气候变暖的成因起源于的假说_气候变暖的罪魁祸首
1.我国气候复杂多变的原因。
2.人的进化是怎样由来的?
3.南方爆发暖冬,气候正变暖,但科学家为何说地球无需人类拯救了?
4.地球上为什么会有火山?
5.全球变暖为何会引起一系列的异常天气的产生
6.全球变暖是事实还是谎言?地球未来是变暖还是变冷?
太阳辐射以光波进入大气层,为地球带来热量,有些辐射被吸收让地球暖化,有些则形成红外线反射回太空.大气中的水、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、臭氧等气体,能吸收地表的红外辐射而成为地球的绝热层.它们是生命的保障,如果没有温室气体,全球温度将下降三十多度.影响地球气温变化的关键不是温室气体的存在,而是它们在大气中的浓度.当浓度增加时,地球表面的温度就随之上升,导致地球变暖.其中,二氧化碳的浓度也由工业革命前的280ppm,快速升高到380ppm,而且越来越高.甲烷的温室效应是二氧化碳的21—22倍,它在大气中的浓度正快速增长.在上个世纪末,地球表面温度上升了大约0.6度,本世纪预计将上升1.4到5.8度.从上个世纪九十年代开始,有气象记录以来最热的年份就不断地出现.整个地球的气候就像一个巨大的引擎,通过海洋的洋流和大气层的风流,把赤道的热量分散到南北两极.一般说来,赤道气温上升1度,南北极的气温就会上升12度.所以,对地球变暖最敏感的是南北两极,那里的冰川和冰盖正在不停地融化.英国南极考察站前不表的近30年气象数据研究报告表明,南极地区的变暖速度是地球平均变暖速度的3倍.海水变暖,南极冰圈就开始融化,一旦部分融化,全球海平面就会上升.北极的情况更糟.北极冰圈的厚度,从10年开始明显减少,40年内减少了40% .格陵兰岛冰川流失的速度在最近5年中加快了一倍.据估计,如果整个格陵兰冰盖融化,全球海面将升高7米,这意味着整个佛罗里达或者孟加拉都沉入海底.如果整个南极冰盖都融化,那将更可怕,届时全球洋面将升高65米.
我国气候复杂多变的原因。
亚马逊热带雨林的破坏
亚马逊热带雨林位于南美北部亚马逊河及其支流流域,为大热带雨林,面积6,000,000平方公里(2,300,000平方里),覆盖巴西总面积40%。北抵圭亚那高原,西界安地斯山脉,南为巴西中央高原,东临大西洋。
亚马逊河流域为世界最大流域,其雨林由东面的大西洋沿岸(林宽320公里〔200哩〕)延伸到低地与安地斯山脉山麓丘陵相接处,形成一条林带,逐渐拓宽至1,900公里(1,200哩)。雨林异常宽广,而且连绵不断,反映出该地气候特点:多雨、潮湿及普遍高温。
亚马逊热带雨林蕴藏著世界最丰富最多样的生物,昆虫、植物、鸟类及其他生物种类多达数百万种,其中许多科学上至今尚无记载。在繁茂的植物中有各类树种,包括香桃木、月桂类、棕榈、金合欢、黄檀木、巴西果及橡胶树。桃花心木与亚马逊雪松可作优质木材。主要野生动物有美洲虎、海牛、貘、红鹿、水豚和许多齧齿动物,亦有多种猴类,有“世界动植物王国”之称。
这个雨林的生物多样化相当出色,聚集了250万种昆虫,上万种植物和大约2千种鸟类和哺乳动物,生活着全世界鸟类总数的五分之一。有的专家估计每平方公里内大约有超过75000种的树木,15万种高等植物,包括有9万吨的植物生物量。科学家指出,单单在巴西已约有96,660至128,843种无脊椎动物。亚马逊雨林的植物品种是全球最多种性的,有专家估计,1平方千米可能含有超过75,000种树及150,000高级植物,1平方千米可含有90,790公吨存活的植物。亚马逊雨林是全世界最大的动物及植物生境。全世界五分之一的雀鸟都居住于亚马逊雨林。现时,大约有438,000种有经济及社会利益的植物发现于亚马逊雨林,还有更多的有待发现及分类。
然而,亚马逊热带雨林却并没有因为它的富有而得到人类的厚爱,毫无节制的开发已对当地的自然环境造成了极大破坏。
随着巴西本国经济的发展,大量移民涌入亚马逊雨林边缘地带。为了向大自然要地要粮,人们使尽了各种手段和各种工具,夺林造田。随着公路和铁路干线的不断延伸,农民更易深入原始密林中砍烧垦殖。在垦荒过程中,人们把重型拖拉机开进森林,将树木砍倒,再放火焚烧。林区的生态环境非常脆弱,大多数养分并不在土壤里,而是储存于活着的植物中。森林烧光后,大部分养料就随风散去。在清理出来的土地上耕种,过一两季后,土壤不是耗尽肥力就是被雨水冲走,剩下的就是寸草不生的一片砂砾。跨国大企业则是看中当地丰富的铁、铜、铝土和其它矿产,不惜投入重金,大肆开。
据巴西国家地理统计局的数据显示,亚马逊地区每年遭到破坏的雨林面积达2万3000平方公里。在过去30年中,这一世界上最大的雨林区的1/6已遭到严重破坏。巴西的森林面积同400年前相比,整整减少了一半。专家指出,热带雨林的减少不仅意味着森林的减少,而且意味着全球范围内的环境恶化。如果亚马逊的森林被砍伐殆尽,地球上维持人类生存的氧气将减少1/3。
滥伐亚马逊的森林,并没有给巴西人带来更多的财富。他们只是填饱了肚子,带来的却是对大自然永远的创伤和难以弥补的伤害。森林的过度砍伐使得土壤侵蚀、土质沙化,水土流失严重。巴西东北部帕拉州、阿玛帕州的一些地区由于林木被砍伐,生态被破坏,而变成了巴西最干旱、最贫穷的地方。
亚马逊热带雨林植被丰富,每平方公里不同种类的植物多达1200种。然而随着热带雨林的减少,数年后,至少有50万至80万种动植物种灭绝,雨林基因库的丧失将成为人类最大的损失之一。
对此,巴西愈来愈清醒地认识到问题的严重性,先后制定了多项环保政策,取多种措施加强对林区环境的保护与监测。环保与可持续发展成为的优先目标之一。
臭氧层空洞
臭氧在大气中从地面到70千米的高空都有分布,其最大浓度在中纬度24千米的高空,向极地缓慢降低,最小 南极上空臭氧层空洞
浓度在极地17千米的高空。20世纪50年代末到70年代就发现臭氧浓度有减少的趋势。1985年英国南极考察队在南纬60°地区观测发现臭氧层空洞,引起世界各国极大关注。臭氧层的臭氧浓度减少,使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加,对生态环境产生破坏作用,影响人类和其他生物有机体的正常生存。关于臭氧层空洞的形成,在世界上占主导地位的是人类活动化学说:人类大量使用的氯氟烷烃化学物质(如制冷剂、发泡剂、清洗剂等)在大气对流层中不易分解,当其进入平流层后受到强烈紫外线照射,分解产生氯游离基,游离基同臭氧发生化学反应,使臭氧浓度减少,从而造成臭氧层的严重破坏。为此,于1987年在世界范围内签订了限量生产和使用氯氟烷烃等物质的蒙特利尔协定。另外还有太阳活动说等说法,认为南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因,尚有待进一步研究。
对人类健康影响
1.增加皮肤癌:臭氧减少1%,皮肤癌患者增加4%-6%,主要是黑色素癌。
2.损害眼睛,增加白内障患者。
3.削弱免疫力,增加传染病患者。
对生态影响
1.农产品减产及其品质下降。试验200种作物对紫外线辐射增加的敏感性,结果2/3有影响,尤其是大米、小麦、棉花、大豆、水果和洋等人类经常食用的作物。估计臭氧减少1%,大豆减产1%。
