人与自然 系列丛书-第115部分

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　　第二种为经过变化保存的化石。大多数古代生物遗体都是经过变化才形成化石的。当动植物死亡后，肌肉等软体烂掉了，但是骨骼、介壳和木质部等硬体被泥沙掩盖起来，然后由溶解在水中的矿物质填充了硬体的微孔，久而久之，就变成石头了。这样形成化石的过程，称为“化石化作用”。脊椎动物的骨头，软体动物的贝壳，以及许多植物化石都是这样形成的。　
　　第三种为模铸化石。是指古代生物遗体留在周围岩石上的印模，以及遗体溶蚀后留下空隙的充填物。模铸化石常见于上面说过的实体化石的围岩和充填物中。多数遗迹化石（如脚英孔穴等）都可以模铸的方式保存下来。　
　　总而言之，化石的种类很多，保存的方式也各不相同，它们现在都成了我们了解远古时代生命的钥匙。　
　　化石——大自然一本特殊文字的“史书”一谈到历史，许多人自然想起存放在图书馆里厚厚的一本本的历史书。　
　　在那些古代史书中，记载着历史上发生过的重大事件，人们从中可以了解各个朝代政治、经济和社会兴衰更替的过程。殊不知，就在我们人类居住的大地上——自然界中，也蕴藏着一本用特殊文字记载的巨大“史书”，书页就是地层，文字就是化石。由地层和化石组成的这部巨著，为我们很好地叙述了地质时期各种古代生物起源、发展、灭亡和相互演替的事实真相。　
　　有关化石知识，已在前面“化石及其形成的方式”中向大家介绍了。研究化石是古生物学家的事情。关于地层，是指地壳中构成层状的岩石。我们这里所说的地层，主要是指沉积岩形成的地层，它是由泥和沙等从老到新一层一层堆积起来，在很长的时间内变为泥岩沙岩而形成的。作为地史学的一个分支——地层学，研究的就是地壳里的各个地层。目前，地史学家、古生物学家通过对地层积叠顺序和包含在地层中化石的研究，已经从这本被称为“自然界特殊文字的史书”中，大体上查明了远古时代地球上生物进化的历史。　
　　如果你有机会乘车或乘船到大自然去旅行，凭窗远眺，一定使你目不暇接。在远处的山坡、断崖上，几乎都能看到重重叠叠的地层现象。　
　　一般来说，地层形成以后，在正常情况下，总是越下部的地层年代越老，越上部的地层年代越新。我们把一层又一层的地层比作书页，正是根据地层的这个特点。不过自然界中的这本史书与普通书不一样，它的第一页在下面，而不是在上面。但是，情况往往很复杂，已经形成的地层，经受重大的地质运动以后，常常被褶皱倒转。地层不再是原来正常的水平状态，而是直立，甚至下面的老地层被翻到上部来了。然而，这也没有关系，经古生物学家的研究，根据不同地质时期里包含不同化石的特点，他们会把颠倒了的地层整理清楚，理顺它们之间的关系。就像是一本书前后页被颠倒了，按照页码依着顺序再恢复原样。　
　　假如我们能把世界上所有的地层，按照新老时代顺序堆积在一个地方，就会形成一个巨大的岩柱。此时，你会发现，构成这个岩柱的岩石会随着包含其中化石的不同而呈现出渐次的改变，有时还会遇到断裂变化，就好像把一本历史书按照不同历史时期分了若干章节一样。科学家们就是利用化石在地球历史上的这些突然改变，把漫长的地质时代划分为大小不同时期的。　
　　常用的地质时期是“纪”，“纪”下面再分“世”。由几个“纪”合并为更长的时期，这就是所谓的“代”。把地质时代划分开来，并冠于不同的名称，如新生代，第三纪，古新世，也就是这样得名的。应该说，有了地质分期，自然界里由化石这种特殊文字印刻在地层里的“史书”，“阅读”起来就方便多了。　
