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岩石圈——气候的档案库

发布时间:2019-12-09 15:12来源: 未知
  地球本身就是岩石圈。更严格一点说是从陆地表面以下的大约75公里的地球厚度即岩石圈,它包括地壳和上地幔。岩石圈的最上层——陆地表面作为基础,与大气、水、冰川、生物等几个圈接触的地方,几个圈在这里彼此发生相互作用,并具有千丝万缕的联系。
 
  应该说,地球本身是个系统,强调这是个系统,就是强调这“五个圈”的关系。岩石圈作为大气系统的下垫面,具有历史气候档案库的重要作用。
 
  在人们的传统概念中,岩石圈似乎只与“地质”有关,现在特别强调其在气候系统中的作用,这是为什么呢?中国科学院地质与地球物理研究所刘东生院士解释说,岩石圈里记载着古代气候变化的历史,根据地层里的动、植物化石,人们从中可推断当时的气候情况,岩石圈里的记载就是十分珍贵的可查的“活”资料,这对预测未来气候数学模型的准确性很有帮助。古代气候研究不仅要定性,更需要定量,譬如,钟乳、石笋一年一层,就像树木的年轮一样,通过测同位素等方法,能分析出上百年的气候变化。气候的变化在海洋沉积中也能找到根据,大海的沉积物也成了气候的记录。有些湖泊对气候甚至很敏感,它的沉积物竟然能反映出四季的变化。
 
  前不久,我国科学家通过研究黄土高原西部的堆积,提出这些荒漠至少起源于2200万年前,而荒漠的形成,理所当然地应“归功”于气候。中国科学院地质与地球物理研究所的郭正堂等科学家在最新一期英国《自然》杂志上报告说,他们在中国北方黄土高原西部发现了一套厚达250米、多达231层的风尘堆积。根据这套堆积中记录的地磁极性变化和小动物化石,确定它的形成时代为2200万年至600万年前。形成如此大规模且稳定的风尘堆积需要两个条件,一是大面积的干旱区作为风尘的来源,二是要有足够强劲的风来将风尘搬运到黄土高原。
 
  刘东生院士说,回顾历史可以看到,狂风造就了新疆的魔鬼城,干旱导致了戈壁荒漠,大水冲积出个华北大平原,还有干热铸造了万里“黄土高坡”……地球、地壳本身也具有千百万化的特点,而大气下垫面如地势高低、水陆状况、生物类别、所含成分等等又很不同,大气就犹如手艺高超的艺术大师,把地球雕塑得千姿百态。
 
  气候给予人类一个万紫千红的世界,岩石圈——这个世界赖以生存的基础才能如此美妙。空气稀薄且寒冷的高原,千古不化的冰川,还有寒带、温带、热带……大气的化学成分也无时无刻不在影响岩石圈的形成和存在,红土地是南方暖湿气候的产物,干冷却使北方以黄土地而闻名,桂林山水甲天下,那当然也是大自然的杰作。还有,一场沙尘暴过境,会给所到之处留下数万吨沙砾。气候变暖,海平面上升,一些岛国也许就有被海水吞没之虞……目前,无论是从理论上还是实践上都可以得出结论,气候变化会使地貌受到影响,使岩石圈厚薄出现变化,在某种程度上导致地壳变形、岩石圈物质分配发生变化,因而产生板块运动,引起地壳种种变化。
 
  岩石圈里沉积的物质,无论是海底还是陆上,都向科学家们提供了珍贵的信息。几千万年来气候是如何变化的?这除了它本身的科学意义外,还可推测以前的气候状态及为今后推测气候发展趋势提供依据;通过岩石圈的研究,可发现其它几个圈在“沉积”中是什么样的状态;更重要的是,通过这一研究,可摸索气候变化的规律,为人类可持续发展提供科学参考。