在一起。
以上说明从加里东、海西、印支期转化的地台，至新生代又重新活跃。
3．古地理及古气候变化
早第三纪世界气候分带已经明显，许多地方出现反映不同气候的沉积
物，在时间上和空间上相互交替出现。
晚第三纪气候分带与现在十分相似，北半球干燥区呈南西西——北东东
方向延伸，西风带已经形成。
第四纪以来，干湿及冷暖交替的波动气候，出现冰期和间冰期，以及东
亚季风的形成和发展。
在冰期干冷气候条件的特殊环境下，出现第四纪黄土堆积。
冰期和干冷气候，也促进了生物的发展，第三纪末，第四纪初地球上古
人类出现。
黄土堆积、第四纪冰期、古人类出现被称为第四纪以来三件重大地质事
件。
4．喜马拉雅运动和中国现代构造及地貌的形成
我国现代构造和地貌，晚古生代海西运动后已初步形成轮廓，中生代燕
山运动以后基本奠定基础，喜山运动则完成了现时构造和地貌轮廓。
（1）第三纪喜山运动以前，我国大陆轮廓就已基本形成，山川交错、盆
地相间的地理景观。西北地区形成大型盆地，如塔里木、准噶尔、柴达木等
盆地。东部地区由于大陆与洋壳的挤压，产生北东——南西；北北东——南
南西的山系。隆起区仍继续上升，下陷盆地仍在下降，第三纪沉积物，厚度
可达 5000 米以上，例如洞庭盆地。
（2）第三纪末的喜山运动，喜马拉雅海槽上升为 5000 米以上的山地，
台湾也脱水而出。至此，基本造就了我国现时地貌轮廓。同时喜山运动，伴
随大量的火山喷发。
（3）喜山运动后，地壳发展进入第四纪时，新构造运动表现仍十分强烈。
①在地貌上，山脉隆起、盆地下沉的地貌景观得到加强。青藏高原跃居
为世界屋脊，珠峰成为世界第一高峰。根据有些资料，西藏高原、云贵高原，
第四纪以来上升了 1～2 千米以上，喜山上升了 3000 米以上。
盆地下降，如华北平原第四纪下降达 1000 米以上，沿海地区最多的曾发
生七次海侵。我国洞庭凹陷下降也在 100 米以上。太平洋西部南海珊瑚岛礁
厚度也达 200 米以上。
②由于升降运动伴随的断裂运动。西藏高原周围断裂分割，使高原抬升。
天山、祁连山、秦岭等地，因升降成为高山，山岭之间相对下降形成河谷或
湖泊。
5．新生代的矿产资源
新生代的矿产主要有第三纪红色盆地的膏盐、油气和煤。例如湖南盐井
的盐和石膏、乌克兰钾盐。伊朗的油气主要产于第四纪，美国落基山煤田，
部分产于第三纪。第四纪主要是现代盐湖（西北、内蒙等盐湖）及砂矿、金
刚石、砂金、金红石等砂矿床。此外有海岛上的鸟粪磷矿床。
地球的演化，从无到有，经过了 46 亿年漫长岁月，才形成今日能为人类
提供一个休养生息的场所。由无生命到有生命，最后创造了人类，并进入到
今天文明社会，我们应该去认识、了解、保护这个属于人类的地球。
地球内部圈层结构
科学家们根据无数次地震波在地球内部传播状态的分析，证明地球内部
有圈层状的特点。由外向内分三层，地壳、地幔、地核。它们之间就像鸡蛋
分为蛋壳、蛋白和蛋清一样。
地壳 地壳是地球内部结构中最外的圈层，是由岩石组成的地壳固体外
壳。地壳总厚度在 5 至 70 公里之间，大陆地区壳厚，如青藏高原地区厚度达
70 公里，大洋地区地壳薄，如大西洋地壳有的地方仅厚 5 公里。海陆地壳的
平均厚度约为 33 公里，仅占地球半径的二百分之一。地壳的上部主要由密度
小、比重较轻的花岗岩组成，主要成分是硅、铅元素，称为“硅铅层”。地
壳的下部是由密度较大、比重较重的玄武岩组成，主要成分是镁、铁、硅元
素，称为“硅镁层”。在地壳的最上层，是一些厚度不大的沉积岩、沉积变
