- 房龙地理
- (美)亨德里克·房龙
- 16373字
- 2024-10-31 20:57:23
第三章 我们生活的行星:它的特性、风俗和习惯
地球(左页图)
摄影 美国太空总署
1969年5月,美国阿波罗10号的太空人登月舱——窥探者(Snoopy)飞行至距月球表面不到15公里的地方,并在那里观察到一个奇特的景象:在一片近似虚无的黑暗之中,地球好似一个隆重出场的演员从月平线上缓缓升起。片刻之后,当地球在深邃的太空之中漂浮时,太空人还能从云层中辨认出大洋和墨西哥西海岸。
让我们从一个古老而可信的定义开始。“地球是一个小而黑的物体,四周被太空包围。”
我们知道,地球并非一个标准的圆形球体,而是一个椭圆的、地极稍扁的球体。关于地极,可以这么描述:将一根编织针从一个苹果或橘子的中心穿过去,编织针穿透苹果或橘子的位置便是地极的所在,而针的两头代表着位于深海中央的北极和位于高山台地之巅的南极。
而极地的“扁平”——它来自前面所述的椭圆球体——根本就不影响我们的讨论。因为地球南北极之间的距离仅比赤道所处平面上所取得的直径短1/300。也就是说,如果你能找到一个直径为3英尺的球体(当然,很难在商店里买到这么大的球,得到博物馆去碰碰运气),而它的轴仅比赤道所在的平面短1/8英寸,那么在一般情况下,这点差别是很难看出来的。
可能只有那些力图要找到穿过极地的路径或从事更高级的地理研究的人才会对这细微的差别感兴趣。而我只需要简单提及就已达到我此书的目的了。当然,你了解到这一点也会对你有帮助,假如你在物理教授的实验室里看到这样一个奇巧的装置,当上面的小球绕着自己的轴旋转时两极便会变平,你就会知道其中的奥妙,也可以和老师讨论一下你所了解到的知识。
据我们所知,地球是一颗行星。“行星”一词最早源于希腊。希腊人观察到(或他们自认为观察到)某些星星时时刻刻都在天空中移动,而另一些则看起来一动不动。于是他们将那些移动的称做“行星”或“流浪者”,而另一些不动的则取名为“恒星”。遗憾的是,那时望远镜还没有问世,希腊人也就没有办法跟踪这些行星的运动轨迹。这里提到的“星星”一词,目前还不能准确地知道它的来源,据说是与一个相当于我们现在使用的动词“撒播”的梵文词根有所关联。如果这个说法成立,那么星星则是在整个天堂里四下散落的小火堆,贴切而且美妙。
地球及其太阳系中的每颗行星都绕太阳旋转。太阳慷慨地与这些行星分享它的光和热。因为太阳的总体积是这些行星体积之和的700多倍,其近表的温度也高达6000°F,这点光热对太阳而言只是九牛一毛,所以地球不必因为从太阳那里获得微不足道的一点温馨而感到愧疚,因为太阳能轻而易举地节省出这点光热,并且满不在乎。远古时代,人们固执地认为地球位于宇宙的中央,是一块小小的浅碟形旱地,四周是汹涌的海水,像穆罕默德的棺柩或小孩子抛出的玩具球漂浮于空中。但并不是所有的人都同意这个观点。少数的希腊天文学家和数学家提出了质疑。在经过几个世纪的探索和思考之后,这些具有怀疑精神和独立思考的学者们得出了一个在当时的时代惊人的结论:地球不是一块平地,而是一个圆形的球体;地球也不是静止地悬挂在宇宙的中央,而是在空中漂移,并以极快的速度绕着比地球大数倍的太阳飞行。
这些聪慧的学者们还委婉地暗示:我们所看到的在这个“恒星”(即太阳)周围闪闪发亮的小球,其实是地球的伙伴,也是一颗颗绕太阳转动的行星,和地球一样是太阳的孩子,同时遵循着同一行为规则。这一规则规范我们的吃穿住行,规范我们的生活规律,比如在早上天亮后起床,在天黑后上床睡觉,而这种规则我们是无法抗拒的,违背它只能自食其果。所以我们都选择了服从规则,这样不至于冒险和迷失方向。
随着人类的发展和历史的变迁,一切都在发生着改变。在罗马帝国时代的最后200年间,上述所提到的这种少数人的大胆的观点已被大众所接受,人们不再为地球是圆球还是平地而争论不休,也没有人再认为地球就是永远静止不动的。但在公元4世纪开始后,基督教会权倾一时,人们虽然心里认同有关地球的新的说法,但因害怕自己受到基督教的迫害,不敢宣称心里的看法,更不敢公开为这些理论辩解。对于这种现象,我们也不应过于武断地作任何的评价,原因在于:基督教早期的创始人和信仰者大都来自于对流行学问有所了解和研究的社会阶层,他们始终相信,当基督重新回到当年的受难地并区分善恶时,尘世的尽头近在眼前,而基督也将带着所有的荣耀在万众瞩目之下回归。在此前提下,教徒们就理所当然得推出这样的结论——如果弥赛亚的来临是事实(他们对这一问题毫不怀疑),那么世界一定是平的。因为如果地球是圆的,那么基督的回归就不能一次完成。他得一次为了西半球的人的福祉,一次则是为了东半球人的福祉。这种两次回归的过程当然是荒诞而又有损威严的事情,因此基督教徒们肯定不会承认地球是圆的这一说法。
哥白尼的宇宙体系
插图1660年
出自《天体图》
哥白尼在《天体运行论》中提出:恒星的位移仅仅是表面的现象,真正的原因是地球的自转。而在这幅图中,可以清晰地看出:地球在环绕太阳运行,而且无可置疑的是一个球体。
上帝创造世界
微型画 公元13世纪
