目录

地球的故事（一）

简介

第一章 地 球

第二章 物体的掉落

第三章 月亮会掉下来吗？

第四章 地球的每日运动

第五章 季节与气候

第六章 地球的两极是扁平的

第七章 地球内部

第八章 地 震

第九章 陆地为什么不会沉入海底？

地球的故事（二）

第十章 火 山

第十一章 维苏威火山

第十二章 火与水

第十三章 山 脉

第十四章 河谷与平原

第十四章 河谷与平原

第十五章 勃朗峰

第十六章 索绪尔的登山旅程

第十七章 柏杜山

地球的故事（三）

第十八章 雪永远不会融化的地方

第十九章 冰川

第二十章 大川

第二十一章 湖泊与泉水

第二十二章 大海

第二十三章 珊瑚岛

第二十四章 潮汐

第二十五章极 地

版权信息

书名：经典科普：地球的故事三部曲（套装共3册）

作者：（法）法布尔

出版时间：2020.4

ISBN：E

版权所有    侵权必究

地球的故事（一）

简介

这本基础科学书籍主要介绍了我们赖以生存的地球。本书内容生动活泼，将那些原本枯燥无味的地理知识讲解得妙趣横生。

虽然不可避免地还有一些干巴巴的国家、城镇、河流等名称，这些对于拥有超强求知欲的头脑来说，根本毫无吸引力；但是，我想通过非常通俗的交谈形式来向读者介绍地质学的基本知识，讲解是再简单不过了，但是却丝毫不会影响这门学科本身的魅力。读者可以清楚地知道英属卡弗拉里亚以及桑吉巴尔岛在地图上的位置，也可以对地球是一个整体的概念有更正确的认识：地球的自转和公转所产生的昼夜交替、四季变换，所有生物赖以生存的大气和海洋的形成过程。在我看来，通过死记硬背地理书上的内容，我们可以知道：火山就是一座冒着烟的山，海洋就是一大片的水域，地面产生震动的现象就叫作地震，而冰山就是由冰雪堆成的山谷。但是仅仅知道这些是不够的，我们还应该简单了解一下这些强大的自然力量是怎样运作的，以及它们在生物活动中所起的作用。这些研究才是无价的。本书将会向大家展示大自然所创造的伟大奇迹。

法布尔

第一章 地 球

知名作家圣彼得·伯南丁曾说过他小时候关于地球与太空的奇怪想法。他认为，从表面上看，太阳是从一座山的背后升起来，再从另一座山落下去。他觉得天空就像一座蓝色的拱桥，或者像一个倒扣在地球边缘的碗。他想象着，为了不碰到头，他必须弯着腰行走才能达到地球的边缘。有一天，为了解除困惑，他决定去证实这一切。于是他准备了一些吃的东西，然后就出发了。他走啊走啊，走了好长时间，只希望可以快点亲手触摸到天空；可是这座拱桥在他前进的过程中却在不断地后退，好像永远都走不到尽头。最后他走得实在太累了，于是放弃了这次探险。但是，即使他沿原路返回了，他还是相信天空就是一座大拱桥，这样的话，那到达不了、摸不到它就很好解释了：他的腿不够长，力量不够大，所以怎样也无法碰到天空。

我亲爱的读者们，小时候你们应该也有过这种幼稚的想法吧：认为地球就是一片无限延伸的被蓝色的穹顶所包围的广阔土地，只是中间被山脉切割。但是现在我们清楚地知道：天空没有任何一个角落是与地面相接的，地面上也没有任何一个地方是可以触碰到天空的，因为任何地方的天空的高度都是一样的。我们也知道：当我们直直地向前走时，会看到平原、山脉、海，却永远都无法走到地球的边缘。简单来说，地球是圆的。如果我们朝着一个方向一直走，最后我们还是会回到原点。

地球是漂浮在太空中的一个巨大的球体。假设在空中有一个用绳子系着的大球，球面上有一只昆虫。假如这只昆虫想要从球的一边爬到另一边，那么它肯定可以顺利做到，途中不会遇到什么障碍物，也不会有突起的障碍阻碍它前进。这与在地球上的我们是一样的，即使比起这只昆虫，地球上的我们显得渺小很多。我们从无数个不同的方向来来去去，未曾遇到过障碍物，也未曾触碰到天空，完成了最遥远的旅程，甚至是环球之旅，最后又返回到起点。照这么看来，地球就应该是圆的，是漂浮在太空中的一个巨大的球体。至于头顶上那个蓝色的穹顶，只不过是地球表面的空气折射形成的蓝色光线。