2.减少渔业产量。紫外线辐射可杀死10米水深内的单细胞海洋浮游生物。实验表明,臭氧减少10%,紫外线辐射增加20%,将会在15天内杀死所有生活在10米水深内的鳗鱼幼鱼。
3.破坏森林。
据研究,臭氧减少影响人类健康及生态系统的主要机制是紫外线辐射的增加会破坏核糖核酸(DNA),以改变遗传信息及破坏蛋白质。除了影响人类健康和生态外,因臭氧减少而造成的紫外辐射增多还会造成对工业生产的影响,如使塑料及其他高分子聚合物加速老化。
全球变暖
基本介绍
全球变暖是指全球气温升高。近100多年来,全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖两次波动,总的看为上升趋势。进入八十年代后,全球气温明显上升。 温室气体排放导致全球气候变暖。
1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料(如煤、石油等),排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光(3.8--7.6nm,波长较短)具有高度的穿透性,而对地球反射出来的长波辐射(如红外线)具有高度的吸收性,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。
具体原因是,人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。间气候变化问题小组根据气候模型预测,到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4-5.8℃(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测,全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化,从而给全球环境带来潜在的重大影响。
为阻止全球变暖趋势,1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》,该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约,发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外,这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月,已有189个国家正式批准了上述公约。
地球正在升温,在上个世纪全世界的平均温度大约攀升了0.6 摄氏度。北半球春天的冰雪解冻期比150年前提前了9天,而秋天的霜冻开始时间却晚了10天左右。
美国和全球年平均温度测量值之间比较情况
升温后果
⒈气候变得更暖和,冰川消融,海平面将升高,引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失,海岸侵蚀 全球变暖的可怕后果,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡,给海岸带生态环境带来了极大的灾难。
南极冰川融化
⒉水域面积增大。水分蒸发也更多了,雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,水库大坝寿命缩短。
⒊气温升高可能会使南极半岛和北冰洋的冰雪融化。北极熊和海象会渐渐灭绝。
⒋许多小岛将会无影无踪。
⒌因为还有热力惯性的作用,现有的温室气体还将继续影响我们的生活。
⒍温度升高,会影响人的生育,精子的活性随温度升高而降低。
⒎原有生态系统的改变。
⒏对生产领域的影响,例如:农业,林业,牧业,渔业等部门。
⒐将感染疾病等传染病。病菌通过极端天气和气候(厄尔尼诺现象,干旱,洪涝,热浪等),扩大疫情的流行,对人体健康危害。
1952年伦敦烟雾
1952年被毒雾笼罩的特拉法加广场
1952年12月5日开始,逆温层笼罩伦敦,城市处于高气压中心位置,垂直和水平的空气流动均停止,连续数日空气寂静无风。当时伦敦冬季多使用燃煤暖,市区内还分布有许多以煤为主要能源的火力发电站。由于逆温层的作用,煤炭燃烧产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉尘等气体与污染物在城市上空蓄积,引发了连续数日的大雾天气。期间由于毒雾的影响,不仅大批航班取消,甚至白天汽车在公路上行驶都必须打开着大灯。室内音乐会也取消了,因为人们看不见舞台。
1952年伦敦烟雾和水平的空气流动均停止,连续数日空气寂静无风。当时伦敦冬季多使用燃煤暖,市区内还分布有许多以煤为主要能源的火力发电站。由于逆温层的作用,煤炭燃烧产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉尘等气体与污染物在城市上空蓄积,引发了连续数日的大雾天气。期间由于毒雾的影响,不仅大批航班取消,甚至白天汽车在公路上行驶都必须打开着大灯。室内音乐会也取消了,因为人们看不见舞台。
当时,伦敦正在举办一场牛展览会,参展的牛只首先对烟雾产生了反应,350头牛有52头严重中毒,14头奄奄一息,1头当场死亡。不久伦敦市民也对毒雾产生了反应,许多人感到呼吸困难、眼睛刺痛,发生哮喘、咳嗽等呼吸道症状的病人明显增多,进而死亡率陡增,据史料记载从12月5日到12月8日的4天里,伦敦市死亡人数达4000人。根据事后统计,在发生烟雾的一周中,48岁以上人群死亡率为平时的3倍;1岁以下人群的死亡率为平时的2倍,在这一周内,伦敦市因支气管炎死亡704人,冠心病死亡281人,心脏衰竭死亡244人,结核病死亡77人,分别为前一周的9.5、2.4、2.8和5.5倍,此外肺炎、肺癌、流行冒等呼吸系统疾病的发病率也有显著性增加。
12月9日之后,由于天气变化,毒雾逐渐消散,但在此之后两个月内,由于又有近8000人因为烟雾而死于呼吸系统疾病。 1952年被毒雾笼罩的特拉法加广场
但,当时人们没发现有什么异常,一周后才发现许多人死于呼吸道疾病。然后,又有许多人死了。后来人们重新检查了当年的肺的样本发现有许多重金属,碳和其他有毒元素。这些来自于燃料,在这一年英国的公交车正好换成燃油的而且冷空气使人们家家户户都燃起壁炉,让空气污染严重。
事后,据英国环境污染负责人厄尔斯特.威廉金斯博士统计,在雾灾[1]发生的前一周,伦敦死亡人数为945人;而在大雾期间,伦敦地区死亡人数激增到2480人,而大雾所造成的慢性死亡人数达8000人,与历年同期相比,多死亡3000-4000人。
此后的1956年、1957年和1962年又连续发生了多达十二次严重的烟雾。直到1965年后,有毒烟雾才从伦敦销声匿迹。
参考资料:
地球污染:://baike.baidu/link?url=fGZ_Hsm_7bRv44eOfkh1v21e0Fsv-0kqREtICpvN3YAjvYNKieTwiEHdmnu6vAbpJlxpq4ry-_glXmvsnVwq
人的进化是怎样由来的?