出自法国《圣经的道德教谕》
这幅画是根据圣经中的《创世记》第一章而绘。上帝看上去像建筑师一样,拿着圆规创造了世界:天空、陆地、太阳、月亮和所有的规则。在上帝的圆规之下,那团不规则的不断跳动的黄色就是地球,它被天堂的物体所包围。而天堂则被一些形状相似的云的边缘所环绕。这幅图清晰地显示出基督教的观念:地球是宇宙的中心,它是平面的,而非一个球体。
于是,关于地球形状的说法又回到了原来的状态:地球是一个平碟,是宇宙的中心。这种愚昧的状态因为基督教会的坚持而延续了近千年的时间。但令人欣慰的是,在这样黑暗的时代依然有光亮的存在,他们便是那些少数的僧侣科学家和一些居住于迅速发展的城市中的天文学家。这些博学者们从未放弃古希腊的圆形世界和其他许多行星一起围绕太阳旋转的理论。他们虽然心里认同这种思想,但从不敢公开探讨这一课题,他们心里很清楚,要想真正解决这个问题,让所有的人都认识到这一学说的正确性,就得容忍,而非冒失地公开谈论,那样除了会扰乱欠缺头脑的市民的平静和安宁外,不会起到任何作用。
经过这些前辈们的努力和奋斗,终于,教会人士也不得不接受地球是球体的说法。到15世纪末,在大量的强有力的论据面前,再也没有人会否认这种说法了。这些论据源于以下观察:
首先,有这样一个事实,当我们接近一座山或一艘船时,会先看到顶峰或桅杆的最高点,但渐渐地,随着距离的拉近,便可以看到山或船的其他部分。
其次,无论我们置身何处,呈现于眼前的景观总是一个圆。如果我们所处的位置高一些,看到的圆将会变大,所处的位置低一些,圆会变小。如果地球是鸡蛋形的,那我们便会发现自己恰好是在椭圆形的中央。反过来讲,假设地球是三角形或四边形,那么我们所看到的就会是一个三角形区域或一个四边形区域。
再次,当发生月偏食的现象时,我们会看到地球投在月亮上的阴影是圆形的,而只有球体,而不是其他形状的物体,才会形成圆形的阴影。
第四,宇宙中数以亿计的星星,无论是行星还是恒星,都是球形的,那么地球何以会与众不同?
生动的演示
约瑟夫·赖特
油画1766年
哲学家在用太阳系仪解释关于宇宙运转的理论,该理论由哥白尼、开普勒和牛顿等天文学家和科学家提出,而他忠实的助手在做着详细的记录。哲学家转动手柄,使包括地球在内的行星在交叉的同心带上旋转,而同心带则围绕着一个象征太阳的物体,在当时的条件下,只能用一盏油灯来代替。这种演示能使更多的人,包括妇女和儿童,了解宇宙和地球的秘密。
伽利略的望远镜
佛罗伦萨科学史博物馆藏
这两架望远镜由伽利略制造,其直径不到3厘米,清晰度不高。后来,他制造出了清晰度更高的、能放大物体20倍的望远镜。正是凭借着望远镜,他于1610年3月发表了观察宇宙的新成果《星际使者》。
第五,人类历史上两次重要的航行是最有力的证据。第一次是麦哲伦(1480—1521年,葡萄牙航海家)和他的船队一路向西前进,最后回到了出发地;第二次是库克船长(1728—1779年,英国航海家和探险家)率领他的船员们由西向东行驶,最后其幸存者也回到了他们最初驶离的港口。
最后一点,如果我们向北朝着地球的极地走去,我们会注意到这样一个有趣的现象:那些熟悉的星群(即古人的黄道带的标志)越来越低,看到的部分越来越少,直到消失在地平线上;但当我们从极地往回走的时候,它们又会渐渐地从地平线上再次升起,在离赤道越近的地方,就越能清晰地看到这些星群。
相信以上的例证已足够充分地证实了我们生活的地球是圆形球体的这一说法,而且我还有很多类似的证据可以佐证。如果你还不能信服的话,那就只有去求教任何一个稍有学识的物理教授了。而这位教授则会捡一块总会从高塔朝地面坠落的石头,并且会利用重力规律让石头玩起小把戏,从而毫无疑问地证明地球是圆的。如果他讲解时用的是最浅显易懂的话语,语速也很慢,那你肯定能明白他的意思,但是你得比我懂更多的数学和物理知识才行。
地球是圆的这一学说就讨论到这里,我们下面来讲讲地球与宇宙的关系。我可以援引大量专业而深奥的统计数据,尽管它们对你没有丝毫的帮助。包括作者在内的一般人觉得采用这样的计算是不适宜的。以光为例。光以每秒18.6万英里的速度前进,形象地讲,你在弯一下手指的那一瞬间,光已经绕地球转了7圈了,但是从半人马座的α星(除太阳以外离地球最近的恒星)射出的光要到达地球,得以每秒18.6万英里的速度行走4年零4个月。太阳发出的光到达地球得8分钟,木星的光则需要3分钟。你千万不要觉得这些时间太长了,还有更远的呢:北极星为我们的航海家送来一束光需要40年的时间。
光年或光线在一年之中会走过365×24× 60×60×18.6万英里的距离,而这样一个数据仅仅在想像中就会让我们中的大多数头晕目眩。这个非同一般的概念成为某种巨大的、让人生畏的怪物,以至于我们只能说一声“哦,天啊”之后便丢在脑后,去听收音机或和猫嬉戏。
那就换种方式试一试,比如火车,这是我们最熟悉的交通工具。
