第二十一章人与地球.ppt
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1、第十讲 人类与地球系统 第 二 十 一 章 人 与 地 球 地球物质和能量系统运动的直接结果,就是造 成地球环境的变迁。地球系统运动使环境发生 变迁的主要运动形式有:灾变性的环境变迁, 如地震、火山爆发、台风、洪水、泥石流、滑 坡、塌陷等;渐变性的环境变迁,如新构造活 动、海平面上升、沙漠推进、气候改变等。根 据地球系统的统一性原理,可以知道地球系统 的运动形式有其自身发生、发展和演化规律, 影响我国环境系统的主要因素来自以下几个方 面: 21.1 地球系统的运动 对人类活动的影响 环太平洋构造带 环太平洋构造带是地球物 质和能量系统运动表现最为活跃的地区,这 一地区的火山、地震活动相当频繁。
2、由于这 一地区的地理条件优越,经济极为发达,因 而灾害性的物质运动形式也给人类的建设乃 至生命保障带来巨大的威胁。地震和火山活 动频繁是环太平洋构造带的主要灾害,火山 爆发给人类造成的直接危害远远小于地震, 但火山爆发给自然环境造成的危害却远远大 于地震。火山喷发时除了喷出大量的岩浆和 火山灰以外,有时还喷出大量有毒气体,如 CO、SO2、NH3等 新构造活动频繁是该区另一种主要 的地质作用,构造活动可以使地面变 形,建筑物遭到破坏;不断扩张的弧 后盆地在接受沉积的同时持续下降是 西太平洋地壳运动的主要规律,造成 相对海平面的上升,并改变了该区的 洋流系统。洋流系统和季风系统是影 响气候的主要
3、因素,并决定了黑潮暖 流的强度和台风活动的频率。 特提斯构造带 特提斯构造带西起地 中海沿岸,经喜马拉雅山向东南亚方 向延伸。是影响我国南方的主要构造 体系。由于印度板块不断地向北运动 ,造成青藏高原的持续隆升,对整个 大气环流系统及周边水系的发育和环 境的变迁产生了巨大的影响,如西南 暖湿气流的形成,长江流向的改变等 。此外,因河流的强烈切割形成了高 山峡谷地貌,崩塌、滑坡、泥石流、 雪崩等也是这一地区经常发生的灾害 。 盛行西风带 位于南北纬3060范 围内,由于地球自转受科氏力的影响 所形成的优势西风,是影响我国北方 气候的主要因素。强劲持续的盛行西 风使我国西北地区形成大面积的沙漠 ,
4、并不断地受到沙漠化进程加剧的严 重威胁。 中国土地荒漠化面积 262.2万平方千米 全球土地荒漠化面积 3600万平方千米 地球系统的运动 对人类活动的影响 地球的物质和能量系统的运动对人类 活动产生的巨大影响,迫使人类改变 自己的生活方式,去适应环境的要求 。 有证据表明,最古老的猿人化石主要分布在青藏高原周围,因 此我国著名学者黄汲清先生就认为,人类之所以走出森林是因 为青藏高原的隆起,恶劣的自然环境迫使古人类不得不离开自 己的家园,重新寻找适合自己生存的。 由于地球物质的运动,地球表面各地 区的环境状况不断发生改变。 伤心的骆驼再也找不到昔日清冽的甘泉 ,茫茫戈壁哪里还有生命之源? 灾变
5、性的环境变迁往往给人类带来重大的经 济损失,甚至严重威胁了人类的生命安全。 地震是严重的威胁人类生命安全的一种灾变 ,唐山地震夺去了24万人的生命,1556年发 生在陕西华县的地震夺去了83万人的生命。 公元79年意大利的维苏威火山爆发,附近的 庞培等三座古城被火山灰所掩埋,1650后发 掘出的庞培古城仍可以看见来不及逃离居民 的惊恐神色。1987年喀麦隆火山喷发释放了 大量的有毒气体,虽然大部分人员及时撤离 而伤亡不大,但却致使大量的牲畜死亡,在 国际上引起强烈反响。 人类对付渐变性的环境变迁基本有两种 方式:一是因地制宜,寻找就地解决的 办法,求得发展之之路;二是“三十六 计走为上”,干脆