气候变化的原因
引起气候变化的原因是因为大气中温室气体的增加。大气的 99%由 78%的氮气和21%的氧气组成。它们对气候调节基本没有直接的作用。在剩下的1%的大气中有一小部分的气体(包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸汽、卤烃等)被称为温室气体。这些气体能够使地球保持温暖。太阳辐射穿过大气,大部分被地表吸收,并使之升温。一部分被大气和地表反射。同时地表发射红外线,一部分穿过大气层,一部分被温室气体分子吸收,再发射。这一过程使地球表面和接近地表的大气保持温暖。如果没有温室气体,地球会比现在低30度。
但是人类的活动产生了过多的温室气体,导致全球气候变暖。间气候变化调查组 (IPCC) 在1996年关于气候变化的陈述是:“具有可辨别的人类对气候的影响”,而2001年陈述则改变为:“最近50年来观察到的变暖现象很可能是由于人类活动造成的”。可见对“人类活动是造成气候变化的原因”这一认识越来越肯定。温室气体增加的原因主要是,由于人类燃烧燃料如煤、石油和天然气等产生二氧化碳和森林遭到破坏降低了植被吸收二氧化碳能力所致。这些原因已经为人们所公认和接受。
最新的研究还发现,森林大火可能也是造成温室气体增加的重要原因之一。美国的研究人员发现:发生于19年、1998年干旱期间的森林大火是造成大气中过量甲烷、二氧化碳和一氧化碳的主要原因,这超过了先前预测的在此期间燃烧燃料和其他原因所产生的这些气体的量。结合使用卫星数据和计算机建立的气候模式,他们发现过量排放的温室气体中有60%来自于东南亚,30%来自中、南美洲,10%来自于欧洲、亚洲和北美洲的森林繁茂地区。排放量的增加与印度尼西亚、中美洲、亚马逊的部分地区、北部和南部非洲以及北美洲、欧洲和亚洲的干旱引起的森林大火有关。这次干旱是由厄尔尼诺的南部震荡、太平洋洋流的周期性逆转引起的,致使全球气候陷入混乱之中。
关于全球气候变化的关键阐述
全球温度在过去300年上升超过了0.7℃,因此气候变化已经发生。20 世纪温度增加了 0.5℃。最严重的变暖发生在 1910-1940年间和16年至今。
最近1000年内,90年代是最温暖的,5个最温暖的年度有4个发生在90年代。1998年是1861年有记录以来全球最温暖的一年。1995年是225年以来炎热天数最多的一年,超过20℃的天数为26天。而冷天的数量(平均温度低于0℃)则从20世纪以前的每年15-20天,减少到最近几年每年大约10天。
北半球的冰雪覆盖量自1960年减少了大约10%,山脉冰川在20世纪期间明显退缩,北极的冰雪厚度在过去的40年间已经丧失了近40%。
气候变化导致全球海平面在过去100年中平均上升了0.1~0.2米。20世纪,平均每年上升1~2毫米,预计1999-2100年,上升0.09~0.88米,比20世纪高2~4倍。
世界大部分地区降雨明显增加,北半球的中高海拔区每10年增加0.5%~1%,严重降雨发生率增加了2%~4%。亚洲和非洲过去几十年旱灾的频率和严重程度都一直在增加。
21世纪后半叶,中高北纬度地区和南极洲冬季降雨量将增加。同时,澳大利亚、新西兰和南太平洋岛屿,中美洲、南部非洲冬季降雨量很可能会减少。
目前已有迹象表明生物多样性开始在对全球气候变化作出反应。
亦更有可能发生与“热”相关的疾病和死亡。由昆虫和啮齿动物携带的传染性疾病会被更广泛地传播到以前没有这种疾病的地区。
如果全球气候变化趋势持续地不减退,全球变暖将威胁我们人类的健康。威胁城市、农场、森林、沙滩和湿地以及其他自然栖息地。
气候变化对生物多样性的影响
从赤道到两极的动植物都感受到了气候变化的影响。全球变暖的另一个明显的后果是春天提早到来。植物开花、卵孵化,青蛙产卵都在提早。在英国,蝴蝶在春天的出现较20年前平均提前了6天。在欧洲,树木呈现秋色的时间每10年晚0.3到1.6天,许多迁徙的鸟类正在改变它们的旅行日程。越来越多的研究显示,动植物为了适应气候的变化,正不断地改变着其活动范围和行为。许多情况下,这样的变迁正在引起生态混乱。例如,迁徙的鸟类到达欧洲的时间太晚,以致其产下的后代错过了毛虫生长旺季。
动植物对全球气候变化的反应包括:地理分布、生理、生活周期、迁徙习性和栖息地发生改变,生存能力降低等。例如,哥斯达黎加的鸟类濒临威胁,坦桑尼亚和印度尼西亚的蚊子向高海拔地区扩展,加利弗尼亚的蝴蝶栖息地在丧失,不能耐受霜冻的植物上升到新的海拔高度,英国彩龟后代的性别比例受到7月平均温度升高的影响。气候变化最显著的指示物之一的珊瑚礁,目前正发生大规模白化现象,尤以1998年的情况最为严重,估计导致世界上16%的珊瑚死亡。
美国的大部分鸣禽转移其分布区,并提早迁飞。因为鸣禽在维持生态系统中有重要作用,这种变化可能导致生态系统失去平衡。按照目前气候变化情况来看,一些脆弱的生态系统如落基山的高山草甸、沿海湿地和河口可能会消失。东北地区以枫树为主的硬木林将让位于青冈和针叶树为主的森林。
随着全球变暖的推进,许多生态系统面临崩溃。一项新的研究表明,将要灭绝的物种比预计的要早?,但由于它们赖以生存的生态系统变得难以识别,所以会处于一个混乱时期。气候变化将会“新的寄主和、新的捕食动物和被捕食动物组合到一起。”
由于海平面上升导致的沿海洪水、地表坍塌、河口三角洲等灾害,使人类活动的范围减少,野生动物栖息地被破坏。海平面上升更危及到一些沿海国家或地区的存在。美国马里兰州的 Chesapeake Bay 是美国最大的河口。上个世纪上升了1英尺,其中一些原因是抽取地下水;另一些很可能是全球变暖所致。其中的 Blackwater 国家野生动物庇护所的湿地被海水淹没,自1938以来,1/3的 Blackwater 湿地已经消失,剩下的部分可能在30年内消失。湿地正在变成水域,消失的速度远远大于新的湿地形成速度。佛罗里达州150万公顷的 Everglades 国家公园现在被称为“美国最濒危的国家公园”,因为海水正在侵蚀当地人依赖的淡水沼泽地。目前一个宽阔的环形红树林像水坝一样将淡水沼泽地和海洋分开。如果红树林屏障增长速度不如海水水位增长快,或者被台风破坏,淡水沼泽地就会逐渐被海水湿地取代。
气候变化和野生动物疾病
很多野生动植物病原体对温度、降雨量和湿度非常敏感,这些因素的共同作用可能会影响到生物多样性。气候变暖可以增加病原体生长率和存活率、疾病的传染性以及寄主的易受感染性。定向的气候变暖对疾病的最明显的影响与病原体传播的地理范围有关。多世代循环的病原体世代的数量和其他病原体的季节性增长,在气候变化的条件下可能通过2种机制增加--更长的生长季节和病原体生长速度加快。气候变化最有可能影响在陆地动物身上传染的病原体的自由生长的阶段、媒介阶段或带菌者阶段。
科学家认为,最近几十年气候变暖导致了带菌者和疾病在纬度上的转移,这个说得到了实验室研究和实地研究的支持。这些研究表明:(1)节肢动物带菌者和在低于临界温度的时候死亡或无法生长;(2)随着温度的升高,带菌者的繁殖速度、数量增长和咬伤动物的次数也增加了;(3)随着温度的增加,的生长速度加快,传染期加长。最近,厄尔尼诺--南方涛动的变化已经明显影响到了海洋和陆地的病原体,包括珊瑚虫病、牡蛎病原体、作物病原体、里夫特裂谷热和人类霍乱。气候变暖以几种不同的方式已经并且将要改变疾病的严重性或流行性。在温带,冬季将会更短、气温将会更温和,这就增加了疾病的传播率。在热带海洋,夏季更加炎热,可能使寄主在热度的压力下更加容易受到影响。危及两栖动物的壶菌、鱼类冷水病和昆虫真菌病原体等几种类型的疾病随着温度的升高,其流行的严重性将会降低。
应对全球气候变化,减少生物多样性丧失
全球变暖已经成为不可逆的事实,紧接下来的10年、20年或更长的时间,我们将逐渐地越来越明显地体会到全球变暖的影响。因此我们需要制定长期规划和其他策略,以尽量减少全球变暖对生物多样性和我们人类自己的冲击。这需要、行业、社团和个人共同努力来应对这个十分紧迫,而涉及范围又十分广泛的工作。例如由于物种分布范围和迁移路线随气候变化的改变,在现有条件下建立起来的自然保护区体系,可能因为受气候变化的影响而失去保护很多物种的效力,因此我们需要更大的保护区体系。在保护区的设计中,在诸如位置选择,保护区面积、区域划分,建立走廊等问题上,需要考虑到可能发生的气候因素所产生的变化和影响,对此作出相应的反映。
加强物种分布和种群变化的监测,将有助于我们及时了解这些变化,并取必要的保护措施。
南方爆发暖冬,气候正变暖,但科学家为何说地球无需人类拯救了?
