《地史学》课程学习设计

1、地史学论文（III） 2005-5-23地史学课程学习设计（III）地史学课程设计III概要：一. 对地史学总论部分的回顾，并总结地史学分论部分。同时对本课程提出个人的看法和建议。 二. 小论文：对个人感兴趣的问题进行深刻的探讨 前言一 课程部分1 课程内容概括一、大陆漂移说的兴衰二、海底扩张说的提出（一）地球表面最长的山脉大洋中脊（二）大洋中脊两侧的地质特征：三、大陆漂移说的复活四、板块构造学说的诞生（一）岩石圈板块的划分（二）板块的边界及其类型（三）板块构造说如何解释各种地质现象（四）板块构造学说存在的问题2 个人学习方面一 感兴趣的内容及所定的学习和投入方式.二.个人看法和意见3 结语4

2、 参考文献二 小论文题目：对地球未来的关注 前言 从设计一到设计三，自己确实对地史学有了更深刻的了解，由从一开始对客观知识的好奇，追求知识的完美性，到现在关注到地球的未来。这里面有个质的改变。地史的研究不仅仅是对现象的理解和分析，我想更重要的是对未来的把握。我的课程总结方面是对整个研究地球的理论的改变的过程而写的。其后的小论文则是由寒武纪生物的大爆发的原因来说明环境对生物进化的影响，继而写道地球的未来。一、大陆漂移说的兴衰1912年，德国气象学家A.魏格纳（18801930）在总结前人有关大陆漂移概念的基础上，提出一种大地构造假说大陆漂移说，引起全世界科学界的重视。魏格纳认为：在3亿年前的古生

3、代后期，地球上所有的大陆和岛屿是连在一起的，构成一个庞大的联合古陆，称为泛大陆（Pangea）；周围的海洋称为泛大洋（Panthalassa）。从中生代开始，这个泛大陆逐渐分裂、漂移，一直漂移到现在的位置（图9-12）。大西洋、印度洋、北冰洋是在大陆漂移过程中出现的，太平洋是泛大洋的残余。这个学说，在当时有两点引起人们的兴趣。一是地球自转所产生的水平运动对地壳构造形成的主导作用；二是大陆和大洋的位置并不是固定不变的。如李四光在当时也受到此说的影响。但是，大陆漂移的驱动力问题没有得到解决，有人怀疑地球自转离心力和日月潮汐摩擦力是否足以使大陆硅铝层在洋底硅镁层上漂移；此外还有一些问题不能得到很好的

4、解释，如果是硬的硅铝层在较软的硅镁层上发生漂移，为什么硅铝层的前缘褶皱成山而硅镁层的边缘反倒没有褶皱而只拗陷为海沟？如果大陆漂移是在中生代开始的，那么古生代以前的褶皱山脉是怎样形成的？由于许多问题得不到答案，特别是受到固定论者的坚决反对，到了30年代，此一学说便逐渐消沉下去了。二、海底扩张说的提出若干世纪以来，地质工作都是局限于大陆上。第二次世界大战后，由于科学技术的发展，特别是因为苏美等国家争夺战略要地和海底资源，各种科学伸入到这片占地球总面积71的“禁区”，展开了多方面的海洋调查工作，并获得了大量海洋科学的资料。在这些新资料的基础上，产生了一个崭新的学说海底扩张说。（一）地球表面最长的山脉

5、大洋中脊大洋中脊，或称洋脊，指海底纵横绵延的山脉，总长度可达65000km，是地球上最长的山脉。其中最典型的为大西洋中脊，它与两侧大陆平行延伸，略呈S形；高出洋底20003000m，洋脊中央常为一深陷裂谷，两侧有一系列阶梯状断层，形成地堑构造。有些海底山脉并不在大洋的中间，一般称为海岭，如沿东经90°的东印度海岭，北冰洋上的罗蒙诺索夫海岭等。又如太平洋东部的海岭，没有明显的中央裂谷，也不甚崎岖，称为太平洋中隆。综上所述，洋脊位于温度较高的地幔软流圈上隆的地段，是岩石圈的巨型张裂谷，是岩浆的涌出口和地热排泄口，也是区域变质发生的地带。（二）大洋中脊两侧的地质特征：在洋脊两侧人们发现有许

