第1章 地球表面的基本形态和特征

第一章地球环境第一节地球表面的基本形态和特征一、海陆分布地球表面明显地分为海洋和陆地两大部分。

连续的广阔水体称为世界洋，它是海洋的主体。

被海洋所环绕，但突出于海洋面上的部分则称为陆地。

大陆是陆地的主体；岛屿是陆地的组成部分。

在5.1×108km2的地球表面积中，海洋面积3.61×108km2，约占71％，陆地面积1.49×108km2，约占29％。

海洋与陆地的面积比约为2.5∶1，海洋占有明显的优势。

这种情况至少在太阳系是独一无二的，故有的学者曾严肃地称地球为“水球”。

地表的海陆分布不均匀。

以新西兰东南为中心，包括太平洋主体的半球，海洋占90.5％而陆地面积极小，因而有水半球之称。

从传统的南北两半球来看，陆地的2/3集中于北半球，占该半球面积的39.3％，其中只有20°—70°N间陆地面积（约6.02×107km2）略超过海洋面积（5.22×107km2）。

在南半球，陆地只占总面积的19.1％。

其中的30°—70°S，陆地只有7.30×106km2，而海洋面积达1.048×108km2。

尤其是50°—60°S陆地只有2×105km2，而海洋面积达2.51×106km2，成为按纬度划分陆地面积最少的区域。

有的学者很早就注意到了海陆分布的对蹠现象（antipodal）。

如以四个古老大陆（加拿大、西伯利亚、南极和欧洲）做顶角作出一个四面体。

则它们所对应的面分别为印度洋、大西洋、北冰洋和太平洋。

实际上，地球大陆上任一点的对蹠点，95％以上可能是海洋。

有些研究证明，海陆对蹠分布乃是随机性的表现。

全球共有七个大陆，即亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、澳大利亚和南极洲。

亚洲大陆和欧洲大陆虽以乌拉尔山脉、乌拉尔河、里海、高加索山脉、博斯普鲁斯海峡、达达尼尔海峡为分界，但实际上它们是连在一起的整体，合称亚欧大陆。

所以也可以说全球共有六个大陆。

亚洲大陆与非洲大陆的分界线是苏伊士运河。

北美与南美以巴拿马运河为界。

澳大利亚和南极大陆各以自己的海岸线为界。

各大陆面积及其占全球陆地面积和全球面积的百分比如下：大陆名称面积（×104km2）占全球陆地面积（％）占全球面积（％）亚洲大陆 4480 29.8 8.7非洲大陆 3060 20.5 6北美大陆 2200 14.8 4.3南美大陆 1790 12 3.5南极大陆 1397 9.3 2.9欧洲大陆 1040 7 2.1澳大利亚大陆 780 5.2 1.5除南极洲外，所有的大陆都是成对的。