　　然而，仅凭化石并不能告诉我们地质时代的具体年龄，化石只能说明各地质时期的新老关系，所谓新老仅是相对的。因此，利用化石判断出来的地质时期，只能称为“相对年代”。　
　　那么，我们说某个地质时期，是在几亿年前或几千万年前，这是怎么知道的呢？原来，这是由岩石和矿物中某些放射性元素（如铀）含量，和它们的放射性蜕变产物（如铅）含量之间的比例关系计算出来的。这也是一门专门的学科，名字叫“同位素年代学”。因为只有“同位素年代学”才能测出地质时代的绝对年龄，所以又称它为“绝对年代学”。　
　　现在，我们已经知道地球历史始于45亿年前，而最早的生命诞生在大约38亿年前的原始海洋中，目前居住在地球上的所有生物都是从最早的生命进化来的。我们说自然界有一本用化石记载的“史书”，指的就是这个意思。




日食是怎么回事
　　有时候，太阳高悬在天空中，光芒四射，好端端的一个大白天。忽然太阳缺了一大半，变成了月牙形，甚至完全不见了。于是，天地间出现了夜色，星星也在眨眼。过一会儿，太阳又慢慢地出现了，一切都和平时一样，这是怎么回事呢？　
　　这就是发生了日食。　
　　世界上公认最早的日全食文字记录，是《尚书·胤征》。据该书记载：夏朝仲康时代，当时掌管天文的羲和家族有个官员，因沉湎于饮酒，懈怠职守，没有预报即将发生的一次日食，而引起人们的惊惶。国君仲康认为这是严重的失职，便将羲和处死。科学家们推算，这是发生在公元前2137年10月21日的一次日全食。　
　　那么，日食是怎么产生的呢？　
　　在古时候，人们由于不了解产生日食的原因，对日食的现象感到十分神秘，以致日食的发生竟制止了一场旷日持久的战争呢。　
　　公元前585年，在爱琴海的东岸，有一天，米迪斯人与吕底亚人正在交战。双方打得难分难解。忽然天空中的太阳不见了，战场顿时失去了平时的光明，天昏地暗。双方的首领都十分惊恐，认为这是上天对他们的惩罚。于是，都一致同意放下武器，平心静气地订立了和平条约，结束了一场持续5年之久的战争。据推算，这次日食发生在那年的5月28日。　
　　古人对日食现象还作了种种有趣的解释。譬如：我国大多数地区传说是“天狗”吃掉了太阳。有的地区还传说是青蛙或豹子吃了太阳。因此，每当发生日食的时候，人们都要敲锣打鼓，鸣盆响罐，以吓跑“天狗”，营救太阳。这些只是人们天真的猜想。　
　　现在，科学家已弄清了日食产生的原因。　
　　我们知道，月球本身不会发光，因此，在太阳的照射下，在它的背面会有一条长长的影子。当月球绕地球公转转到太阳和地球的中间时，这时太阳、月球和地球恰好处在一条直线上，从而使月球挡住了部分照到地球上的光线，或者说，月球的影子投射到地面上。这样，在月影扫过的地区，人们就会看到日全食。　
　　日食在一年里一般会发生两次，有时也会发生3次，最多会发生5次，不过，这是针对全地球而言，在地球上某个具体地方就很难碰到观日食的机会了。




月食的奥秘
　　人们在户外“赏月”，有时会看到这样一种情景：一轮皎洁的月亮在慢慢地移动着，忽然，月亮的边缘开始缺了一点，渐渐地，这个圆弧状的阴影越来越大，月面逐渐残缺，变成月牙，最后连月牙也不见了，只是隐隐约约地看到一个古铜色的圆盘。这好像一个嘴馋的小孩，慢慢地啃食月亮这块“烧饼”。过了好一会儿，月亮又逐渐露出来，月牙也越变越大，最后又完整无损地出现了。这就是发生了月食。　
　　发生月食时，月亮到哪儿去了呢？　