6、多地质现象，特别是地球物理现象表现出一定程度的对称性的特点，引起一些学者的重视和思考。1.地质现象的对称性 从大洋中脊向两侧，基岩风化程度有由浅逐渐变深的趋势；同时海底沉积层有由薄变厚的趋势，形成以大洋中脊为中心、两侧地质现象对称的鲜明特点。这种特点应该同大洋中脊及洋壳的形成过程密切相关。2.海底磁条带的对称排列 地球磁场的两极能使指南针的两端指向南北，这是尽人皆知的事。但是地球发展过程中磁场的极性特征，可以保存于不同时代的岩石中，则是近年才被揭示出来的。专门研究岩石中剩余磁性的科学，称为古地磁学。3.洋底年龄的特征：前面提到海底沉积物有从洋脊向两侧由薄逐渐变厚的特点。海底扩张说对于许多海底地

7、形、地质和地球物理的特征，都能作出很好的解释。特别是它提出一种崭新的思想，即大洋壳不是固定的和永恒不变的，而是经历着“新陈代谢”的过程。地表总面积基本上是一个常数，既然有一部分洋壳不断新生和扩张，那就必然有一部分洋壳逐渐消亡。这一过程大约需2亿年。这就是在洋底未发现年龄比这更老的岩石的缘故。三、大陆漂移说的复活从60年代起，由于海洋科学和地球物理学等迅速发展，获得大量的有利于大陆漂移的论据，使大陆漂移的学说得到复活。例如，当初魏格纳从地图上论证了大陆边界的拼合现象，1965年E.C.布拉德重新研究了这一问题。他认为大陆的边界不应当以海岸线为准，而应当以大陆壳的边界即大陆坡的坡脚为准，并应考虑消

8、除在大陆分裂后陆壳的增建（例如非洲尼日尔三角洲沉积增建数百千米，第三纪和近代火山喷发熔岩形成冰岛及其它火山岛等）和改造（如外力侵蚀海岸后退等）部分，然后利用电子计算机以数学方法进行拼接，终于取得令人满意的结果。又如，近年做出的磁极迁移曲线，也证明大陆漂移是确实存在的。把已经测出的不同时代磁极迁移轨迹在图上用曲线表示出来，称为极移曲线。是欧洲大陆近10亿年的极移曲线，二者大致平行，近期才逐渐靠近，最终汇于北磁极。若欧美大陆是固定的，只能得出一条极移曲线，而今得出两条，因此只有设想欧美大陆原来是合在一起，后来逐渐分离，直到形成现在的位置，才能解释这种现象。四、板块构造学说的诞生1967年，美国普林

9、斯顿大学的摩根（J.Morgan）、英国剑桥大学的麦肯齐（D.P.Mekenzie）、法国的勒皮顺（X.LePichon）等人，把海底扩张说的基本原理扩大到整个岩石圈，并总结提高为对岩石圈的运动和演化的总体规律的认识，这种学说被命名为板块构造学说，或新的全球构造理论。到1973年，这个学说基本成型，直到现在仍在继续发展。（一）板块构造的基本思想板块构造学说认为：地球表层的硬壳岩石圈（或称构造圈），整个岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的圈层，板块内部是稳定的，而板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带，有强列的构造运动、沉积作用、深成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，又是极有利

10、的成矿地带。其次，岩石圈板块是活动的，是围绕着一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位，可以发生几千千米的大规模的水平位移；在漂移过程中，板块或拉张裂开，或碰撞压缩焊结，或平移相错。这些不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球岩石圈运动和演化的基本格局。总之，板块构造说是海底扩张说的发展和延伸，而从海底扩张到板块构造，又促进了大陆漂移的复活。因此，人们称大陆漂移、海底扩张和板块构造为不可分割的“三部曲”。（一）岩石圈板块的划分1968年勒皮顺根据各方面的资料，首先将全球岩石圈划分成六大板块，即太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块（图9-23）。除