6、一走了之。中国西部 可以发现许多被遗弃的古城在历史中都 曾经繁盛一时,如新疆的楼兰古城、甘 肃的黑城等等。正是由于风沙肆虐,正 是由于风沙肆虐,夺去了人类生存的最 基本条件水,迫使人类不得不离开 自己的家园,使昌盛一时的丝绸之路逐 渐地衰落。 古楼兰遗址三间房 这棵树已经伫立在楼兰古国三千八百多年 了,也许它亲眼目睹了当年商贾穿行的繁 荣景象;也许它亲身感受了几千年的沙暴 肆虐。也许再用不了多久,人们连这棵树 的影子都看不到了! 大夏废都统万城 历史上的黄河经常发生洪泛和改道,黄 泛区的农民大多建造一些简易的住房, 一但洪水来临,他们便弃家而逃。等到 洪水退去,他们再重返家园,开始新的 生活。
7、 蒙古族人则根据草场的生长情况不断迁徙 新疆的吐鲁番地区由于年降雨量很低,蒸发量很 大,地表水严重缺乏,但地下水还比较丰富,因 此这里的人民就发明了坎儿井的特殊水利工程。 大的突发性的灾变性事件,人类往 往是无能为力的,只有尽量减少灾 害的损失。对于一些突发性的,小 范围的灾变事件,有些是可以预防 和回避的,如台风、泥石流和滑坡 等,人类可以通过防范措施把损失 减少到最少的程度。 飓风到来之前 飓风刮过之后 21.2人类与地球系统的联系 人类是依附于地球的高级动物,他的所有活 动都离不开地球。人类活动的足迹几乎遍布 了大陆的每一个角落,而且正在加快向海洋 进军的步伐,因此人类与地球物质能量系统
8、 有着千丝万缕的联系,人类与地球系统的物 质与能量的交换也在不停地进行着。自然界 的地质作用是一种非常缓慢的过程,相隔百 年的同一地方,在自然地质作用中几乎没有 明显的变化,人类却可以在极短的时间里改 变一个地区的面貌。 分别摄于1872年和1968年同一地方的两张照片 21.2.1 人类从地球系统中 获得所需的物质和能量 原始人类已经认识了各种岩石的 不同性质,并用于不同的工具, 然后学会了辨别矿石和冶炼技术 。但原始人类的这些活动队地球 的影响是微乎其微的。 上帝保佑你找到金矿 工业革命以后的近200年来,人类从地球 系统中采掘了大量的煤、石油、天然气 、建筑材料和其它金属、非金属矿产,
9、用以支持人类活动的各种需要,而且采 掘量在迅速地增长。 人类在开采有用矿产的同时也改变了地 球系统的物质和能量的分布,其所及范 围可以深入到地壳5千米以下的深处。为 了从地壳中获取1吨的矿石,需要同时采 出约23吨的废料,对一些稀有的矿种 ,这个比例更是大得惊人。 1900前 190040 4180 802000 总量 铁矿/(1109吨)4.0 6.2 20.4 26.6 57.2 煤矿/(1109吨)9.0 47.5 94.0 80.0 230.5 石油/(1109吨)0.26 4.5 56.2 62.1 123.0 天然气/(11012m3) 1.3 25.8 35.0 62.1 铝土矿
10、/(1109吨) 0.37 1.63 2.0 4.0 世界采掘最多的几类矿产及其采掘加速的情况 油田在进行二次、三次采油时,需要同时注入大 量的水、蒸汽和化学物质,或采用高压或爆破致 裂技术来增加石油的产量,这些措施都直接影响 到地球物质和能量系统的平衡。 21.2.2 人类在工程技术活动中 对地球系统的影响 人类在改变自己的生存条件时,也在 不知不觉地改变着地球的物质和能量系 统的平衡,城市和工厂建设、道路和水 利工程等一些工程技术活动,对地球的 表层系统有很大的影响,同时也影响了 自然地质过程的进行。 城市和工厂建设的占地面积很大,如北京市的占地面积大约 1.62万平方千米,预计在2000
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