　　其实，月食与日食一样，都是常见的自然现象，可是古人不能正确地了解它的原因，把月食蒙上了一层神秘的迷信色彩。　
　　2300多年前，地中海的西西里岛的叙拉库斯人和希腊雅典人打仗。雅典舰队攻势勇猛，攻进了叙拉库斯的港口，当时城里的人们都作了准备，打算撤退。可是，在这天夜里，刚好发生了月食。雅典人把月食看作不祥之兆，以为这是上天对他们的告示，于是，他们就撤消了进攻计划。这样一来，叙拉库斯人争取到了时间，调来增援部队，反而把雅典人的舰队全部消灭掉。　
　　其实，古代也有些科学家很早就推测，月食是月亮被地球的影子挡祝我国东汉的天文学家张衡就提出过这样的观点。麦哲伦环球航行时，据说，他凭着月食的阴影断定地球是个球体，他们向西航行，就一定可以绕地球一圈，返回原地。　
　　近代科学家研究证明，张衡的推测没有错。月食就是地球的影子掩蔽了月亮，由于月亮和地球本身都不会发光，只能反射太阳光，因此月亮和地球在太阳光的照射下，在它们背着太阳的一方就会拖着一条阴影。在月亮绕地球公转的时候，如果月亮走进地球的阴影，照不到太阳的光线，就发生了月食。如果是整个月亮被地球的阴影挡住，就是“月全食”；如果只有部分被地球的阴影遮住，就是“月偏食”。　
　　月食的发生也是有规律的。它一般发生在“望”日，即农历的十五或十六。但每个月的十五或十六不一定都会发生月食，因为地球运行的轨道和月亮运行的轨道不在一个平面上。大多数的“望”日，月亮都从地球运行轨道的上面或下面溜过去。只有当月亮、太阳、地球都处在一条直线上的时候，月亮才进入地球的阴影，从而发生月食。　
　　月食，通常每年发生一二次，也可能发生3次。有时候，整年都不发生。　
　　不过，发生月食时，一般全世界都可以看到，因此，见到月食的机会比日食多得多。




月亮为何盈亏圆缺
　　月亮有时像一个大圆盘，有时像半个圆，有时却像一把弯弯的镰刀。它看起来像魔术师一样不停地变化着它的形状。这现象是怎样产生的呢？　
　　原来，月亮的表面是由岩石和尘土构成的，它和地球一样本身不会发光。　
　　可它却能从太阳那里“借光”，它可以把照在它那里的太阳光反射出来。夜晚，人们看到的月光，就是月亮的反射光。由于月亮是一个“圆球”，它只有一半能受到太阳光的照射，能照到光的这一半就是亮的；而另一半，太阳光照不到，这一半就是暗的。　
　　地球不停地围绕太阳运转，月亮又在不停地围绕地球运转。因此，月亮、地球、太阳的相对位置都在不断地改变着。农历每月初一，月亮处在太阳和地球之间。这时，月亮对着人们的那一面太阳光照不到；而受太阳光照射的那一面人们见不到，因此，人们看不到月亮，即此时为新月或朔月。　
　　过了两三天，月亮改变了位置，太阳光逐渐照亮它向着地球的这半球的边缘部分，人们也就开始看到月亮被照亮的一小部分。它好像弯弯的蛾眉，人们称它为“蛾眉月”。这以后，月亮向着地球的这半球一天比一天照到的太阳光多了，于是弯弯的月牙也就一天比一天“丰满”起来，直至农历初七、初八前后，月亮面对人们这半球，有一半可以照到太阳光。人们可以看到半个月亮，即为“上弦月”。　
　　月亮逐渐越变越丰满。直至农历十五、十六，地球处于月亮和太阳中间，这时月亮对着地球的那一面完全被太阳光照亮，人们就可以看到一个滚圆的月亮，这就是满月，也叫望月。　
　　满月之后，月亮一天天地“瘦”下去。农历二十二三，又只能看到半个月亮，为“下弦月”；又过了四五日，又只能看到蛾眉月，直至农历月份的最后一二天，月亮又消失了。再过三四天，月亮又开始出现，于是开始新的循环。　
　　月亮的盈亏圆缺就是这样形成的。




