早期的地图上，荷兰著名地图绘制家麦卡托（1512—1595）绘制的地图上，在南极附近画了一块大陆。不过，1578年德雷克爵士航海时被风暴吹到遥远的南方，并未发现任何陆地迹象。
200年后，库克船长花了3年时间（1772—1775）寻找这块大陆，越过南纬70°，还未找到踪影。但他仍确信南极附近有块大陆，它是流入南极海洋的冰川之源。
19世纪初，这一地区日益受到海豹捕猎者重视。1820年，一艘英国皇家测量船发现了南极半岛，次年就有猎人来此。19世纪末，捕鲸业取代了捕海豹业。这一地区的科学探察和捕鲸活动迅速开展起来，但布满浮冰的海洋仍是通往南极的一大障碍。
南极洲覆盖的冰原，厚度达3500米，它是世界海拔最高的大陆，一半地区高达2000米，有许多活火山，最大的是罗斯岛上的埃伯斯火山。南极还是世界上最干旱的大陆，比撒哈拉沙漠还要干燥。内陆年降雪量只有50厘米，沿海为500厘米。
南极是世界最冷的地方，可冷到使泼出去的沸水立刻结冰。
尽管冰架是南极的屏障，但探险家还是登上了南极大陆，并在那里设立了科学考察站。科学家在那里发现了许多动植物化石，证明南极洲一度是冈瓦纳古陆的一部分，他们还证实地球臭氧层的确出现了空洞。
火山口上的冰川之谜
冰岛的巨大冰原受到下面一座狂烈的火山燃烧影响，以令人悸动的脉搏跳动着。
在冰岛的巨大冰原瓦特那冰川上，冰块之多几乎相当于整个欧洲其他冰川的总和；它覆盖的面积差不多等于威尔士或美国新泽西州的一半。其平滑的冠部更伸展出许多条巨大的冰舌。
冰雪从荒漠中升起，穿过山区，形成一大片白色平原，厚逾800米，以致寸草不生。但这片冰封的荒地，正依着时缓时急的火山脉搏不断扩展、收缩和搏动。
瓦特那冰川永不静止的特性，是冰岛的典型风光。冰岛的面积差不多跟英国一样大，但人口却不比一个中型市镇多，主要散居岛上狭长的海岸边；从地质学来说，冰岛是新近形成的，形成的过程还在进行中。它屹立在6400米厚的玄武岩上。过去2000万年以来，由于大陆漂移，使欧洲及北美洲慢慢背向移动，造成中大西洋海岭上一度深刻裂缝，玄武岩便是从这个“热点”涌出来的。
在上次冰河时期的200万年间，冰岛上的火山表层厚逾1600米的冰川凿开；冰期在约一万年前才告结束。冰岛的心脏地带满布火山、火山口及熔岩；1／10的土地被熔岩覆盖着，那是由200个火山爆发时所喷出来的。
当年维京人到达冰岛时（传统认为是在公元874年），土地是适宜种植农作物的。但大约从14世纪开始，冰岛的气候变得严峻，冰川侵进，海上的冰块激增。虽然到了19世纪后期气候好转，但仍有1／10的土地被冰所覆盖，使种植农作物受到限制。
冰川大约以每年800米的速率流转入较温暖的山谷中；当它在崎岖的岩床上滚动时裂开而成冰隙。冰块抵达低地时逐渐融化消失，留下由山上刮削下来的岩石和沙砾。
冰岛有一种说法：“冰川带走了什么，就归还什么。”1927年，有一个邮差帕尔斯逊在横渡布雷达梅尔克冰川上一座雪桥时，连同4匹马一起坠进冰隙里。7个月后，所有尸体露出冰面，显然是冰川上冰块的环型活动把上层的冰块卷到下面，又把下层的翻卷上去，于是尸体就给送回顶层。
猛烈的火山爆发构成了冰岛今昔的一部分。1873年，出现了近代地球上最大型的熔岩流。在火山爆发期间，位于瓦特那冰川西南边缘的拉基山，整个山岭差点裂开：绵延24公里，为数100个火山口爆开，熔岩喷射到逾520平方公里的土地上。熔岩流持续了3个月，期间整个岛屿被一层蓝色的薄雾笼罩，薄雾污染了草木，导致3／4的牲畜死亡，令接近10000人死于饥饿。
海尔加火山位于韦斯特曼纳埃亚尔（西部群鸟）15个岛屿之一的赫马岛上，一向被视为死火山，却于1973年1月23日清晨的数小时内，从约5000千年的沉睡中苏醒过来。邻近市镇边缘的地面断裂，形成长达1600米、犹如帐幔般的火焰。幸好当地的渔船队伍因风暴侵袭，早已停泊在海港内；到了中午时分，岛上5000名居民已被送往安全之地。
熔岩慢慢流至市镇的外围，推倒及烧毁了不少房屋，纵使进行过大规模的喷射海水工程，替不断涌至的熔岩降温，但到了4月，市镇东部早已被熔岩和火山灰淹没。数星期后，火山静止下来，并未彻底摧毁整个地方，反而延长了赫马岛东岸，包括形成了海港入口处的一堵全新护墙。
火山喷发的火焰与冰川移动的冰块构成瓦特那冰川变幻莫测的气氛。乘搭飞机鸟瞰冰冠，偶尔可看见蔚为奇观的景象：有一个湛蓝的湖直径3公里，湖水是由冰冠底下隆隆作响的格里姆火山融化冰块而来的；湖泊经常被冰覆盖，湖水藏在冰块下，仍然保持融化的状态。
在湖的一边，冰块有如硕大的塞子，阻碍洪水冲下山谷。然而，每年湖水升高约12米；每5～10年，湖水凝聚了足够的力量，便在冰坝下面突围而出，形成了所谓“冰川溃决”的洪流。当洪流涌至低处的平原，同时把火山泥扩散后，湖的水位便会下降多达215米。
格里姆火山是拉基断层西南的延续，属于地热活动的一部分，活动所发出的热能足以为大城市提供家居所需的暖气及电力。1983年5月29日地震仪探察到摇动整座冰川的无数次震动。据一名飞行员报告，火山越过厚厚的冰冠及水分爆发，在冰川的上空形成接近8公里的云层并融穿冰块，形成了一个火山口里面填满雪泥及浮冰。数天后，火山熄灭，冰雪又再覆盖大地。
在瓦特那冰川的南端流出冰川，斯凯达拉尔冰川溶解成一条小河，流经满布沙砾的荒地。冰川的另一端有一个融水湖，湖水的水位涨高，令冰川脱离它的底层，造成冰川崩溃，令河水有机可乘，从冰川底下一涌而出，挟带着碎石，把平原冲刷一新。布雷达梅尔克冰川位于瓦特那冰川的东面，那里有蜿蜒曲折的条状岩石，还有从高地山谷冲刮下来的泥土。冰川的末端是个泻湖。偶尔，巨大而坚硬的厚冰块从冰川分裂出来，发出水花四溅的巨响，形成了一座座冰川漂浮在泻湖上。
在这两条冰川之间有一个小冰冠，名为厄赖法冰川，覆盖着一座同名火山。厄赖法冰川火山的高度于欧洲排名第三，曾在14及18世纪时先后发生过两次毁灭性的爆发。现在游客沿着海岸的公路可到达一度与世隔绝的绿洲，这个绿洲安躺在厄赖法冰川的背风处。
斯卡夫塔费尔这个地区曾在冰川崩溃的毁灭性威力下幸免于难。很久以前，这里曾是一片肥沃的耕地，但现在已改为国家公园，到处是青葱的山丘、桦树、山梨及柳树，构成多姿多彩的景色。
在另一边，一道高达25米的斯瓦蒂福斯瀑布从两层火山玄武岩柱上飞泻而下，岩柱垂直地屹立着，活像风琴管。有一道沟壑通向绝佳的观景点，在夏天，游客可以于此眺望那片广阔无垠、变幻无常的风景。