以下事实可以用来证明地球是圆的。有一名旅行者在去往一个小镇的途中经过一片很平坦的平原，在平原上没有任何事物会挡住他的视线，站在某个地方，他首先看到的就是小镇的最高处——尖塔的最高点。站在近一点的地方，才可以看见尖塔的整个顶部，然后是屋顶，最后才能看到整个建筑物。所以，随着距离远近的变换，我们首先看到的都是物体的最高点，最后看到的是最低点。假如地球是平的，那么就不是这样的了。站在任何一个地方，我们都可以直接看到塔的全身，而不是先看到顶部，然后再是底端。如图1所示，在塔的右侧，不论是站在A点还是B点，都可以直接看到塔的全身。另外，假如地球是圆的，那么远处的物体就会因为地球表面弯曲而被挡住，就像我们之前所讲的那样，物体将会从顶点开始慢慢出现在我们眼前。因此，如图2所示，站在A点的话，是根本看不到塔的，因为视线被地球弯曲的表面挡住了；站在B点，也只能看到塔的上半部分；而站在C点，就可以看到塔的全部了。

图1

图2

在陆地上，很少有视野那样宽广同时又规则的观察点的，因为总是会有山脉以及数不清的植物干扰我们的视线，所以，任何塔或尖塔都是按照从顶部到底部的顺序慢慢映入我们眼帘的。而海面突起的表面是跟地球表面的弯曲度类似的，那么在没有障碍的海面上，就可以很好地解释地球是圆的这一事实了。

当一条船慢慢地向海岸靠近时，船上的人首先看到的是岸上建筑物的最高点，如山顶，接着是高塔的塔顶，然后才是海岸。同样，岸上人首先看到的是上桅杆，接着是中桅杆，然后是帆，最后才是船身。假如船是从海岸开走，那么如图3所示，这些物体消失的顺序将会与船开向海岸时的顺序相反，也就是说：首先消失在眼前的将会是船体，接着是帆，然后是中桅杆，最后才是上桅杆。

图3

地平线的形状也可以证明地球是圆的。“地平线”这个术语来源于希腊语，它的意思是“边界、界限”，用来指站在地面的某个地方，视野所及的范围。

地平线好像把天空和地面连接起来了。当观察者站在绝对平坦的地面上时，将会形成一个以他为中心的地平线圈。地平线的形状在海上表现得更明显，它就像一个巨大的圆盘与蓝天相接。假如地球是平的，就只有视力的好坏会影响到视野，而且用足够强大的望远镜就可以看得到任何距离的物体，那么地球上的事物就一览无余了。但是真实情况并不是这样的：即使用最好的望远镜，也是看不到地平线另外一端的物体的。这么看来，地球就不是平的，而是圆的。我们来看下图4，一切就清楚了。假设球面上方有一条垂线OB，我们从A点往球面看，那么可以看到的是哪部分呢？答案很简单。我们以A为起点画一条直切线AK，K点与球面相切，这条线表示的就是视线，所有在这条线和A点之间的范围的都是我们能看到的部分，而超出这范围的都是我们看不到的。如果，我们再以A点画与AK类似的AP、AQ、AR、AS等无数条直线，这些线的另一端都是落在球面上，那么所有落在球面上的这些点最后将会形成一个完整的圆。从OB线上的其他点画类似这样的线，也会得出同样的结果。这么说来，不管在哪个点，如果我们所看到的地平线是一个圆的话，那么地球一定是个球体。

图4

这个被我们叫做地球的东西的周长有4万千米。接下来我会讲明这个数字所代表的意义。如果你曾经爬过塔，当站在塔上俯瞰周围的景色时，你一定被眼前那无限延伸的土地给震住了，而那蓝色的地平线好像真的很遥远，在记忆中，那就是最遥远的距离。地平线离我们到底有多远呢？从塔顶我们到底可以看到多远呢？这取决于两样东西，塔的高度和地面的凹凸程度。我们再来看下图4，假设观察点不是在A点，而是在高一点的B点，那么视线的另一端将能落在球面的更远处，假设那是H点，那么我们的视野就更宽了。所以，由于地球是圆的，我们站得越高，就看得越远。