流星与流星雨
　　流星，是一种天空中常见的自然景观。大多数流星，仅是太阳系中大量存在的固体尘粒。它们的质量大多不到1克重，广泛分布于太阳系各大行星之间，在太阳引力的作用下，沿着各种可能的轨道运行。地球在自己的轨道上运行的时候，往往和它们的路线相遇，受到地球的吸引，它们便以每秒30～60公里的速度从外层空间进入地球大气层。由于空气的阻力，流星体便和大气发生剧烈的摩擦，一般在离地面120公里高空处开始发热发光，到距地面70～80公里高空处就化为灰尘和气体。大气高层的夜光云，就是这些灰尘遗留在那里而形成的。这样的流星仅是在其发光的一刹那人们才能看见，因此称之为飞流星。有时流星的光很亮，即使横过月亮附近也可以看见，这就是所谓“流星赶月”。有时候地球穿过一颗彗星的尾部，便会产生一阵光彩夺目的流星雨。1872年11月27日晚上，当地球穿过一颗彗星的轨道时，天上下了一场长达几小时的流星雨，点缀得星空分外美丽。　
　　1996年11月16～17日的夜间，地球上出现了一场在现有纪录中最大的流星雨，从北美洲西部到前苏联东部都可以看到。根据统计，从1966年11月17日零时5分开始的20分钟内，在美国亚利桑那州上空出现流星，平均每分钟达2300颗。这是场属狮子座流星群的流星雨。狮子座流星群中的小物体沿椭圆轨道分布，公转周期是33年23个月。所以每隔33年就出现一次浓密灿烂的流星雨。据说有些地方在1小时内可以看到几十万颗流星。




陨石与陨石坑
　　天空中的流星有的个体较大，在高层大气中摩擦发光后仍消耗不尽，可以穿入大气低层。当其破开空气前进时，会产生震动的波浪，发出声音。这样的流星叫做火流星，落到地面上称为陨星。有的火流星撞在地面上，会撞出一个大坑，同月亮上的环形山十分相似，叫做陨星坑。陨星，人们习惯上统称为陨石。　
　　火流星是相当罕见的，因此陨石也相当珍贵。陨石是最真实的天体标本，研究陨石可以了解宇宙中一些天体的结构成分。人们在陨石内发现了许多在地球上未曾发现的矿物。在1969年坠落在澳大利亚的一块陨石上，人们发现了18种氨基酸，这对于研究宇宙中的生命问题提供了十分宝贵的资料。　
　　按陨星所含的成分，可分为石陨星（陨石）、铁陨星（陨铁）和石铁陨石等。在整个地球上，平均每年约掉下150颗陨星。　
　　1920年，在非洲纳米比亚南部格鲁特丰坦附近的西霍巴地区，发现一块大陨铁，长2。75米，宽2。43米，重达59000公斤。这是目前发现的最大陨铁。这块陨铁至今还留在坠落的原地。　
　　1897年，在格陵兰岛梅尔维尔湾的约克角附近发现一块大陨铁。这个铁陨星是罗伯特·埃德温·迪尔里指挥官率领的探险队发现的。这块陨铁重达30882公斤，取名叫“帐篷”，现在陈列在美国纽约海登天文馆里。　
　　1898年，在中国新疆准噶尔盆地东部也发现一块陨铁，重约30吨，现在陈列在乌鲁木齐展览馆。　
　　1976年3月8日下午3时许，一场历史上罕见的陨石雨陨落在中国吉林省吉林市北部和永吉县、蛟河县的7个乡范围内。陨石陨落范围东西长72公里，南北最宽约8。5公里，分布面积400多平方公里。其中最大的一号陨石，是现在世界上保存着的最大陨石，重1770公斤。这块陨石落下时，砸入地下6。5米。　
　　1908年6月30日零时17分11秒，在前苏联西伯利亚中通古斯卡河瓦纳瓦腊以北50公里的密林里，发生了一次相当于3500万吨TNT烈性炸药的神秘爆炸。1927年，这次爆炸被认为是由于一颗特大陨星的陨落而造成的；