初雪的阳光和风霜替冰川刻画了万千纹理，令它面目一新。在晨曦和夕阳下，冰冠犹如沐浴在火焰之中：不停移动的冰块深层里，融水形成了透明如镜的洞穴，日光渗入冰洞，幻化成不同层次的蓝色。
上百条冰川河夹杂着由高地冲下来的污秽火山泥石，从冰川鼻破裂的冰层下冲涌出来，激流的翻滚声或冰块坠落的隆隆声随时可闻。
西伯利亚冰原之谜
西伯利亚冰原是一片广阔的大平原，湖泊和沼泽星罗棋布，大部分地区长满了苔藓。这片冰原位于西伯利亚北部，沿北极冰盖边缘延绵3200公里，属于欧亚大陆最北部泰米尔半岛的典型景色。
20世纪80年代的一个夏天，作家和动物学家杰拉尔德与德罗尔游历了泰米尔半岛。他们记述，那里的冻土上长满了苔藓和草本植物，苔草之间夹杂着雏菊似的小花和毋忘草般细小的百合及蓝色的花。遍地都有矮柳丛，在翠绿色的苔藓中茁壮地开放着粉红的花。
每年有三个月太阳不落。但即使在仲夏，气温也只有5℃左右。冬季则有一段时间全是漫漫长夜，不过比夏季太阳不落的时间短。这时只能看到月光，偶尔还可见到极光。冬季的气温可降至零下44℃。因而留给植物开花和结子的时间很少。这里的植物大多是多年生的，为了免遭冷风袭击，长得很矮小，生长也缓慢。
冰原的大部分下层土都是永久冻土，最厚的冻土层深达1370米。冬季，所有土壤都变成坚硬的冻土；夏季，最上层的土壤融化成薄薄的湿土，使植物能在此扎根、生长。
在最北面，湿土层只有150～300厘米厚，但是越往南，湿土层越厚，最厚可达3公尺，即使是桦树和落叶松等植物也能茂盛生长。
泰米尔半岛有许多地方是龟裂冰原，是一种由垄埂把沼泽和小湖分割成不规则蜂窝状的特殊地貌。这是由于冰冻和解冻不断循环造成地面开裂形成的。在裂缝中逐渐形成的冰楔产生强大压力，使地面凸起成垄，而解冻的泥土和融化的冰水则随之沿坡而下聚成湖沼。
在冰原上，有时可以发现早已绝种的长毛猛犸的骨骼和长牙。几世纪来，西伯利亚人从冻土中挖出猛犸的长牙卖给象牙商。
肩高4米的猛犸曾活跃在欧亚大陆北部和北美洲，其牙长达4米，约在1.2万年前灭绝。但不少猛犸的遗骸——包括完整的猛犸尸体保存在永久冻土中，主要在西伯利亚。
“猛犸”一词源于西伯利亚的鞑靼语，意思是“上”。第一具几乎完整无损的猛犸尸体是1799年由一名寻找象牙者在利纳牛岛发现的，1803年完全挖掘出来，交给科学家进行研究。
贝兰加高原是泰米尔半岛的脊梁，高约1500米。在高原的南缘，是泰米尔湖。这是北极最大的湖泊，但深度只有3米左右。春季，湖里注满融水，夏季有3／4的水流入河流，冬天全部结冰。湖岸是麝牛和驯鹿的栖息地。旅鼠则在苔藓下面打洞穴居，它们是北极狐和雪枭的主要食物。狼也在此出没，主要捕食驯鹿和麝牛。
许多动物入冬时就向南迁徙到较为温暖的地方，鸟类亦然。夏季，湖泊和小岛成了红胸雁等水鸟筑巢产卵的理想场所。在西伯利亚西部，沼泽洼地一直从鄂毕河延伸到乌拉尔山脉，稀有的西伯利亚鹤就在鄂毕河下游度过夏天。
石膏沙漠之谜
新墨西哥沙漠，皑皑的沙丘在阳光下闪耀生辉，犹如清新纯净的雪原。白沙名胜区的景致与众不同：一望无际的，尽是清凉的白沙，不断随风迁移改变，不断流失，又不断获得补充。美国新墨西哥州图拉罗萨盆地的沙漠上，白色沙子在火辣辣的艳阳下闪耀微光，犹如新雪。一般沙漠里，沙子的主要成分是石英。这里的沙粒却不是石英颗粒，而是质地较软的石膏晶体微粒，即硫酸钙。由于表面水分的蒸发率高，沙粒又反射而非吸收阳光，沙丘十分清凉，跟普通沙漠迥异。白沙名胜区东起萨克拉门托山脉，西迄圣安德烈斯山脉，面积700平方公里，为世界最大的地面石膏矿藏，其颗粒即制造熟石膏的矿物。
美国西南部极其干旱，这片不同凡响的石膏沙漠，起源于约一亿年前。当时，这大片土地原为浅海。其后海水干涸，留下了一些咸水湖，最后也在骄阳下蒸发殆尽。湖水本来富含矿物，水分蒸发掉，湖床上就剩下盐和一层厚厚的石膏。
约6500万年前，萨克拉门托山脉和圣安德烈斯山脉开始形成，中间夹着图拉罗萨盆地。地壳大规模活动，陆块皱褶隆起，推高石膏层。
季候雨和融水从山区流下，溶解山坡上的石膏颗粒，成为浓度很高的溶液，冲到图拉罗萨盆地最低点，即卢塞洛湖。
湖水蒸发，留下一层层薄薄的石膏透明晶体，称为透明石膏。风化作用使晶体渐渐变为细沙，随西南盛行风飘落盆地上，堆成高耸陡峭的沙丘，不少高达15米。盛行风不仅堆起沙丘，还把沙子吹送远处，迁移距离每年可达9米。这个过程从未停息，使区内地貌不断变化，日新月异，仿佛自有其生命。
沙子不住迁移，本身又是咸性颗粒，加上雨量稀少，一般植物难以生存。这里生长的植物，如丝兰、美洲杨树等，都有很发达的根部，能深入沙层，稳住干茎。比方说，美洲杨树的根可长达30米。
基于同样原因，能在区内长居的动物不多，其中包括浅色的无耳蜥蜴、昼伏夜出的阿帕奇囊鼠。这两种动物都具有保护色，身躯跟炫目白沙浑然一体，难以发现。阿帕奇囊鼠为珍稀动物，仅见于此区。
白沙名胜区边缘，温度稍低、水分稍丰，动植物也就多起来。约500种野生动植物在此繁衍，包括多种颜色鲜艳的显花植物，诸如金黄色的臭瓜、粉红的百金花、紫色的叶子花等等。郊狼、臭鼬、更格芦鼠、穴居沙龟、美洲獾、蛇、豪猪栖息其中，夜里偶尔会来到沙丘间，在白色沙子上留下痕迹。
这个地区之美，在于瞬息万变而又终古不灭。一方面，地貌时刻随风变幻，日夕不同；另一方面，大自然不断补充流失的石膏颗粒，犹如寒冬瑞雪降在北极冰原，使之天长日久，万世永存。
冷热颠倒的地方
绕行于太阳的地球，以它固有的运行规律决定了一年一度的春夏秋冬如期而至。每当数九寒冬和酷热的盛夏来临之际，爱幻想的人们是多么渴望能有一个冬暖夏凉的季节呀。真是天公作美，遂人心愿，世上竟有一部分幸运的人居住在冬暖夏凉的“地方”，这“地方”就是辽宁省东部山区桓仁县境内被人们叹为观止的“地温异常带”，这条“地温异常带”一头系于浑江左岸，沙尖子满族镇政府驻地南1.5公里处的船营沟里；另一端系于浑江右岸，宽甸县境内的牛蹄山麓。整个“地温异常带”长约15公里，面积为10.6万平方米。