质岩和风化土，它们是地壳的表皮。在地壳中，蕴藏着极为丰富的矿产资源，
目前已探明的矿物已有二千多种，其中尤以金、银、铜、铁、锡、钨、锰、
铅、锌、汞、煤、石油、天然气等为人类文明不可缺少的宝贵资源。
地幔 位于地壳以下，地核以上，亦称为“中间层”。其下界深 2900 公
里。地幔约占地球总体积的 83．3％。地幔可分为上下两层，上地幔约到 1000
公里深处，一般认为，这里的物质处于局部的熔融状态，是岩浆的发源地，
地球上分布广泛的玄武岩就是这一层喷发出来的。下地幔在 1000 公里以下到
2900 公里，主要是由金属硫化物和氧化物组成。地幔的质量为 4．05×1021
吨，占地球总质量的 67．77％，温度较高，上地幔约为 1200～1500℃，下地
幔为 1500～2000℃。
地核 地球内部结构的中心圈层。可分为外核和内核两部分。外核自地下
2900 公里到 5100 公里，占整个地球质量的 31．5％，体积占整个地球的 16．2
％。由于地核在地球的最深处，受到的压力很大，外核的压力已达到 136 万
个大气压，核心部分高达 360 万个大气压。地核内部的温度高达 2000～5000
℃，物质密度平均为 10～16 克／厘米 之间。地核主要由铁、镍组成并含少
3
量其它元素，可能是硅、钾、硫、氧等物质。
地球上的褶皱构造
褶皱是地球外表层岩石区最普遍的一种地质现象，由于褶皱才使地面此
起彼伏，就像是干缩了的苹果一样。
褶皱是岩层在构造运动水平压力作用下，所产生的一系列波状弯曲，是
一种未丧失岩层连续性的塑性变形。单个背斜或向斜称为褶曲，它由核（轴）
部和翼等要素组成。褶曲是组成褶皱的基本单位，两个以上的褶曲的组合，
才叫褶皱。在自然界总是一个褶曲连着另一褶曲。由于受力状况、强弱不同，
弯曲形态和程度也不同。
褶曲基本的形成由背斜和向斜组成，两者有什么区别呢，我们由下表可
以做一个比较：
背斜、向斜基本情况比较
内容 背斜 向斜
弯曲方向 向上弯曲 向下弯曲
岩层产状 向外倾斜 向内倾斜
地层层序 老地层在中间 新地层在中间
地貌特征 一般是正地形隆起为山 一般是负地形凹下为谷
地形倒置／坳下为谷／隆起为山
在上表中，背斜和向斜的最主要的区别，是根据地层的新老来判断的，
背斜的中间（称为核部）是老地层，向斜的中间（核部）是新地层，其他的
条件都是不可靠的。例如地貌一般背斜隆起，但如果岩性有差异，背斜所处
的岩层容易风化，向斜处的岩层难于风化，则出现相反的情况，背斜成谷，
向斜成山，这种现象我们称为地形倒置。
此外根据褶曲向上弯曲是背斜，向下弯曲是向斜，来判别褶曲，有时也
会发生错误的结果。表示一个背斜，由于倒转逐步变为向下弯曲，误判为向
斜。同样向斜也可变为上弯曲的翻卷褶曲。
研究褶皱，不仅在恢复地壳运动方面，在找矿、找油、找气、找水等方
面都具有重要的意义。此外研究一个地区的地层、断层应首先研究褶皱。
褶皱轴（核）部往往是矿床富集的地区，向斜是保护所有沉积矿床的最
好构造。背斜，尤其是短背是重要储油构造，油、气都储集到轴部，因为油、
气比水轻，被水一挤压，便向顶部集中。向斜可以把水“收”集到两翼或轴
部，我们找矿、找水、找油，都要搞清褶皱分布，否则就会使钻孔落空。
地球上的断裂构造
如果说岩层的弯曲称为褶皱，那么岩层被错断，使岩层连接性被破坏发
生位移或裂开时我们称为断裂。根据断裂程度和规模，把那些位移显著、规
模较大的断裂称断层，规模小、位移又不显著的称为节理。一种是受引力产
生的、张开裂口的张节理；另一种是由于受扭动产生的剪切应力发生袭面闭