一列普通的客车,在今天出发后昼夜不停地行驶,得在近9个月后才能到达月球,公元2232年才能到太阳,到海王星那里则是8300年后了。这么长的行程已能让我们折服了,但还有比这更远的,如半人马座的α星,则意味着长达7500万年的旅行。如要到北极星,则需要不断地奔驰7亿年,这是一段非常漫长的时光,甚至是过于漫长了——如果将一般人的平均寿命假设为70年——在这期间将有1000万代人出生并死去。
月落
克兰·洛威尔 摄影
当太阳升起,将高山的积雪覆盖上一层金色的光辉时,满月正谦卑地缓缓沉落于山后。此时仿佛黑夜,但光明却即将莅临,这壮观却不无诡异的一幕记录了日月交替的刹那。
这些数据所反映出的一个最直观的现象,便是地球只是宇宙中的一个小点而已。在地球之外,宇宙中还有数以亿计的其他的星球。可以说,地球只是宇宙的一粒尘埃,宇宙是浩瀚的,广阔无边的。
就人类目前的科技发展水平而言,我们所看到的只是宇宙的极小的一部分,所以我们也只能讨论这些现在能看到的部分的情况。我们得承认科技进步了,比伽利略那个时代进步了许多,而伽利略用那时的笨拙的设备来观察天空,并意外地获得了某些重要的发现。而如今我们的天文学家可以使用上更为精密的仪器,甚至一些天文爱好者的装置也远比伽利略时代的要先进得多。即便如此,这些所谓的精良设备依然是不完善的,如果我们把镜头增加1000倍,可能会有一些小小的改观。因此,说到宇宙时,就只能是“宇宙的一小部分,肉眼可见的部分,能被人观察到的部分,借助于仪器和敏感的摄影感光板所能观察到的那部分”。至于那些未曾看到的部分,则依然是个谜。我们对其一无所知,甚至不敢妄加猜测。
潮汐 摄影
世界上的很多地方都有连续不断、各不相同的潮汐变化,这种现象每隔24小时52分就重复发生一次,引发潮汐的原因是月亮和太阳的引力。尽管太阳的质量比月亮大得多,但月亮与地球的距离相对于太阳离地球却要近得多,因此月球对地球的影响更大。月球的万有引力作用于整个地球表面,对水的影响就更为明显。图为南非的东部海岸,潮水正涌上沙滩。
在这些可见的宇宙中,数以百万计的星星在陪伴着地球旋转、运动。这些亲密的邻居有恒星,也有其他的星星,其中最值得我们研究的便是引人注目的太阳和月亮,这两颗星球在相当大程度上影响着居住在地球上的人类的生活。太阳,关系着给我们提供光和热的大问题,月亮则会影响海洋的行为,引起“潮汐”。
尽管月亮比太阳要小得多——如果太阳是直径为3英尺的铁球,与太阳相比,地球只是一颗小小的豌豆,而月亮就只有针尖大小——但因为月亮离地球很近,因此,相对于太阳而言,它对地球表面的“拖”力仍然要大得多。
月亮的拖力之所以对地球的影响如此之大,还在于地球表面的3/4都被水所覆盖,如果地球完全由固体构成,那么这种拖力的影响就会大大削弱。当月亮绕地球运行时,地球上的水则会跟着月亮运动,就好像月亮有一种力量在拖着水一起转,这种力量如同撒在一张纸上的铁屑被一块磁铁拖着移动一样。
地球上宽阔的海域忠实地遵循着月亮的足迹,夜以继日,从不停止。当海水在运动的过程中遇到了港口、海湾及河流的入海口时,会因受到阻挡而激起高达20英尺、30英尺甚至40英尺的潮汛,这种巨大的海浪使这片海域的航行成为一件艰苦而危险的事。如果太阳和月亮刚好运动到地球的同一侧,“拖力”就会成倍增长,所谓的“春汛” 就产生了。它会在世界上的许多地方泛滥,其效果与一次洪水的效果相差无几。
如果说月亮带给我们的是不大讨人喜欢的“潮汐”的话,那么太阳呢?太阳也会是一个制造灾难的星球吗?那让我们来看一下太阳、风、雨是如何影响地球的。
地球完全被大气层或“空气”所包围,这层气体主要由氮气和氧气组成,据猜测约300英里厚。大气层时刻和地球一起转动,其紧密程度恰似橘子皮和它所包裹的橘肉。
气球探测大气层
插图1985年
1783年,法国的孟特格菲兄弟成功地施放了人类第一个热气球,并上升了900多米。到20世纪30年代,科学家设计出能保持地球表面空气压力和温度的密封舱,使人类得以进入更高的大气层。1938年,被命名为“探险者2号”的气球上升到21千米的高空。1960年,载人气球已能上升到34.5千米,而不载人气球已能到达40—50千米的高空。图为进入大气层的气球正探测大气层的情况。
崇拜日神
雕刻 埃及
太阳是人类及地球上万物生灵赖以存在的基础。图为埃及法老正在向太阳神敬拜,这表明了太阳在人类早期社会中的崇高地位。那时的人们凭直觉将重大的恩典与变化归于那轮高悬于天空之中的金色的圆盘,而它在黑夜中的隐没则预示着死亡与不祥的来临。
风
版画1618年
巴黎国立图书馆藏
北风之神玻瑞阿斯住在色雷斯地区,希腊人认为这个地区是贫寒之地。他往往被描绘成有翅的魔鬼,须发浓密,力大无穷,是制造混乱的力量。从17世纪起,在炼金术书册的画中,除了原来的形象,又在他的肚子里多画了个新生儿。
就在一年前,在瑞士有一位教授坐着他自己设计的气球升到了离地面10英里的高空中,进入了人类从未接触过的那个高度的大气层。这在当时的确是一个了不起的举动,让人兴奋不已,但依然还有290英里的大气等着我们去探索和开发。
大气层和地表,还有海洋影响着我们各种各样的天气,风、暴雨、暴风雪和旱季的形成无不与此相关。