在这块土地上，随着夏天的到来，地下温度便逐渐开始下降。当气温高达30°的盛夏时在这里地下1米深处，温度竟至零下12℃，达到滴水成冰的程度。特别是船营沟任洪福家房后的一道长约1000米、宽约20米的小山冈，则更为明显。1995年的一个夏天，任洪福的父亲任万顺，在堆砌房北头的护坡时，发现从扒开表土的岩石空隙里，冒出了刺骨的寒气。老汉感到很惊讶，于是就在这里用石块垒成了长宽不足2尺、深达2尺半的小洞。夏季里，这个小洞就变成了一个天然的冰箱，散发出阵阵寒气，这时人站在距洞口六七米远时，就会被这寒气冻得难以忍受；他们将鸡蛋放在洞口，鸡蛋都冻破了皮；将一杯糖水放入洞内，很快就被冻成冰块。
入秋后，这里的气温开始节节上升，到了朔风凛冽、隆冬降临时，这“地温异常带”上却是热气腾腾，这时在地下1米深的温度可达零上17℃，任洪福家的“天然大冰箱”这时又变成了“保温箱”。人们在任家山后的山冈上看到，虽然大地已经封冻，但种在这里的角瓜，却是蔓壮叶肥，周围的小草也是绿茵茵的。任家在这里平整了一小块地，上面盖上塑料棚，在这棚里种上大葱、大蒜，大葱长得翠绿，蒜苗已割了两茬。人们经过测定发现在这棚内气温可保持17℃，地温保持15℃。在这小冈上整个冬春始终存不住雪。任洪福老汉充分利用这一条件，在这道土冈的护坡前盖了三间房子，利用洞口的冷气建成了小冷库。为乡亲和沙尖子镇饭店、医院、酒厂、兽医站等单位储存鱼、肉、疫苗等物品，其冷冻效果十分理想。
无独有偶，在河南林县石板岩乡西北部的太行山半山腰，有一个海拔1500米叫“冰冰背”的地方，也是个冬热夏凉的地方，在这里阳春三月开始结冰，冰期长达5个月，寒冬腊月，热气如蒸，从乱石下溢出的泉水，温暖宜人，小溪两岸奇花异草，嫩绿鲜艳。
人们知道，自然界的冷暖取决于太阳的光热，随着地球的自转，当它与太阳距离缩短时，太阳辐射给地球的热能就增加，使地球变暖、变热。反之，地球就变凉、变冷。由此形成了地球的一年四季、春夏秋冬。而这奇异的土地却打破了这一自然规律，出现了超自然的现象，它的冷热不随外界变化而变化，而有其自身的变化规律。那么，当外界变暖时它的地下为什么会是那么寒冷？外界变冷时，它又是从哪里获得的热源呢？这奇异的现象，引起了许多科研人员的注意。他们有的认为：在这种冷热反常的地带，它的地下可能有庞大的储气构造和特殊的保温层，大气对流于这特殊的地质构造之中，才导致了这奇异的现象。另有些人认为：这里的地下有寒热两条储气带同时释放气流，遇寒则热气显、遇热则冷气显。还有人则认为：这个地下庞大储气带的上面有一特殊的阀门，冬春自动开闭，从而导致这种现象的发生，这种种分析只是推论而已，究竟这地温异常带是如何形成的？这里的地质结构有什么与众不同？还有待于科学工作者经过进一步考证，才可能解开这一带“冷热颠倒”之谜。
地球上的岩石千姿百态、五彩缤纷，它们是怎样形成的呢？自古以来，科学家们都在探索这一奥秘。科学界还有过一场激烈的争论，持不同观点的科学家互不相让，有人称这场争论为“水火之争”。
1775年德国的地质学家魏格纳，提出了这样的观点：花岗岩和各种金属矿物都是从原始海水中沉淀而成的。人们称他的观点为“水成派”。后来，以英国的地质学家詹姆士·赫顿为代表的一些科学家，针锋相对地提出相反意见。他们认为：花岗岩等不可能是在水里产生的，而是岩浆冷却后形成的。人们称这种观点为“火成派”。“水成派”与“火成派”一直争论了几十年，两派之间的斗争十分激烈。现在看来，由于受当时科学水平的限制，这两派观点都带有不同程度的片面性。不过，他们的争论，使地质学又向前推进了一步。
现在，科学家们借助于先进的设备，已摸清了岩石的来龙去脉。
如果按质量计算，在地壳中，约有3／4的岩石是由地球内部的岩浆冷却后凝结而成的，人们称它为“岩浆岩”或者“火成岩”。花岗岩就属于岩浆岩。在地球上，目前还可以看到火山爆发后喷出的温度高达1000℃以上的液态的岩浆，经过冷却后形成的坚硬岩石。岩浆岩在地下形成，因此它分布于地表的不多，一般都埋藏在比较深的地下。
有少数的岩石是泥沙、矿物质和生物遗体等长期沉积在江湖和海洋底下，经过长期紧压胶结，以及在地球内部热力的作用下，变成了岩石，人们称它为“沉积岩”，如砂岩、页岩和石灰岩等。沉积岩尽管所占的比例不多，可它多数分布在地表面。因此，我们平时容易见到。
岩浆岩和沉积岩形成之后，受到地壳内部的高温高压的作用，改变了性质和结构，就形成了另一种岩石——变质岩，如石英岩、大理石岩等。
岩浆岩、沉积岩、变质岩这3种岩石之间还可以互相转化。比如：埋在地下的变质岩可以被地壳运动推到表面，在地表面再形成新的沉积岩。因此，著名生物学家林奈说过：“坚硬的岩石不是原始的，而是时间的女儿。”
的确，岩石正是经过长期的各种条件的作用，而由其他物质转变成的。
流沙之谜
佛罗里达州奥奇朝比湖南部的低洼沼泽地区，满布亚热带野生生物。某个夏日早上，两位美国大学生，皮克特和斯塔尔，背着沉重的背包，跑进浓密的丛林，找寻寄生植物。他们沿着一条差不多干涸小溪的沙岸前进，皮克特走在前头，突然叫起来：“这里是软地！别过来！”
他踏上了看似干硬的沙地，但干硬的表面在他靴子下离奇地碎裂，足踝陷入沙中。他在沙中挣扎向前走了几步，想踏上硬地，但每走一步，就陷得更深，双膝已陷进像软糖似的怪沙中。
“流沙！”他叫道，“快救我！”
斯塔尔知道跳下流沙去救朋友，毫无用处，两人都会一起困在沙中，附近数里之内也没有人会来救他们。他跑进树林，看见一根倒下的长树枝。
皮克特继续挣扎，费了九牛二虎之力，终于把一条腿从可怕的陷阱中抽出来，但另一条腿却下陷至大腿间了。他周围的沙这时震动起来，活像一大碗果冻。他失去了平衡，俯伏在沙上。
斯塔尔拿着树枝跑回小溪，把树枝伸给朋友，但皮克特无法抓到。斯塔尔大叫：“除下背包！”
沉重的背包压着皮克特沉下沙中。背包的扣子在胸前，掩在沙下，他双手困在沙中动弹不得，无法解开来。他拼命把头昂起来，但流沙依旧迅速升到下颌。流沙升上来淹没口鼻时，他喊出最后的惨叫声。这时只见到他一双充满恐惧的眼睛。
“抓住树枝！”斯塔尔大叫道。
皮克特挣扎着想把双手从沙中抽出来，这样却使他的头下沉得更深。斯塔尔发狂似的，用一块岩石做支点，把树枝插入沙中，伸到皮克特胸膛下，拼命用力，希望把他撬起直立，可惜树枝折断了。
这时只见一只靴底和背包还在迅速下沉。斯塔尔坐在岩石上，双手掩面痛哭。再抬起头来时，什么也不见了，只留下一片看似干爽的平坦沙地。
在阿肯色州的贝尔顿附近，一队猎人沿着与奇塔河步行，穿出茂密的树林后突然停下来。一些队员呆若木鸡，因为他们见到平坦的沙地上有一个人头，双眼朝天。队员继续向前走，走了几步才恍然大悟。他们看到的是一层流沙。那个人陷入沙中，沙深及颈，结果活活饿死。