第一阶段,是人的系统(人科)本身的起源。
人在生物学分类上属于人科,也叫人的系统,包括从最原始的人到现代人。人科下有许多种属。
人科本身的起源问题,包括两个核心内容,首先是人类起源的地点和时间,其次是有关人类进化的方式。
关于人类起源的地点,现代人类学家比较一致地认为,人类诞生地在非洲。原因有二:一是非洲现存的大猩猩和黑猩猩两种猿,是人类最近的亲属。因此,非洲过去可能生存有与人类祖先密切相关的已绝灭的猿类。二是在非洲出现的最早人类化石,距今在400万年前到100万年前,而欧亚大陆发现的最早人类化石,只接近于200万年前,这表明人类史前活动大多发生于非洲。
关于人类起源的时间,在本世纪60年代,被普遍认为是在距今至少1500万年到3000万年前,当时认为,腊玛古猿(小的似猿动物)是最早的人科物种,已与猿出现分化。根据化石记录,认为分化的时间就在距今1500万年到3000万年前。但后来由于大量完整的腊玛古猿化石的发现,否定了腊玛古猿作为人科的最早物种的地位。70年代,分子生物学开始被应用到了古人类学上。生物学家通过比较现在的人和非洲猿类的某种血液蛋白结构,确定出了在结构上的差别程度。由于这种差别是突变的结果,会随着时间而增加,即人和猿的物种分离的时间愈久,则突变积累的次数愈多(即所谓的分子钟)。通过多次计算突变的频率,最终测出了最早的人类物种的出现时间,是距今大约700万年前。
至于人类进化的方式,长期以来,人类学家一直沿用达尔文提出的人类起源中人类各特征协同产生的“一揽子”观点,即两足行走、技能和扩大的脑是协调产生的。每一性状的进化都反馈至其他的性状,这种互相联系的进化理论最近被称为是不科学的(腊玛古猿最初被确定为最早的人类物种,就是这种理论的结果)。根据最新的研究资料表明,人类的各种特征不是同时起源的,而是渐次出现的。
既然人的特征不是同时起源的,那么是什么特征最先发生,即什么特征作为人科的开始?
现今人类学上通行的观点,是以能否直立行走作为人科特征的开始,把能两足直立行走的高等灵长类归入人科,以此与猿相区别。
人类学家认为,早期人类的两足直立行走的形成,是生物学上的一种重大的改变,也是一种重大的适应改变,在人类进化中有着极其重要的地位。因为两足行走是能效更高的行动方式,能长距离行走而不产生大量的代谢热量和消耗大量的能量,比四足行走的效率要高得多。能量效益是两足行走的自然选择的力量。同时,由于直立行走,使上肢得到解放,可用来携带和操作周围的东西。
总之,两足直立行走这种特殊的行动方式,是人类进化中的一个关键性的发展,代表人类适应中的核心变化。
综上所述,人类起源的第一个关键性的阶段,就是在大约700万年前,由类似猿的动物转变成为两足直立行走的物种。
第二个阶段,是两足直立行走的物种的繁衍(即适应辐射)。
生物学家认为,当一个物种随着一种新的适应而产生时,在以后的几百万年里,常常会发展出多种后裔种,它们表现着有关那个初始适应的各种不同的发展,这种发展就是适应辐射。
在早期的人科成员中,现已能肯定的就是南方古猿,是一类能两足行走的似猿动物(如著名的汤恩小孩化石),其生存年代从距今400万年前到大约100万年前,人类学家将所有的已发现的南方古猿化石归并为一个属两个种:较纤细的种被命名为南方古猿非洲种,较粗壮的种被称作南方古猿粗壮种。人类学家认为,粗壮种只是人类进化系统树上的一个旁支,而主干是纤细种,经过一系列演化发展为现代人。
随后在非洲又陆续发现了一些其他种的南方古猿化石。50年代末,发现了南方古猿鲍氏种化石,其生活于175万年前。人类学家认为它是南方古猿粗壮种的东非变体或地理变异。70年代,又发现比南方古猿非洲种更为原始的化石——南方古猿阿法种,距今300万年前到390万年前之间(以“露西”为代表)。它被认为是南方古猿非洲种的祖先,又是人的祖先。90年代,还发现了最早的人科化石——南方古猿始祖种,其年代在距今440万年前,但尚未形成共识。
在60年代,还发现了另一种类型的人类化石,距今200万年左右,它的特征是脑量已大大增加,比南方古猿几乎大出一半。人类学家将它命名为能人(意为有技能的人,也即能制造工具的人),作为人属的第一个早期成员,代表了最终产生现代人的一个分支。
由于能人化石的出现,人类学家又把早期人类确定为两种基本类型:一种类型具有小的脑子和大的颊齿(各种南方古猿所具有),另一种类型是具有增大的脑子和较小的牙齿(人属)。而各种南方古猿在100万年前绝灭了,人属最后导向像我们今天这样的人。
根据适应辐射的原理,人类学家计算出在两足行走的人科动物的进化历史中,从700万年前的群体起源到今天之间,至少存在过16个物种。但遗憾的是,在南方古猿之前至今尚未发现能肯定的早期人科化石资料,故存在着一个很大的空白,而对缺少化石的原因,也有着不同的设。
第三个阶段,是人属的出现(脑子扩大作为标志),以后发展成直立人和最终到智人。
在人属出现以前,所有两足行走的早期人类(猿),只是行走方式上像人,除此之外,则没有一点是像人的,并且实行一种似猿的生存战略。
大约在200万年前,出现了最早的人属成员——能人。能人的王要特征是有扩大的脑子,脑量平均在600~700毫升左右,比南方古猿大,另一特征是后部牙齿比南方古猿稍小,且有继续减小的倾向,与南方古猿刚好相反,而且能人在体力上非常活跃,是能有效地奔跑的第一个人类物种。
根据化石记录,能人已能制造石器,这是人类史前时代的又一次重大突破。能人通过制造石器(工具),较多地得到了以前难以得到的食物——肉食,使能人食性发生改变。由于在食物中大大提高了肉类的比例,早期人属才能形成超过南方古猿的脑量,变成真正的人脑。
能人的后代是直立人(即猿人,如我国的北京猿人、元谋猿人、蓝田猿人等),它们的头盖骨具有许多像猿的性状,而大腿骨却很像两足行走的现代人,故命名为直立人。生活在距今约20~200万年以前。直立人的脑量再一次明显增大,从早期的800毫升左右增加到晚期的1200毫升左右。同时,直立人的身材明显比南方古猿大,身高增加20厘米左右,体重增加20千克左右。
直立人把肉食和集植物,作为维生策略,而这个策略是惊人的成功的。虽然集植物性食物是直立人热量的主要来源,但对直立人的进化有着重要的影响。所以讲是人类进化中的又一个核心。因为对直立人的大脑、身体及社会行为均产生了重大的影响。
以作为出发点,促使直立人产生复杂的行为,包括制造更复杂的工具(如手斧),使他们的脑进行复杂的活动,而脑的活动又促使脑组织扩大,于是脑、手和工具相互促进。获得的肉食,也促进了脑和手的发展,从而又促进了工具的改进。
同时,直立人由于更多地依靠,使他们获取食物的必需时间减少,可以有更多的自由时间用来交往;其次是有地、合作地来进行,使人群之间能有更复杂的社会交往的机会,相互交往多了,产生了语言。而且人类学家也认为,分享取的食物,也有利于发展语言、社会互助和智慧。
在距今4万至25万年前,出现了直立人的后代——智人(也称早期智人,如我国的大荔人、马坝人、丁村人等)。智人的主要特征是脑量继续增大,在1300毫升以上。智人仍保留着一些较原始的特征、性质,但比直立人进步,在制作石器的技术方面有了进一步的发展,地区性特征也明显起来。一般认为,智人是由直立人演化而来的。
智人继续进化,发展成了现代智人(指解剖结构上的现代人)。
第四个阶段,是现代人的起源。人类学家们认为,在大约35000年前的考古记录中突然出现的艺术表现力和精巧的技术,是现代人进化的一种清楚的信号。根据考古记录的研究,确定现代人的进化活动发生在5万年前至3万4千年前之间,由智人进化而来,最终演变成了有鉴别和革新技术的能力、有艺术表达的能力、有内省意识和道德观念的人。
关于现代人的起源问题有两种设。一种是多地区进化说,认为现代人的起源是包括整个旧大陆的,现代人出现于任何有直立人群体的地方,直立人群体在接近200万年前从非洲向外扩张,定居于整个旧大陆,地区性群体之间的基因交流在整个旧大陆维持着遗传的连续性,从而在有直立人群体的地方和谐地发生了朝向现代人的进化趋势。另一种说是出自非洲说,认为现代人在近期产生于非洲,很快扩张到旧大陆的其余部分,取代已存在那里的直立人和智人。
对于这两种说,大多数人类学家在全面衡量各种依据后,较倾向于现代人起源于非洲说。
地球上为什么会有火山?