形成气候的3个因素是:泥土的温度、盛行的风和空气中水分的含量。在此说明一下:“气候”一词的本意是“地球的坡度”,因为希腊人注意到他们到过的地方的温度和湿度都有差别,是朝极地一路滑坡,极地最冷。因此,人们就把各个地方的大气状况用“气候”来表示。比如说一个国家的“气候”,就是说在这个国家里的一段时间内所出现的大致的天气情况。
3个因素中,我们先研究风。神秘莫测、变幻万千的风在人类的文明史中扮演着重要的角色。如果没有赤道地区海洋的规律性“季风”,美洲的发现无疑会推迟到蒸汽船时代;而如果加尼福尼亚和地中海的国家没有被湿润的微风所吹拂,那么这些地方有的只会是干旱贫瘠,永远不会有现在的繁荣。当然,裹挟在北风中的碎石和沙砾犹如巨大的砂纸,在数百年中会将地球表面最雄伟挺拔的高山磨为平地。
大彩泉
保罗·切斯利 摄影1979年
诞生于1872年的黄石国家公园是美国36座国家公园中最大最著名的一个,也是世界第一个由政府主持开发的国家公园。它地处怀俄明州西北角,并延伸至爱达荷与蒙大拿两个州,面积达7988平方公里。公园内有3000多处温泉,图为黄石国家公园内被称为“颜料罐”的巨大温泉——大彩泉。泉中涌出的水汇成了直径112米的池塘,因光的折射而异常绚丽的色泽是其名字的由来。之所以显现出斑斓的色彩是因为滚烫的热水中亿万微生物的存在,这种微生物被称为藻氰菌,一般为青绿色。池塘的外缘部分由于水温较低,藻氰菌也生长得更快,促成了这一奇观的产生。
“风”一词最开始时意指某种蜿蜒前行的东西,即从一个地方行进到另一个地方所形成的潮流。形成这种流动的原因是什么呢?这就是冷空气和热空气作用的结果了。空气中有一部分空气会比其他的要暖和一些,也更轻一些,因此就会努力地、不可避免地向上攀升,当这些空气上升时,这些空气原来占据的地方就成了真空。而冷空气,由于比热空气更重,它在热空气上升后就涌入并占据这一真空,这种流动的过程便产生了风。而早在2000年前,希腊人就已发现了“自然界不存在真空”。空气、水以及人类都是真空厌恶者。
日常生活中我们知道如何制造热空气:最方便的就是在任何给定的房间里点燃一堆火,这可以使整个房间的空气暖和一些。把这个现象放在宇宙中来看,太阳就是一个火炉,行星即被加热的房间。太阳发出的热为行星制造了热空气,也为风的流动创造了条件。在地球上,赤道是离太阳最近的地方,所吸收的热是最多的,因此热空气最多,而在两极因距离最远热空气也最少。
在点着柴火的屋子里,火堆会引起空气的巨大骚动——一次循环骚动。热空气向着天花板上升,在上升的过程中,它本身的热量会渐渐散去,直至冷却。这个冷却的过程也是它上升变慢最后向下降的过程。当它降到较低时,就会再次与火堆接触,并再次被加热,又再上升。这样一个来来回回的循环的过程,可以持续到火堆熄灭。火灭后,空气就恢复到最开始的状态,但是屋子里依然是暖和的。这是因为在火堆燃烧的时候,墙壁也吸收了相当多的热量,可以维持屋子的温度。至于能维持多久,这就得看墙壁是由什么材料构成的了。
把这个问题又放大到宇宙中来看,墙壁就好比我们生活的土地。地球上的土地千差万别,有多种复杂的地质结构。有被雨水浸泡的洼地,有沙地和岩石。相比之下,后者吸收热量更快,同时也更容易失去热量。所以我们会发现,沙漠在有太阳照射的时候,会酷热难忍,但是太阳一下山,沙漠又会相当的寒冷。而森林的反差就不会如此强烈。在太阳落山之后的几个小时,森林依然能保持着温暖和舒适。
雾中树
吉尔·艾斯皮纳
摄影1997年
这是纳米比亚沙漠中的死亡地带,突如其来的大雾使沙漠的温度骤降了20度,由瞬间的炎热转为极度的寒冷。枯萎了的树的单调身影映衬着阴沉的雾气,宛如一个个的鬼影。
水是一个真正的热量储存仓库,因此濒海或近海的国家能比坐落于内陆的国家享受更多的温暖。
因为太阳,我们的火炉,在夏天的日照时间比冬天更为长久,因此夏天比冬天炎热。在寒冷的冬天,人们喜欢用小电热器来为房间加温,而电热器放置的位置也至关重要。这个原理和太阳照射的原理一样。在热带地区,太阳光总是垂直地照射在地面上,而投射到极地的光线就会有一定的角度。在垂直照射的情况下,一束100英里宽的光可以完全地投射在地球上100英里宽的非洲森林或南美荒野上,其全部能量可以都给予这100英里的地域。而同样的太阳光斜射在地球两极的时候,太阳光覆盖的范围将会是两个100英里宽的陆地或冰川,即靠近极地的那100英里宽的地方只能获得赤道上同样100英里宽的地方一半的热量。好比一个只能为6个房间供暖的石油燃烧器,被要求给12个房间提供相同的热量,其结果是每个房间所享受的只有原来6个房间的一半。
使这神圣的火炉工作更为复杂的是,太阳必须使环绕地球周围的大气层处于某一常规温度。但它必须假借地球之手才能间接地做到这一点。
奔向地球的太阳光线飞速而轻易地穿透大气层,因为速度太快,所以太阳光很难影响大气层的温度。穿过大气层后,太阳光会投射在地球上,地球就把所吸收到的热量储存起来,并慢慢地一点一点地释放到空气中。因此,相对于低谷来说,山脉的位置越高,所接收的热量就越少,也就越寒冷。我们可以假设:如果大气层足够厚,太阳光直接加热大气层,大气使地球升温,那么高山就比低谷吸收更多的热量,山上也就不会有积雪覆盖了。