流沙一直是人类想起来就怕的东西。困死在流沙里的情形更恐怖。很多小说和电影喜欢借想象把这种令人毛骨悚然的情景大肆渲染。
实情究竟是怎样的呢？
世界上许多地方都有流沙，但对流沙的成分一直所知甚少，到近年来才多获一点知识。最流行的说法认为：流沙由圆滑的沙粒组成。这类沙与一般表面参差不齐的沙粒不同；圆沙粒像小小的滚珠轴承，滚动的时候很少有摩擦力，因此一个人或任何重物，都会在圆沙中迅速下沉。另外一种说法认为：流沙的沙粒受到黏泥或其他光滑物质的润滑，使它们受重就滑开。但没有人知道真相。
我们现在对流沙的认识，主要从第二次世界大战的一些经验得来。1944～1945年间，盟军在进袭德国时，发觉需要多掌握一些在不稳固的地面调动军队的知识。
1945年盟军的一次遭遇，正好说明流沙所造成的困难。当时，一支美国补给车队在维斯马附近遭遇纳粹轰炸机袭击，带头的司机乔纳斯下士立即驾车离开大路，转入一片看似多沙的草地。他觉得自己的车子突然倾侧，就想打开车门，车门却紧得打不开。他把头探出窗外看看，不禁心惊肉跳，原来车子渐渐陷入草地，像一艘下沉的船。沙已掩至车门的一半。
乔纳斯从窗口爬上车顶。几分钟内，沙升到挡风玻璃屏。在间歇的炸弹爆炸声中，他听到一种古怪的吮吸声音，像一个人在咕嘟咕嘟地喝汤。沙升到车顶了，于是乔纳斯爬到用油布覆盖的货物上。他目瞪口呆地看着车子在他下面沉落。
最后，他跳向大路边去，跌下沙中。沙深渐及膝时，他奋力向前扑，拼命抓住路堤一排青草，幸而那排青草的根扎得很牢，可以支持他的体重，终于脱身逃出陷阱。等到空袭过后，他的车子已不见了。
美国陆军的关注，激发了好几项对流沙的科学研究。其中一项由印第安纳州德普大学地质学教授史密斯博士主持。他在大学附近一个牧场里的流沙层研究了多天。沙层在一条小溪旁，表面是一片片在池塘的黏泥上生长的绿黄色水藻。他把一块石头抛进去，沙面就起颤动，好像是活东西。
这里的沙与普通的沙怎么会不同呢？史密斯取了一桶沙回去，把样本放在显微镜下研究，发现沙粒的形状，像普通的一样，各种形状都有。有些是圆的，但大多数是不规则的。这样，圆沙粒的说法自然不能成立，甚至润滑沙粒的说法似乎也站不住脚。史密斯把样本保持湿润，让水藻继续生长，但沙粒已不再是流沙了，跟沙滩上的沙同样结实。
史密斯回到那个牧场跟场主交谈。“那东西很奇怪，”场主说，“有时候是流沙，有时候却很结实。你8月再来，可以在沙上跳舞。”
8月是干燥的月份。水会不会是其中的关键？但是史密斯博士知道，通常来说，湿沙跟干沙同样可以支持重量。他推论，可能关键不在水量而在水流。水留在沙中不动，沙不会流；不过，假如水在沙中以某种方式流动……史密斯跟其他地质学家详细讨论之后，发现很多人都有近似的推论。为了解答这个问题，史密思与另外几位科学家造了一些实验装置，可以让水在沙中以不同的方式流动。
其中一个最复杂的装置，是西北大学奥斯特伯格教授所造。他的装置有一个大容器，盛满普通的沙，容器与数条喉管连接，水可以从上面流入，下面流出，或从下面流入，上面流出。为了使实验充分完备，还特别用塑料造了一个假人，里面注入铅粒，使它的比重大约等于真人的比重。换言之，假人能浮在水中，头部露出水面。
奥斯特伯格教授的大容器盛载的沙，如果是干的，把假人放在沙上站立或者躺卧，都不会留下很深的凹痕。水从容器顶部灌进去，假人依旧不会下沉，但是水从容器底部泵进去，穿过沙层涌出的时候，假人就下沉到脖子的位置。研究人员发现：水像泉水一样向上涌的时候，逼迫沙粒稍稍分开，使沙堆扩大。这时，沙粒部分由一层水垫支持，而不是完全靠其他的沙粒支持了。
研究人员发现：有些流沙沉物快，有些则慢。还发现沙粒越细，使它们变为流沙的水上涌越慢。假如沙粒细，上涌水流又急，就变成土壤学家所说的“超流沙”状态了。这种沙虽然表面看来像混凝土一样坚实，但人一踏足其上立刻就会下沉。水流慢，而沙粒粗的时候，便成为慢流沙。踏上去走几步，通常还能转身再走出来。
如果人在流沙中不是马上下沉，而且还可露出头来，就可能像在水中那样浮起来。液体浮力的定律，流沙也适用。物体在液体中所受的浮力，等于本身体积所排的液体的重量。同时，因为流沙比水重，所以人在流沙里比在水中更容易浮起来。
不过，没有人愿意找流沙来试验，包括教人怎样逃生的专家在内。从科学家研究流沙习性所知的事项中，最受人注意的还是它那种可杀人的潜力。
碰到流沙，人们会像小说或电影中所描述的那么恐怖。但是，世界各地大都有流沙陷阱，因此有可能在不知不觉中掉进去。如果碰到这种情况，试依照下列的守则去做：第一，不要惊慌，流沙很少取人性命。第二，快叫同伴退后。你可能需要他们的帮助。第三，把背包或其他重物丢掉。第四，身向后仰，伸开四肢有如大鹏展翅。这样就有可能会使你浮在沙上。最后，轻轻地向硬地蠕动或滚动。在怀疑有流沙的地方行走时，最好携带一根木棍，必要时可做救援之用。
空气是如何变“脏”的
只要人类想享受清新空气，就能办得到。因为空气污染大都已有补救办法，只待实行。世界若干城市早已开始采取管制空气污染措施，对保持市区的良好环境产生了显著效果。
最明显的例子就是钢都匹兹堡。由于烧煤的鼓风炉喷出大量煤烟，长久以来，匹兹堡一直是美国最脏的地方之一。但第二次世界大战以来，当地政府采取管制空气污染的措施，已略有小成。家庭主妇从前每星期洗一次煤烟染黑的窗帘，现在一年只要洗两次。伦敦方面，1952年曾出现一次挟着污浊空气的浓雾，约有4000人丧生。10年后，同样的恶劣空气再度出现，但死亡人数微不足道，主要归功于英国政府10年来严格实施空气污染管制。
不过，世界上环境污染十分严重的若干地区，情况虽逐渐改善，另外又有些从来没有污染问题的地区，目前正受到从远方工业区散出的污浊气体毒害。巴黎的空气变得有腐蚀性，铁皮屋顶过去可用20年，现在只能用5年，肺癌患者也不断增多。奥地利和意大利的美丽山谷，烟雾弥漫。罗马市内美观的松树日渐枯萎，松树针叶下面有一层空气中飘浮来的油质。此外，世界各城市的居民，肺部本应是粉红色的，现在都给污垢染成黑色了。
空气污染多数在大城市与工业区出现，但当然并不以大城市及工业区为限。大海上时常出现工厂与汽车喷出的大量污染物聚成的烟雾，来自几百英里外人烟稠密的沿海地区。工厂烟雾和汽车废气的微粒，还会进入大气层向上飘行数英里。人类大量使用杀虫药及倾倒未经处理的工业废物、未经净化的污水，已经破坏了“大自然的平衡”，使大片土地和水域不适宜动植物生存。现在，很多科学家担心，人为的污染物质在大气层上广泛散布，可能同样对全球气候产生难以预料的坏影响。