今天我们来讲一讲地球的气候史,如果仅从冷热的角度考虑问题,我们会发现一个非常矛盾的地方,去年的冬天比较寒冷,今年的冬天则比较温暖,特别是在我国的南方地区表现的尤为明显,去年的冬天阴冷潮湿,今天的冬天温暖如春,地球的气候好像是忽冷又忽热,那么,到底是全球气候变暖,还是全球气候变冷呢?其实,我们在讨论全球气候变化的时候,往往把两个概念弄混淆了,天气和气候是不一样的,我们不能把天气当作气候,与此同时,气候的变化也有长时段、中时段和短时段的变化问题。
地球
第一:盖娅说
地球本身的自我修复能力非常强,所以,现在有的科学家才认为地球不需要人类拯救了,人类需要拯救的是自己的文明,为什么这么说呢?其实我们的地球自身也在进化,地球生命的历史与地球自身的历史,并不是两个毫不相干的故事,而是紧急相连的故事。
地球的生物圈可以看作是一个大的生物体,科学家称之为“盖娅”,盖娅是古希腊神话中大地女神的的名字。“盖娅说”的理论,简单来说,就是认为地球的生物圈有自我调节的作用,使得地球更加适合生命的居住,整个地球的生物圈是一个整体,可以看作一个超级巨大的生物体。“盖娅说”的理论最早是由詹姆斯·勒佛洛克在12年提出来的,当时并未得到主流科学界的认可,后来有了计算机模拟,人们更加相信“盖娅说”的真实性。
地球的生物圈是一个超级生物
我们在宇宙中寻找生命,常常会提出“适居带”的说法,在一个行星系统中,行星距离恒星的地理位置要适中,温度不能太高,也不能太低,但是,这种说法其实是不对的,行星与恒星之间的距离并不是十分的重要。太阳系适居带是在0.725至3.0个天文单位之间,1个天文单位是指地球与太阳之间的平均距离,太阳系的适居带上的星球不仅有地球,还有月球、火星、谷神星和金星,月球和谷神星的体积太小了,重力无法守住大气层,火星和金星是最有可能出现生命的,然而,火星和金星的环境同样不适合生命居住。
就算地球处于最好的地理位置,太阳的热量也是有所变化的,太阳的热量在46亿年的时间里增加了40%,而我们地球的平均温度在46亿年的时间里,可谓是一直处于稳定状态,地球的地表平均温度现在是15℃左右。地球的温度能够做到恒温,就在于生物的自我调节作用。
金星与地球
第二:全球变暖并不是什么新鲜事儿
地球在一开始的时候,对生命是十分不友好的,今天的我们如果回到冥古宙时期(46亿年前至38亿年前)的地球上,会觉得这里的环境十分像今天的金星,到处都是炙热的岩浆,大气层中有高密度的二氧化碳,冥古宙时期的地球和月球,岩浆正在慢慢冷却,当时地球的地表温度在230℃左右,地球上的温度如果在100℃以上的话,海洋都沸腾了,为什么还会有水的存在呢?因为当时的二氧化碳浓度特别高,大气压强比现在大很多,气压越高,水的沸点就越高,所以,才有了液态水的存在。要说全球气候变暖的话,冥古宙的地球,全球温度是最高的。
冥古宙时期的地球表面就像今天的金星
地球上最早的生命出现于35亿年前的太古宙,太古宙的地表温度虽然比冥古宙要低一些,二氧化碳的浓度也降低了(海洋有溶解二氧化碳的功能),但是,同样不适合今天地球上的大部分多细胞生物的生存,当时的地球环境只适合细菌的生存。
地球在太古宙的漫长岁月里都是细菌的年代,最早的细菌是古菌,古菌生活在海底的底部或者是海底火山口的附近,它们吸取地表的化学物质为生,它们的能量来自于地球地表的温度和化学物质,这些古菌仍然存在于当今的地球上,它们大部分都生存在海底火山口或者温泉的附近,这里的环境处于高温状态。
地球现在的古菌仍然生活在高温的温泉中
太古宙时期(40亿年前至25亿年前)的地球,氧气含量十分的少,二氧化碳的浓度特别高,当时的地球是生机盎然的,但是,我们必须用显微镜才能看到这个生机盎然的世界,这一时期的生命主要是细菌。这里的环境十分适合细菌和单细胞生物的生存,但是却不适合人类和哺乳动物的生存,因为没有足够的氧气。
我们人类不仅通过吃食物、喝水以获得能量,而且还通过吸收氧气获得能量,动物可以一天不吃食物、不喝水,但是,却一刻都离不开氧气,我们人类停止呼吸30秒都非常难受,可见,氧气是比食物还重要的能量。有了氧气,我们人类才能走路、跑步,鸟儿才能在天空飞翔,没有氧气,地球上的生命就永远停留在细菌的阶段了,不可能有多细胞的生物,因为多细胞的生物是非常消耗能量的。氧气的活跃性,我们通过简单的实验也可以知道,如果我们在氧气瓶内燃烧一根火柴,火柴的火焰会特别明亮,这就是氧气所蕴藏的能量。如果我们的地球,大气层中氧气的含量再增多一些,地球上就会出现一米长的蚊子和蟑螂。
多细胞生物一刻也离不开氧气
氧气之所以会增多,是因为出现了一种称之为“藻青菌”的细菌,这种细菌的细胞中富含有叶绿素分子,能够进行光合作用。地球上的细菌本来都是靠吸收地球本身的热量存活,后来,有一个细菌开始尝试利用太阳的能量,于是,就出现了藻青菌,藻青菌就是我们现在所熟知的蓝藻,如果一个池塘中的水是死水,没过多久,就会漂浮上一层绿色的生物,这些生物就是蓝藻,蓝藻其实不是植物,而是细菌。
藻青菌在20多亿年的时间里,大量吸收二氧化碳,大量制造氧气,随着二氧化碳浓度的下降,地球的温度开始慢慢降低,开始变得适合多细胞生物的生存,但是,富含氧气的大气层对细菌是有害的,我们的地球上和我们的身体上,有大量的厌氧性细菌,这些细菌是讨厌氧气的,氧气对于它们来说就是“杀手”,厌氧性细菌不能暴露在空气中,在空气中是很难生存的,它们只能存在于缺氧的地方,我们人体的肠道内、口腔内的一些地方,是缺少氧气的地方,于是,这些厌氧性细菌在这这些适合它们生存的地方繁殖。
显微镜下的蓝藻,蓝藻其实是细菌