现在,我们进入了这一问题最为困难的部分。空气决非我们对于该词所想像的那种空洞、轻飘的感觉,它也是物质,也有重量。因此,位于较低层的空气会承受比它高的空气的压力,越低所承受的压力越大。就像在生活中,如果你想把一片树叶或一朵花压平,你会把它夹在一本书里,然后在这本书上再放20本书,因为位于这堆书底部的这本书所承受的压力是最大的。而头顶着大气层生活的人类所承受的压力可高达每平方英寸15磅,即一个一般身材的人会承受3万磅的压力,这是一个不小的数字,相当于一辆小货车的质量。而我们之所以没被压扁,是因为我们的体内也充满了与环绕我们的空气一样的气体。
国家森林
乔治·沃斯纳尔 摄影
植物孕育了人类的生命,但人类却成为植物的灾难。由于人为的原因,植物园成为了“博物馆”,因为几乎每天都有数种完全野生状态下的植物从地球上消失。图为美国俄勒冈州的国家森林,这些树的生长已有数百年的历史了。
人们常喜欢说,世界上唯一的不变就是变。我认为的确如此,大气层的压力也处在不停的变动之中。17世纪,伽利略的一个学生托里切利(1608—1647年,意大利数学家和物理学家,著有《运动论》和《几何学研究》)发明了气压计。这个天才的发明可以让人们在世界上的任何地方任何时刻测量那时刻变化的气压。
气压计刚投放市场,人们便争相购买。他们带着气压计向高山进发,发现每攀登900英尺,气压便会回落1英寸,随后的新发现为气象学的形成作出了贡献。研究大气现象的气象学是预测天气的可信赖的科学。
一些物理学家和地理学家,在用托里切利的气压计测量的过程中有比一般人更多的发现。他们猜测,大气压力和风的方向之间有着某种联系。为了揭示气流的规律,数代人花了几个世纪的时间搜集数据并进行研究,经过艰辛的努力终于发现:世界某些地方的气压比海平面的压力高,而另一些地方的气压却比海平面的气压低。前面一种情况叫高压地带,后一种叫低压地带。风总是从高压地带吹向低压地带,风速及其强度取决于高压地带的高压度和低压地带的低压度。如果前者异常的高而后者又异常的低,就会形成强烈的风——暴风、龙卷风或飓风。
风不仅可以促进空气的流通,还能帮助形成雨。没有雨,动植物根本不可能正常生长。
雨是由海洋、内陆海和雪域的水蒸发时形成的,以水蒸气的方式浮于大气中。在热空气中,大气可以承载比冷空气更多的水蒸气。在热空气变冷的过程中,水蒸气也渐渐下沉,凝结起来,最后形成雨水、冰雹或雪降落到地球的表面。
因此雨的出现总是依赖于风,在任何地区都是这样。如果山脉将沿海地区和内陆隔开,因为海岸的气压较低,风会向高处攀升,升得越高离海平面越远,风就越冷,就会把所承载的水蒸气变成雨或雪降落下来。当风流动到山脉的另一侧时,空气中已不再有水蒸气了,而是相当干燥的空气,所以陆地上的人们所感受到的就是干燥的风。
亚马逊河的洪水森林
路易斯·克劳蒂·麦瑞戈
摄影1993年
这是1993年巴西亚马逊河流域热带雨林的俯瞰图,正是这场20世纪三次最大的洪水之一将原始森林切分成狭长的水中绿洲。每当洪水泛滥过河岸,淹没两旁的河区森林,就形成了独特的生态环境——洪水森林。无数种生命周而复始地在大洪水中演绎着类似组成生物进化不同进程共存的动态图画。
在热带地区,因为陆地上的温度很高,地面的巨大热量加热空气后,空气会升得很高,在上升到一定高度时它慢慢变冷,排出所含的大部分水蒸气,所以在那里每年会有大量的降雨,而且很有规律。赤道的绝大部分地区都有四季,这是由于太阳并不总是垂直照射在赤道上,它会由北向南地移动。赤道四季中一般有两季是在暴雨中度过的,另外两季又是可怕的干燥。
有一些地带尤为糟糕,因为常年盛行由寒冷地区刮向温暖地区的气流,这些地方四季都没有降雨,几乎每10年才会下一两次雨。这主要是因为风从寒冷的地方向温暖的地方流动时,其吸水能力在逐渐增强,难以释放它所承载的水蒸气,不会形成降雨,使这些地带的许多地区成为了沙漠。
以上便是有关月亮、太阳以及风和雨的一般性探讨,在以后描述每个国家的章节中还将作更详细的讨论。
威廉森山
克兰·洛威尔 摄影
这是美国加利福尼亚内华达山脉的一个山峰——威廉森山,海拔4382.9米。晚夏的积雪尚未融化,覆盖在山脚下,而金色的阳光则为山体披上了一层耀眼的辉丽。
现在把话题转回到地球,谈一谈地球上由坚硬的岩石所构成的那一层薄皮。
虽然人类对于地球内部性质的研究可谓形形色色,但对于我要谈的这一部分课题,我们的研究还处于混沌和模糊状态。
人类究竟能上升到空中的什么高度?能深入地底的什么深度?对于这个问题我们应以诚实的态度去面对。
我们不妨将地球和地球上的山川海洋都缩小了尺寸来研究这个问题。如果把地球缩小为直径3英尺的一个球体,那么世界第一高峰珠穆朗玛峰就会只有一张纸那么薄,而大海最深处的菲律宾群岛以东的地带将会只有一张邮票那么小。就算山峰只有纸薄,海底只有邮票大,我们人类到目前为止还未成功登上珠穆朗玛峰的峰顶,也没有能力潜到海底的深处。我们发明的气球或飞行器也只是到过比喜马拉雅山脉高出一点点的天空。在瑞士的皮卡尔教授(1884—1962年,瑞士物理学家,制造气球,于1931年进行同温层飞行)进行了成功的飞行后,仍然还有29/30的大气层等着我们去探索。而对于海洋,我们也只能潜入太平洋总深度1/40的地方。顺便说一句,海的最深处远超过地球上最高峰的高度。如果将各大洲的最高峰移到海的最深处,珠穆朗玛峰和阿空加瓜峰(阿根廷境内高峰)的峰顶离海平面仍有几千英尺。
