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科普-中华学生百科全书-第章

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地幔把俯冲进来的地壳加温、加压和熔化,再运向大洋海岭的底部,然后再
上升出来。这恰恰与“海底扩张说”相吻合,在地幔的相对运动中大陆确实
被“漂移”了,经过很久很久的一段时间,才形成了今天地球上海陆分布的
面貌。
    至此,大陆漂移、海底扩张和板块构造三种理论结合了起来,构成了新
的全球构造学说。我们所讨论的海洋起源问题,也就有了一个比较清晰的眉
目,然而,人类的历史才只有 300 多万年,与地球相比,这段历史显然只是
一段极短暂的时光。对于海陆起源的问题,上述种种学说都有它不能解释的
问题,所以,这个问题并没有得到彻底解决。

           海水的来源

    看了以上的内容,你是否还有另一个疑问呢?构成海洋的主要成分是水
体,在海洋形成时,海水到底是从哪来的呢?现在,我们就来讨论这个问题。
    我国唐朝大诗人李白的《将进酒》的开头是这样一句:“君不见黄河之
水天上来,奔流到海不复回。”诗人为我们提供了一个海水来源的线索。我
们早已知道,黄河的源头在青海省,它一路上汇聚众河,形成浩浩荡荡的浊
流,直向渤海奔去。但是,浩瀚无垠的海洋,包蕴着 13 亿 7 千万立方千米的
海水,这么多的海水仅靠江河注入是不现实的,那么,海水还有没有其他来
源呢?
    目前,关于海水的来源也还是众说纷纭,但比较有代表性的是这样几种
观点:

    有一种观点认为,在地球诞生的初期,大气圈和水圈是密不可分的,当
时的水分呈气态(水蒸气)混于原始大气之中。随着地球的不断冷却,地面
上的温度逐渐降低,于是,包围着地球的水蒸气开始冷凝成小水滴,小水滴
漂浮在空中,集结成云雾,最后形成雨水降了下来。据说,大约在 10 亿年前,
地球上不停地下着倾盆大雨,这种降雨长达若干万年。由于那时还没有生物,
地球上连根草也没有,因此,雨水便冲洗着山岭,带走了泥沙和溶解物质,
浊流滚滚,奔向地球低洼的地方,从而形成了原始的海洋。
    另一种观点认为,经计算,海水的质量比大气的质量要大 282 倍,在原
始的地球上会有那么多水蒸气吗?就算有这么多水汽,这些水汽又是从哪里
跑出来的?于是人们应当从地球本身去寻找海水的来源。这种观点认为,地
球最初的水绝大部分以岩石结晶水的形成存在于地球内。在地球诞生后的一
段时期里,地球很不安分,处处出现大地龟裂和火山爆发。因此,地球内部
的水通过岩浆活动逐渐析出和汇集于地表,或通过火山活动将高温水汽带到
大气中,然后凝结成雨落到地表,在洋盆内汇合成海洋。人们可以设想这两
种情况都同时或先后存在过,经过亿万年的风雨雷电、山崩地陷、烈焰腾空、
岩浆奔流,终于形成了海洋。原始的海洋只是略带咸味,后来由于大大小小
的水流在汇入海洋的路途上,溶解了一些物质,使海水中氯化物和硫酸盐含
量增加,才使海洋变成了一个又咸又苦的“聚宝盆”。
    最近,美国依阿华大学研究小组的科学家们又提出了一种发人深省的新
观点:地球上的水可能是来自太空中由冰组成的小彗星。他们在研究从人造
卫星发回的数千张地球大气紫外辐射图像时,发现了圆盘形状的地球图像上
总有一些小黑斑,每个小黑斑大约存在 2~3 分钟,面积约有 2000 平方千米。
经过仔细分析,表明这些斑点是由一些看不见的冰块组成的小彗星冲入地球
外层大气,破裂和融化成水蒸气造成的。据估计,每分钟大约有 20 颗平均直
径为 10 米的冰状小彗星进入地球大气层,每颗小彗星大约释放 10 万千克的
水;地球的形成大约已有 40 多亿年了,因此由这些小彗星不断增加的水分,
足以形成如今这样辽阔的海洋了。
    以上几种观点,都从不同的角度对海洋中的水体来源做了科学解释。我
们先不管哪种观点是最科学、最有说服力的,总之,海洋是形成了。少年朋
友们,对地球上海水的来源,你是否也能提出一种科学的假说呢?相信,随
着科学的发展和你自身知识的增长,经过锲而不舍的研究,你一定会实现这
一理想的。

           海洋与生命

    海洋在生命的形成过程中起到了举足轻重的作用。科学研究表明,生命
起源的基本条件有三:一是原始大气,它是生命化学演化的最初舞台;二是
能源,它是生命化学演化的催化剂;三是原始海洋,它为生命的演化提供了
活动场所。
    在生命发生与发展的进程中,从无机物到有机物,从无生命物质到有生
命物质,从单细胞生物演化到千姿百态的高级动物……这是一组富有创造性
而又奇妙无比的交响曲。但是,无论现今的生命已经进化到怎样高级的程度,
它们生命的演化最初、最关键的几步都是在原始海洋里进行的,没有海洋,
就没有生命。