空气中污染物质的多寡，各处不同，但污染物质的成分，大致一样。美国各地工业区的空气污染最为严重。美国的空气污染管制局、环境保护局及其各分局，在全国各地设立大约4000个空气样本抽查站，密切检验国内的空气情况。工厂和汽车喷出的污染物质，每年约有1.78亿吨进入美国上空，其中1300万吨是固体微粒，包括煤烟、灰烬、水泥、煤屑及其他工业物料的粉末。
除了上述微粒悬浮在空中以外，其余1.65亿吨污染物质主要是燃料燃烧时产生的气体，包括来自煤和含高硫质重油的氧化硫、汽车废气中的氮氧化合物、一氧化碳和未燃碳氢化合物。污浊气体中，一氧化碳和碳氢化合物差不多占1.15亿吨。其中仅汽车一项就产生5000万吨之多，因此汽车是空气污染的罪魁祸首。环境保护局也密切注意其他有害或可能有毒物质的污染程度，包括水银、石棉、铅、硝酸盐、氨、钴、砷及有放射性的各种物料。
这些物质中，有的含有毒性，有的只是肮脏并无毒性。有些能腐蚀石头与金属，另外有些已知是致癌因子。还有些能起化学反应产生一种“新的”有毒物质，可以毒死植物和侵害一般物料。把这些危险物质送入空气中的罪魁祸首，当然就是我们自己。只要肯花钱，采用必要的技术，多数污染物质都能防患于未然，不致侵入人类生存的环境。例如：在工厂烟囱装上如静电除尘器等装置，就可以消除工业造成的很多空气污染。静电除尘器利用静电吸力的原理，与丝绸擦过的玻璃棒可以吸起纸片的情形相同。烟通过烟囱进入空中时，烟囱上的除尘器就会吸去烟中的煤烟和其他微粒物质。
另一种装置是，先把气体导入旋动的水槽中与水混合，使污染物质溶于水中，再把脏水净化。此外还有人提出其他可使用的装置，或把污浊气体导入袋内，就像真空吸尘器的功能一样；或利用化学方法，滤除工厂黑烟中的有毒化合物。这些防止工业污染的装置，不管哪种，价钱都相当昂贵。
不过，还有其他方法。举例来说，纽约市改善空气污染的计划是从另一方面着手，政府限制发电厂用煤和燃油中的含硫分量，管制焚烧废物的私人或公共焚化炉等。
伦敦的防止空气污染工作，成绩最为显著。1956年，英国国会通过清洁空气法案。现在，伦敦冬季可以享受的阳光，比1956年多了一半。这样卓著的成效，主要得自空气中的煤烟减少了。伦敦人冬天取暖时，一向是壁炉里燃烧烟煤，现在都燃烧焦炭或无烟煤。在法例规定之下，大多数家庭如果不能完全改用煤气或电力供暖系统，就要改用比较精巧的壁炉或封闭的火炉。壁炉或火炉的改装费用，由户主担负30％，地方政府担负30％，英国中央政府担负40％。
煤、焦炭及重油燃烧时产生的气体中，最普通的污染物质是硫的氧化物，主要为二氧化硫和三氧化硫。仅美国，每年差不多就有5000万吨硫的氧化物飘进空气里面。
潮湿空气中，溶于水的二氧化硫变成亚硫酸，黏附建筑物与汽车的表面，使砖石逐渐碎裂，并使金属发生腐蚀现象。这种难闻的气体使眼睛刺痛，还使肺部感觉不适。三氧化硫溶在空气的水分中，产生硫酸，腐蚀性比亚硫酸厉害得多。
世界各地用电不断增加，要燃烧更多石油来发电。除非设法不让硫的氧化物形成，否则这种污染物质逸入空气中的分量一定有增无减。虽然欧洲目前可在北海区采用不含硫质的天然气，但俄罗斯、北非洲及北美洲各地蕴藏的天然气，没有北海区那样多。甚至在欧洲，天然气也不能代替煤和石油。假使我们要尽量减少全球空气中的二氧化硫，就要在燃烧前清除煤和石油中的硫质，或采取措施来净化烟囱喷出的烟。现在已有几种新发明的技术，可以进行这些工作，只是费用很高。不过，我们即使希望把空气污染程度维持现状，而不奢望改善地球污染情况，也同样要支付这些费用。
近数十年来，工业国的汽车大量增加，内燃机成了可怕的空气污染来源。汽车废气多半是二氧化碳和水蒸气，都是无害的东西。但其中混有的一氧化碳是一种致命的毒素；苯并芘是一种致癌因子；还有汽油未完全燃烧所生的氮氧化合物和未燃的碳氢化合物。此外更有半燃烧热机油冒出的烟和未精炼汽油的污浊液体。这一切都成了空气的一部分。
汽车废气停留在静止空气中，而废气中的烟又受到太阳光线的照射时，会发生复杂的光化作用，产生一种毒气，叫作“光化烟雾”。这种烟雾损害树木及谷物，刺痛眼睛，使鼻子及肺部感到难受，还使橡胶及人造纤维织物等物料变坏。
光化烟雾出现，除汽车废气的烟外，还有其他因素。不论有多少汽车喷出废气，只要上升气流能把烟带上高空，在广阔的气层中冲淡，那么空气还能保持相当清洁。假使大气的上下对流静止不动，污染物质就会滞留在距离原地地面不远的空中。
大气对流怎会阻塞？我们都知道，高空的空气通常比接近地面的空气冷。但在大城市的上空和下风头的地区，情况完全相反，一层暖空气停在接近地面的凉空气上面。这种“逆温”现象使暖空气成了一个盖子。上升的烟困在暖空气的下面，无法继续上升。过了若干时日，污染物质在逆温层下面越集越多，再加上太阳的照射就会产生光化烟雾。
美国洛杉矶的逆温现象滞留不散，阳光充足，周围有山阻挡污染物质消散，地面汽车又多，因此成为世界上烟雾为害最剧烈的地区。美国新近制定的法例规定，在今后10年以内，新造汽车排出的废气要减少九成。这项规定虽然在技术上会有问题，但也带来了很好的希望，烟雾今后或可减轻。
伦敦大雾的成因，也是在低空（离地面300到400英尺）中有强烈逆温的现象。以前，这逆温层下面，千千万万煤炉喷出的烟与雾困在一起，使空气坏到几乎不宜于呼吸。即使今日，伦敦的浊烟虽已大量减少，浓雾仍常把能见度减到不足5码。不过，浓雾里只含水珠，不含有毒的烟屑。
洛杉矶方面，造成烟雾灾害的逆温层较高，离地面约2500～4000英尺，虽然有较多空间让浊烟消散，但洛杉矶像伦敦一样，逆温层滞留不散。世界上其他地方的逆温层通常只会出现几天，就被风吹走。加利福尼亚州南部的情况不同，逆温层有时候在整个夏季日夜不散。
20世纪以来，世界各地人口和工业毫无疑问都在迅速增长。假使我们想把整个地球恢复到20世纪以前的情况，根本没有什么奇术妙策。为保全人类的生存环境，我们在金钱上以及在智力上需要付出的代价，可能与最初推动工业发展时付出的代价一样大。人类如果不打算在有毒的地球上灭绝，除了必须接受管制污染的措施以外，似乎别无他法。
飓风是如何形成的