人类所了解的关于我们这个地球——无论是天空还是海底的东西太少了,所以我们现在掌握的这些知识和信息还不能帮助我们探讨地球外壳的过去、现在和将来。我们的祖辈在研究这个问题时曾错误地把希望寄托在火山身上。他们以为地球内部的炽热物质填满后涌出来就会形成火山,然而后来证实了火山根本就不是祖辈们猜测的那么一回事。它就像是人皮肤上的一个脓肿,仅仅是一个局部的灾难和痛苦,不会危害到整个人的身体健康。
地球上大概有320座活火山处于发作状态,另外的400座虽然在活火山的名单上,但因很久没有爆发,已被视为一般山脉。
这320座火山大多靠近海洋。在岛国日本,据地震仪显示,每天都会有4次轻微的小骚动,每年共有1447次,可以说这里是地球外壳最不安分的部分了。而在马丁尼克岛(地处于拉丁美洲向风群岛中部,1635年沦为法国殖民地,1946年改为法国海外省)和喀拉喀托岛(地处于苏门答腊与爪哇岛之间),最近爆发的火山使那里的居民们深受其害。
如前面所讲,很多火山都是靠海的,这样就误导人们认为火山爆发是因为海水渗入地球内部,引起某种巨大的“锅炉”发生爆炸,使得熔岩和蒸气或其他东西喷涌而出,引发骇人而悲惨的灾难。后来,我们发现有几座离海洋有几百英里远的火山,它们也如濒海的火山一样频繁地活动,这样人们才意识到以前的判断是错误的。就在这种理论出现后的200年后的今天,我们对于火山爆发的真正原因还是没有弄明白。
那么,什么是地表?我们经常以为岩石不会随时间的流逝而变化,而现代科学则将岩石看作是有生命的东西,它们处于持续的变化之中。雨的浸蚀,风的肆虐,它们的作用合在一起,能让高山每一千年就降低3英寸。如果不存在抵消这些侵蚀的相反作用,那么喜马拉雅山在1.16亿年中就会成为一片广阔的平原。但正是因为大量相反作用的存在,高山才得以继续存在。
现在来做一个小实验,它可以向我们说明我们地球外壳的一些运动情况:把半打干净的手帕平放在桌子上,双手分别放在手帕的两边,慢慢地向中间推,这时手帕中间会形成一些凹凸不平的褶皱,看起来就像是山川河谷。我们可以把地球的外壳运动和这个实验联想在一起:地球在宇宙中转动时会不断地丧失热量,同其他正在冷却的东西一样,此时地球就会收缩,这个收缩的过程就像是我们推手帕的过程。收缩的结果就是地球上的某些地方被挤凸出来,另一些地方被挤凹下去,就像手帕上起的褶皱有高有低。
而目前最乐观的猜测(这仅仅是一个猜测)就是,自地球成为一个独立的星球以来,这种收缩已使地球的直径少了大约30英里。30英里作为一条直线来说是微不足道的,但对于地球这个表面积为1.9695亿平方英里的巨大圆形球体而言,其直径哪怕发生了几码的变化——更何况少了30英里—都将会是一场劫难,所有人都无法幸免于难。
珊瑚
凯文·艾特肯
摄影1997年
斐济附近岛屿水下斑斓绚丽的珊瑚展露出海底神秘的冰山一角。
以被岩浆所杀鱼类为生的鹈鹕
凯文·艾特肯 摄影1995年
厄瓜多尔以西1000公里的东太平洋赤道上,是一群与世隔绝的孤立岛屿——加拉帕哥斯群岛。两百万年前,海底火山爆发,喷出的岩浆冷却后形成了这些大小不同的岛屿。群岛由13个较大的岛屿和十几个小岛组成,总面积8000平方公里。在1995年的一段时间里,加拉帕哥斯群岛的火山爆发,喷出的岩浆流入海中。有时鱼群因太靠近这些致命的岩浆而丧生。棕色的鹈鹕没有放过这一大好时机,它们所做的只是冲入海中衔起那些被岩浆杀死的鱼,并饱餐一顿。
大自然理解人类对于地壳运动的恐惧和悲痛,它缓慢地创造着它的奇迹,并在改变地壳的同时巧妙精确地维持着某种平衡。如果它想让某一片海洋干涸形成陆地——盐湖正在迅速地消失,瑞士的康斯坦茨湖也将在10万年内消失——我们会在另一个地方看到它创造的另一片海洋。如果它决定要使某座山脉夷为平地——中欧地区的阿尔卑斯山在6000万年间成为平坦的大草原——我们会看到另一座山脉崛起在世界上的另一地区。地壳过去的运动事实已经证实了自然的确有这样的能耐。作为一种自然规律,这种改变过程进行得相当的缓慢,以至于人类无法对正在发生的变化作任何细致的观察。
但是这个规律现在遭遇了意外。大自然自身会从容地应对这些变化,但在人类的协助和纵容下,它会以快得令人不适的速度来加剧这些变化的发生。而在人类发明了蒸汽机和炸药得以进入工业文明后,地表的变化是如此迅速,以至我们的祖先重返人世时都无法认出他们曾经熟悉的牧场和花园。人类对于木材的贪婪欲望使覆盖着森林和灌木的山脉成为原始的荒漠。森林的消失使长期趴伏于岩石上的肥沃泥土被水粗暴地冲刷掉,而光秃贫瘠的山坡则成为周围地区的威胁。过去被草皮树根阻挡而变缓的雨水现在则是滔天洪水,势不可挡地猛烈冲向平原,摧毁所过之处的一切。
