“那些奇形怪状、不可思议、有时甚至吓人的形象,好象是个疯神捏就的世界——有时却又是个超现实主义的奇美的世界。”
八九十年前,当一些到中国探险的外国科学家走进黄河中上游的陕西、山西、甘肃等地的时候,立刻被那里黄土高原的壮观景色惊呆了。
那是一个地球上绝无仅有的黄土世界。
在欧洲,德国的莱茵河两岸,中欧的多瑙河一带,以及北美密西西比河等地也有不少黄土分布着。但是与中国的黄土相比,简直是小巫见大巫,不论在面积上,还是在厚度上,都无法和中国的黄土相提并论。
黄土高原东到河北、山西交界的太行山,西到甘肃的乌鞘岭,南到秦岭山脉,北到长城一线,面积达四十余万平方公里。
黄土高原上黄土的堆积厚度也大得惊人。一般有五六十米厚;在陕西、甘肃的一些地方,可以找到一二百米厚的黄土层。这样厚的黄土层在国外是找不到的。
那么,这么大范围分布的深厚黄土层到底是怎么来的呢?
直到不久前,科学界对这个问题还在争论不休。
一种学说认为,黄土是由当地岩石风化造成的。他们认为,因为地质时代久远,风化过程很长,天长日久,就会使岩石逐渐风化成粉末,形成厚厚的黄土堆积。
这种学说受到不少学者的反对。他们认为,如果按照上述意见,黄土高原上的黄土应该遍地皆是,但是事实上黄土高原上超过三千米以上的山峰并没有黄土堆积,这些山峰象一座座岩岛,屹立在茫茫的黄土海洋之中。
另一种学说认为,黄土应该是流水挟带的泥沙堆积而成。而反对这种学说的学者认为,根据他们调查,在黄土高原上,那些几十米厚的黄土层中,几乎看不到明显的流水层次。
需要指出的是,这里所说的黄土并不是我们心目中那种一般的“黄色的土”。黄土高原上黄土的土质又细腻、又均匀。黄土颗粒的大小只有一毫米的几十分之一。厚厚的黄土层中,上上下下看不出明显变化。
现在科学家比较一致的看法是黄土风成学说。也就是说,黄土高原的黄土是大风吹送、堆积而成的。
最早提出风成说的科学家们根据亚洲大陆内部戈壁、沙漠和黄土的分布情况,画了一张想象的地图。地图的中央部分是砾石遍地的戈壁,向外是几大片有名的沙漠,即苏联境内的卡拉库姆沙漠,中国境内的塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠等,再向外就是广布于我国黄土高原上的黄土。地表物质由中央向外围,由砾石到沙粒再到黄土细粒,表现出明显的地带规律。因此,他们认为黄土是漫长的地质时代里,亚洲中心地带的戈壁、沙漠地区吹来的风,把那里的细土带到这里来的。
这个学说提出以后,因为还没有更多过得硬的证据,所以起初并没有多少人支持它。说一百多米厚的黄土层是风吹来的,怎么能让人相信呢?直到中国科学家们近二三十年做了大量的科学研究工作,找到了可靠的科学依据之后,黄土风成说才渐渐被公认了。
中国科学家们作出了哪些新的成绩呢?