合的剪切理。
断层，是地壳表面规模较大的断裂，它可以切穿地壳，进入上地幔，地
面延伸数百公里。如我国郯庐大断裂，从东北南部延至长江，乃至贵州，长
达千余公里，但有时也有一块平标本上见到仅数厘米的，只要岩层有明显错
位的，便可称为断层。
断层由下列几项要素组成：
断层面和破碎带：岩层发生位移时，被错断两盘沿着移动的面称为断层
面，在绝大多数情况下往往不是单一的面，而是一系列密集的破裂面或错动
破碎带，称为断层破碎带或断层带。
断层线：断层面、破碎带与地面或平面的交线称之为断层线，它表示断
层延伸的方向。
上盘和下盘：断层面两边的岩层称为断层的两盘。断层以上的称上盘，
以下的称下盘。
断距（位移）：断距是岩层被断开的距离，也是两盘相对的位移量。因
此断距也是衡量断层规模大小的指标之一。
断层，是地球上常见和重要的地质现象，如何判断断层的存在？最主要
的有下列各项：
首先地貌方面的标志：断层线通过处一般岩层破碎，易于风化，所以断
层线通过处，多是负地形，沟谷较多，过去老地质学家常说：“逢沟必断”，
就是这个意思。当然不是每条沟谷都是断裂，但是沟谷，则需做断层来考虑，
再来寻找依据加以证实。
在地貌上，断层还有很多表现：例如山脊被错断、河流突然拐弯、山地
与平原交接处等这些地貌形态发生变化外，往往都有断层通过。
其次是岩层的重复与缺失：由于断层活动，岩层往往被错动后，一些岩
层多出来，发生重复，另一些岩层则被断掉后少了层数发生缺失。因此如果
岩层层序发生变化，则说明可能是断层活动的结果。我们注意用那些特征明
显的岩层（称为标志层）是否重复或缺失来确定断层的存在。
再次是：断层破碎带、断层两盘出现的磨光面，断层角砾等都可以作为
断层证据。
此外，植被的生长状况明显变化、泉水分布呈线状分布，断层崖、断层
三角等都是断层存在的证据。
根据断层的性质，可以分为三种类型：
正断层：上盘下降、下盘上升的断层，它是由于引张力作用，使上盘“掉
下来”。
逆断层：上盘上升、下盘下降的断层，它是由于挤压力作用形成的。
平移断层：两盘平错，是由于扭力作用形成的。
地壳中的“寿星”
如同人有诞生日、有年龄一样，地壳也有自己的年龄。科学家对不同大
陆上的地壳岩石进行了抽样分析，认为大陆地壳的最早雏形出现在 37～40
亿年前。大部分地壳的年龄在 28 亿年左右。现已发现的有 30 亿年以上高龄
的地壳有近 10 余处，其中最老的寿星是格陵兰岛的戈德霍普，它的高寿是
39． 8±1．8 亿年。其次是：
刚果南部 35．2±1．8 亿年；
俄罗斯科拉半岛 34．6 亿年；
沃罗涅兹河地区 34．6—34．8 亿年；
美国明尼苏达州 33 亿年；
南非德兰土瓦中部 32±0．7 亿年；
美国蒙大拿州 31 亿年；
斯威士兰 30．7±0．6 亿年或 34．4±3 亿年。
随着地质年代测定数据的增多，可能还会发现岁数更多的大陆地壳。
科学家从南非的前寒武纪岩石中，还发现了 32 亿年前的细菌化石，被命
名为“伊索拉姆原始细菌”。这是目前知道的最古老的生物遗迹，可以说它
是地球上最早的生命了。
地质年代
自从陆上出现了生物以来，古代生物的遗体——化石，就成了我们认识
地球的最好标志。科学家们根据化石以及岩石中的放射性元素来计算，把地
球历史演变划分为五个年代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。
共十余个纪。
太古代、元古代为地球为发展的初级阶段，距今最远，经历时间也最长，
当时的生物仅处于发生和孕育阶段。古生代鱼类、植物、动物都从低级向高