    在 40 多亿年前,地球上已经有了海洋和大气,然而那时还没有生命,只
是在原始星际的云状物中,存在着像碳、氢、氮等各种最简单的元素,后来
出现了氧。生命的出现首先经历了漫长的化学过程。这些无机物质(元素)
经过一番复杂的化合,产生了一种有机物质,这就是生命最原始的胚种。
    由于当时地球上气候恶劣,时而倾盆大雨,时而赤日炎炎,山崩地裂,
飞沙走石,而且还要遭到大量紫外线和宇宙射线的袭击,因此,原始的生命
是无法在陆地表面生存的,最后,它们明智地选择了海洋,尽管它们还没有
思维。
    这些有机物质汇聚到汪洋大海之中,扮演了古代海洋里的重要角色,因
而,有人说那时候的海,是一个溶各种各样有机物的“肉汤般的海”。它们
在混浊的海水中,互相碰撞、聚合,终于形成了原始蛋白质分子。经过若干
亿年的不断演变,大约在 30 多亿年前,它们的功能愈加复杂,结构更加完善,
形成了组成现代细胞的两大物质——蛋白质和核酸。
    这些蛋白质和核酸构成的小颗粒,在海洋里生长着,它们吸收着阳光和
营养,并且分裂着自己的身体,把自己变成 2 个、4 个、8 个……一代一代传
下去,又经过了亿万年,才诞生了细菌。这是生命起源和发展过程中的一个
较高级阶段,是生命漫长演变历史中的一次飞跃。
    感谢太阳送来了光线和温暖,生命在它的照耀下,哺育在海洋的摇篮里。
约 30 亿年前,海洋里又出现了一种蓝绿色的生命——蓝绿藻,这些原始的藻
类含有光合色素,在阳光的爱抚下,用阳光作能源,把水、二氧化碳和其他
盐类合成为糖、淀粉和蛋白质等有机物,就像一座座精致的有机合成化工厂,
从而使生命的链条一环一环地被连接起来了。这条“生命之链”又是怎样连
接的呢?原来,生命本身在地球发展的过程中都留下了自己的踪影,那些曾
经生存过的生命,在它们死后有些遗体幸运地封闭在淤泥里,后来淤泥又被
挤压成岩石;古老的海底在地壳的变动时又上升为陆地和高山,那些保存下
来的尸体也就以“化石”的模样展现在科学家的实验室里和显微镜下,使人
们能够了解和推知亿万年里海洋生命的活动情况。
    据研究发现,在距今 5 亿多年前,海洋里的原生动物就已经是十分活跃
的“居民”了。这些原生动物有独立活动的本领,有刺激感应,它们能伸出
一些树枝状的“小脚”,捕捉食物或改变自己“行走”的路线。到了 2 亿年
前,海洋已是一个繁忙的世界,生命在它的怀抱里不断进化着。大约在距今
4 亿年前,蓝绿藻首先登陆,以后又有裸蕨植物、蕨类植物、裸子植物和被
子植物相继出现。由于这些植物的出现,给昔日荒山秃岭的大地披上了绿装,
使各种微生物和昆虫找到了活动的场所。在距今 4 亿年前,海洋里还出现了
一种无颚鱼,说起来,它还是人类的老祖宗呢!它们经过上万年的繁衍,成
为海洋的主人,以后,不管地球上发生什么样的剧烈变化,总有一些无颚鱼
的后代适应了已改变的生活环境,变换着自己的身体结构。到距今 3 亿年左
右,这些无颚鱼越过潮间带爬上了陆地,成为既可在陆地,又可回到海洋里
生存的两栖动物。随着陆地上氧气的增加,生物用来呼吸的肺也变得更加完
善。顽强的生命抵御着来自各方面的侵袭,它们终于度过了两栖阶段,脱离
了海洋。到了 2.3 亿年前的中生代,爬行动物开始大量繁殖,至 1.8 亿年前
的一段时间,地球可以叫做爬行动物时代,此间,又出现了许多哺乳动物,
又过了 1 亿多年,哺乳动物才成为陆地上的统治者,此外,鸟类也由另一支
原始爬行动物演化而成,这些都为更高等生物的出现提供了适宜的条件。

    在距今 800 万年前,地球上出现了人类的祖先——古猿,继后又出现了
南猿和猿人。这些人类的远古祖先,为了生存下来,向自然界不间断地索取
食物,从采集野果到捕捉小虫,从野外打猎到驯养培植动物,经过不断的劳
动,使脑和肌肉更加发达与健全,从而进化成为生物界和自然界的主人。
    从生命的起源,到动植物的形成和登陆,直至人类的出现,海洋在生物
进化的历史上有着不可磨灭的功绩,这是因为海洋具备了生命生存和发展的
必要条件。海水里溶解着各种各样的营养物质,如碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐
和氧等,为生命提供了丰富的养料。海洋把那些原始生命拥抱在自己的怀里,
充足的海水使这些生命可以进行新陈代谢,直到如今,水也一直是生物的“命
根子”。海洋还可以把阳光遮住,使得生
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