什么是飓风？那是流动的空气——亿万吨的空气。这么大的一个空气散布在半径300英里的范围之内。这团空气开始旋转，接近中心的空气转动时速，达到75～150英里。这团空气中再充满了云，云顶升到4～6万英尺高空之间。这些云以每天高达20英寸的雨量，落下倾盆大雨。同时，这整个系统还沿着某一路线移动。旋转的风在海洋上掀起怒涛巨浪，海水涌入邻近陆地。这一切就是一个典型飓风的主要情况。飓风如果袭击人口稠密的沿海地区，拔树倒屋，后果总是一场灾难，极少例外。
飓风有几个名称。学名称为热带气候，在西太平洋称为台风；在澳洲称为“畏来风”，不管在各地的名称为何，飓风是诞生于热带地区海洋上空的一种旋转风系，由又湿又暖的热带空气构成。飓风的威力来自太阳。太阳使水从海洋表面蒸发，形成风暴云。水汽在高空的风暴云里凝结成小水滴时，放出热能；在这种情形下，一个中型飓风在一小时内由凝结所放出的能，等于16枚2000万吨级氢弹爆炸的威力。这样巨大的能量，约有3％被挟持在飓风里。
飓风季通常从暮春开始，直到初秋，以夏末期间的风暴为最猛烈。那时热带海洋已经在太阳接近直射的光线下暴晒了数周，海洋表面蒸发率甚高，使海洋上空的空气，充满了催动飓风那副“热力机”的水汽。
过去利用天气侦察机报道热带气旋的行踪，今天追踪飓风的工作，大部分已经由天气侦察卫星替代，其中包括美国的太罗神及雨云卫星。风暴的情况，白天由卫星摄影机拍照，夜间由红外线仪器摄取。卫星把获得的资料传送到地球各地的接收站，通过这个布满全球的追踪网就能侦察出某一飓风的诞生、成长、动向及消散的情形。天上的飞机、海上的船只及地上的天气观测站，也都收集这些强烈风暴的资料。
如果所有飓风的路径都相同，预测工作就简单得多了。可惜，飓风行踪可能飘忽不定，路径迂回曲折，诡谲难测。有时吹向赤道，随又转向走开；有时突然暂停前进，折向来时的旧路吹回。有时飓风前进时会采环状路径，20世纪初的一个飓风便是如此。1910年10月，一股风暴在加勒比海向北移动，直接吹袭古巴西部的圣胡安马丁内斯城。两天之后，这股风暴又从西面绕圈折回，再次袭击该城。
威胁海上船只的风暴，莫过于已发展成型的飓风。猛烈的风势及汹涌的波浪，甚至能毁坏大型航空母舰及远洋中的大油轮。在第二次世界大战时期，美国上将海尔赛指挥的第三舰队，在菲律宾吕宋岛以东约500英里处，被困在一个飓风范围内，遭受飓风猛烈吹袭。该舰队的气象人员早在事前接获警报，在该区某处发现飓风。也是命中注定，海尔赛的第三舰队竟误入飓风中心。驱逐舰、巡洋舰、主力舰和航空母舰都颠簸得很厉害，像软木瓶塞在海中漂浮似的。旗舰上发出的命令是“任意航行”，舰队在风浪中远远地散开。没有一艘战舰能逃过重创的厄运。三艘舰只沉没，舰上官兵极少生还。4000里外夏威夷群岛珍珠港的舰队天气中心也接到报告。舰队天气中心虽已从海上的船只、天上的飞机及太平洋数十个岛屿上的美国基地继续不断接获天气报告的电讯，仍无法断定飓风的确切途径。
任何船只在海上遭遇飓风时，都极易被毁坏，但是小心航行可以避开风势最猛烈及波浪最险恶的地区。住在风暴路线上的海岛居民，天生不是很幸运。假使飓风直接侵袭海岛，居民只好找藏身处避风。如果预先获得警报而又有充分时间，最好还是暂时迁离沿海地区。若是岛上的地势低，诸如太平洋上的环礁，遇到飓风或飓风吹过，可能造成一场大灾难。
例如：1958年1月7日，西太平洋上的马绍尔群岛遭受飓风侵袭，这是飓风对一个毫无掩护的珊瑚岛肆虐的可怕例子。受灾最重的是群岛中最大的环礁杰路依特岛。当时海上卷起的巨浪，开始拍击东面珊瑚礁的外壁。潮水还是非常低，所以珊瑚礁没有立刻被海水淹没。但是湖水高涨，波涛更加汹涌时，海水澎湃冲过珊瑚礁外缘，直袭环礁。突然一阵烈风从东北吹来。风力增强到飓风程度——时速约75英里，海浪开始冲过东边几个小岛，进入泻湖。
这时已是下午。湖水几乎涨到最高点，狂风挟海水扫过岛上的陆地。狂风把洪水吹成巨浪，混着一些被连根拔起的树木和数以千计的珊瑚碎块纵横狼藉，有些珊瑚碎块重逾100磅。一位劫后生还的人回忆说：“我们半游泳半涉水，从一棵大树到另一棵大树，但是到处都有树木倒下来，我们也不晓得哪棵树安全。我眼看着一家人全部溺毙。他们都把自己缚紧在一棵露出水面的高树上。大树忽然倒下，他们也随波冲走。”
飓风过后，杰路依特岛上几乎到处都留下珊瑚碎块，厚达3英尺。大树多半不是被连根拔起冲走，就是被齐根吹断。泻湖上出现许多扇形及三角形沉积物，像是小河积年累月留下的淤积物。当地人住的小房舍和粮食作物，如椰子树、露兜树及面包果树，全部惨遭摧毁。出人意料之外的是，飓风侵袭期间仅有14人死亡。另两人于事后因过分疲惫而致命。死亡人数轻微的原因有二：一是因为有第二次世界大战期间日本人所建那些墙壁厚达一英尺的碉堡沉入珊瑚丛生的海水深处，发生了保护作用；一是凑巧人口最稠密的几个小岛上的许多居民，当时都去了另一个小岛，而该小岛在这次风灾中未被海水完全淹没过。
飓风吹袭沿海地区时，迎风的地方危险最大，狂风卷起海水，常以排山倒海之势汹涌袭来。人口稠密的沿岸地区在风暴激浪侵袭下造成的灾害，实在不胜枚举。
破译雪崩之谜
1669年12月24四日，瑞士西南部阿尔卑斯山吉纳村上方，14名山地人爬过一个积雪山坡，为度假的人准备滑雪坡。脚底下不稳固的积雪，突然好像山崩地裂，向下滑落。其中3人被翻腾滚下的积雪卷走，无法救援，结果葬身于好几吨重的雪堆中。那年圣诞前夕的惨剧，成为随后前所未有一连几次雪中惨剧的前奏。在那个严寒的冬天，从欧洲阿尔卑斯山脉东至伊朗艾尔布芘山脉，发生过几次本世纪威力最大的雪崩，就像骇人海啸似的，冲下陡峭山坡。1970年头三个半月内，有2130余人因此丧生，数百人受伤，还把许多房屋、旅馆、医院、滑雪缆车设备、桥梁、公路及铁路冲毁。
法国灾情最重。四月中旬，融雪引起山崩，数以万吨计的泥石从白朗峰疾冲入山谷对面阿西高地一所肺结核疗养院的3幢宿舍里。72名遇难者多半不满15岁。两个月前，在伊塞勒峡谷，大雪崩猛扑一座青年旅舍，有39名滑雪青年遇难。
同一期间内，瑞士也发生过历史上少见的雪崩惨剧。1970年2月24日，接近意大利边界的雷京格村，发生了220年来最惨重的雪崩，30人遇难。在随后发生的小意外中，又有多人死亡。
各地高山都会发生雪崩。每年发生的大雪崩，可能多达25万次，但并不是都会毁灭生命或财产。雪崩与冰川是完全不同的自然现象。冰川是由又厚又硬的大冰块缓缓移动形成的，雪崩则是大量松软积雪迅速滑动。斜坡上的积雪，总是处于脆弱的平衡状态。连续降雪后，雪就会像多层夹心蛋糕似的层层堆积。随着气温及天气的改变，雪层会下沉、结实、融化及重新冻结。例如，新降的雪可能落在已经结成冰块的层面上。这两层之间的结合，极为薄弱。任何轻微的扰动，都能使上层积雪没过下面的冰层。