干涸的咸海
摄影
这片荒芜的盐碱地曾是前苏联中亚地区咸海海底的一部分,如今,这里横七竖八地停泊着锈迹斑斑的渔船。造成这片盐碱地产生的原因是:咸海的主要水源阿姆河和锡尔河被分流去灌溉棉田,因此在1960—1989年间,咸海的面积缩小了40%(见小图),致使当地渔业破产。每到夏季,温度便会上升到46℃,棉田使用的化学药剂更使当地的水源受到污染。而当地疾病的发病率,如喉癌、呼吸道疾病等明显增高,这是人类破坏环境所造成的直接恶果。
以上情况并非夸大其词。我们不必回忆冰河时期,由于未知的因素,那时整个北欧和北美都被厚重的冰雪所覆盖,这些冰雪形成了许多危险的沟槽峭壁。我们可以回顾一下罗马时代,罗马人是那时的“实干家”,他们花了至少五代人的时间,以无情地摧毁一切的手段改变了意大利所在半岛的气候甚至是气温。而西班牙殖民者则将南美山区印第安人世代开垦出的肥沃梯田破坏殆尽。这些近来发生的事情就不再赘述了。
而消灭居住地上的动物,想让其数量锐减以达到使其屈服的目的时,最好的方法莫过于饥饿。正如我们的政府想让水牛灭绝时就是这样干的。这能将凶悍的斗士驯化成肮脏懒惰的保留地居民。但这些愚蠢残酷的手段本身就是把双刃剑,它将带来惩罚,那些熟悉大平原或安第斯山的人会明白无误地告诉你这点。
幸运的是,这只是实用地理学所面临的为数不多的问题之一,而手握权力的人也终于认识到了这些问题的严重性。没有任何政府会对肆意破坏自然的行为熟视无睹。我们不能改变地壳内部的变化规律,但能在某种程度上改变某些地区的降雨量大小并防止肥沃的土地变成荒芜之地。虽然我们对于地球内部知之甚少,但是我们对地表的环境还是相当了解的,并且这种了解在一天天地增多,而我们所掌握的这些信息也使得人类的发展和进步更健康,与自然更和谐。
美食的代价
盖特路德·登佐 赫尔姆特·登佐 摄影1997年
在蒙古首都乌兰巴托的一家传统餐厅里,70多张由海关没收所得的雪豹皮垂挂在帐篷四壁。进餐的人们在雪豹皮的包围中吃得津津有味,似乎丝毫不在意濒临灭绝的雪豹的命运。
遗憾的是,对地球表面的绝大部分,我们称之为海洋的地区依然无法控制。海洋占地球总面积的3/4,被水所覆盖,浩瀚无边,水浅的地方是只有2英尺的海滨而最深处是3.5万英尺的菲律宾以东著名的“黑洞”。
水层可以分为三个主要的部分。最重要的是太平洋,占了6850万平方英里。大西洋占4100万平方英里,印度洋占2900万平方英里。内陆海大约有200万平方英里的面积,而湖泊和河流就只占100万平方英里。这些被水覆盖的地方人类是没有办法居住的,除非我们能和鱼一样长出鳃来,就像我们几百万年前的祖先,我们现在出生时仍保留有那种印记。
如此巨大的水域似乎是对极有价值的土地的浪费,并使人对地球有这么多水而感到遗憾。除此之外,地球上还有500万平方英里的沙漠无法利用,有1900万平方英里的西伯利亚类型的大草原或大平原处于半无用状态,还有几百万平方英里的地方因太高(喜马拉雅山和阿尔卑斯山),太冷(南北极附近)、太潮湿(南美洲沼泽地)、或被森林覆盖得太浓密(非洲中部森林)等原因而不适宜人类居住,得从统计出的5751万平方英里的陆地面积中减去。这些使我们感到应该更充分地利用哪怕是额外几英里的土地。
很多人会认为,水占了那么多的地域,是一种浪费,其实这是一个错误的看法。海洋是一个巨大的热量的存储器,离开了它,我们可能生存都会有困难。地质考察的结果告诉我们,史前时代的地球曾拥有比现今更多的陆地和更少的海洋,但是那时是可怕的冰寒时代。要保持如今趋于稳定的气候,就得保持这种4∶1的水陆理想比例,这将使人类受益匪浅。
如古人所猜测的那样,我们这个地球是由海洋环绕着,犹如地球的液体的外壳,并持续地运动。这些水在月亮和太阳的引力下会上升到一定高度,白天的热量以水蒸气的方式蒸发掉一部分海水。极地为严寒的冰雪所覆盖。从实用的观点来看,气流或风之所以受到欢迎,是因为它们对海面施加了影响,这种影响同日月对于海面的影响是一致的。
假如在你面前放一碗汤,让你用嘴尽可能长时间地吹汤,你会发现汤会向外被吹开,向离你的嘴更远的地方流去。在海洋上,当一种气流长年累月地吹着海面时,海洋里的水也会形成漂流,顺着气流的方向前进。当几种气流从不同的方向吹来时,这些漂流就会相互中和。如果风向持续稳定,如赤道两侧的风,漂流就会成为真正的洋流。洋流在人类的历史及其使地球的某些地方变得适合人类居住中起着至关重要的作用,否则人类的一些居住地将如格陵兰岛冰封的海岸一样冰冷。
太平洋上有许多这样的洋流,其中最重要的是日本流或黑潮(也叫蓝色盐流)——它和大西洋的湾流同样重要——它是由东北信风引起的。日本流在日本为人们服务之后,穿过北太平洋,再流经阿拉斯加并将温暖赐予那里的人们,随后它向南朝着加利福尼亚进发,带给那里舒适宜人的气候。
当我们谈论洋流时,最先想到的是湾流。这条神秘的洋流宽约50英里,深2000英尺,多少个世纪以来,它默默无闻、不求回报地给北欧供应着墨西哥海湾的热带热量,并使英国、爱尔兰以及所有北海沿岸的国家成为富饶之地。