另一方面，在多山脉的地方，由于地面凹凸不平，视野就会受到影响，地平线也同样会受到限制。假如把地面看成跟海平面一样的平坦，同时把观察点设在142米高的斯特拉斯堡教堂钟楼上，在这种情况下，地平线周长就是40千米。假如有另外一个圣彼得·伯南丁，他拥有强壮的双腿，那么只要花上一天的时间，他就可以走到从斯特拉斯堡教堂钟楼上所看到的地平线；如果他做到了，那么第二天他可能没有勇气，也没有力气再出发了。我们的地球是如此之大，它的周长是4万千米，是我们从斯特拉斯堡教堂钟楼上所看到的地平线周长的1万倍啊。

这时你肯定会问：地球上有那么多庞大的山脉和深谷，使得地球表面凹凸不平，那为什么还说地球的表面是圆的呢？你们更愿意相信海面是均匀的，而陆地则不是，因为我们所看到的陆地到处都是坑坑洼洼的。布满山脉、峡谷、平原以及悬崖峭壁的地球表面怎么会是规则的呢？我们怎么从这个极不规则的球面上找出它的规则呢？我反过来问你们：橘子是圆的吗？你肯定会回答：是的。尽管仔细观察就会发现橘子的表面是坑坑洼洼的，但是这些坑坑洼洼与它的大小比起来根本不算什么，所以橘子还是圆的；所以我也可以这样说，地球就是圆的，因为地球表面的这些很高的山脉与地球庞大的身体比起来根本不算什么。下面我会对此作出证明。

现在，我们用一个直径2米的表面光滑的球来代替地球，然后按照正确的比例，在它的表面标出一些主要的山脉。在这些山脉中，最高的是位于亚洲中部的珠穆朗玛峰，其海拔约8840米，直入云间，它的底部占据了非常大的空间，相当于一个帝国的面积。当这样的一座庞大的山出现在我们面前时，我们会做何感想呢？如果我们要让这座大山按正确的比例在我们假设的球上显示，你知道用什么来表示吗？一粒沙子，一粒直径只有1毫米多的沙子！如此看来，这样一座庞大的山与地球比起来根本就不算什么。就像橘子表面最小的疙瘩一样，对于橘子来说，也是可以忽略的。至于欧洲最高的山脉——勃朗峰，我们只要用一粒直径只有一半的沙子来表示就可以了，它的海拔约4810米。不需要再举更多的例子，球面有无数这样的沙子，而这些沙子就相当于地球上无数的山脉，尽管数量很多，但是丝毫不会影响球体的形状。也就是说，地球只不过是这个球的无限放大版。

那么地球是怎样平稳地悬浮在太空中的呢？它是不是被某种天体链吊起来的呢，就像宫殿顶部的圣灯一样？又或者有某个物体支撑着它，就像地球仪的底座一样？……很多旅者从不同的地方环行地球，但是都从未看见任何的吊链或者支撑物。每个地方都一样，他们都只看到陆地、天空和海洋。因此，我们可以断定：地球是一个独自悬浮在太空中的星球。

那么，为什么它不会掉下来呢？嗯，这是个关键问题！不过可以想一想，也许你就会知道为什么地球不会掉下来。你看到的是什么？广阔的天空、无边无际的空间。假如你站在地球的另一面，你会看到什么？还是广阔的天空、无边无际的空间。假如是站在分界线的左边或右边呢？还是一样。无论站在什么地方，都是看到广阔的天空以及无边无际的空间。现在请告诉我：在这无边无际的空间里，地球会从哪个地方掉下来呢？如果可以，请先告诉我，地球的哪边是上面？哪边是下面？这里的上面是指天空，不过请记住：无论在哪个地方，天空都是一样的。如果你很清楚地球不会落到我们头顶的天空，那么你为什么会觉得天空会落进我们脚下的“天空”呢？就像我们不会去怀疑地球会升到天空一样，我们也不要去怀疑地球会掉下来。