级发展。中生代地壳活动强烈，发生了一次强大的地壳运动——燕山运动。
新生代距我们最近，大约有八千万年，地球上相继繁荣，出现了人类，到处
生气勃勃，百花争艳。
地质年代表
大气是从哪里来的
我们的地球之所以生机勃勃，是因为它有其他行星所没有的得天独厚的
三大宝：适量的阳光、充足的水源和丰富的大气。
地球大气是从哪里来的呢？天文学家常常用天体的起源来解释地球大气
的起源。
根据太阳系起源的流行理论——康德—拉普拉斯学说认为：大约在 50
亿年前，太阳系是一团体积庞大、温度极高、中心密度大、外缘密度小的气
态尘埃云。整个尘埃云先是缓缓转动，后来温度渐渐冷却，尘埃收缩，而使
转动加快，中心部分收缩成太阳，周围物质收缩成九大行星及其卫星。最初
收缩凝聚的地球团块是很疏松的，气体不光在地球表面，大部分被禁锢在疏
松的地球团内。这时的地球像一块吸足了水分的海绵团，蕴含着大量的气体。
后来，由于地心引力作用，疏松的地球收缩变小。气体受到收缩，被挤出来。
大多气体分散到地球表面，形成薄薄的一层大气。地球收缩到一定程度后，
收缩速度减慢，强烈收缩时产生的热量渐渐失散，地球逐渐冷却，地壳开始
凝固。地球凝固后，地球内部受反射性元素的作用不断升温，使地壳一些地
方发生断层、位置移动和火山爆发。地壳和岩石中的水和气体也随之释放出
来，这些被释放出的气体中，一部分像氢和氦等轻分子跑到了宇宙空间，而
氧和氮等重分子大部分被地球吸力抓住，充实了地球大气。
地球不断失去氢和氧，然而太阳风和地球本身的活动，如火山爆发等，
又不断地补充地球大气失去的气体。所以，从古至今，地球大气总是那么丰
富。
大气圈
在地壳外面的广阔空间，是地球的“大气圈”。人们常称它是地球的外
衣。谁都知道，作为地球环境要素之一的大气，是各种生命不可须臾缺少的
东西。但你可曾知道，如今的大气，早已不是原来的大气了，而是至少经过
两次“更新”之后的第三代大气。
现在笼罩着地球的大气，其厚度在 3000 公里左右，通常称之为大气层或
大气圈。它的总质量并不大，仅相当于地壳总质量的 0．05％。大气圈在结构
上，自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。
对流层 从海平面到 18 公里高空，占大气总量的 80％。对流层里气象万
千，冷热空气上下对流，兴云造雨，下雪降霜，电闪雷鸣都在这里发生。
平流层 从对流层顶到 50～55 公里的高空。此处空气稀薄，水汽和尘埃
含量极少，很少有天气现象，气流平稳，是高速喷气机最理想的飞行区域，
平流层中含有大量臭氧，因此又得名“臭氧层”。它能吸收太阳辐射中 90％
的紫外线，像地球的贴身“防弹衣”一样，使地面生命免遭紫外线伤害。
中间层 从平流层顶到 80～85 公里的高空。它负责吸收太阳的远紫外线
和 X 射线，使大气中的氧和氮分子离解成原子和离子。该层的温度随高度增
加而降低。
热层 从中间层顶到 500 公里处的高空。这一层的温度很高，气温昼夜变
化很大。
外层 500 公里以外高空，是地球大气层向星际空间过渡的区域，它有两
条辐射带和一个磁层。磁层在 5～7 万公里的高处，它是地球大气的最外层，
它像一道挡风的钢铁长城，保护地球生物，免受太阳风的致命打击。
在 50～1000 公里处有一个电离层，分为 D、E、F1、F2 四层，里边的气
体基本都是电离的。地球上的短波无线通讯都靠电离层的反射。80～500 公
里区域，电离密度较小，美丽的北极光就出现在这层。
