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地理 | 科学家教你用沙子给地球量体温
来源:豆象家教 时间:2018-06-01 浏览量:
沙子

上周我给你讲了地球上的土是怎么形成的。当时我说了,在水、风、植物、温度四种力量共同作用下,岩石变成石块,石块变成沙子,沙子又变成很细的粉末,这些粉末就是土的主要组成部分。

哎,注意这个过程中出现了一个词——沙子。沙子是一种非常常见的东西,但是你知道吗,看起来不起眼的沙子,却记录着地球历史,科学家要了解地球的历史,就一定要学会读沙子里藏着的那本历史书。





那沙子怎样书写地球的历史呢?科学家又怎么读沙子书写的历史呢?今天,我就带你探索这个问题。首先,你来看看下面这张照片。

照片是不是特别美!其实,这是用显微镜拍的沙滩上沙子的照片,你能看到很多小石块,上节课我说了它们是由岩石变成的,但是,别急,照片里那些标红的东西是什么呢?




这些东西看起来像是一些不同种类的贝壳,但是,你要知道这是显微镜下看到的照片,这些看起来像贝壳的东西特别小,比最细的缝衣针的针孔的三分之一还要小。


有孔虫书写历史的秘密



哇!是什么生物能造出这么小的贝壳呢?科学家把这类生物叫做有孔虫,它们已经在地球的海洋里,生活了至少1亿年了。而沙子书写地球历史的秘密就藏在这有孔虫的壳里面。



为什么这么说呢?听我慢慢给你讲。



你肯定知道海水是咸的,海水之所以是咸的因为海水里面溶解了很多矿物质,这矿物质里面含有一种金属元素钙。



为什么这么说呢?听我慢慢给你讲。




你肯定知道海水是咸的,海水之所以是咸的因为海水里面溶解了很多矿物质,这矿物质里面含有一种金属元素钙。


为什么这么说呢?来看看下面这张图片,这张图片稍微有点复杂,我来给你解释一下,这张图是科学家画的,过去的80万年里,地球温度的变化情况。



那么问题来了,科学家怎么能准确的知道80万年前地球的温度呢?因为有孔虫在用碳酸钙建造壳的时候用一种特殊的方式记录了当时地球的温度。




科学家只要知道在地球历史的不同时期地球表面覆盖了多少冰,就能计算出当时地球表面的温度。


而有孔虫的壳就能告诉科学家有孔虫在制造这个壳的时候,地球上有多少冰。




啊!这么神奇吗?对,就是这么神奇,听我继续讲给你听。




刚才我说了有孔虫把海里的钙元素,碳元素和氧元素结合起来形成碳酸钙,而这氧元素其实是从水里来的。我以前讲过水分子是有氧原子和氢原子组成的。而总的来说地球上所有的氧原子可以分为两类,一类稍微重一点,另一种稍微轻一点。




轻一点的氧原子构成的水分子轻一点,所以更容易跑到水蒸气。这些水蒸气如果冻起来了就成了雪,落到地面后慢慢就变成了冰。






嗨!讲到这里,你要注意哈,也就是说,稍微重一点的氧原子组成的水分子很少会变成水蒸气然后变成冰,而是大部分都留在了海水里。




前面我们讲过,海水里的冰多一些,那稍微轻一点的氧原子的占比就多一些,也就意味着海洋里温度就低一些;同样的,海水里的冰少一些,那稍微轻一些的氧原子占比就少一些,海洋的温度就高一些。




有孔虫在生产碳酸钙外壳时就把海洋里比较重的原子数量记录下来。科学家只要测量有孔虫壳比较重的氧原子数量就能推算出当时地球上有多少冰了,在用这个冰的数量推算出当时地球表面的温度。






有孔虫就是用这种独特的方法记录了地球的历史,而科学家用科学知识一点一点解读还原了这部历史。



有孔虫的壳




哎,听到这里你是不是想问:科学家怎么能找到80万年前的有孔虫壳呢?对科学家来说,这也不难。




有孔虫死后的壳会沉到海底,一层一层堆积起来成为海底的岩石,岩石里的每一层有孔虫的壳都代表了一个特定的年代。






科学家在海底钻一个洞,把岩石取出来,就能找到不同年代的有孔虫壳,然后分析壳里面比较重的氧原子的含量,再推算当时地球上有多少冰,在推算出当时地球表面的温度。



这就是科学的神奇之处,用你意想不到的方法解决你无法想象的难题。




最后,点开下面视频,看看在显微镜下看到活的有孔虫是什么样子的。
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