11、太平洋板块几乎完全是海洋外，其余五大板块既包括大块陆地，又包括大片海洋。随着研究工作的进展，又有人进一步在大板块中划分出许多小板块。如美洲板块分为北美和南美板块，印度洋板块分为印度和澳大利亚板块，东太平洋单独划分为一个板块，欧亚板块中分出东南亚板块以及菲律宾、阿拉伯、土耳其、爱琴等小板块。（二）板块的边界及其类型作为岩石圈活动带的板块边界，可以归纳为三种类型：1.拉张型边界 又称分离型边界，主要以大洋中脊（或中隆、海岭）为代表。它是岩石圈板块的生长场所，也是海底扩张的中心地带。其主要特征是岩石圈张裂，基性、超基性岩浆涌出，并伴随有高热流值及浅震。2.挤压型边界 又称汇聚型边界或消亡带，也称为贝

12、尼奥夫带。主要以岛弧-海沟为代表。在西太平洋这种型式最为典型，如日本岛弧-海沟、千岛岛弧-海沟、汤加岛弧-海沟等。这里是两个板块相向移动、挤压、对冲的地带。如大洋岩石圈板块沿着消亡带俯冲到大约150200km深度，由于板块摩擦所产生的热和随深度而增加的热，使洋壳局部熔融形成岩浆，高温熔融物质密度相应减低，再加上强大的挥发成分所产生的内压力，促使岩浆在不同深度上升，形成火山，火山相连形成岛弧。若消亡带的倾角为45°左右，则火山岛弧带距离海沟应为150200km，并在岛弧与海沟之间形成50100km宽的无火山带（图9-25）。3.剪切型边界 又称平错型边界，这种边界是岩石圈既不生长，也不

13、消亡，只有剪切错动的边界，转换断层就属于这种性质的边界。转换断层是威尔逊（J.T.Wilson）于1965年提出的一种新型断层，它构成了板块构造模式中最重要的特点之一。大洋中脊常为垂直于它的横断层所错开，并常切成许多段。从表面看，这些断层非常像平推断层，但经过地震发震机制等研究，它又和平推断层有许多差异。正是由于海底扩张，导致断层的运动方向和特点发生了改变，所以称为转换断层。转换断层的推断和证实，在地球物理学界，曾经在海底磁条带被发现之后，再一次引起震动，并为海底扩张说增加了新的根据，从而使现代活动论在地学领域居于主流地位。（三）板块构造说如何解释各种地质现象1.现代地槽 根据传统概念，一个地

14、槽由于长期下沉，接受巨厚的沉积；后来经过回返，沉积岩层受挤压褶皱，形成褶皱带，如果是年轻的褶皱带，则在地貌上表现为高耸的山系。板块构造学说认为，地槽可以发生在板块的不同部位，或海陆的不同部位，其所处部位不同，地槽类型和性质也不同。如在美洲东部大陆边缘沉积了相当厚的地层，因其所处部位一边是美洲大陆，一边是大西洋，同属于一个板块，海陆之间没有俯冲带，也没有火山和地震带，属于冒地槽性质，称之为大西洋型地槽。2.造山作用 两个板块相撞，会产生很大的挤压力，使一个板块对另一个板块向下俯冲或向上仰冲，从而使地槽沉积褶皱和发生断裂，并形成山脉。如欧洲的阿尔卑斯山是推覆构造的典型代表，自南向北，前后四次形成大

15、推覆体。这是非洲板块和欧亚板块互相碰撞的结果（地缝合线区）。前已述及，世界最高的喜马拉雅山脉也是板块碰撞的结果。3.浊流沉积和混杂堆积 在地槽区常形成一些特殊的沉积建造，如复理石建造。地槽说认为它属于地槽型浅海陆屑建造，是在升降运动相持阶段即在振荡运动情况下形成的巨厚的韵律性明显的建造；而板块说则认为它是板块俯冲带的一种典型建造。在板块俯冲带形成深海沟，并在大陆斜坡上因震动、滑动、重力等原因，形成富含悬浮质点及泥砂的高密度水流，在深海盆边缘及近海沟形成浊流沉积，其代表岩石就是复理石沉积。4.蛇绿岩套 在地缝合线地带，常出现一套特有的岩石，称为蛇绿岩套，也叫奥菲里建造。人们很早就发现在一些剧烈的