湾流的源头是有名的北大西洋洄流。与洋流相比,北大西洋洄流更像是漂流,它就像一个在大西洋中部不断旋转的巨大旋涡,这一池半停滞的、缓慢流动的水成为数以亿计的小鱼和浮游植物的家园。这些浮游植物中最著名的就是马尾藻了,中世纪的船员最害怕遇上这种植物,因为他们之中流传着这样一个传说:一旦强烈的信风(热带北部地区的东风)将船刮入马尾藻海(位于西印度群岛东北部,因水面有大面积的马尾藻而得名),就会迷失方向。延绵数里的马尾藻会牢牢地缠住你的船,直到船上的每一个人饥渴而死。而阴森可怕的船只残骸则在无云的明亮天空下漂浮着,成为警示冒犯神灵者的无声警告。
这个传说盛行了很长时间,直到哥伦布带领船队顺利地从这里穿越后,人们才意识到事实上也没有传说中形容的那样令人恐惧。尽管如此,即使在科技高速发展的今天,马尾藻海仍让人觉得神秘莫测和不可思议。它甚至有些陈旧,类似于但丁笔下的地狱。实际上,这一名字所能带来的兴奋感还不如中央公园里的一个小池塘。
而从北大西洋的洄流中诞生的湾流,又是以什么样的路线行进的呢?北大西洋洄流在流经的途中,其中的一部分在分叉处向加勒比海流去,并在那里与从非洲海岸向西赶来的洋流汇合。这两股洋流的涌入对于加勒比海而言太多了,就好比溢出杯子的水,多余的水流入了墨西哥湾。
因为墨西哥湾的容量不是足够的大,于是就把佛罗里达和古巴间的海峡当成一个水龙头,向外喷射出一股80°F的热水流,这股热水流被称为墨西哥湾流。从水龙头里射出后,墨西哥湾流以每小时5英里的速度前进,相当迅猛。古代航海家很善于借助这个湾流来航行,他们顺流而下,可以以很快的速度行进,并省下许多时间。我相信肯定没人会想到逆流而上,如果那样他将无力对付湾流猛烈的阻力。
湾流从墨西哥湾出发以后,一路向北进军,沿着美国海岸线流淌,当它被东边的海岸所阻挡时,它从这里开始穿越北大西洋。在流过纽芬兰大堤后温暖友善的湾流会遇上自己的一条支流,即来自格陵兰冰原地带的寒冷的拉布拉多流。由于湾流和拉布拉多流一热一冷,温度相差太大,汇合在一起时便会产生很大的水雾,为这一带的大西洋带来可怕的恶名。同时这里也是冰山较多的地方。这些冰山原本在格陵兰岛,夏天酷热的太阳使坚硬的冰川(这个巨大岛屿的90%仍被冰川所覆盖)被整块地切割下来,缓慢地向南漂去,直至它们被拉布拉多流和湾流汇合所产生的洄流挡住去向。
这些冰山在这里越积越多,并慢慢融化,为人类的航海带来了许多灾难和事故。冰山在融化时会胡乱地旋转,并且只有其顶部才露出水面,而水下的那部分则是凹凸不平的锋利的棱角。这些棱角在水下的深度和船航行时船舱底部的深度差不多,当船只经过时,这些棱角就会划伤舱底,并使船舱进水,导致整个船下沉。多年来,这里是人们航海的禁区,没有人会拿自己和船员(乘客)的生命来冒险。美国为监视冰山组织的巡逻船(所花费用由各国共同承担)对这里也是相当的谨慎,长年对这些隐形的杀手进行监测。巡逻船能炸碎较小的冰川,并将他们掌握的体积较大的冰川的信息告知附近船只。大多数人会对这个危险地带望而生畏,但是法国渔民却喜欢冒险一试,因为那里有丰富的鱼类资源。这些渔民的祖先在很多年前便深入这里,他们也是最早发现传说中的美洲大堤的人。位于加拿大海岸线之外的两座小岛——圣波尔和圣马奎龙向人们讲述着当年巨大的法兰西帝国如何占领北美的大片领土,同时也暗示有人早于哥伦布150年发现了这片海岸线——那就是剽悍勇敢的诺曼底渔民。
完美的圆
大卫·杜比列 摄影
1987年
急速游动的鱼群顺着水流的方向团团围绕,形成一个完美的圆,又像湾流那不断旋转的巨大旋涡,将自然观察家围在中心,使之置身于一场魔幻而不可思议的舞蹈的中心点。
湾流在离开所谓的“冷墙”(即湾流与拉布拉多流的温差所产生)后,它的下一个任务是完成其大西洋旅程的最后一段,然后它又如扇形般出现在西欧海岸线上。它的出现为众多国家带来了温暖的气候,如西班牙、葡萄牙、法国、英国、爱尔兰、荷兰、比利时、丹麦以及斯堪的纳维亚半岛。在为所有流经的国家都奉献后,湾流很是疲倦,也喝了超过世界河水量总和的海水,于是,它小心谨慎地后撤到北冰洋。北冰洋里一下子多了这么多的水,它可是吃不消,所以为了分解北冰洋的压力,格陵兰流(拉布拉多流的前身)就出现了。
这是一个迷人的故事。
这个迷人的故事使我很难控制自己,很想给予更多的篇幅,但我不能那样做。
这章只是关于气象学、海洋学和天文学的背景介绍,而在这个背景的衬托下,演员们将在戏剧中出场扮演各自的角色。
现在,舞台的幕布将会暂时落下一会儿。
幕布再次拉开时,新的场景和道具已布置好了。
这新的一幕包括人们如何在山川河水和荒芜的沙漠里开拓创造,如何征服这个世界,以及与这个家园相处得是否和谐等,只有这样,这个世界才能被称为真正的家园。
舞台的幕布再次升起。
第二幕开始了:地图和航海技术。
蓝色冰山
彻丽·亚历山大 摄影
1995年
这是一个晶莹澄蓝的世界,仿佛巨大的天然露天冰雕。企鹅在蓝得悦目的冰面上蹒跚而行,渺小得如同一个个的小黑点。蓝色冰山的历史极为悠久,由古老的、质地紧密的冰构成,这种冰山会吸收除蓝色以外的所有光线,呈现出纯粹、流动并且罕见的美丽。