第一,在黄土里找出古代植物遗留下来的孢子和花粉,并且进行了鉴定。根据这些植物种类,明确地证明了当年黄土沉积时的气候环境确实是一种干燥而又寒冷的气候。
第二,在显微镜下对黄土中的细沙进行观察。发现这些很小的沙粒表面上没有流水磨擦的痕迹,倒象风力搬运的结果。科学家们还在黄土高原上,采取不同地区的黄土土样,测定颗粒的粗细,结果是越接近西北沙漠,颗粒越粗;越向东南,颗粒越细;很有说服力地证明黄土是从西北沙漠地区吹来的。
第三,有的学者还利用近代气象学的知识恢复当时的亚洲大气环流状况,提出那时的风向是有利于黄土搬运的。
黄土的形成起码经过了一百多万年,在最近二三万年前达到最高峰。到了有文字记载的历史时期,黄土的形成过程仍然没有结束。我国古代许多历史书籍中多次记载的“雨土”现象,就是黄土搬运堆积的实证。
环绕地球一圈的林带
如果你乘坐从北京开往莫斯科的国际列车,出满洲里不久就进入辽阔的西伯利亚地区。在那里,不论是山岭,还是山谷、平原,到处都是黑压压的一片森林,火车要足足走上一个星期才能穿过这片林区。
世界上恐怕再也找不到这样一种树种如此单一、森林外貌如此整齐的天然森林了。在这大片的森林里,只有两种主要树木:云杉和落叶松。树的外形象一座尖顶的宝塔,树干两侧长出很多侧枝、把地面覆盖得严严实实,林中显得特别阴暗。
林下很少有高等植物生长。主要植物是悬挂在树枝上的松萝和长在地上的苔藓。只有森林边缘地带,如果针叶树被砍伐了,一些耐寒的阔叶树如白桦、白杨等才能生长起来。
这里降雨虽然不多,但是因为气温终年比较低,而且冬季漫长而寒冷,地面蒸发很微弱,所以林区总是那么潮湿。我们可以在林区内部看到一片片积水的沼泽。
这种森林就是通常所说的“泰加”。“泰加”是俄语的译音,意思是“沼泽森林”,指的是原苏联西伯利亚地区广阔的针叶林。现在,“泰加”这个词儿已经被世界通用,指地球上欧亚大陆北部和北美洲北部的所有的针叶林。
泰加林的分布面积极为辽阔,它和热带地区的热带雨林是今天世界上两种面积最大的森林。如果把海洋除掉,泰加林差不多在北纬五六十度附近,整整绕着地球转了一个圈。它北面是无林的苔原,南面是干旱草原或者是温带针叶阔叶混交林带,最大宽度超过一千公里。
世界上几条有名的大河,比如西伯利亚的勒拿河、鄂毕河、叶尼塞河以及北美的育空河等都在泰加林地区流过,它们都有丰沛的水量,宽阔的河床。这些河流的河源多数在比较温暖的南部地区,每到春季来临,河流上游最先解冻,把浑浊的河水送到尚未解冻的北方。河水漫出河床,在广阔的河漫滩上四处流动,更增加泰加林区的潮湿程度。
泰加林区是北半球气温最低的地方。有个很奇怪的现象:北半球最低气温值不是在接近北极附近观测到的,而是俄罗斯西伯利亚泰加林心脏地区——维尔霍扬斯克至奥伊米亚康一带,那里一月份平均气温在零下五十度以下,奥伊米亚康的绝对最低气温值是零下七十一度。这一带,每年都有六七个月的结冰期。
冬天,这里的河流上要冻两米厚的冰层,地下还埋藏着二百米厚的永远也融化不了的永久冻土层,每年夏天,太阳的热量只能融化地表很薄很薄一层。因此长在永冻层上面的泰加林,树根不能扎得很深,狂风过后,树木被吹得东倒西歪,被称作“醉汉林”。
泰加林地区是地球上人烟稀少的地区之一。那里没有几条铁路,公路也不多,没有多少大城市,到处是莽莽林海。一到冬天,大雪封锁了所有的道路,泰加林地区与外面完全隔绝了。因此,在沙俄时期,遥远的西伯利亚泰加林地区是沙皇流放革命者的地方。伟大的革命导师列宁在十月革命前就曾经被沙皇流放在这里,生活了好长时间。