在下一章，我们将会对这个问题作进一步的讲解，我们会讲述物体掉落的原因。不过，我们先总结一下本章的要点：地球是球状的，而且是独立存在于太空中的。它的周长是4万千米。它的半径，也就是从球心到表面的距离是6366千米。地球表面的庞大物体，对于地球来说根本就微不足道，并不会对地球的形状造成任何的影响。

第二章 物体的掉落

不知道大家有没有听过《橡果和南瓜》的寓言故事，听过这个故事的人有没有嘲笑加罗的不幸？故事中的加罗是一个心地善良但是却有点自负的人，他是一个佃农。他认为南瓜不应该是长在土里，而应该是长在橡树上、取代橡果的，只有像南瓜这样的果实才配长在橡树上。就这样，加罗一边极度不满地批评着上帝的杰作，一边在橡树下睡着了。

突然一个橡果从树上掉下来，砸到了他的鼻子，他痛醒了，被砸到的部位开始流血。这时候他马上改变了口气，嚷嚷道：“哎哟，要是从树上掉下来的不是小小的橡果而是南瓜的话，我可就惨了。原来上帝安排橡果长在树上、南瓜长在地上是对的，现在我明白这个道理了。”

我亲爱的读者们，你们肯定也会同意加罗的看法吧。如果橡树上长的是南瓜，还有谁敢在橡树下乘凉呢？

如果掉落的橡果让加罗明白了上帝的安排是正确的，那么掉落的苹果让牛顿明白了：上帝都是按照数量、重量以及质量来安排一切事物的，天体都是遵循一定的力学定律才能够有规律地运动的。牛顿从小就对知识充满了渴望，在他很小的时候，当他走过一片苹果园的时候，突然有一颗苹果落在他面前。要是你的话，肯定会把它捡起来，然后吃掉，就没了。可是，当时的牛顿就问自己：为什么苹果会掉落？真是个愚蠢的问题！你肯定会说：苹果是因为太熟了，所以才从树枝上掉下来的。但是等一等，先回答我的问题，可能你就会觉得很难不去思考一个小小思想家所提出的疑问。

假如苹果是在和白杨树一样高的苹果树上，它还是会掉下来吗？毫无疑问，会的。假如是从有这棵苹果树10倍甚至是100倍高的树上呢？苹果还是会掉下来的。我们都非常清楚石头会从塔顶或者山顶掉下来。假如这棵苹果树奇迹般地长到4千米高，那么苹果还是会掉下来吗？还是会的。这就如同坐在上升的热气球里的人往外扔物体一样，无论气球升到多高的地方，被扔出的物体终究会落到地球上的。既然这样，那苹果在40千米、400千米，甚至是4000千米的地方，还是会掉到地面吗？还在质疑吗？没有什么好质疑的：无论苹果在多高的地方，它还是会掉到地面上的。不同的是，从越高的地方落下来，落到地面的瞬间速度就越大。

那么现在，我和你们都赞成这个观点：无论这棵苹果树耸入云间还是消失在天际，苹果总归是会掉到地面的。但是，假如把苹果换成铅球呢，还是会像苹果一样掉到地面上吗？当然会啊，你肯定会这样回答，因为铅球比苹果重，不论从多高的地方，肯定会比苹果更容易掉下来。回答得很好，那么照你们看，苹果和铅球不管从多高的地方掉下来，都是会掉到地面的。关于物体的落下是否与高度有关系，你们也解释得很清楚了。有时候我甚至会觉得即使铅球是在月球那么远的地方，也还是会掉到地面上的。你们觉得呢？这个问题，值得深思。是啊，如果没有什么阻止它落下，它怎么可能不落到地面呢？照你们所说的，应该是会落到地面的。