16、褶皱带，沿着深大断裂常分布有超基性岩带。这种岩体的成分相当复杂，并且具有一定的层序，自下而上往往是超基性岩、基性深成岩（辉长岩）、枕状基性熔岩（玄武岩）、深海沉积岩（含放射虫硅质岩或大理岩等），同时其中超基性和基性岩多已变为含绿泥石、蛇纹石等绿色岩石，故名之为蛇绿岩套。5.双变质带 又称成对变质带。板块说认为，两个板块相撞，在俯冲一侧的上面和仰冲一侧的下面，或者说在海沟的靠陆一侧，由于海沟热流温度较低，带着冷岩石俯冲，再加上下冲的压力很大，常常形成以蓝闪石片岩为代表的蓝片岩带（其中杂有大量玄武岩和蛇纹质岩石），称为高压低温变质带。在仰冲板块的一侧（相当岛弧或大陆边缘的火山岩带），其下俯冲带因摩

17、擦熔化消失，导致岩浆的形成、侵入或喷出，并常在侵入岩的接触带上形成低压高温变质带，也就是常见的接触变质带。双变质带被认为是板块聚合或板块俯冲带的典型标志。6.火山活动 如果把世界火山分布同全球板块边界作一对比，可以发现二者有基本一致的规律，火山主要分布在下述三个地带：一是沿着大洋中脊分布，如冰岛火山等。随着洋壳不断产生和扩散外移，活火山逐渐变为死火山，并密集成群对称排列于洋脊两侧。二是沿着大陆裂谷分布，如东非大裂谷北段曾有多期岩浆喷发活动，形成埃塞俄比亚熔岩高原；乞力马扎罗火山（5895m）、肯尼亚火山（5199m）等都是世界著名的火山。三是沿着板块俯冲带分布，如环太平洋火山带及古地中海火山带

18、，它们构成世界最主要的火山带。7.地震活动 地震的分布规律和成因机制，大体可概括为以下几点：（1）沿着大洋中脊、转换断层、俯冲带（贝尼奥夫带）、大陆裂谷、地缝合线分布。（2）世界上的中、深源地震，特别是深源地震，主要分布于俯冲带倾向大陆的一侧。（3）发生于大洋中脊、大陆裂谷的地震主要由拉张所产生；发生于转换断层带的地震主要由扭错所产生；发生于俯冲带、地缝合线的地震主要由挤压、逆掩所产生，但发生于海沟附近的地震有许多是因张裂形成。（4）板块内部地震较少。（四）板块构造学说存在的问题板块构造学说是综合许多学科的最新成果而建立起来的大地构造的学说，是当代地学的最重要的理论成就，并被认为是地球科学的一

19、次革命。它从大量海洋调查实际材料出发，对大洋壳的新生和代谢过程作了详尽的论证，获得最近两亿年来地壳变化的理论模式，从一个侧面丰富了地质学和地球物理学的理论。特别是它以地球整个岩石圈的活动方式为依据，建立世界范围的构造运动模式，所以板块构造学说又称全球构造学说，这是其他以大陆范围内的各种地质现象为依据而建立的各种大地构造学说所无法比拟的。但是，板块构造理论的建立有着众多的科学依据和测量数据，其科学基础是坚实而深厚的。随着日新月异的科学手段的应用、调查领域的广度和深度的日益开拓，相信将会获得越来越多的科学资料。例如，当代除了利用“上天”技术，用卫星监测手段获得和积累地球的各种信息资料外，还利用“入

20、地”技术即用深钻的办法向地球深层进军。俄国已经在摩尔曼斯克附近的科拉半岛上钻出了一万多的深洞，取出了迄今为止最深的岩心。又如，当今“下海”探测技术也已取得飞跃的进展。日本海洋科技中心不仅研制出深水6500m级载人潜水调查船，而且还研制出能够潜到水深11000m的不载人探测机，可以在承受1.1×109Pa条件进行海沟探测工作。不载人深海探测机的第一个探测目标是世界最深的海沟马里亚纳海沟（11034m）。若探测成功，说明可以在任何海底深潜航行，成为深海研究等地球科学领域研究的重要“武器”。综上所述，板块构造学说在新形势下一定可以获得更大的成就，同时整个地球科学也将会取得辉煌的成果。一.个