从成分上说，大气是一种混合物，其组成相当简单。它由不同成分的、
具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备，为有机世界的生存和发
展，提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是：
可是，地球的早期大气却完全不是这样的。
地球脱胎于星云，而星云的主要成分是氢和氦。可想而知，地球的第一
代大气是以氢和氦为主的。不过，地球在形成之初，由于其体积还很小，没
有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此，最初的地球无法拥有大量
的气体。有如现在的月球或小行星那样。后来，随着地球不断吸引和兼并它
周围的固体颗粒，体积和质量不断增大，地球的引力也不断增大，并可以把
原始的气体吸引在自己周围，便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这
些大气分子很轻，在阳光照射下异常活跃，很容易逃逸出地球。
随着地球的进一步增长，以及地球内部温度的升高，在地球内部圈层分
化的同时，从地球的内部不断有气体产生出来，这就是地球的第二代大气。
其主要成份可能是水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）
和氨（HN3），此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火
山喷发或从地球物质中渗出，人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石
上所发现的气体成分证实了这一点。
至于第二代大气是怎样演化成现代大气的，这个过程比较复杂，但在演
化过程中起关键作用的是绿色植物。因为绿色植物通过光合作用能够吸收二
氧化碳，释放出游离氧，从而把还原大气变成氧化大气，使第二代大气的成
分发生重要变化。
在距今 30 亿年以前，地球上出现了原始的低等植物——蓝绿藻。这是地
球大气由还原大气变成氧化大气的关键性的事件。在距今 6 亿年以前，绿色
植物在海洋中得到大量繁殖与发展，并占据优势。在距今 4 亿年以前，绿色
植物开始在陆地上出现。这样，使得在大气中的游离氧不断增多。同时，还
原大气的氧化过程被加速。在氧化过程中，一氧化碳逐渐转变成二氧化碳；
甲烷逐渐成为二氧化碳和水；氨逐渐转变成水汽和氮。很明显，这时的大气
还不是氧化大气，而是以二氧化碳逐渐占据优势的大气。只是由于绿色植物
光合作用的持续作用，大气中的二氧化碳才得以日益减少，而游离氧日益增
多。有人估计，当大气中游离氧达到现代大气氧的 1％的时候，就可能出现
有效的臭氧层。它对太阳紫外线起屏障作用，可保护地球上生命免遭紫外线
伤害。游离氧是生物发展的产物，反过来它又促进生物界的发展。
大气中氮气的增多，除了与游离氧有关外，还取决于生物的发展。生物
在其生存期间，需吸收环境中含氮化合物，在体内合成蛋白质等复杂的有机
物。当动物及其排泄物腐烂时，蛋白质一部分转变为氨和铵盐，另一部分直
接转变为氮；氨在游离氧的作用下又释放出氮。由于氮的化学性质不活泼，
在常温下不与其它元素结合，所以它在大气中会越积越多，终于成为大气的
主要成分。
总之，在绿色植物的光合作用下，由于二氧化碳不断减少和氧、氮不断
积累，终于使得地球的第二代大气演化成了现代的第三代大气。
地球生命的保护伞