在一个洒满月光的夜晚，当你们抬头望着天空时，看见了那颗巨大的会发光的球了吗，它没有任何支撑地悬挂在夜空中？小心一点！照你们所说的那样，这颗球会以飞快的速度落下，重重地砸在我们头上。这颗巨大的球就是月球，它的面积是地球的五十分之一。到时候，你们肯定会尖叫：“啊，月亮掉下来了！”是的，亲爱的小读者们，月亮确实掉下来了，那么也引出了牛顿坐在苹果树下所思考的问题。如果月亮落到我们所在的地方，那么在巨大的撞击力下，地球上的一切都会被撞得粉碎，最终毁灭。事实上，月亮总是在下降的，不过不必惊慌，因为即使月亮总是持续在下降，但是它和地球的距离是始终保持不变的。在你们看来，这似乎是很矛盾的。那么，我们马上继续最开始的研究，就可以得到一个很好的解释了。

我从地上捡起一块石头，松开手，那么石头就会掉回地面，如果是一块木头、一个铁球、一滴水、一颗子弹，结果也是一样的。但是像烟、云或者气球，是不会落到地面，相反它会升到空中，在特定的高度悬浮着。被扔出去的物体一定会掉回地面这个基本定律并不适用于所有物体。这是因为这些能够悬浮在空中的物体本身的特性，还是因为受到外界的影响呢？站在地面上扔木头时，木头会掉回地面，但是站在水里时，木头并不会沉下去，而是会浮到水面，这是因为木头比水轻。

现在地球上的我们就好像处在浩瀚的海洋底部一样，因为地球的周围就是一片大气海洋，而我们就在大气海洋的底部。因此，比周围空气轻的烟和云朵当然会从大气海洋的底部上升，就像在海底的木头会浮到海面一样。但是如果没有空气的话，那么烟呀，云朵呀，还有气球都不会上升，这时候一切物体都会像铅球一样落到地面。而且，在没有空气的情况下，所有的物体会以相同的速度下落。石头啊，木头啊，软木塞啊，金属啊等，尽管它们的性质以及重量是如此不同，但是假如在同一时刻，同一高度，扔下这些物体，那么它们将会同时到达地面。也就是说，假如同时扔出的是一个100千克的铅球和一小撮蓟花冠毛，那么它们会同时到达地面。到这里，我已经从你们疑惑的表情中感觉到怀疑的气息了。什么？不可能吧？开玩笑吧？一张纸、一片羽毛、一朵棉花从空中落下的速度怎么可能和铅球落下的速度一样呢？假如往窗外同时扔出一个铅球和一张纸，我们很清楚：铅球肯定会先落到地面，而纸会在空中飘一会儿再落到地面。这点我同意，但是在指责我的错误之前，让我们再来看看这个按照你们的思考方式所设想出来的“绝对正确”的实验。

我要告诉你们的是：金属球之所以会先于纸张到达地面，是空气造成的，因为空气会对两个物体产生阻力，影响物体的下落。对于纸张来说，这个阻力是非常大的，因为纸张的表面积大，质量又小；但是对于金属球来说，空气阻力就非常小了，因为金属球表面积小，质量又大。因此，既然这个阻力对于铅球来说比较小，那么它当然会先落到地面。假设有两个人，他们的跑步水平是一样的，当他们在一片布满草丛的地面上跑时，谁会先到达终点呢，是那个可以迅速推开草丛的强壮的，还是那个只能费力推开草丛的瘦弱的呢？很明显，当然是前者会先到达。那么，铅球也是这样的，比起纸张，它更强更重，因此它就可以轻而易举地冲破阻力，率先到达终点。

我们再来看一下这两个人在密密麻麻的草丛中赛跑的例子。在这个例子中，假如第二个人没有自己开辟出一条路，而是紧跟在第一个人的后面，直接从第一个人开辟的路跑过去，在没有任何阻碍的情况下，作为一名好的跑步健将他肯定会紧随前面一个人到达终点的吧？你会说：那是肯定的啊。好，我们现在就要先扔出金属球，再扔出纸张，那么金属球就可以在前面开出一条路来，然后呢，我们就会看见纸张沿着金属球所走的路线落下，而且它的速度是和金属球的一样的。现在呢，我们拿出一个一分硬币和一张纸，用剪刀在纸上剪出一个和硬币大小差不多的圆形，然后把这个小圆形放在硬币上面，记住不是用胶水把它粘住，但是可以用唾液，让它糊在上面，然后把硬币和纸张放在手指上，纸面向上，让它们从窗户落下。当听到硬币落地的声音时，实验结束了。我们会发现硬币和纸张是同时到达地面的。无论你站在多高的地方做这个实验，结果都会是一样的：硬币和纸张会一起到达地面，除非纸张在下落的途中脱离硬币。