21、人看法和建议其实在第一篇论文中我就提出来要求龚老师给我们一个提纲以便同学们去预习。这样上课也轻松了很多。课下我们自己的额外消化也是必不可少。（老师的整个授课体系是在一段实践中总结出来，旨在确实提高我们的水平。我们在接受方面也应该跟着老师的步伐。在地史学习过程我认为可以分几个阶段：一开始的分论部分，是对基础知识的掌握。也就是打基础，虽然骨架很散但很实在，让每个人都很清楚。其后学的总论部分则是骨架。同学们要把骨架理完整则是需要前面基础知识的掌握。那么我希望老师更多的是分论和总论的恶衔接过程。其实我也是在系统复习之后才对本书有了一个详细的了解和把握的。内容的另一方面：不知道是历史原因还是政治原因或其

22、他，地史教材注重对新生带内容以前的描述，而对新生代的描述也停留在人类的进化方面。我想这是不够的。我们研究地史更重要的是对现在和将来的一个把握。而这部分内容缺少，则会让我们的思想停留在“古代”没有回到现实中来。3 结语如果谈到地史学给我最深刻的印象是什么的话？我会毫不犹豫的说：责任心和自我意识。古人曾谈到：“授人之识为其下，授人之德为其上。”龚老师给我们的不仅是书本上的知识或者说学习方法。我想更重要的老师的态度深刻的影响着我们。一切为学生为掌握知识的责任心和时时警觉时代的步伐的自我意识永远值得我们学习。二：小论文：对地球未来的关注：生命在地球上已存在40亿年了，但35亿年都消磨在了单细胞低等生命

23、的水平上。直到5.3亿年前的寒武纪，神奇的“寒武纪生命大爆发”的瞬间，现代生物所有“门”一级的早期雏形“大爆炸”般地在地球上出现了，其证据就是在中国云南省澄江县发现的数以万计的化石在距今5.3亿年前，这里的浅海上演了一个重大无比的事件生命经历了一次革命性的大规模演化，绝大部分“门”一级动物突然之间出现在地球上“嘣”地一下，沉寂了40亿年的地球突然热闹起来。这颗蓝色的星球终于有了生动的色彩。我们对寒武纪生物大爆发所产生的生物及生物群落结构所知甚微。在现代的海洋中，70以上的动物种和个体实际上都是由软组织构成的，因而极少有形成化石的可能。那么寒武纪生物大爆发时是不是也会产生如此众多的软躯体动物？澄

24、江生物群的发现，使我们如实地看到了地球海洋中最古老的动物原貌；才使我们认识到，自寒武纪生物大爆发时，地球海洋中就生活着纷繁众多，生态各异的动物；绝大多数地层中保存的硬骨骼化石误导了我们对早期生命的认识。例如叶足动物门的有爪动物，现在只生活在南半球的少数陆地地区。澄江动物群告诉我们，有爪动物在寒武纪大爆发时不但存在，其形态还出乎意料地比现代有爪动物更加丰富多彩。 澄江动物群化石保存在细腻的泥岩中，动物的软体附肢构造保存精美，且呈立体保存。构造细节能比较容易地在显微镜下用针尖揭露出来。节肢动物是动物界中最庞大的一类，但是关于节肢动物的原始特征以及各类群之间的关系，科学界对其了解很少。以往所发现的化

25、石，多是节肢动物的外骨骼，而解决节肢动物的分类，论述其演化关系，关键构造是腿肢。保存好的腿肢在化石中很少发现。澄江节肢动物具有一个非常原始的体躯分化，例如现代虾大约有18个不同类型的体节，而澄江节肢动物仅仅有3或4个。这充分展示了随着漫长时间的推移，节肢动物体节特化而行使不同功能的演化趋势。澄江生物群中，双瓣壳节肢动物多种多样，小者1mm左右，大者可达100mm以上，许多种类保存有完美的软体附肢。研究证实，相似壳瓣却包裹着十分不同的软体和附肢。因此它们的壳瓣不能作为分类和相互关系的依据，壳是趋同演化的结果。同是双瓣壳节肢动物，它们可以分属于不同的超纲。因此，澄江生物群为我们研究早期生命起源、演