在地球大气由原始大气演化为还原大气时，由于太阳辐射，产生了光致
离解效应。将水分子分解为氢和氧，分解出的氢逃逸出大气层，比氢重的氧
留了下来。性能活泼的氧除了与其他元素化合外，还有一部分形成了臭氧
（O3）。
臭氧（O3）是氧（O2）分子的一种同位素，它主要分布在地球大气的平
流层里，在海拔 25 公里附近密度最大。因此，科学家又把海拔 25 公里附近
的大气层叫做臭氧层。据估计，在海拔 10～50 公里范围内，臭氧占整个地球
所拥有的臭氧总量的 97％以上。但是，与地球大气相比，还不到地球大气总
量的 1％。
臭氧含量虽少，但却维系着地球万物生灵的命运。因为强烈的太阳紫外
线对生物会产生致命的危害，它会破坏生物体内的生殖分子和 DNA（细胞的
脱氧核糖核酸，它起着制造和传递遗传信息作用），引起细胞异变和一些疾
病。紫外线对蛋白质也有破坏作用。而 DNA 和蛋白质对光线的吸收主要集中
在紫外线波段。
臭氧能吸收太阳紫外线，使大气下层的氧分子不再被分裂。被吸收的太
阳紫外线能烤热臭氧及周围的空气，形成高于同温层的空气层，就好像在汹
涌澎湃的对流层上的一把保护伞，挡住了大部分的太阳紫外线，使地球上的
生物免遭紫外线的致命伤害。正因为地球大气中有了臭氧层这个天然屏障，
远古的生物才能从海洋过渡到陆地，而发展成形形色色的生物界，我们人类
以及地球上的所有生灵才能安然无恙地生活在地球上。
如果大气层中的臭氧含量减少，到达地面的太阳紫外线就会明显增强，
地球上的生物就会遭殃了。
水圈
在地球上，很少有什么物质会像水那样变幻多端，分布广泛。上至高层
大气，下至地壳深处，几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界
大洋，陆地上的江河湖泊，以及埋藏于地表下面的地下水等，它们互相连通，
共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中，海水
约占 97％，其余 3％存在于冰川、江河、湖泊、地下和大气中。如果我们把
地表看做是很平坦的，将地球水均匀覆盖其上，那么全球将成为一个平均水
深 2745 米的水球。水是生命的摇篮，也是一切生命机体活动必不可少的基本
要素。
在太阳系中，地球是唯一拥有液态水的天体。水占地球表面积的 77％（为
此，有人提议地球应改名为“水球”），总量达 145 亿亿吨。这还不算矿物
所含的结构水和结晶水，也不包括生物体中的水（生物机体的 2／3 是水组成
的）。
你一定会问，这么多的水是哪里来的呢？
传统说法，地球上的水是地球形成时，从星云物质中带来的。星云物质
由三大类物质组成：一类是气物质，如氢和氦，约占星云物质的 98．2％；另
一类是冰物质，如水冰、氨、甲烷等，约占 1．4％；第三类是土物质，主要
有铁、硅、镁、硫等与氧的化合物，是些温度高达 1000℃左右时仍是固态的
物质。地球是土物质组成的，但仍有一小部分冰物质，这便是地球水的来源。
1961 年，科学家托维利提出，地球水是太阳风的杰作。太阳风是太阳外
层大气向外逸散出来的粒子流。从地球形成至今，地球从太阳风中吸收氢的
总量达 1．70×1023克。如果这些氢全部与地球上的氧结合，可产生1．53×1024
克的水，恰恰接近地球水的总量 1．43×1024克。
不久前，美国人弗兰克等人又提出一个假说：地球水来自太空冰球。这
位科学家研究了 1981～1986 年以来人造卫星发回的数千张地球大气紫外线