所以,氧气的出现,杀死了地球上大量的细菌,留出了空余的生态位,多细胞动物由此进化,但是,细菌并没有完全灭绝,部分细菌仍然存活了下来,它们在地球上的各个角落里繁殖,仍然是地球上种类最多的生物体。厌氧性细菌在缺少氧气的地方生存,还有一些细菌适应了富含氧气的大气层,这就是吸氧菌。厌氧菌之所以不能在富含氧气的地方生存,就是因为它们缺少复杂的代谢系统,不能通过氧气获得能量,而是通过发酵、光合作用等方式获得能量,显然,这种获得能量的方式,其效率是非常低的,也就是说在缺氧的大气层中,是找不到像老虎、狮子、人类这样的多细胞动物的,低效率的能量获得方式,不足于支撑庞大的身体。
氧气的出现,还促使了臭氧层的形成,臭氧层能够遮挡紫外线,在没有臭氧层的时候,地球的陆地是不适合生命生存的,生命都在海洋里,臭氧层的形成为生命走向陆地创造了条件。
回顾地球的生命简史,我们不能发现,地球的生物圈也在进化,是地球上的生命让地球更适合生命的居住,而不是地球上的单个物种依靠遗传和变异,自身就适应了地球的环境。
当然,整个生物圈实现这种合作关系,就来源于生物的共生现象。
第三:地球的自我修复能力
因为地球的生物圈本身就是一个超级生物体,所以,当我们人类破坏了某个地方的生态环境之后,这个地方的生态环境是可以自我修复的,例如,我们建造了大量的钢筋混凝土制造的高楼大厦,还制造了水泥路,使得城市的环境不适合植物的生长,也不适合野生动物的生存,但是,如果我们人类立刻离开这座城市,若干年以后,植物就会占领这座城市,植物会在墙壁的缝隙内扎根,为了争夺阳光,植物会逐渐长满整个墙壁,直到屋顶,随着植物根系的发展,墙壁就会松动,高楼就会发生坍塌,变成断壁残垣,植物占领了城市以后,野生动物也会慢慢进入城市,最后,这座城市会恢复到原始森林的状态。
人迹罕至的地方,往往野生动植物非常多
当人类离开一座城市之后,这里会变成什么样呢?在世界历史上其实是有例子的,切尔诺贝利核事故发生之后,人类是突然撤离了切尔诺贝利及其附近的城市和村庄,并且划了一个隔离区,若干年以后,这里的建筑物淹没在森林之中,变成了野生动植物的天堂,天鹅、棕熊、欧洲野牛、麋鹿、野猪、狼纷纷来的这里定居。虽然这里有核辐射,不适合人类的生存,但是,动物在这里却生活得挺好,它们似乎适应了这里的环境,也没有明显的证据表明这里的动物发生了基因突变,这就是大自然的自我修复能力。世界古代历史上,还有一些古城因为各种原因而遭到遗弃,随着时间的推移,这些古城的城墙、建筑物也都淹没在了杂草、森林之中。
即将被植物占领的切尔诺贝利
我们人类其实不需要拯救地球,我们也没有能力拯救地球,只要我们停止对地球生态环境的破坏,地球的生态环境就会慢慢恢复。如果我们真的想保护一个地方的生态环境,就在这里设置一个自然保护区,撤离这个地方,没有人类的干扰,这里的生态环境会变得非常美好,成为野生动植物的天堂。
那么,关于全球气候变暖的问题,也是如此,地球拥有自我修复生态环境的能力,并且这种能力是非常强大的,超过了人类的想象力,人类自工业革命以来,增加了二氧化碳的排放量,导致了全球平均温度的上升,然而,温室气体的排放,只是影响气候变化的众多因素中的一个因素而已,改变了一个变量,并不会绝对导致明天的气候是变冷,还是变热。地球本身也在适应这种变化,在自我修复生态环境。
“盖娅说”说明了地球生物圈的自我完善、自我调节的功能之重要性,在地球漫长的岁月里,不仅人类能够使得大气层二氧化碳浓度升高,地球自身的地质运动,也会改变地球大气层的氧气含量和二氧化碳的含量。
地球上历史上有六次生物大灭绝,其中的泥盆纪后期灭绝(3.75亿年前至3.60亿年前)和二叠纪-三叠纪灭绝(2.5亿年前)就是因为大气层中的含氧量发生了变化而导致的。
泥盆纪后期灭绝之所以会发生,是因为在泥盆纪(3.5亿年前至4.1亿年前),地球上的植物开始大规模登上陆地,绿色植物在陆地生态系统中大规模扩张,裸露的地表开始覆盖起茂密的森林,陆地森林系统的出现,改变了地球大气层的成分,植物制造了大量的氧气,吸收了大量的二氧化碳,由于温室气体的减少,地球的温度开始慢慢下降,并进入到冰河期,大量的生物灭绝。
泥盆纪的植物
植物进入到陆地以后,其根系还导致岩石分化,在雨水的作用下,土壤中大量的营养物质被带入到海洋,海洋中的营养物质一多,就出现了富营养化现象,大量的浮游生物疯狂生长,吸收了海洋中的氧气,造成海洋缺氧,导致大量的海洋动物灭绝。关于这一现象,在我们今天的地球上,我们也可以看得到,人类因为不合理地排放污水,导致自然水体中的营养物质过剩,大量的浮游生物生长,最后,整个湖泊的生态环境迅速恶化,大量的水生植物和动物死亡。
泥盆纪的植物吸收的二氧化碳去哪里了呢?二氧化碳中的碳被固化到了植物内部,形成了煤,泥盆纪是煤大量形成的时期,现在,我们人类把这些煤都挖了出来燃烧,泥盆纪植物吸收的碳,又被我们人类释放了出来,这就是全球气候变暖。
泥盆纪的后期虽然发生了生物大灭绝,不过,随着时间的推移,我们的地球还是重新调整了过来,地球上的生物又重新繁荣了。
到了2.5亿年前的二叠纪-三叠纪,地球又出现了一次生物大灭绝,这次生物大灭绝主要是由二氧化碳、甲烷等温室气体的增加所导致,上一次是减少,这一次是增加。2.5亿年前,地球上的温室气体为什么会突然增加呢?因为这一时期,地球上发生了最激烈的火山喷发,史称“西伯利亚玄武岩火山喷发”,这一火山喷发持续了100多万年,我们在今天的西比利亚依然能够找到当时大规模火山喷发时遗留下来的证据。
西伯利亚火山大喷发,导致二氧化碳的大量排放,二氧化碳的排放,引起了连锁反应,随着地球气温的升高,邻近火山浅海地区的海水温度也升高,可燃冰大量融化,可燃冰富含甲烷气体,甲烷是比二氧化碳更厉害的温室气体,甲烷气体大量增加之后,地球的温度不断升高,最终导致深海的可燃冰也融化了,温度进一步升高,地球上的动物就大量灭绝了。
所以,地球曾经经历过水深火热,不过,最终还是依靠生物圈的自我修复能力,恢复到了正常,维持在15℃的恒温条件下。
回顾地球的历史,我们不能发现,现在的全球气候变暖,与地质时期的全球气候变化相比,其实不算什么。但这是不是意味着,人类可以大规模排放温室气体呢?答案是否定的!
