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第十三章 山脈

第十三章 山脈

非洲
名稱地理位置高度(米)
乞力馬扎羅山德屬東非6100
特內里費峰加那利群島3700
大亞特拉斯山摩洛哥3465
內日峰留尼汪島3065
桌山好望角開普敦1350
我親愛的讀者們,從這幾個字中,我們聽到了遠古時代的呼喚。我們非常樂意向它遠久的歷史鞠躬,表示尊敬;當旅行家看到與法老同時期的埃及金字塔時,心中充滿了敬畏之情。那麼誰又會無視這些山呢,即使全人類一起合作也無法把這些巨大的山立起來,它們形成的年代如此之久遠,那時候人類都還未出現,也無人見證第一塊石頭的形成。山脈的年齡有多大呢?只有上帝知道,他知道地層的最底層需要多少個世紀才可以形成。因此,科學也沒辦法判斷任何一條山脈的形成年代,他們只能簡單地告訴我們它周圍的平原地區形成的先後順序。而我說,可能大山脈形成的先後順序也是可以判斷的;簡言之,我們可以推斷出它們的相對年齡,但是僅此而已。例如,我們可以確定:侏羅山脈完全形成時,比利牛斯山脈的組成成分才剛剛沉積于海底,而在比利牛斯山脈已經形成之際,阿爾卑斯山脈還只是海底的一部分泥土。因此,我們可以推斷出侏羅山脈比比利牛斯山脈早,而比利牛斯山脈又比阿爾卑斯山脈早,但是我們也只能肯定這一點而已。讓我們來探索這一點小小的但是非常重要的信息是如何獲得的。
但是,在強大的壓力作用下,地球外殼的沉積層形成的地層並不總是那麼容易彎曲,有些時候也會發生斷裂。在那種情況下,裂縫就會穿過褶皺處地層的厚度,地球內部的岩漿會透過這些裂縫從地表噴發,形成由深成岩組成的山峰,同時也造成了山坡上的沉積岩的斷裂。勃朗峰就是這樣結構的山脈,它的山峰是由花崗岩形成的,山坡和山底則是由沉積岩形成,沉積岩又分為石灰岩、泥灰岩、沙岩和砂岩。
從這些在世界各地觀察到的事實,我們得出一個很重要的絕對正確的推論:形成主要山脈框架的巨大花崗岩是以熾熱的液體狀態出現在地球表面的,現在已經冷卻下來,硬化了。在高山還未形成、聳入雲間,山頂上沒有終年積雪時,它們就像岩漿熱浪一樣在巨大的地下火爐里翻騰著。
地球上所有陸地的平均海拔大約是300米。假設是在一個直徑為兩米的球體上,這個高度也不過是一張紙的厚度而已。這層表皮雖然很薄,卻一直在遭受著河流的沖刷和面積是陸地面積3倍的海洋的侵蝕,而我們就生存在這樣一片薄薄的土地上。

圖16
讓我們假設海底是按這樣一種https://read•99csw.com方式發生褶皺,從而浮現出水面,形成山脈,那麼這3層就會角度一致地彎曲,如圖16中的D,共同構造出山脈的框架。如果海洋底部的另外一部分在3層還未形成之前,提早隆起,那麼顯然這條山脈也就只有1和2這兩層,如圖中的C。如果隆起是發生在1層形成之後,2層形成之前,那麼1層就會單獨構成山脈的框架,這說明這條山脈的形成時間更早,圖中的B表示的就是在這種情況下形成的山脈的橫斷面。圖中的3幅圖清晰地表示了不同時間形成的3條山脈的特徵,最先形成的應該就是B,因為它在其他兩層沉積岩還未形成之前就形成了;第二形成的就是C,它比B多了一層;最後形成的就是D,因為可以看到3層沉積岩都已形成。
南美洲
名稱地理位置高度(米)
阿空加瓜火山智利7150
薩哈瑪火山玻利維亞6810
欽博拉索火山厄瓜多6530
伊犁馬力火山玻利維亞6455
科多帕希火山厄瓜多5755
皮欽查火山厄瓜多4855