然而,泰加林区仍然是相当富饶的。泰加林中栖息着不少珍贵皮毛兽。象紫貂、银鼠、兔、狐狸等都是很好的皮毛兽。当文明社会向泰加林挺进的时候,最先受到重视的就是这些珍贵的毛皮。他们用猎枪、火药甚至用一把小刀,廉价地换来大量上等毛皮。就是到了二十世纪的今天,泰加林区的毛皮仍然是一项重要的出产。
泰加林地区蕴藏着丰富的矿藏。其中包括很早就被发现的黄金和后来发现的储量很大的石油及天然气,都给人们带来巨大财富。
当然,泰加林地区最重要的生产还是木材。它是今天世界优良建筑木材的重要供应地。云杉、落叶松,树干笔直高大,木材纹理顺直,硬度适中,是上等建筑木材。采伐工人冬天把木材运到河边,第二年春汛到来,木材就顺着河水,送到下游的木材加工城市。
几亿年前的地球
你们知道地球上的“第三极”吗?也许你们会想,地球上只有南极、北极,怎么又出来个“第三极”呢?其实并不是真有一个“第三极”,而是人们对象南北极地区那样寒冷的一个地方的形象叫法。这个“第三极”就是位于中国和尼泊尔边界上的珠穆朗玛峰。
珠穆朗玛峰海拔八千八百四十八点一三米,虽然地处接近热带的北纬二十八度附近,山顶上却终年狂风不息,极度严寒,即使在最热的七月,最高气温也在零下十几度,因此被人称作地球的“第三极”。
如果我们从尼泊尔境内的珠峰南坡向峰顶攀登,可以在不到一百公里的距离内,随着海拔高度的增加,看到五六种完全不同的气候和自然景象。
在海拔两千米以下的山间河谷中,是一片亚热带、热带风光。这里气温高,降雨量也大,山岳间常常云雾弥漫,山坡上常绿阔叶林郁郁葱葱。一幢幢石砌的房舍和庙宇掩映在青翠竹林之间。这里生长着香蕉、芒果等热带果树,农作物主要是水稻。
当海拔超过两千米以后,自然景象立刻发生变化。
常绿阔叶林不见了,代之的是针叶、阔叶混交林,高大的铁杉树和圆形树冠的栎材是这里的主要树木。农作物中,水稻种植渐渐少了,而玉米、小麦却渐渐多了起来。这里的气候比起山脚要冷多了,但小麦照样能够过冬。水果中以苹果、梨为最多。
再向上攀登,海拔达到三千米,这时山坡上长起了以冷杉为主的针叶林。冷杉是一种高大整齐的树木。
外观呈暗绿色,构成一片片莽莽苍苍的林海。
这里的气温已经不允许小麦过冬了。只能在背风向阳的山坡上种植耐寒的青稞和少数蔬菜、饲料作物。
在海拔四千多米的高山地段是高山苔原和高山草甸分布区。这里基本上没有居民,没有农作物,也没有高大树木,只有矮小的灌木、草类和匍匐在地面上的地衣。高山上风大,寒冷,各种植物都有很强的抗风、耐寒本领。有的植物植株象一个个圆形的坐垫,长在坐垫上的密密枝叶可以保持植物体内温度和水分。许多高山植物有美丽的花冠,象毛茸茸的雪莲、紫色的龙胆,都是很漂亮的高山花卉。
高山草甸和高山苔原是当地牧民的优良牧场。
到海拔五千多米以上,就是高山永久积雪区了。因为气温很低,降雪不能融化,便堆积起来,形成高山冰川。这里已经找不到绿色植物,除了白皑皑的冰雪,就是裸露的石质山峰。在这样地带里,只有勇敢的苍鹰才偶尔飞来。
在地球上,从赤道附近的低纬度地区到两极的高纬度地区,随着太阳辐射热量的减少,气候就逐渐变冷,土壤、植物及自然景象也都发生相应的有规律变化,叫作纬度地带性,是自然界的一条普遍性规律。从珠穆朗玛峰山脚到山顶,在不到一百公里距离内所经历的气候变化,多么象从赤道到南北两极所发生的地带变化呀!这种变化是随着海拔高度改变而产生的,所以叫气候的垂直地带性。这也是气候中一个普通规律。