辐射图像，发现在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。这些小黑斑都很短
命，仅存在两三分钟。经多次分析和否认了其他一切可能后，他们认为这些
小黑斑是由一些看不见的冰块组成的小彗星，撞入地球外层大气后破裂、融
化成水蒸气而造成的。估计每分钟约有 20 颗平均直径为 10 米的这种冰球坠
入地球，每年可使地球增加 10 亿吨水。地球形成 46 亿年，总共可从这种冰
获得 460 亿亿吨水，是现在地球水总量的 3 倍多。扣除蒸发的水分、矿物质
和岩石，以及生物机体内含有水分，仍富富有余。所以，这一假说因无法自
圆其说，也遭到了人们怀疑。
地球之水究竟来自何方？还有待于人类继续探索。
生物圈
在地球发展的最初阶段，地球上本没有任何生命现象。由于地球本身的
特有性质和它在太阳系中得天独厚的位置，决定了地球上物质的进一步演
化。地球上自从有了原始的地壳、大气圈和水圈，生命便合乎规律地出现和
发展了。
现在多数人认为，生命是由无生命的物质转化来的。这种转化，需要有
一定的物质条件，即必须具备甲烷、氨、水汽和氢等，而这些物质在原始大
气中是大量存在的。实现这种转化，还需要有一定的能量，而来自太阳的紫
外线、大气中的电击雷鸣和地下的火山熔岩等都是重要的能源。所以，在原
始地球上，实现从无生命到有生命物质的这种转化，便具备了可能性。
为了模拟这种转化过程，本世纪 50 年代美国科学家米勒成功地做了一个
实验。他在封闭的容器里，按照原始大气的成分，装满甲烷、氨、水汽和氢，
并使之保持一定的温度。同时，在容器中不断地点燃电火花。这样，在经过
一定时期的连续作用之后，终于产生出了有机分子。后来，又有人多次重复
米勒的实验，并加入多种成分的物质，获得了在生命物质中常见的氨基酸，
甚至于某些蛋白质。近年来，在地球上某些早期沉积岩（年龄在 35 亿年左右）
中，以及在陨石中，也发现了有机分子的遗迹，跟实验室里所获得的有机物
质有些相似。经科学推测，它们应该是地球和太阳系早期的有机物。
简单有机物还不是有生命的物质，从简单的有机物转化为有生命的物质
需要一系列的条件和经过一系列的过程，其中原始的海洋是重要的一环。大
气和地表上的有机物会随着降水和地面径流汇集到海洋，并在海洋一定部位
浓集。这样，它们有更多的机会相互接触，并结合成更为复杂的有机分子，
甚至成为能自行与周围环境进行物质交换的独立体系。再通过不断进化，这
些独立体系开始进行最原始的新陈代谢和自我繁殖，这才发展成生命物质，
人们叫它非细胞生命。这个过程大概发生在距今 35 亿年以前。这是从无生命
到有生命的一次飞跃。不过，正是因为生命的形成是一个极为漫长的过程，
人们要想在实验室里获得有生命的分子，目前尚不可能实现。
原始生命之所以在水中形成，也在水中发展，是因为那时的大气中还缺
少游离氧，高空还没有形成可以抵御太阳紫外线的臭氧层，原始生命只有从
水中获得氧和靠水的保护才能生存和发展。在陆地还未具备生命生存条件之
前，原始生命一直生活在海洋里。它们在海洋里渡过了十分漫长的岁月，直
到距今 6 亿年前，绿色植物在海洋里大量繁殖，成为海洋生物的主要成员之
时，陆地仍然是一片荒漠，找不到任何生命的踪迹。
绿色植物的出现为其登陆创造了条件。因为绿色植物在光合作用中所产
生的游离氧不断积累，最终导致高空臭氧层的形成。它能有效地吸收紫外线，
保护地面上的生物免遭伤害。于是，在距今 4 亿年前，绿色植物开始从海洋
发展到陆地。首先登陆的是陆地孢子植物，此后，依次出现了裸子植物和被