故事還沒完。陸地的表面非常不均勻,有平原、山脈,還有山谷,它不僅多產,而且產品的種類繁多。潮濕的低地有綠色的草地,平原上有豐富的莊稼,山坡上有葡萄園,山上有森林。而平地是不可能這麼多樣化的。因此,為了讓地球更加富饒、多樣,上帝就利用地下熔爐把地球表面變得很不規則:光禿禿的山頂是為了滋潤山腳周圍的平原地區;而那些常年被雪覆蓋的高高的山峰,讓我們看到了慷慨的上帝賜予陸地的無價的禮物。
在地層彎曲形成的穹頂底下,就在地表下面,肯定留有一部分空間;但是很明顯,地殼下的岩漿總是沸騰的,形成了山脈中的花崗岩或其他深成岩。因此,如果把其中一座山從山頂到山底縱向切開,那麼從橫斷面看到的首先是連續不斷的沉積岩褶皺形成的與山脈輪廓一致的紋路,在這些沉積岩下面,就是組成山脈的核心部分,這部分由深成岩構成。侏羅紀時代的一些山脈就是由地殼的褶皺形成的。
用什麼可以剷除地球表面微不足道的小疙瘩,把它們還給海洋呢?只需要收回控制強大自然力的那股力量,那麼,在地球內部岩漿第一次爆發時,陸地就會崩塌,沉入海底。1822年發生在智利的一次地震,就讓6000多平方千米的智利大陸的平均海拔提高了1米。發生在海底的300次這樣的震動就可以讓跟現在同等大小的陸地浮出海面,而地球內部的300次同等級的震動也會讓這樣一塊大陸消失,不過,不可能出現這樣的現象。
科學告訴我們這樣一條規律:如果一條山脈所含的沉積岩層的層數比另一條山脈少的話,那就證明這條https://read.99csw•com山脈的形成時間比另外一條早。之所以確定侏羅山脈早於比利牛斯山脈,是因為它上面沒有覆蓋在比利牛斯山脈上的某種石頭;而之所以確定後者比阿爾卑斯山脈早,是因為在它上面找不到組成阿爾卑斯山脈結構的地層。通過這種方式,可以判斷地球外殼斷裂導致陸地形成的幾個主要階段。
下面是世界上主要的一些山峰及其相對應的高度。
大洋洲
名稱地理位置高度(米)
冒納羅亞火山夏威夷島4840
俄菲火山蘇門答臘島3950
藍山澳大利亞2000
歐洲
名稱所屬山脈地理位置高度(米)
勃朗峰阿爾卑斯山脈法國與義大利交界處4810
羅莎峰阿爾卑斯山脈瑞士與義大利交界處4630
馬特洪峰阿爾卑斯山脈瑞士與義大利交界處4505
少女峰阿爾卑斯山脈瑞士4180
馬拉德塔山比利牛斯山脈西班牙3480
佩迪多山比利牛斯山脈西班牙3405
埃特納火山/西西里3315
派都迷笛山比利牛斯山脈法國2875
馮杜山/法國1912
多爾山/法國1900
康塔爾峰/法國1855
那多勒山/法國1680
多姆山/法國1470
圭比維勒橄欖山/法國1430
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總的來說,山脈主要分為兩種:一種是由於地球外殼產生規律的褶皺形成的,由一系列彎曲程度差不多的深成岩組成,至少從外形看,是呈圓弧形的;另外一種是由於地球外殼的褶皺發生斷裂形成的,褶皺被大量的深成岩分成兩半,這些深成岩構成整條山脈的框架和山峰。因此,地球表面找到的深成岩基本上都構成了山脈的核心和山峰,而山坡和山底則是由向上傾斜的沉積岩組成,阿爾卑斯山脈和比利牛斯山脈就是這樣的。通過深成岩的顯著特徵,我們可以很快判斷出一條山脈是不是由兩種岩石混合形成的。例如,花崗岩肯定是地球內部熾熱的岩漿以流體形式從地表噴出形成的,就像現在火山噴發出岩漿一樣。這些例子是值得我們多思考的。