26、化提供了宝贵证据。下面我们从作为华北寒武系划分和对比标准的山东张夏地区的寒武纪地层剖面中三叶虫的演化来了解古生物的演化。的形态变化被解释为既受进化因素又受环境因素的影响。下寒武统:以莱德利基虫目为主,其特点是:头部大，尾部小，胸节多,头鞍分节清楚，眼叶长，新月形,面线后颊类或融合不显.。中寒武统:以褶颊类三叶虫大量繁殖为特征,其特点是:头鞍多向前收缩,内边缘发育,胸部大，尾部小.其中的德氏虫等尾宽,有尾刺.总趋势是尾甲增大，尾节增多且有了尾刺。上寒武统:如蝙蝠虫,蒿里山虫,褶盾虫等常具柱状,方形头鞍，有的鞍沟相连,将头鞍分成数节,有的头鞍前节扩大成球形。是什么原因导致三叶虫形态变化？下寒武统馒

27、头组和中寒武统毛庄组,徐庄组普遍发育以紫色页岩为主的地层,有的可见石盐假晶,故为干燥炎热气候下的浅海沉积，中寒武统多鲕状灰岩,富含三叶虫，为海水深度不大，比较动荡,气候温暖下的沉积，上寒武统竹叶灰岩是一种同生砾岩,当薄层灰岩沉积后，海退在极浅或海滩上被浪力冲破，经磨蚀成.扁砾,有的扁砾有紫红色氧化圈,所以为燥热气候下的海水动荡不定的滨,浅海沉积.。下寒武统,由于环境干燥炎热,生物不是很繁盛，三叶虫与其它生物很少会有什么竞争,所以莱德利基虫等主要是营底栖生活，部分以游泳或随海流漂游或附着在海藻上漂游,以小动物及低等植物如海藻等或其它动物的尸体为食,底栖者以其扁平身体配合成对附肢贴伏海底向前爬行或

28、作暂短的游移.我觉得它们这时没有生存危机,所以自我保护意识和猎食能力不是很强.因此,到了中寒武统海水动荡,气候温暖,大量生物繁盛的时候,莱德利基虫很快灭绝就成了必然.取而代之的是褶颊类,它们的身体形态有了很大程度的改观,如：有了尾刺,加大自身浮力,更利于游泳和防御外敌侵袭,尾甲加大，有利于提高游泳速度，同时头尾嵌合使整个身体卷曲成球状，盘状，以保护腹部,并可迅速跌落或潜伏海底，逃避敌人的进攻.等到了上寒武统,海水动荡不定的滨浅海环境,使得三叶虫的形态发生了进一步的改变,比如有的三叶虫前鞍扩大成球状，就是为了使自身的浮力加大，更好的游泳和保持身体的平衡。.北缘推测寒武纪在白云鄂博一带处于稳定大陆

29、边缘状态，逐渐向活动型过渡，西南侧与柴达木古陆之间为古祁连洋，早寒武世时未接受沉积，中寒武世起祁连山南北坡都张裂成裂陷海槽。北祁连海槽中发育较深海含放射虫硅质岩、中基性火山岩及砂泥质复理石奥陶纪早期基本承袭寒武纪的古地理、古构造特征，晚期华北板块主体抬升，华南盆地规模的收缩加剧。中国东部志留纪，古构造格局与古地理的显著特征是扬子板块与华夏板块的碰撞拼合；华北板块主体继续处于隆起状态。华南裂谷盆地萎缩、消亡。扬子板块早期海域限于北部，中晚期海退，主体抬升成陆，S后期的加里东运动，使华夏板块与扬子板块拼合统一。我们可以看到生物演化与环境的改变有着重要的联系。最近最大的一次撞击大约发生于6 500万

30、年前，一颗直径约10km的小行星异常猛烈地撞击在墨西哥尤卡坦半岛，撞击坑直径约180km，释放出的能量相当于百万亿吨烈性炸药的爆炸能，大约为投到日本广岛原子弹威力的500万倍，从而导致白垩纪末约75的生物科属从地球上灭绝，结束了爬行动物时代，开始了哺乳动物的时代，并最终导致人类地位的上升。我们越来越关注地球未来的命运。究竟未来地球是个什么样？在讨论地球的命运时，必然会涉及到太阳和宇宙。因为地球是在宇宙形成和发展过程中生成和演变的，地球系统只是太阳系的一个子系统，而太阳系又是银河系众多恒星系中的一个子系统。从宇宙（观察宇宙）的物质组成看，地球是太阳系的一颗小行星，太阳系是银河系1 000亿颗恒星