但是,我们应该了解,并不是任何地区、任何一座山都会出现气候的垂直变化,这种垂直气候带的出现是有一定条件的:
第一,山地要有足够的高度。否则,山地高度不足以引起气温显著变化,就看不到明显的地带性。
第二,垂直地带的多少与当地气候有关。如果在热带,山地又很高,我们可以看到从热带到寒带所有地带;而在极地,因为平地上就终年冰封雪盖,当然也就不会有什么垂直地带性变化了。
千变万化的云
天空中的云彩绚丽多姿,千变万化。
地面上的积水慢慢不见了;晾着的湿衣服不久干了,水到哪里去了?原来,它们受太阳辐射后变成水气蒸发到空气中去了。到了高空,遇到冷空气便凝聚成了小水滴,然后又与大气中的尘埃、盐粒等聚集在一起,便形成了千姿百态的云。据估计,每年从海洋、陆地上蒸发到大气中去的水气,约有4.5万亿吨之多。
组成云的小水滴很小,一般直径只有0.01~0.02毫米。由于它们又小又轻,下降的速度很慢。在降落过程中,随时又会被上升气流抬起,或者在未降到地面前就被蒸发掉了,所以,它们便成片地飘浮在空中。
我们平时看到的云有各种色彩,有的洁白,有的透明,有的乌黑,有的呈铅灰,还有的呈红色和黄色。其实,天上的云本来都是白色的,只是因为云层的厚度不同,以及云层受阳光的照射而显出不同的颜色。
云的姿态各异,成因也不相同。一般可将它们分为积状云、层状云、波状云三大类。
积状云又叫对流云,包括淡积云、碎积云、浓积云和积雨云。它们的外形很像棉花团和高耸的山峰,是由大气对流运动形成的。淡积云、碎积云和浓积云的个体孤立分散,一般不会下雨。如果空气对流旺盛,它们便有可能进一步发展,成为成片成团的积雨云,最后产生降雨。
层状云包括卷层云、高层云和雨层云。它们像幕布一样布满天空,覆盖着几百公里甚至上千公里的地区。这类云最常见于暖湿气团沿冷气团上部爬升的交界面上。当暖湿空气沿山坡爬行时,也容易生成层状云。卷层云是一种乳白色云幕,高度一般都在五六千米以上,由微小的冰晶组成。高层云为浅灰色云幕,通常高度为2000~6000米,由水滴和冰晶组成。雨层云是低而均匀的云幕,水平伸展范围很广,几乎总是遮蔽整个天空。雨层云内贮藏着大量水滴,降水时常常是连续性的。
波状云包括卷积云、高积云、层和云和层云。它们的形状很像一片片鱼鳞和屋顶的瓦片,是由大气的波动运动形成的。
如按云的高度来分,又可分为四大云族,即低云、中云、高云和直展云。低云多由水滴组成,云底高度一般在2500米以下;中云也多由水滴组成,云底高度一般在2500~6000米;高云多由小冰晶组成,云底高度一般在6000米以上;直展云则由水滴、过冷却水滴、冰晶混合而成,云底高度通常在2500米以下。有些直展云会产生雷阵雨,有时伴有狂风或冰雹。
水气凝结的雾
雾和云都是水气凝结而成的,只是云的底部不接触地面,而雾却是接触地面的。因此,可以说雾就是地面上的云。当你攀登黄山、庐山、泰山时,也许都有这样的体会:有时从山下看去,山上白云缭绕,山峦隐没其中,当登上山顶后,山峦清晰可见,白云却在我们的脚下,人如同在雾里一般。
根据水平能见度的不同,雾可分为重雾、浓雾、大雾、中雾和轻雾。重雾的水平能见距离不到50米;浓雾的水平能见距离为50~200米之间;大雾的水平能见距离为200~500米之间;中雾的能见距离为500~1000米之间,轻雾的能见距离在1000米以上。