石灰石受熱後會分解,產生的碳酸性氣體會溢出,只剩下石灰。石灰就是這樣形成的。但是如果把石灰石放在一個密封的金屬容器里,就像密封的炮管一樣,碳酸氣體就不會跑出去,石灰石也就不會被分解了。在這種情況下,石灰石會熔化,但是它的化學成分並沒有發生改變,等慢慢冷卻下來后,就可能會變成晶體,這種晶體就是原始石灰石、普通建築用石或者粉筆的最初形態。從實驗中我們可以看到一種和糖一樣透明的結構緊實的白色大理石。這個實驗第一次是由物理學家——詹姆斯·霍爾做的,通過加熱,我們可以把粉末狀的粉筆變成堅固的大理石。
不難看出,無數的不規則使得陸地的面貌不盡相同是有原因的。如果所有的陸地浮出海面后,形成了之前我們估算歐洲的平均海拔時提到的不間斷的高原的話,這個世界會是什麼樣呢?它將是一片很單調的領土,人煙稀少,或許可能就是一片荒蕪的沙漠。
事實上,宏偉的山脈不僅讓這個世界變得更加美麗,同時它高高的頂峰和嫵媚的輪廓也增加了地球表面的多樣性;而且它們還有更重要的作用:沒有它們,地球的水就無法正常循環,因此它們被認為是土地肥沃的主要原因之一。冬天的雪下在白雲籠罩的山峰,聚集起來,儲存了大量的冰,逐漸融化變成水,補充了各種各樣的水;而被暴風雨侵蝕的山坡,形成了適合植物生長的土壤,然後這些土壤會被衝到山谷里,把山谷的土壤變得更加肥沃。因此,整座山,從山頂到山底,都在不停地哺育周圍的平原地區,為種子提供了肥沃的土壤以及種子生長的必要條件——水。
山脈是由地球外殼的一部分垂直上升或傾斜上升形成的延綿不斷的群山組成的,首先是因為地殼的褶皺運動,然後是因為分離。讓我們來看看山脈形成的兩個主要步驟。
當然,地球外殼的地層並不是像書本那麼容易彎曲的。它們由巨大的岩床構成,有些厚度達1000米甚至更多。不管怎樣,在這股能讓陸地發生斷裂、讓島嶼浮出海面的不可抗拒的力量面前,地層就像蠟一樣柔軟。對我們來說,地層的褶皺好像很難理解,因為我們總是會不自覺地把參与這項巨大工程的力量與我們所能掌控的類似手段相比較。而我們所採取的手段就是微不足道的機器設備,它最多只能舉起一塊幾立方米大小的岩石,這與能夠震動地殼、舉起安第斯山脈和喜馬拉雅山脈的地下能量相比,又算什麼呢?然而當這些山脈與地球的大小比起來,即使它再高大再宏偉,也顯得微不足道。那麼,要理解山脈的形成就不難了——它只不過是看似龐九*九*藏*書大堅硬的地球外殼的地層受到巨大的橫向壓力的作用,發生褶皺后形成的,就像書在我們的手指的作用下摺疊彎曲一樣。
陸地能夠保持基本穩定,肯定是因為有某種強大的機制在保護著它的平衡,這個平衡一直受到威脅,但是一直在被維護。肯定是因為支撐著陸地的力量比地球內部活動造成地面震動的力量大,而且有一隻眼睛不眠不休地守著那些已經浮出海面的陸地。我親愛的讀者們,你們知道這個強大的機制、這個堅固的支撐物以及這隻不閉的眼睛,是什麼嗎?是上帝的眼睛,上帝在支撐,上帝在掌控。
地球內部岩漿在與史前海洋的地球爭奪戰中,所佔領的陸地面積,即現在的陸地總面積,大約是整個地球表面的四分之一;海洋的面積是四分之三。陸地並不是一整塊一次形成的,而是由於地殼的斷裂、扭曲、皺褶和其他運動逐漸形成的,因此地表才會這麼不規則、這麼雜亂無序。例如,有些地方是嵌進地球內部的幽深溝壑、深淵,以及高聳入雲的山峰;有些地方是幾乎與海平面持平的廣闊平原;其他地方則是沒有任何起伏的高原。就是因為它的高低起伏,很難把它看成一個整體,所以我們必須藉助接下來要講的測量地球表面不均勻程度的方式。
南極洲
名稱高度(米)高度(米)
埃里伯斯火山37503950
特瑞火山37502000
