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地球的外部能量,主要有太陽的輻射能和日、月的引力能。太陽輻射能是地球表面最主要的能源,也是地表水和大氣運動的主要動力,它能使地球表面發生風化,剝蝕而改變原來的外貌。日、月的吸引可以對地球產生作用力,作用力本身也可轉化為能量。另外,地球上有數以萬計的河流,不停地奔騰流淌著,有的河流把本流域的大量泥沙,衝向異處。同時我們人類為了得到各種礦產資源,而大規模開採礦藏,為此每年都有數億立方米的礦物被搬動,結果它同樣可改變區域性地殼平衡,並與之相伴產生一定的能量。
由於地球始終要受以上各方面的影響,所以地球的能量,也就在不斷地產生和積累著,當能量積累到一定的程度時,就要釋放出來。當然,能量釋放有多種形式,而且不同方面的能量也是可以互換的,如重力能可轉換成熱能,熱能又可轉換成動能等。不管地球能量以何種方式釋放出來,它都要產生相應的後果。而這種後果對人類及所有生命的影響是多方面的,有時它會造成巨大的破壞力,改變地球的生態,有時透過地殼運動變化,產生新的礦產資源。
地球能量的產生與釋放,都是人類不可抗拒的,但人類可對它進行分析研究,從而加強適應自然的意識。
地球能量積累到一定程度時,就要釋放出來,釋放的形式有幾種。
發生地殼運動,這是在地球動力能的作用下,使構成地殼的岩石形態、位置發生變化,我們在野外,常常看到岩層出現彎曲、破裂或錯斷等現象,地質學中稱為褶皺和斷層。這些現象的發生,都是由於地球內部應力釋放所造成的。地殼運動,可分為垂直運動、水平運動及組合型別。運動的結果可造成高山深谷和海陸位置的變遷。例如,喜馬拉雅山原來是一片海洋,它的崛起是由於組成地殼的兩個巨大岩石體,相互水平擠壓,其中的一個插到另一個巖體之下,將其抬升,成為今天的世界最高峰,至今這種擠壓還在進行著,同樣喜馬拉雅山的抬升也在繼續著。
岩漿作用,也是地球能量釋放的重要方式之一。當地球體的部分割槽域所承受的壓力達到一定程度時,地下的岩漿就會沿著地殼的薄弱帶上升,噴出地表形成火山爆發。而岩漿冷凝成岩石,就造成了對周圍岩石的侵入。不管岩漿噴發或侵入,都能夠使地球內部積聚的部分熱能得到釋放,從而形成新的平衡。岩漿作用可以給人類帶來災難,也可留下美麗的火山景觀,及形成與岩漿、熱液有關的各種礦床。
地震是區域性岩石圈的破裂,而突然釋放地球內部能量的一種現象。地殼運動、火山作用、重力、塌陷等都可以誘發地震。地震是自然界一種經常發生的地質現象。一次地震的持續時間很短,一般僅幾秒到幾分鐘。據不完全統計,地球上每年發生大大小小五百萬次地震,其中能對一個地區造成巨大災難的大地震約十來次,能給地面建築造成一定破壞的強震不超過一千次。地震的發生,能使地球內部能量得到不同程度的釋放。
科學家把透過岩石向外傳導地球的熱能稱之為大地熱流。並認為岩石散熱,是地球熱能釋放的主要渠道。據測定,全球每年透過岩石散發的熱能,相當於燃燒400億噸煤所產生的熱量。當地球透過岩石向外釋放熱能時,在一定的溫度和壓力下,能使原來的岩石發生變質,形成新的岩石型別。
地球能量釋放的幾種主要方式通常會相互伴生,有時也會同時進行。我們居住的地球,在不斷的運動和變化著,同時也在不停地積累和釋放著能量,而能量的積累和釋放,總是在平衡與不平衡之間迴圈往復著。正因為地球能量不斷的釋放,從而改變和破壞了地球的原有的面貌,而隨著地球新面貌的出現,我們也會發現和得到新的景觀、新的礦床。總之,地球能量釋放,是不可阻止的,它給人類帶來的有災害也有開發的新希望。
第二節 地球表面的能量平衡
第二節 地球表面的能量平衡
1、 地球表面的輻射平衡
地球表面與大氣之間進行著各種形式的運動過程,太陽輻射是維持著平衡的主要源泉。因此,要研究地球的能量平衡,首先就要研究地球的輻射平衡。
由於地球距離太陽非常遙遠,太陽釋放的能量只有極微小的部分(20億分之一)到達地球,以太陽常數計為1372W/m2。地球每分鐘接受的太陽輻射相當於燃燒4億噸煙煤產生的熱量,是地球最主要的能量源泉。太陽常數的微小變化(或1%)都會引起地球能量系統包括氣候的巨大變化。
太陽輻射到達地表以前,要經過大
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