书城童书青少年应该知道的岩石和矿物质
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第3章 岩石与人类息息相关

岩石圈与人类

岩石圈,是人类生存环境中最下面的一个圈层,又是地球内部各圈层的最外层。众所周知,地球内部也分成几个圈层。从地心向外,分别是固态内核、液态外核、地幔和地壳。

不仅如此,岩石圈对人类的发展,也具有重要的价值,给人类提供了丰富的化石燃料和矿物燃料。

(1)化石燃料

从人类发展历史来看,化石燃料大规模使用的历史,还不足200年。历史上长期使用的燃料,是薪柴、木炭、作物秸秆和畜粪。进入20世纪以后,煤炭才开始占主导地位。石油更是一个后来者,从1920年起其开采量大幅度上升,开始了能源供应的“石油时代”。从1929年至1971年,世界煤炭产量增长了70%,同期石油产量增长了1000%。

(2)矿物原料

人类利用矿物资源大约在公元前6000年。人类首次学会从矿石中提取金属,进入青铜时代。3000年以后,一直到公元1709年,英国人达比发明了用焦炭作燃料熔炼铁,才进入近代的钢铁时代,钢铁也成了现代一切工业的基础。

总之,岩石圈是人类所需要的矿物原料和化石燃料的储藏所,其储量是相当丰富的。但是,由于人口的持续增长和技术的迅速进步,人们对矿产与能源的需求与日俱增,传统原料与燃料即将耗竭。如何迅速实现向新材料与新能源的转变,已经成为关系到人类未来生存与发展的要务。

地壳、板块、地核与地幔运动,导致了地球表面缓慢的地质现象和气候变化的物理机理。板块构造模型,使科学家能够综合以前那些孤立的地壳作用。这种综合研究,有助于解释造山作用、火成作用、地震、沉积盆地与矿床等分布的复杂性。岩石圈随时间而运动,影响着水圈、大气圈和生物圈,且是改变与影响生物圈演化环境的一个重要因素。科学家发现,数百万年来岩石圈一直动来动去,从未停止过。其演变过程,不仅有长期的地质现象,亦有短期的突发性地质灾害,如盆地沉降、山脉隆起和大陆漂移等。这些过程,每年仅以几厘米的速度进行。但缓慢、持续的运动,却能维持地球的演变方向,并可在百万年内,重塑地表。然而在某些过程,如火山爆发、泥石流、岩崩与地震等,却可在极短的时间内,改变周围的一切。尤其是大地震的猛烈与迅速,使许多幸存者都感到迷惑与恐慌。

我们知道地壳表层的土壤富集程度及污染情况,涉及人类需求的粮食的产量,是人类生存的基本物质。岩石圈涉及人类的另一种现象,是气候的演化。科学家可以通过陆地上、海上和冰上的钻孔,了解气候、生态与环境的演变历史,并在了解过去环境的基础上,探索及预测未来。