山地人把雪崩分为“土崩”与“尘崩”两类。新降大雪不能与旧雪层坚实地结在一起时，通常发生尘崩。大雪连下24～48个小时，积雪堆至10英寸以上，一般认为尘崩最易发生。上层积雪受到地心引力，顺着山坡滑下。巨量积雪滑落速度迅速增加，滑落时积雪越来越多、越重。只消几秒钟便滑下极长的斜坡，速度惊人。瑞士有一次尘崩，用计秒表测得的时速竟超过200英里。
尘崩时，还在迅速滑动的雪墙前面产生一股强大的气压。这种强烈的“风”，曾有一次在阿尔卑斯山，把250英亩范围内所有根深蒂固的百年老树连根拔起。又有一次在奥地利，把一辆游览客车吹落一座桥下，23名滑雪人遇难。但滑动的雪墙根本没有碰到那辆游览客车。
另一方面，土崩——湿雪滑落时速很少超过60英里，但也有破坏力。此种雪崩通常发生于春季积雪开始融化时，土崩的雪在滑动时滚成雪球，一路上收集泥土、拔起了的树木和挖松了的大圆石等杂物，积重可达100万吨。土崩的雪所经之处，障碍物上所受的威力，每平方米强达100吨。
山区中必有雪崩，但为什么近几年雪崩所造成的伤亡及破坏，都比以前大？专家举出几个理由：
滑雪及其他冬季运动方兴未艾。历来遭受雪崩侵袭的地方，冬季别墅及游乐场地有增无减，于是危险增加。一位瑞士专家说：“人们好像并不关心那里是否安全。个人的经济利益总是摆在前头。”
无限制发展并不是雪崩杀人的唯一原因。有记录的雪崩多半由粗心的滑雪人引起的，造成许多人伤亡。瑞士一个救援队的队长指出：“每年有太多人由于愚昧无知或低估危险而丧生。他们想不到可能有被活埋、压坏或窒息的危险。”（瑞士有记录说明，遇雪崩遭活埋的人，两小时后，100人中只有19人生还，3小时后则只有9人生还。）每个冬季，瑞士估计有20000次雪崩，其中约有137次造成相当大的损失，伤亡人数在比例上却较邻国低。这一点主要归功于完善的预报系统。这个系统隶属瑞士联邦积雪及雪崩研究所，意大利、奥地利及苏格兰也采用同样办法，法国则效法部分措施。雪季时间每周一次估计阿尔卑斯山发生严重雪崩的可能性，在危急情况下则酌增次数。发表雪崩警报前，先分析几千项个别报道。研究所及外界观察员，包括阿尔卑斯山向导、滑雪教练、学校教师、修道士及缆车驾驶员等，从瑞士52个观察点每日用电话、电报报告当地积雪及天气的情况。此外，还与奥地利和意大利交换类似资料。
报纸、电台和电视台都报道研究所的公报。瑞士联邦电话局还把公报录下，随时回答电话询问。公报翔实可靠，警察、救援队及游乐场地，都据此限制车辆来往、关闭滑雪坡或撤离危险地带。
该研究所在1942年成立，设于一座四层楼高的近代大楼内，坐落在崎岖的威斯夫鲁约赫峰顶。这座险峻的山峰海拔9000英尺，山脚下是达弗斯镇。山上有一条两英里长的缆车轨道把研究所与山谷连接起来，这条缆车轨道也供滑雪人登山之用。
研究所共有24位专家，分别控制积雪的各项工作。其中包括气象学家、水文学家、工程师、森林学家、地质学家及物理学家等。由于这批专家专门研究雪崩成因及各种预防措施的工作，所以全世界专家也常群集威斯夫鲁约赫峰吸取新知识。
研究所的另一项活动，是每隔一年的一月举办为期一周的雪崩讲习班，这项户内及户外课程，只需缴付很少费用便可参加。许多学生是阿尔卑斯山救援人员及外国游乐场地的滑雪教练。课程之一是寻找埋在雪崩中的遇难人。狗的嗅觉敏锐，人类远不能及。训练过的狗，嗅觉敏锐得使人难以置信。
举例来说：1968年某夜，达弗斯镇连串雪崩埋了11人，雪崩狗在三两个小时内便把他们找到，掘出后其中4人还活着。这些灵犬凭嗅觉找到埋在于雪下深达16英尺的遇难人。据研究报告，受过良好训练的雪崩狗，能在20～30分钟内搜遍两英亩半的雪地。如果使用人力，同样的工作需要20个人花费20个小时才能做完。方法是用棍子不断插入雪中，每次还得保持适当的距离。
据说从前马车夫赶车穿过阿尔卑斯山隘口时，会抽一下鞭子，击松积雪，使雪滑落而不伤人。今天，该研究所也用人工方法引发无害的雪崩，以消除隐患。他们发现用炸药引发雪崩最好。此外还动用迫击炮、反坦克火箭炮、遥控地雷、手榴弹、自制炸弹——旧铁罐装满炸药用火柴点火引爆。仅在瑞士阿尔卑斯山区，每年用一万次爆炸，以造成人为雪崩。一位游乐场地主人说：“我们是个爱好和平的民族，不过，听到那些爆炸声，人们也许不那么想。”美国及加拿大落基山区，也采用同样预防方法保护铁路和公路。
科学家对雪崩的知识及所拟的预防方法，仍然不足。未能解答的难题数以千计。如何用人工方法使积雪稳定？哪种雪面对哪种天气变化最敏感？在雪崩地区如何种植防护林才收效最大？
“这些问题及其他迫切问题中，只要有小部分获得解决，”研究所所长德奎威博士说，“雪崩造成的伤亡及破坏便可剧减，也许能减少一半。”
由于爱好滑雪的人不断增加，世界各国的滑雪人都急需多了解雪崩的危险，采取适当的行动。为了防备雪崩，每个人都需注意以下的一般守则：
即使气温不转暖或风力不减弱，在任何斜度超过20度的滑雪坡上，一英尺深的新雪也可能发生危险。十次雪崩有八次在暴风雪时或紧接着暴风雪之后发生。
气温上升，雪崩的机会增加。雪开始溶解，积雪松软，雪崩最易发生。
不管天气好坏，动身滑雪之前，先向当地气象台咨询，还要“相信它的报告”。
在一个陌生的地区滑雪时，尽可能选择林木茂密和山脊长的地点。最好避免横越陡坡。如果必须横越时，尽可能接近斜坡的上端走过，在穿越斜坡时，“切勿挤在一起”。要列成单排，彼此保持距离，这样即使遇险不致殃及他人。
切记携带一条雪崩绳：100英尺长的红色尼龙绳。在容易发生雪崩的地区滑雪时，应该把绳系在腰上，拖在后面。如遇雪崩受困，部分红绳可能露出雪外，救援人员便可循迹施援。
如果队里有人为雪崩所困时，把最后看到他的地点做个记号，立刻利用雪橇或滑雪竿搜寻。同队人员众多，派人来救。在受过训练的救援人员和狗到达前，尽可能继续搜寻。
磁场变化与气候关系之谜
1986年1月22日，美国哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地质研究所的一位地球物理学家不安地打电话给美国东北部地区的电视台气象预报员，预言一星期内该地区将会出现洪水或强大的暴风雪。气象预报员们没有一个人相信他的预言，因为他们认为也没有收到过有关天气发生异常变化的正式预报。那位地球物理学家要求电视台在播报气象预报后把他的预测也公之于众并作参考，但也遭到了拒绝。
