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抚顺数字科技馆

发布时间:2013-10-4 01:39:38
地球是太阳的“孩子”还是“小弟”
        从太阳俯瞰,地球是一个美丽的蓝色星球,我们可以看到蓝色的海洋和绿色的陆地。这是人类和其他生物的唯一家园。一万年来,古海干涸成沙漠,洋底隆起成高山,无数生物繁衍兴衰。地球如何产生?地球和太阳是什么关系?地球有没有兄弟姐妹?地球曾经什么模样?关于地球的起源,我们有无数好奇的问题。
        德国著名哲学家康德在1755年提出了太阳系起源的“星云假说”,现在得到了越来越多的科学证据支持。“幸运假说”认为,在大约50亿年前,现在的太阳系还是一片广袤的星云,充满着宇宙灰尘和稀薄气体,主要成分是氢和氦。约45.7亿年前,太阳系附近的超新星爆发,产生的巨大能量使太阳系星云物质形成了比氢和氦质量更大的各种元素,包括大量放射性元素。星云物质很快发生收缩、聚集和旋转。星云中心由于密度和温度足够高,开始发生氢核聚变,放出巨大的热能,形成了光芒四射的太阳。与此同时,太阳系外围物质也会发生聚集,先形成无数直径在千米左右的原始星子,它们互相碰撞,最终汇聚成一些月球大小的原始行星。几个原始行星进一步发生碰撞,形成了原始地球。在超新星爆发1000万至3000万年后,一颗大小介于火星和地球之间的原始行星撞上原始地球,原始行星的一部分加入地球,一部分 进入环绕地球的轨道形成月球。这时,地球完成了它主要的生长过程,拥有了和现代地球基本相似的结构。由此说来,地球算是太阳的“随从小弟”,至于月球,就像是地球的“小跟班”。

 

地球上的水是从哪来的

  生命离不开水,地球是类地行星中唯一有液态水的星球。那么,地球的水来自哪里呢?人们目前还没有确切的答案。可以确定的是,地球还处在岩浆海的阶段时,表面因为高温而不可能存在液态水,因此地球上的海洋应该形成于地球冷却之后。在岩浆海冷却时,水和二氧化碳等挥发性物质从岩浆海析出,但由于引力的存在而没能离开地球,因此形成了地球的原始大气。也可以这样解释,岩浆海冷却后,地幔熔融产生的岩浆会在地表排放出挥发性气体,这些挥发性气体凝聚时可以产生水。有人甚至猜测,或许是外太阳系区域的含水彗星给地球带来了水。
        虽然上述这些过程都可能在地球产生水,但要长期保存水还需要一些特殊的条件,蔽日地球的重力抑制了水的逃逸。地磁场也是保护水的大功臣,强烈的太阳风会带走行星上的大气和水,但是由于地磁场有效地抵御了太阳风的侵袭,只有极少量的水和大气在南北极逃逸,形成美丽多变的极光。这样说来,虽然产生地磁场的地核在我们脚下2900千米的深处,却默默地保护了地球的水源,给地球生物创造了必备的生存条件。与之对比的是火星,由于缺乏磁场的保护,虽然过去也曾“阔”过,表面有过汪洋大海,现在却是不毛之地、遍地荒凉。

 

海水怎样才能变为淡水?

  几百年前人们就开始研究海水淡化的办法,现在人们已经发展出蒸馏法、冷冻法、电渗析法、反渗透法等很多办法来去除海水中的盐分,令海水变为淡水。
        把海水变成淡水并不太难,难的是找出既便宜,又高效的办法。蒸馏法是最早开发出来的方法。简单来说,就是加热海水,收集水蒸气,再让水蒸气降温凝结,凝结出的水都是淡水。不过,蒸馏法的弊端在于,加热海水需要大量的热能,成本极高。其他几种海水淡化方法,也都面临着成本过高的问题。

 

南极冷还是北极冷?
  中国的北极考察站黄河站位于北纬79°,夏天拜访那儿的人可以发现,考察站周围的海湾积雪全融化了,大量苔原植物生长繁茂,甚至出现很多开花植物,北极绒鸭、北极燕鸥等海鸟活跃起来,呈现出一片鸟语花香的景象,让人怀疑是否真的到了北极!相比之下,南极却是另一番景象,考察站区常年积雪不融化,温度也低,动植物种类稀少。数据显示:北极的年平均气温为-10℃左右,最低气温纪录为-70℃;而南极的年平均气温为-25℃至-30℃,最低气温纪录是-90℃。显然,南极要比北极冷! 
        那么,是什么原因导致南极比北极更冷呢?
        首先是南极与北极的地形差异。南极为大海包围的陆地,面积约1400万平方千米,其中约98%被大陆冰盖覆盖,而且这些冰盖的平均厚度可达近2000米,终年不化。北极地区则是陆地包围海洋,北冰洋主要被欧亚、北美大陆所包围,面积约1310万平方千米,其中冰面积约为850平方千米,仅为南极冰面积的60%左右。而且,北极地区的冰雪在夏季会大量融化,导致夏季冰面积更小。此外,北极的北冰洋海水的热容量大,吸热本领强,吸收的热量就更多,导致北极比南极于要暖和得多。 
        再者,南极海拔比北极高。南极平均海拔高度为2350米,其中超过3000米的地方约占南极大陆面积的25%,最高约5140米,是世界上平均海拔最高的大洲。而北极近三分之二的面积都是海洋,平均海拔仅与海平面相当。海拔越高温度就会越低,正所谓“高处不胜寒”,因此南极就会比北极气温更低。  第三,南极热量交换比北极少。由于南大洋有绕南极环流的隔绝,南极无论是大气环流还是大洋环流均比较封闭,与中低纬度的热量交换较少,得不到热量的有效补充。相比较而言,北极地区与中低纬度的大气环流和大洋环流的交换则比较频繁,来自于中低纬度的热量可以通过环流向北极地区进行有效输送,这样就导致北极比南极温暖。