例如北美和南美，欧洲和非洲，亚洲和澳大利亚，每对大陆分别组成一个大陆瓣。

这些大陆瓣在北极汇合，形成大陆星（图1-16）。

在星形投影图上，这一特点表现得尤其明显。

每对大陆的南北两部分都被地壳断裂带所分开。

这种断裂所在的海区深度比较大，具有众多的岛屿，并常有强烈地震和火山活动。

仔细研究大陆的轮廓，将发现每个大陆都是北部比较宽广，向南逐渐变窄，像一个底边位于北方的三角形。

甚至南极大陆也可以称为三角形，其狭窄部分对着南美。

还应该指出，南半球各大陆西边都向里凹进，而东边则向外突出。

非洲西海岸和南美洲东海岸在形态上具有明显的相似性。

在1公里深的大陆坡上把这两个大陆拼接起来，平均误差只有88公里。

用同样方法将南美、非洲、北美和格陵兰都拼接在一起，如将西班牙做一些转动，平均误差也不超过130公里。

这样拼接的结果，给人一种强烈的印象：某些大陆似乎原来是连在一起，以后才分开的。

二十多年来板块学说的崛起和大陆漂移学说的复苏，已为这一问题提供了肯定的答案。

地球上的海陆分布形式对南北两半球的气候有很大的影响。

南半球由于水面广阔，气候比较温和，普遍具有海洋性特征。

北半球温度变化的幅度比南半球高8℃左右。

二、海陆起伏曲线地球上各大陆高出海平面的平均高度和各大洋底部低于海平面的平均深度存在着很悬殊的差别。

南极洲平均海拔2263米，历来被视为世界上最高的大陆。

实际上它是由于地表覆有巨厚的冰盖所致。

以裸露地表而论，亚洲大陆最高（950米），以下依次为北美（700米）、非洲（650米）、南美（600米）、欧洲（300米）等。

显然，大陆面积愈大，其平均海拔愈高。

据近年研究，大陆面积和高度拟合曲线的相关系数可达0.9。

这是由泛系结构所决定的泛对称现象作为一种普遍规律在海陆分布上的表现。

太平洋平均深度达4300米，是世界最深的海洋，其次为印度洋（3897米）、大西洋（3626米），而以北冰洋为最浅（1205米），同样表现出泛对称性。

地球上最高的山峰出现在最大的大陆上，最深的海沟分布于最大的大洋中，除表明地表具有复杂的起伏外，也表明了泛对称现象的普遍性。

为了形象地表示地球上各种高度和深度的对比关系的一般概念，可以根据陆地等高线和海洋等深线图，计算各高度陆地和各深度海洋所占的面积或占全球总面积的百分比，绘出曲线。

这就是海陆起伏曲线。

从这个图上可以一目了然地看出陆地面积小，大部分陆地在海拔1000米以下，平均海拔为875米；海洋面积大，大部分海区深度在3000—6000米，平均深度约3800米。