31、中的一个中小恒星，而银河系又是宇宙中10亿个星系中的一个中等规模的星系。宇宙是有限而无界的，迄今已发现的宇宙半径约130亿光年，由此可见，地球在天体中的位置是微不足道的。再经过几十亿年，在引力作用下原子逐渐凝聚成原始星云，遨游在太空之中的星云逐渐形成星系，星系产生恒星和行星，从而构成巨大的天体系统，直到生命至少在一个行星或多个行星上出现后，一切才走上了“正规”。天文学家的观测发现，当今宇宙所有方向上星系的光仍在红移，这就是说，物质宇宙仍在膨胀，通俗的解释是昨天的物质宇宙比今天的小一些，而一年前更小些。那么未来的发展趋势如何呢？一种意见认为，宇宙会永远膨胀下去，并加速膨胀，将永远不再收缩回来。另

32、一种意见认为字宙膨胀到一定程度后，在引力的作用下变为收缩，最后坍缩到挤压奇点处，或黑洞中的一个奇点处结束。无论宇宙是继续膨胀还是将要收缩，总之，它是在不停地变化着的，而作为其物质组成之一的太阳和地球，自然也是无冬无夏地变化着的。今天的太阳已有5055亿年，地球已有4546亿年的演化史，可今天的太阳中仍然发生着核聚变，在遥远的未来，它将越来越热，以至变成红巨星，然后逐渐熄灭变成白矮星。从现在起到太阳衰亡预计还有50亿年左右的时间，那时地球亦将随之一起消亡。实际上到不了地球消亡时，人类作为生命的最高形式就会再在宇宙的另外地方和另外某个时候重新产生出来。如果宇宙继续膨胀或永远膨胀下去，不再收缩回来，

33、这并非是不可能的，新的生命和新的智慧是一定能够到达更新、更美的宇宙彼岸的。我们应当相信，物质不灭，宇宙永生。1.气候变暖带来灾难人类向大气中释放了太多的二氧化碳，地球上的碳循环调节系统无法全部吸收。二氧化碳在大气中的含量在至少万年的时间里一直比较稳定，保持着百万分之的水平。可是工业时代开始以后，这个数字已经跳到了百万分之，而且还在继续升高，因为二氧化碳在大气中可以存在好几个世纪。 温室气体排放造成全球气候变暖的后果将不堪设想，地球的整个气候环境都将发生巨变。在冰川时期，气温下降摄氏度，北欧地区就被厚达数百米的冰层所覆盖，人们不用湿脚就可跨越英吉利海峡。如果气温上升摄氏度，科学家们预测

34、的前景让人不寒而栗：如果北部冰山大块融化，墨西哥湾暖流就会停止移动，会使欧洲的冬天像西伯利亚一样寒冷，而世界其他地区则是酷暑难耐。更为糟糕的是，据法国和英国一些研究机构分析，在气温超过一定温度以后，大洋和森林作为碳井吸收二氧化碳的作用就会消失，反而变成释放二氧化碳的碳源。谈到温室效应，不能不提起给温室效应推波助澜的能源。因为短时间内我们不可能不需要水泥、塑料或钢铁，要想炼钢，就需要有煤，而且我们不可能利用风能或水力发电来炼钢。所以，我们未来的生活中仍然离不了煤和石油。找到增加能源产量的方法，使第三世界在不增加能源开支的情况下获得发展，这是人类面临的巨大挑战。 科技进步会对我们有所帮助

35、：如果我们在住房、交通、工业、食品和服务等方面使用更好的技术，就有可能把能源消费降低一半。除此之外，我们还必须作出痛苦的选择。以飞机为例，目前，飞机释放的二氧化碳和整个英国释放的二氧化碳一样多，年后它将比美国现在释放的二氧化碳还多。年后，航空运输对温室效应的影响将相当于整个陆地交通的影响。坐飞机虽然花费不大，可是它会给地球的未来造成无法估量的损失。比如，巴黎至纽约的航班上每位乘客平均消耗的汽油，和他自己驾车走完这段旅程竟然完全一样。2.人口膨胀挑战生存质量地球人口一直在膨胀，年地球人口达到亿。人口学家预测到年将达到多亿，年将超过亿。地球人生孩子的速度虽然有所减慢，可是地球人口仍在不断增多，特别

