王大虎

王大虎:为什么古代建筑物会沉到地表以下如此之深的地方?

王大虎

尽管考古学家们也在努力地进行发掘,但却未必能发掘出已经沉降到地下的古代城邦遗址。古代城邦遗址通常会被新的建筑物或是自然界中的沙石、各种残骸堆积覆盖。当然也有例外,比如阿兹特克人将神庙建在墨西哥城的一个湖床上,由于地基的缘故,神庙最终沉入了地下。其实,现代建筑如果建在那种地基上也会和古代的神庙一样沉入地下。反观玛雅文明,建在坚硬的岩床上的玛雅古建筑便能长久屹立。

位于伊拉克南部的乌尔遗址便是建在高出地平面21米多、面积数百公顷的大土墩上面的。其他一些残存的古文明遗址也是如此。后继的文明在古代城邦的遗址上面继续建造房屋等建筑,之后随着城市被废弃,各种建筑也逐渐被风沙和动植物残骸所掩埋。

形成中东古文明遗址的另一个原因是由于泥砖在建筑中的大量使用。泥砖建造的房屋相当经久耐用,只需偶尔进行少许维护工作并注意防止雨水冲蚀便可。但是一旦泥砖建筑遭到废弃,人们往往还会同时抽走其中宝贵的支撑木料,于是天长日久之后,泥砖房屋最终会化为黄土,堆积成恒久的土山,化作人们口中的历史传说。

也可能会有新的文明在古文明的城邦遗址上再度建立起来,于是几个先后产生的文明遗址被相继叠加起来,整个遗址X看上去像一块巨大的千层糕一般。

 

 

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地球上的水从何而来?

 

对于地球上水的来源,主要有两派不同的观点:有的人认为水从一开始就存在了;有的人认为水是地球形成稍后因彗星撞击而得来的。

许多年以前,人们倾向于认为地表上的水是最初就积存在地球内部的,随着地球45亿年来的演化,地下积存的水逐渐冒出地面,在地表汇集起来。可能从全球的物质在重力作用下聚合在一起的时候起,水就已经在地球上存在了。这番理论至今依然被广为传播,而且在火山爆发时,地球内部的水确实也会以水蒸气的形式冒出来。

但在最近的几十年中,人们开始思考彗星或是类似彗星的天体撞击地球表面,给地球带来水的可能性。随着这一理论的推演,人们认为这些天体可能绝大部分由水组成,因而当它们撞击地球的时候除了剩下大量的水,几乎没有留下任何地质学上的痕迹。

月球上最大、最重要的一些陨坑都已经有大约40亿年的历史了,其中的90%左右和整个太阳系的年龄相仿。许多人对此的解释是在太阳系形成的早期曾有大量的外来天体撞击月球。轰击月面的这些陨星当中可能就有一部分类似彗星的天体,人们认为这些外星物质可能就是地球上水的重要来源。基于这样的理论,火山喷发携带出来的水蒸气可能就是先前由于地球板块构造而渗入地下的水,现在不过是在恰当的时机重返地面而已。

 

 

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为什么海水是咸的?

 

河流会将陆地上被风化侵蚀的岩石碎末带入海洋,而这些岩石的碎末含有盐分。事实上,河流中的淡水里也有一定量的溶解矿物质,其中大部分是食盐——氯化钠,分子式为NaCl。盐分一旦进入海水之中,往往会就此沉积并慢慢积累。氯化钠在水中的溶解度很高,而且世界上浩瀚的几大海洋都是彼此连接的,因而盐溶液并不会饱和,氯化钠也不会因过饱和而沉淀下来。

在上个世纪初,人们认为可以通过比较世界上所有河流相对海洋的盐度来计算出地球的年龄。理论家们就此计算得到地球的年龄在3亿岁左右。而事实上,地球已经大约45亿岁了。

产生误差的原因相当简单:海洋中含盐的飞沫会被溅到空中,随后被蒸发、风干,接着被风吹上陆地,进而重新循环回到河流中。如果减去这部分再循环的盐分的量,由此计算得到的结果将会更接近地球实际年龄。海洋中盐分含量确实存在着地区性的差异。比如,由于雨量更大且靠近大的河流的入海口,热带海洋中含盐量就要低一些。海水的平均盐浓度为3.5%,其中大约3/4的成分为氯化钠。

 

 

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为什么地球上几大洋相互连通却没有一个统一的海平面?