过多地排放温室气体,会导致地球的温度升高,并发生生物灭绝,但是,地球不会灭亡,生物也不会灭亡,灭绝的是物种,而已经灭绝了的物种是不会重新出现的,恐龙灭绝了,永远不会来到地球上了,即使恐龙灭绝之后,地球上的生物重新繁荣了,但是,单个的物种是不会重新出现的,即进化不会重置。如果我们人为地改变地球的气候,那么,首先受到冲击的,其实还不是我们人类这个物种,而是人类的文明,人类的文明最先受到冲击,人类文明一旦崩溃,我们重新回到森林里,是无法生存的,人类作为一个物种,在地球上有可能消失。
三叠纪红色土壤,证明当时的气温非常高
人类一旦从地球上消失,植物会占领城市、村庄,在地球生态系统自我调节的作用下,森林再度繁荣,二氧化碳的含量会减少,地球的温度会慢慢下降,会变得重新适合生物的生存,可是,我们人类已经不存在了,进化不会重新来过。
所以,人为地、过多地排放温室气体,全球气候不是变冷,还是变热的问题,而是会发生极端天气,发生剧烈的气候变化。人类文明一旦承受不起这样急剧的变化,我们的生存就会受到威胁。现在的地球上,有的地方的冬天,往往是忽冷忽热的,这恰恰是这种剧烈的、极端的变化的反映。我们人类应该担心的不是明天会变冷,还是会变热的问题,冷热并不重要,重要的是我们的文明能不能承受得起气候的极端、剧烈的变化。一个最简单的例子,就是极端的天气,诸如台风、暴风雪、龙卷风会造成巨大的经济损失,那么,人为改变气候,会不会造成比台风、暴风雪还厉害的极端天气呢?事实上是有可能的。这就是地球历史上发生的“新仙女木”。
“新仙女木”的具体内容,限于篇幅,兹不赘述,1.3万年前,地球上的气候本来是处于温暖状态的,当时的气候比现在要温暖得多,此时,人类正处于新石器时代的后期,随着温度的慢慢升高,北极、格陵兰岛的冰川开始大量融化,冰川融化之后,大量的淡水注入到北大西洋,阻断了北大西洋暖流。
北极冰川融化,可能导致全球气候变冷
我们都知道暖流能够起到增温增湿的作用,寒流能够起到降温降湿的作用。北大西洋暖流停止流动之后,地球低纬度地区的热量,就不能通过北大西洋暖流被带到高纬度地区,于是,整个北美、西欧就发生了严重的气温下降,冰川大规模扩张。地球迎来了一个寒冷期,当时的气温比现在还要冷,随着植物、动物数量的减少,人类被迫开始从事农业,由食物的集者变成了食物的生产者,人类恰恰就是在1.2万年前发明了农业。本来,人类生活在森林里是衣食无忧的,食物短缺之后,人类被迫从事农业。因此,全球气候变暖,并不会必然导致气温升高,有可能反而会导致气温下降,现在,全球气温升高,两极冰川融化,大量的淡水注入北大西洋,会不会造成北大西洋暖流停止流动呢?这是一个值得思考的问题。
我们保护环境,其实并不是在保护地球,而是在保护自己,是为了人类文明的可持续发展。我们理解了这一点,就不必纠结于全球气候到底是变冷,还是变热的问题了。破坏生态环境,污染环境,最后,会使得我们人类的文明承受不起这样的急剧的变化,要知道人为改变地球的生态环境,其变化速度是远远超过自然变化的。
保护生态环境,减少碳排放,其实也是在提高我们的科技水平,即使全球气候不是在变热,我们减少了碳排放,减少了对化石能源的依赖,最后,受益的还是人类自身,因此,我们不需要拯救地球,而是要拯救我们人类自己,拯救我们人类的文明、科技。
全球变暖为何会引起一系列的异常天气的产生
火山是怎样形成的 1991年,日本、菲律宾的火山相继爆发,造成了人员伤亡和财产损失。人们不禁想起,公元79年8月24日,意大利的维苏威火山突然爆发,将整个庞贝城及七万居民统统埋在火山灰中的历史惨剧。 那么,火山究竟是怎样形成的,人类能准确地预报或制止火山的爆发吗?许多科学家正在尽力探索这一问题,有的科学家甚至为此献出了宝贵的生命。 科学家们认为,驱动火山活动的能量深深地隐埋在地下65公里到80公里处,而目前世界上最深的钻井是80年代苏联打成的,深12公里。科学家现在还不可能将实验仪器置于理想的深处,去探测火山爆发之源。目前,研究火山的主要方法有:用轨道卫星、计算机和高度精密的仪器对喷发中的火山进行观测、收集并分析各种数据;在实验室对火山口的岩石和火山喷发生物进行分析或做模拟实验以推测火山爆发的机制。 近年来,科学家们提出了几种火山形成的说,主要有: 板块理论。六十年代中期兴起一种新的大地构造理论——板块结构理论。它认为岩石圈的构造单元是板块。全球可被划分为六大板块:欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极板块。火山学家根据这一理论认为,当组成地球最外层的巨形岩石板块之间发生碰撞及挤磨时,俯冲带的温度大幅度上升,甚至达到使地壳下面的岩石发生部分熔融的程度,从而导致火山的形成。由于世界上绝大部分火山都分布在各个板块的边缘地带,看来这种解释是合理的。 热点理论。夏威夷群岛火山是人们研究较多的火山。但夏威夷群岛离最近的板块边缘有3200公里。显然用板块理论释解释是行不通的。热点理论认为,夏威夷群岛是由地球内部一个神秘的“热点”形成的。当太平洋板块在这个热点上移动时,板块底层岩石就被熔化,借助地下的压力侵入到地壳上部形成岩浆库,最后变成火山。这一理论成功地解释了夏威夷群岛形成的过程,受到人们的重视。但对于热点是产生于地核深处还是局限于该地区地壳底部尚有争论。 此外,有的火山学家研究了冰川变化与火山活动的关系,较好地解释了冰岛、潘特莱里亚岛火山的活动。 总之,目前尚未找到,或者可能根本不存在一个统一的理论可以解释世界各地的火山为什么会喷发。也许不同地区的火山有着不同的成因。 二、地震的成因与类型 根据地震的形成原因,地震可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等四种类型。 (一):构造地震(Tectonic Earthquake) 由构造运动所引发的地震称为构造地震。此种地震约占地震总数的90%,世界上绝大多数震级较大的地震均属此类型。此类地震的特点为活动频繁,延续时间长,影响范围广,而破坏性也最大。因此,构造地震多为地震研究的主要对象(图7-5、图7-6)。例如921集集大地震及最近新疆巴楚的大地震均属此类。 (二):火山地震(Volcanic Earthquake) 由火山活动所引起的地震称为火山地震。由於火山活动时,岩浆及其挥发物质向上移动,一旦冲破火山口附近的围岩时即会产生地震(图7-7)。此类地震有时发生在火山喷发前夕,可成为火山活动的前兆。有时直接伴随火山喷发而发生。通常火山地震的强度多不太大、震源也较浅,因此,其影响的范围也较小。此类地震为数不多,主要见於现代火山的分布地区(图7-7及图7-8)。 (三):陷落地震(Depression Earthquake) 石灰岩地区,经地下水溶蚀后常可形成许多地下洞坑,如果坑洞不断地扩大,最后导致坑洞的上覆岩石突然陷落,由此所引起的地震称为陷落地震。此类地震震的源极浅,影响范围很小,主要见於石灰岩及其它易溶岩石地区如岩塩、煤田发达的地区(图7-9及图7-10)。 (四):诱发地震 由人为因素所引起的地震称为诱发地震。例如水水库地震和人工爆破地震等。水库地震为由水库蓄水而引发的地震。因为水库蓄水后,厚层水体的静压力作用改变了地下岩石的应力,加上水库中的水沿著岩石裂隙、孔隙和空洞渗透到岩层中,形成润滑剂的作用,最后导致岩层滑动或断裂,并进而引起地震。此种地震的起因为水库的压力,但地震形式为属於断层地震。地下核爆炸时产生的短暂巨大压力脉冲,也可诱发原有的断层再度发生滑动因而造成地震。
全球变暖是事实还是谎言?地球未来是变暖还是变冷?