如用绝对数值表示图中的横轴线，就能很快读出每一高度或深度所占的面积。

以百分比表示横轴、则可迅速读出不同高度或深度地区占全球面积的百分数。

三、岛屿同样被海洋所环绕，但面积远比大陆小的小块陆地，称为岛屿。

实际上，不仅海洋中有岛屿，河流、湖泊，甚至水库中都可以形成岛屿。

这里主要介绍海洋中的岛屿，这种岛屿可以分为大陆岛和海洋岛两类：1.大陆岛位于大陆附近，在地质构造上与邻近的大陆有密切的联系。

大陆岛本来是陆地的一部分，由于大陆的某些部分发生破裂或沉陷而被海水所淹没，使它与大陆分离，形成了岛屿。

但它的基础仍固定在大陆架或大陆坡上（例如马达加斯加岛、斯里兰卡岛、科西嘉岛、新地岛、格陵兰岛、我国的台湾岛和海南岛）。

许多大陆岛常成列分布在大陆外围，形成弧形列岛，亚洲大陆东岸的弧形列岛是最典型的例子。

2.海洋岛面积比大陆岛小，与大陆在地质构造上没有直接联系，从来不是大陆的一部分。

海洋岛又可按成因分为火山岛和珊瑚岛两类。

（1）火山岛：火山岛是海底火山喷发形成的岛屿。

火山喷发首先形成了海底火山，多次喷发使海底火山逐渐增高，最后露出海面成为火山岛。

火山岛面积不大，但地势高峻。

火山岛主要分布在太平洋西南部、印度洋西部和大西洋中部。

夏威夷岛是最著名的火山岛，它的基础位于深达4600m的海底，而最高处又高出海平面4166m。

1973年1月火山爆发后才形成的，位于冰岛以南的大西洋中的一座火山岛，是世界上最年轻的岛屿。

（2）珊瑚岛：珊瑚岛是由珊瑚礁构成的岩岛。

它们的分布与气候条件有着密切的关系。

热带、亚热带浅海的暖水中生长的珊瑚死亡后，残骸堆积下来，新珊瑚又在其上繁殖。

这种珊瑚残体，以35—335年1米的速度增高，最后露出海面，即成为珊瑚礁。

珊瑚礁可以分为岸礁、堡礁和环礁三种。

岸礁紧密连着大陆或岛屿的海岸；堡礁与陆地之间隔开一条水带；环礁呈近似圆环状，但通常有缺口与海洋相通，环礁中间是平静的礁湖。

澳大利亚东岸的大堡礁是世界上规模最大，最著名的珊瑚礁，沿海岸分布，南北长达1900公里，东西宽约2—150公里；落潮时露出水面，涨潮时大半被淹没。

我国南海诸岛：东沙群岛、中沙群岛、西沙群岛和南沙群岛都是珊瑚岛。

四、地球表面的基本特征地球表面有海洋、陆地，有高耸的山脉，宽广的平原和盆地，大大小小的河流湖泊，种类繁多的生物，但是，什么是它的基本特征呢？前面已经提到地球各圈层在地表面附近相互渗透和相互重叠这一分布特点，赋予地球表面一系列独特的性质。

这些独特性质同时也就是它的基本特征：1.太阳辐射集中分布于地表，太阳能的转化亦主要在地表进行。

高空大气只能吸收小部分太阳辐射，大部分的太阳辐射到达地球表面后，只能穿透地表以下很小的厚度。

因此太阳辐射主要在地表发生转化，并对地表的几乎所有自然过程起作用。

如前所述，地球表层是一个远离平衡状态的有序开放系统。

正是太阳辐射的输入和输出平衡对于维持这个耗散结构的有序性起着主要的作用。

2.固态、液态、气态物质同时并存于地表，使海洋表面成为液+气界面，海底成为液+固界面，陆地表面成为气-固界面，而沿岸地带成为三相界面。

各界面上的物质相互渗透，三相物质相互转化，形成多种多样的胶体物质和溶液系统。

3.地球表面具有其特有的、由其本身发展形成的物质和现象，如生物、风化壳、土壤层、粘土矿物、沉积岩、各种地貌形态，等等。

这些表层物质乃是地球表层这一有序系统的负熵增长表现。

4.相互渗透的地表各圈层之间，进行着复杂的物质、能量交换和循环，如水循环、地质循环、化学物质循环等，井且在交换和循环中伴随着信息的传输。

地表物质、能量转化过程的发展强度及速度都远比地球其他各处大，表现形式也更复杂多样。

5.地球表面存在着复杂的内部分异。

诚然，分异过程在高空和地球内部也都存在，但分异程度远不及地表强烈。

地球表面的内部内异在水平方向和垂直方向上都有表现。

分异的结果形成了不同等级的地表自然综合体。

6.地球表面是人类社会发生、发展的环境，尽管随着科学技术的发展，人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间，但地表仍然是人类活动的基本场所。

很明显，这里所说的地球表面，具有一定的厚度，更确切的名称应为地球表层。

而现代的地球表层乃是地球历史发展的产物。

地球历史发展具有不断增加其有序性的趋势，其“记忆”痕迹表现为地球表层和局部区域在系统中留下的遗迹。

从系统论观点看来，这些记忆痕迹是在外界输入发生变化的情况下，系统本身的不可逆变化在系统中留下的记录。

地球表层的记忆痕迹是多种多样的，包括矿物和岩石、岩层、地质构造、地貌、土壤形态剖面、生物形态和解剖特征、化石和残余生物种、古地磁、同位素组成比例等。

可以根据这些记忆痕迹的排列组合关系重建系统的发展史和阐明其空间结构的演变过程。

第二节地质环境一、地质环境的基本特征地质环境主要是指固体地球表层地质体的组成、结构和各类地质作用与现象给人类所提供的环境。

地质环境是具有一定空间的客观实体，其上限是地表或岩石圈的表层；而对地质环境下限位置的确定，目前大致有两种意见：一种是从人类活动对环境影响的角度衡量，把下限定为人类的科学技术水平和生产活动的能力所能达到的地壳深部；另一种则是从环境对人类和其他生物的影响来衡量，其下限达到与区域地壳稳定程度有关的地壳深部甚至地幔。

（一）地质环境的容量地质环境的容量指某个特定地质空间可能承受人类社会经济发展的最大潜能。

人类所有生产和生活的消费物资，都是直接或间接地取自地质环境。

人类在生产和生活过程中产生的一切废弃物，又都直接或间接地排放到地质环境之中。