 

科学家们将地球看作一个整体,从而计算出平均海平面高度,但该值仅仅是通过对整个地球进行一系列的观察后得出的一个数学平均值。事实上,不仅不存在全球唯一的“海平面”高度值,而且世界各大洋各自的海平面高度还会因为某些因素而不断发生改变。

就拿巴拿马运河来说,运河两端的大西洋和太平洋的洋面就不在同一水平高度上。两大洋虽然经由南美洲大陆底部相互连通,但是由于地球自转的原因,各处的海平面高度也不相同。从理论上讲确实可能开凿出一条“海平面”运河,运河里的水能自主地处于大洋间平均水平面高度上,但这一想法却因为开凿一条如此深度的运河花费太过巨大而被否决了。人们最终采用在运河上建造许多水闸的施工方案作为替代。此外,月球引力(引起地球潮汐现象的原因)对海水的作用也随着各地与月球相对距离的不同而变化。这也是引起海平面高度不同的原因之一。

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海水的流动需要一定时间,而现实情况是海水流动速度的变化往往不及以上几个影响因素变化来得快,因此才会造成海平面高低不同的情况。甚至在某座大岛屿的两侧,也会出现海平面高低不同的情况,比如在加拿大的温哥华岛周围就是如此。

此外,科学家们认为通过河流入海的总水量对海平面高度也有一定的影响。比如有好几条大的河流流入大西洋,但流入太平洋的大河就要少很多。

 

 

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如果北极冰帽完全融化会有多少陆地因此被淹没?

 

科学家曾对这种情况下海平面的上升高度做过估算,但是要确切地知道被淹没的陆地面积则必须对全球海岸进行极为复杂的调查。

如果南极东部冰盖融化的话,全球海平面将会上升60米,而南极西部冰盖融化的话,全球海平面将会上升6米。

虽然一般认为格陵兰岛的冰盖要比南极的稳定,但是一旦格陵兰岛上的冰盖融化的话还是会对全球海平面高度产生一定的影响。比较正式的估计结果是格陵兰岛冰盖完全融化后,海平面上升范围在7.1~7.4米之间。

综上所述,南极和格陵兰的冰盖融化后,海平面总的上升高度大致为74.4米左右。

北极冰层融化的话不会对海平面高度产生什么太大的影响,因为北极冰盖本身就是由海水结冰而形成的,是一块只有一小部分冰层浮X面的巨大冰块。人们所关心的其实是冰层融化后随之而来的海水淡化问题,因为极地冰层是陆地上的淡水,如果冰层融化,大量X的淡水将对现有的海水造成一定的冲击。

对冰层融化后被淹没的陆地面积的估算,即便是随意猜测,也要基于全球永远变动的海岸线(假设坡度为千分之一)可能会被新的海平面淹没的状况来进行。

同时,科学家还要考虑当南极大陆所负载的冰盖重量消去后随之而来的地壳反弹现象。冰盖巨大的压力使得南极大陆处于海平面以下,如果消去冰盖的重量,地幔就会相应地向上抬升。今天斯堪的纳维亚半岛之所以仍在不断地上升,便是由于大约1万年以前半岛上所负载的冰层被消除的缘故。

 

 

“大气能见度”这个指标是如何测得的呢?

 

白天能见度的定义是:在白天的天气状况下,人仅凭X所能看到的远方地平线上标志物的轮廓并将其同天空背景区分开来的最大水平距离。对白天大气能见度的估测取决于当地的地面标志物和气象条件。夜间能见度是可能看见一个中等强度的已知光源的最大距离。

对于夜间执行飞行任务的飞行员来说,大气能见度是用视距测量仪来测量的。该测量仪将一束窄光束聚焦到167米处的光电电池上。光电电池的输出取决于从大气透射的光。光束的衰减度取决于大气的透射率,人眼(也就是飞行员的眼睛)的可见范围与此直接相关。

如果大气对光线没有衰减作用,从理论上说人就能看到无穷远处。如果光线全部衰减,能见度就低于167米,也就是测量仪中从光源到光电电池的距离。

 

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