36、是那些穷国，生活越是困难，人口增长得越快。 人类能否避免出现食品危机？世界粮农组织的专家对此持乐观态度。他们指出，在过去年里，世界人口虽然大幅增加，可是人均粮食消费只上升了。而且，发展中国家的人口虽然翻了一番，但营养不良人口所占的比例却下降了一半。同时，世界粮农组织估计，到年，还会有·亿人患上营养不良。 水是人们主要关心的问题。目前每年有万人因为喝了不适宜饮用的水而送命。在过去年中，水的消费量增加了倍。人们估计到本世纪中期，将有亿人口生活在不能保证日常用水的国家。 健康问题也是一样。在每年死于污染的万人中，有万非常贫困的穷人都是死在自己的家中。他们主要是

37、妇女和儿童。在发展中国家，有万儿童岁不到就夭折，是因为腹泻、疟疾、呼吸道感染、麻疹或营养不良等疾病。 尽管存在上述问题，总体来看，人类的健康状况还是越来越好。人的平均寿命在过去年里提高了岁，营养不良人口的比例也从下降到。岁以下儿童的死亡率也从每千人有人降到人。3.环境污染亟待治理人类制造着大量的污染物。根据联合国的数据，立方千米的废水被倒入江河和湖泊。专家说，要想稀释这些污水，就需要立方千米的干净水。这相当于全世界可利用的流动淡水资源的三分之二。 危害最大的污染源无疑是化学合成品。类似的产品有万多种，每年还有种新产品投放市场。在这些产品中，最令科学界担忧的是那些难以分解的污

38、染物，他们会积蓄在食物链里，对人体健康造成潜在的威胁。 4.森林还在受苦专家认为，虽然温带森林面积在世界各地都呈上升趋势，而热带雨林却受到严重的破坏。热带雨林的价值在于它对保护生物多样性的贡献。 热带雨林被破坏的速度远远超出人们的估计。一百年里人类失去了一半的热带雨林。全世界每年消失的热带雨林相当于爱尔兰的国土面积。有专家估计，在过去十年里，热带雨林消失的速度达到了·。热带雨林遭受破坏最严重的国家依次是巴西、印度尼西亚和刚果（布）。 5.生物多样性需要保护由于人类最近几十年来的努力，面临威胁的珍稀物种如今已经受到保护。人们对保护物种并没有太大的分歧，争论

39、雪行者 的焦点主要是那些不为人知的物种。因为连科学家自己也不知道地球上到底有多少物种。 6.自然资源的贫乏自然资源是地球自诞生至今历经漫长地质演化所带给人类的宝贵财产，然而由于世界人口激增，为了保证生存和繁衍，人类对自然资源年复一年地进行着目空一切的掠夺和挥霍。到20世纪后半叶，据有关专家研究，每年土地资源（地表土壤）的流失量约为200亿t，盐碱化和沙漠化面积的不断扩大，已威胁着8.5亿人口的生存。全球森林覆盖面积约减少了1/2（同20世纪初相比），干旱地区60的草地已荒漠化。太平洋、大西洋以及地中海和黑海的鱼产量在逐年下降。淡水资源危机已成为最紧迫的全球性问题。与过去50年相比，全

40、球淡水用量增加了近4倍。目前占全球陆地面积60的国家和地区缺水，约12亿人口生活在缺水城市，14亿人口在没有废水处理设施下生活。世界矿物燃料，特别是化石燃料日趋枯竭。专家们（李德年，1997）估计，除煤还能维持二三百年外，其他燃料都难以长期维持，即使勘查储量还会增加，但需求增加会更快！目前全世界每年燃煤约40亿t，石油约 25亿t，并以每年 3的速度在增长，能源危机相当突出。资源危机的另一负面影响是资源开发利用中所产生的一系列环境污染问题。全球每年排放进入大气层的气体，CO2为57亿t，CH4（甲烷）约2亿t。排放有害金属铝（Al）200t，砷（As）7.8万t，汞（Hg） 1.1万 t，镉（Cd）5 500t，均超出自然背景值20300倍。因SO2的排放所诱发的酸雨的频度在增加，酸雨被称为“空中死神”。SO2的主要排放源是燃煤。我国是燃煤大国，煤产量的80直接用于燃烧。据有关学者（姚