3天以后，一场意外的特大暴风雪袭击了波士顿到首都华盛顿之间的广大沿海地区。暴风雪持续了72小时以上，沿海地区降雨量达10厘米，内陆地区降雪量达100厘米。暴雨和暴风雪给毫无防范的居民带来了巨大的财产损失和生活不便。
预报这场暴风雪的地球物理学家是戈埃斯塔·沃林。他从70年代起就相信地球的磁场与气候有关。在1970年，沃林和同事戴维·埃里克森开始研究1.1万年前地球上最后一次冰期结束以来的气候变化。事有凑巧，就在他们绘制出温度升降曲线图的同一个星期里，权威的《科学》周刊上登载了一篇简述同一时期地球磁场变化情况的专文。沃林仔细研究了该文所附的图表，发现与自己绘制的温度曲线图极为相似。他苦苦思索到第二天天明，猛然想出了两张图表之间的关系：温度曲线与磁场曲线存在着此起彼伏、此伏彼起的相互关系。当地球磁场减弱时，气候会转暖（温度曲线上升）；而当地球磁场增强时，气候则转为寒冷（温度曲线下降）。
沃林深知：科学史上这种偶然的巧合极其常见，唯有从不同的时期和地点搜集更多的证据，才能最后做出结论。不久，机会来了。沃林遇到了另一位专门从事地球磁场研究的学者瑞安。瑞安曾研究过中、南美的加勒比海海底70万年以来沉积物的磁性。说来也真巧，沃林和埃里克森在同一地区也进行过气候研究。瑞安提出证据，证明地球磁场方向曾出现过5次短暂的倒转。在磁场方向倒转时，地球的南北磁极出现了互相易位的现象。沃林、埃里克森和瑞安3人合作研究了4个多月，证实了地球磁场与气候确有长期紧密的关系。不仅在加勒比海如此，在太平洋和地中海也同样如此。
然而，科学界对沃林理论的反应不一。气候学家几乎全都支持他，而地球物理学家同行则认为沃林还未能确切地说明磁场与气候的关系。沃林指出：根本的答案来自直接影响磁场的变化，或是取决于太阳日射微粒流的变化。但另一些科学家提出了不同的看法：认为地球磁场减弱时太空到达地球的辐射机会固然会增多，但其强度并不足以使气候转暖。
沃林开始着手寻找更多证明自己理论的事实依据。他设想：如果长期的磁场变化会造成气候的长期变化，那短期的磁场变化也应该影响短期的气候变化。他决定对若干事前未能预测到的强风暴资料进行分析研究。如果那些风暴的强度与地球磁场变化强度之间确实有对应关系，那自己的理论就更有说服力了。
沃林翻阅气候记录时发现，1967年2月7日，有一场未预测到的暴风雪袭击了纽约市，积雪达0.3米深。而同一时期的地球磁场变化记录表明：地球磁场强度在经历了一段长时期的平稳阶段后，在暴风雪到来之前突然转弱。沃林又研究了另外两次发生在1983年的未预报风暴，发现当时地球磁场都在风暴发生前两天半突然转弱。可惜，这一切还不足完整地说明磁场与风暴之间究竟有什么规律可循。
沃林为了证明自己的研究成果并非“事后诸葛亮”，决定用磁场理论作一次准确的意外气象预报。他请求在弗吉尼亚州科尔宾市弗雷德里克斯堡地磁研究所工作的朋友密切注意地磁测量记录，发现异常变化时立即通知自己。1986年1月22日，他接到了地磁异常变化的通知后，立即打电话通知了有关地区电视台的气象预报员，预报了一场特大暴风雪即将来临。
气象预报员拒绝了沃林的预测，招致了前文所述的那场灾难性后果。他们最终不得不承认沃林可能有道理，而科学界也开始正视沃林的研究。关于地球磁场变化与气候的关系，有待于人们进一步的辛勤探讨。这种有意义的研究一旦获得突破性进展，千千万万信赖天气预报的人将更有效地防范异常气候的突然袭击，免除一系列不必要的生命和财产损失。
南极大陆在变暖吗
“上帝”早就遗忘了南极大陆，干吗人们还要对它这样关注？值得花这么大力气去研究它吗？十几年前提出的这些问题，如今再也听不到了。然而现在并不是每个人都了解，南极大陆与人类的命运密切相关。先谈谈南极大陆对人类可能有的好处。根据勘探和估计，南极洲的矿物资源应是相当丰富的，而且其中包括对现代工业来讲是十分贵重的矿物，如钻石和放射性物质。在南极洲大陆也发现了含油地层。
除此以外，南极大陆还有另一丰富资源——淡水。南极洲表面覆盖的冰层占全世界淡水总量的80％。这真是大自然对人类的恩赐！
如果考虑南极洲对地球气候的调节作用，我们应当承认，南极大陆的覆冰对人类的未来不是无关紧要的。因此，人类已经利用一切可能手段对南极覆冰进行了多年研究，这绝不会是徒劳无益的。
几千万年以前，地球上大陆的分布情况与今天完全不同。那个时候南极洲刚刚开始向南极远征。当时由于来自赤道一带的暖洋流，南极大陆并不那么寒冷。只是到了大约2500万年以前，南部洋面的宽阔海峡才沟通，从此对南极洲的“供暖”开始中断，于是南极大陆盖上了一层“冰被”。现在冷水从这里流向各大洋，大大降低了海洋的水温。
南极洲的严寒是决定地球未来命运的一个重要因素，它使地球上的气候带进一步发生了变化，从而使生物的生存条件变得多样化。这就促进了生物的进化。因此，从这一意义上讲，可谓是先有了南极严寒才有了人类。
直至今日，南极对维持大地气候仍然十分重要，它维持着我们所习惯的生存条件。假如有朝一日南极突然变暖，情况将会怎样呢？近来，这个问题越来越使科学家们不安。计算表明，如果南极洲由南向赤道漂移，它就可能失去自己一身的冰铠冰甲。这是完全有可能的，因为各个大陆并不是牢牢钉死在原地的。不过，根据地球物理资料，在最近几百万年内还不会出现这种情况，所以我们不必为此担忧。
不过有迹象表明，当代技术的迅速发展有可能对南极大陆的覆冰造成影响。一些人认为：如果世界燃料的消耗按目前的速度增长，那么50年后大气中的二氧化碳将会增长一倍。它至少会使南极大陆的气温升高5摄氏度。这样，罗斯海、菲尔希内尔海、罗雷海的冰块就会融化，接着南极洲西部的覆冰也会出现融化。其结果是全世界海洋的水位将上升5米，许多沿海城市都将遭到今天威尼斯城的命运。
这种情况可能出现吗？苏联南极考察队试图对这一问题做出回答，只是目前还不能下最后结论。不过南极大陆变暖，这一点是完全有可能的。为了对这一点做出正确估价，在南极进行考察的科学家们，正夜以继日地工作着，密切注视着南极洲的冻结情况。
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