假設把歐洲所有的山脈都剷平,然後用剷除的土來填滿平原和山谷,讓歐洲大陸完全變成一片平地,沒有高低起伏,就好像有人拿著一把巨大的靶子把它從頭到尾進行了抹平。在被基本抹平后,整片歐洲大陸只高出海平面205米。這個數字表示的是這塊陸地的平均海拔。用同樣的方式,估算得出亞洲的平均海拔是350米,南北美洲的是285米。至於非洲的還沒辦法確定,因為對這塊大陸的內部結構我們還不太了解。
亞洲
名稱所屬山脈地理位置高度(米)
珠穆朗瑪峰喜馬拉雅山脈中國與尼泊爾交界處8844.43
干城章嘉峰喜馬拉雅山脈尼泊爾與錫金邦交界處8844.43
厄爾布魯士峰大高加索山脈俄羅斯5645
亞拉拉特山/亞美尼亞中部5350
克柳切夫火山/西伯利亞4800
亞布魯諾伊山/西伯利亞4550
埃特納火山/西西里3315
派都迷笛山比利牛斯山脈法國2875
多姆山/法國1470
圭比維勒橄欖山/法國1430
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我已經跟你們講過,陸地並不一直都是現在這個樣子的。它們是一點點慢慢形成的,隨著地球外殼的不斷破裂,新的褶皺的形成,水平面上升,海洋被控制在一定的範圍內。因此,山脈形成的年代並不都是一樣的,有些比其他早,它們的改變記錄了我們的地球在進化過程中的各個階段。研究地球,就絕對不能忽略這個問題:山脈的年齡到底有多大?
首先用兩根手指夾住12頁書,或者多幾頁也行,然後把這幾頁書一同往左側或右側摺疊,從上往下看,可以看到摺痕是呈圓弧形的,這幾頁紙在保持它們的相對位置的同時,層疊向上,它們的彎曲度都是一樣的,而最下面的那一頁底部會留出一部分空間。當摺疊的書受到橫向的壓力時,書之間的摺疊順序並沒有發生改變,只是整體向上突起,由沉積岩形成的地球外殼的地層就跟書頁一樣,當地球內部的岩漿活動對它產生巨大的橫向的作用力時,這些地層在不改變原來的疊加順序的情況下就會整體向上隆起形成山脈,這種現象就叫做褶皺。
從遠古時代起,各種各樣的礦物質就已經開始在海底沉澱了,幾個世紀過後,這些沉澱物變得非常緊實非常硬,形成了水平的岩石地層。這些地層的厚度通常都很深,而且組成成分不盡相同,有些含有石灰石,有些則含黏土或細沙,同時殼類動物和魚類動物的化石的種類也不一樣,這是因為海洋生物跟陸地生物一樣,隨著時間的流逝,在不同的時代是非常不一樣的。對此,我們不再作詳細介紹了,現在我們假設在海底只有3種沉積岩,那麼這3層中最底下的那一層的歷史最悠久,最上層則是最新形成的。至於中間的那層(圖16中的2)形成的時間很顯然是在1層和3層之間,也就是1層之後,3層之前。
噴發物在穿過各種沉積物形成的地層到達地球外殼時,始終保持高溫狀態,這證明了當時地表也是處於高溫時期。它所經過的石灰岩、泥質岩以及各種各樣的沙岩都清楚地記錄著這個溫度,就跟爐邊燒紅的磚頭記錄著鍛鐵爐的溫度一樣。通過閱讀下文,你們將了解得更清楚。
石灰石與熔化的花崗岩或其他深成岩接觸時,由於受到深成岩產生的巨大熱量的作用,就會變成大理石,這樣產生的大理石有些是純白色的,有些是彩色的。因此,此時此刻,以液體形態被迫穿過沉積岩層的這些深成岩帶有的熱量就是霍爾的試驗中需要的;因為,只要靠近或接觸到這個熱量,埋在深層的石灰石就會被熔化,阻止碳酸氣體從石頭裡跑出去。同樣,深成岩在演進的過程中,會讓它碰到的煤炭里含有的氣體逃逸,跟現在的煤氣工廠很像,就是把氣體從煤炭中分離,而且分離方式都很巧妙。同樣的道理,沙子會被玻璃化,變成玻璃的物質——石英。黏土也會變硬,就像在陶工的火爐里煅烤過一樣。