全球变暖的原因与影响
一、全球变暖的原因
根据物理学原理我们知道,自然界的任何物体都在向外辐射能量,这叫做热辐射。一般物体的热辐射的波长有一定的范围,由该物体的绝对温度决定。温度越高,热辐射的强度越大,短波所占的比重越大;温度越低,热辐射的强度越低,长波所占的比例越大。太阳表面温度约为绝对温度6000K,热辐射的最强波段为可见光部分;地球表面的温度越为288K,地表热辐射的最强波段位于红外区。太阳辐射透过大气层到达地球表面后,被岩石土壤等吸收,地球表面温度上升;与此同时,地球表面物质向大气发射出红外辐射。大气层对红外辐射具有强烈的吸收作用,这就造成地球表面从太阳辐射获得的热量相对多,而散失到大气层以外的热量相对少,使得地球表面的温度得以维持,这就是大气的温室效应。最终,地球接受到的太阳辐射的能量和它散失的红外辐射的能量达到平衡,形成地球表面现有的平均气温。
如前所述,地球大气是多种气体的混合物,其中氮气和氧气占了总量的 99%,但是起到温室效应的却主要是一些微量气体,这些气体对太阳辐射的主体部分——短波和可见光——吸收很弱,而对地面发出的长波辐射吸收强烈。因此当它们在大气中的浓度增加时,大气的温室效应就会加剧,引起地球表面和大气层下部的温度升高。这些气体被称为"温室气体"。"温室气体"主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化碳等。近百年来的气候变暖被认为是二氧化碳等温室气体在大气中的浓度大幅度上升的结果。
引起温室气体增加的主要原因是人类活动。以二氧化碳为例,在人类社会实现工业化以前的19世纪初,大气中二氧化碳的浓度为270ppm,而到了 1988年已上升到350ppm。大气中二氧化碳浓度增加的原因主要有两个:首先,由于人口的剧增和工业化的发展,人类社会消耗的化石燃料急剧增加,燃烧产生大量的二氧化碳进入大气,使大气中的二氧化碳浓度增加;其次,森林毁坏使得被植物吸收利用的二氧化碳的量减少,造成二氧化碳被消耗的速度降低,同样造成大气中二氧化碳浓度升高。二氧化碳以外的温室气体,如甲烷、氯氟烃(氟里昂)、氧化氮等也在不同程度地增加着。
二、全球变暖可能产生的影响
初步研究显示,全球变暖会引起温度带的北移,进而导致大气运动发生相应的变化,全球降水也将随之发生变化。一般地,低纬度地区现有雨带的降水量会增加,高纬度地区冬季降雪量也会增多,而中纬度地区夏季降水量将会减少。对于大多数干旱、半干旱地区,降水量增多是有利的。而对于降水减少的地区,如北美洲中部、中国西北内陆地区,则会因为夏季雨量的减少变得更加干旱,水源更加紧张。
据估算,在综合考虑海水热胀、由于极地降水增加导致南极冰帽增大、北极和高山冰雪融化等因素的前提下,当全球气温升高1.5~4.5°C时,海平面将可能上升20~165厘米。海平面的上升无疑会改变海岸线,给沿海地区带来巨大影响,目前海拔较低的沿海地区将面临被淹没的危险。海平面上升还会导致海水倒灌、排洪不畅、土地盐渍化等其他后果。
尽管存在着许多的不确定性,但显而易见的是,全球气候变暖对气候带、降水量以及海平面的影响以及由此导致的对人类居住地及生态系统的影响是极其复杂的,必须给予应有的重视。认为这种影响从长远来看是无关紧要的看法是不负责任的。
地球的温度从来都没有稳定期,包括我们现在也是,温度一直在发生着变化,只不过,我们人类的寿命只有区区100年左右,这个尺度放在地球45亿年的 历史 ,根本不值一提,因此,我们所感受到的温度变化起伏很小的,100年对于全球平均温度来说,如果不发生了剧烈变化,也就能上升或者下降1摄氏度左右。
但也不要小瞧这1摄氏度,因为工业或者城市化发达的地区,温度变化的快;而农村或者人烟稀少的部分温度没什么变化,所以,全球变暖目前仍然是世界比较严重的问题。
那么问题来了,我们经常说,全球变暖,那地球未来真的会变暖还是会变冷呢?
其实,这要从两个尺度上来看,一个从地球的尺度,一个从人类的尺度。
地球的尺度
从地球的尺度上来看,地球未来即会变暖,也会变冷。
一般说到全球变暖,咱们人类总认为是人类的频繁工业活动,造成了地球变暖,海平面上升。
其实人类的活动只是其中一部分因素而已,地球的温度是一个系统,很多因素都可以影响它的气候变化,比如火山爆发,植被减少,太阳黑子活动变化等等。
目前,地球温度变化说主要有两个,一个是天文学成因说。
这个说认为太阳的周期变化可以影响地球的气候,当太阳活动减弱时,照射进地球表面的辐射也将会减少,因此地球会变冷,乃至出现大冰期。
第二个说是地球物理学成因说。
这个说认为影响地球温度的因素有很多,比如大气透明度等,如果地球频繁火山爆发,那么大面积火山灰将会造成地球透明度低,太阳辐射照射不到地球表面,因此地球会变冷。
还有大气中的二氧化碳含量,如果空气中的二氧化碳含量增多,那么极低气温将会上升;反之空气将会下降,甚至会出现冰期。
总的而言,人类活动造成二氧化碳上升只是一小部分因素,地球在没有人类时,也会发生剧烈的温度变化。
很久以前科学家就已经证实,地球有冰期和间冰期。每隔1.5亿年左右,地球都有一轮大冰期,最近一次的大冰期出现在第四纪冰期,距今约258万年前。
在两轮大冰期之间,会有一个间冰期,间冰期相对于大冰期而言气候温暖许多,利于生物生长。而我们目前,正是处于间冰期。
但是间冰期之中,也有小冰期和温暖期之分,小冰期全球气温寒冷,温暖器气候上升、甚至炎热。比如唐朝时期处于温暖器,荔枝在四川也可以种植,人们穿着也更清爽;而明清时期处于小冰期,造成农作物减产,农民频繁起义。因此,也有学者认为明清小冰期正是明朝灭亡的主要原因。(着你可以权当是一种看法。)
最近的一次小冰期大概从15世纪开始,一直到20世纪初期才结束。因此我们正是生活在两个小冰期之间的“温暖期”,而且据科学家考证,未来地球还会继续升温,直到下一个小冰期到来。
地球就是在这样大冰期、间冰期之中来回切换,因此未来地球既会变暖,又会变冷。
人类的角度
从我们这一代人的角度来看,因为我们的寿命有限,因此只能考虑未来100年的气候变化,不考虑人类因素影响,未来将会变冷。
据英国天文学会在国家天文会议上发言:科学家研究发现了太阳活动周期的新模型,这个模型预测到太阳活动将在2030年左右减少60%,到时地球将很有可能进入小冰期。
还有,据扎尔科夫的研究发现,太阳周期活动将会在2022年达到巅峰,因此从今年到2022年左右地球温度将呈上升趋势,但在2030-2040年左右,太阳活动将会剧烈减少,进入小冰期。
但因为影响地球气候的不仅有太阳的活动,还有人类二氧化碳的排放和植被减少等问题,因此,也有科学家认为未来地球温度会继续上升。
总结
1:地球温度并不是恒温的,而是会有大冰期和间冰期,而在间冰期之中也会有小冰期和“温暖期”,因此未来地球温度即会变高,也会变低。
2:如果以我们这一代人计算,未来100年左右,由于太阳活动剧烈减少(不考虑人类活动),因此未来地球温度会下降。
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