子植物。动物也敢于开始登陆和发展，依次出现了两栖动物、爬行动物和哺
乳动物。
地球上的生命从无到有、从简单到复杂、从低级到高级，一步步进化发
展，至今已有数百万种动植物。它们占领了海洋、陆地、地壳的浅层和大气
的下层，构成地球上所特有的一个圈层——生物圈。地球上的生命依靠地壳、
大气圈和水圈的改造，促使其演化和发展。可以说，由于生命和生物圈的出
现，地球圈层之间的联系和接触越来越密切了。
至此，我们可以看到，地球岩石圈的顶层，大气圈的底层，以及水圈和
物质圈的全部，是地球外部各圈层密切接触和有机联系的纽带，各圈层在这
里相互作用、相互渗透，构成一个完整的物质体系。对于人类社会来说，它
就是我们周围的自然界，即自然地理环境。
还要特别指出的是，到了后来，地球在它自身演化的同时，还要受到人
类活动的影响，接受人类有意识的改造。所谓改造地球，就是合地理地利用
各个圈层的自然资源，有目的地改变各圈层的状况和它们之间的关系，使之
朝着有益于人类的方向发展。
地球冰期成因的七大假说
大约在 9 亿多年前的震旦纪，整个地球几乎完全被冰雪覆盖，这就是地
球史上三大冰期之一的震旦大冰期。这个时期的冰川堆积物遍布世界各地。
2 亿多年前，地球进入了第二冰期：石炭二迭纪大冰期。主要发生在南
半球，非洲的扎伊尔和赞比亚当初都在冰川之下，北半球只有 1／3 的印度埋
于冰雪中。
大约 300 多万年前开始了第四纪大冰期。最盛时，冰川覆盖着地球总面
积的 32％，现在仅为 10％。我们正处在第四纪大冰期的末期，是个比较温暖
的时期。
但从整个地球气候史看，温暖时期占着绝对优势。近 2 亿 5 千万年以来，
冰期只有 200 万年，是什么原因造成原本温暖的地球几次陷入寒冷之中呢？
科学家们提出了冰期成因的七种假说。
1．由太阳系在宇宙间所处的位置变化引起。当太阳系随同银河系的自转
通过宇宙间寒冷区域时，或转到宇宙尘微粒子稠密区域时，部分太阳辐射被
宇宙尘埃吸收，地球得到的太阳辐射减少，温暖降低，地球出现冰期。
2．地球公转轨道的偏心率每 93000 年就会发生一次变化，造成地日距离
加大；或地球受木星的吸引，地球公转轨道变圆（大约每 10 万年一次），地
日距离变远，地球温暖降低，形成冰期。
3．地球转速的变更，造成地壳运动，两极大气的变化。如地球转速加快
时，两极寒冷的大气涌向赤道，气候变冷。
4．强烈的地壳运动，使火山活动频繁，火山喷发出大量碎屑，遮天蔽日，
减弱了太阳辐射热。强烈的地壳运动还会造成大陆上升，大量新岩石暴露于
空气中，岩石风化使大气中保护地球热量不致散发的二氧化碳含量降低，造
成气温下降、冰川活动，产生冰期。
5．大陆飘移使各大陆相对两极的位置在不同时期发生不同的变化。在移
近两极时气候寒冷，出现冰期，如石炭——二迭纪冰期，非洲、澳洲、南美
洲、南极洲以及印度原是一个完整的古大陆。而非洲就是当时的南极。北极
在太平洋中。所以那时南半球的古大陆都有冰川行动。
6．地球南北磁极互相倒转的过渡时期，地磁场相当微弱，大气层中弥漫
着带电子粒子和宇宙尘，阳光被遮挡，气温下降，雨和雪断断续续，一下就
是数百年，冰期到来。
7．寒冷的北冰洋的海水通过海峡与温暖的太平洋、大西洋交流时，潮湿
的气候使北冰洋上空大雪弥漫，结成冰盖，将大部分的太阳辐射反射掉，致
使气候变寒，冰期出现。
到底哪种假说更切合实际？是否还有什么其他原因？下一次大冰期何时
将至？都有待人类继续探讨。
造成四次全球性生物灭绝的杀手
发生在 6700 万年前的“恐龙灭绝”事件已是世人皆知的一大惨案。但在