不可以说是硬币推着纸张下落的，因为硬币是在纸张的下面。这两者之所以能够同时达到，只是因为它们在下落的过程中有着相同的速度，这就跟空气中没有阻力的情况是一样的。那么我们可以得出这样的结论：如果没有空气阻力，所有的物体下落的速度都是一样的。那现在你们相信这条很不可思议的定律是正确的了吧，我希望下次你们在说某一件事不可能之前，先找出证据。世界上有很多看似不可能的事情在经过思考之后，就变成铁铮铮的事实了。

落下的物体到达地面时就会停止，因为坚固的地面阻止了它的前进。但是假如是落到一个无底洞呢，那么它会朝哪个方向前进呢？这就是我们需要找寻的答案。

首先，我们用一条绳子的一端系一颗子弹，这样就形成了一条铅垂线，然后拿着绳子的另一端，让子弹自然下垂，这时候子弹就会随意摆动，但是到最后它还是会停下来的。当子弹完全静止时，被拉直的绳子所指的方向就是子弹的方向，因为很明显：绳子不可能在没有被拉伸的情况下，往子弹的方向走的。因此，为了找出物体落下的方向，我们只需要找出铅垂线所指的方向。举个例子，假如你把铅垂线放在绝对静止的水面上，然后观察，你会发现铅垂线并不会往任何一个方向偏，而是竖直向下的，也就是说：是垂直的。绳子所指的方向就是垂直方向。与静止的水面垂直的线是不会向任何一个方向倾斜的，这条垂直线就是这个水面的垂线，而这个水面就叫做水平面。

这个确保垂直的方法在很多地方都用得到，而且很重要，特别是在建筑中，如果建筑工人在施工过程中没有确保这条铅垂线是直的的话，那么建筑就会不稳。假设你现在要确认房子的一角是不是直的，那么你就应该站在这个角的前面，拿一个铅垂线，让它自然下垂，然后看一下墙角这条竖直的线是不是被这个铅垂线完全挡住了，如果没有被挡住，那就说明房子没有建好，是斜的。

刚刚我们学习到：物体落下的轨迹是与静止的水面垂直的，也就是说物体是垂直落下的。现在我们用海平面来代替这个水面，那么从上面掉下来的物体每时每刻都是与这个水面保持垂直的。我们知道水面都是球面的，因为地球表面是球面的关系，而其他物体并没有这个规律。无论是海平面、湖面还是盆或水桶里的水面，因为它们的面积很小，表现出来的球面不是那么明显，所以我们就暂且把它们当成是平面。如果物体是垂直落到平静的海面和水平面，那我们可以得出什么样的结论呢？在下面的这幅图中，我们用以O为中心的球体来代替地球，有三条线A、B、C是与球面垂直的，也就是说这三条线与球面上的弧线是完全垂直的，没有任何偏移，假如把这三条线延长的话，它们最终将在O点相交，但是我们来看一下D这条线，它并不是与球面垂直，而是偏向一方，那么延长它的话，是不会通过O点的。因此，既然物体都是垂直地落到地球表面，那么落下的物体肯定都会往地球中心移动。

图5

在这个中心点有着什么东西，能够吸引所有的物体都朝它运动呢？是不是有一块具有强大力量的磁铁在里面呢，就像普通磁铁能够吸引铁一样？不是的，它的里面并不存在那样一块磁铁。我们并不是很清楚在地球中心到底有什么东西，但是有一点可以肯定的是：所有物体之所以会朝地球中心方向运动并不是因为那个中心里面的任何东西。假如让一个物体自动下落，它能够落到地面，是因为地球的引力。这个引力不专属于地球的任何一部分，而是整个地球的所有部分共同作用的结果，有向左的力、向右的力、向上的力，还有向下的力，这些力中的任何一个力单独作用都可能会引起落下的物体向这个方向运动，只有这些力同时作用时，才会让掉落的物体向地球中心的方向运动。

一辆由两匹马拉着的马车，如果只给右边的那匹马套上马缰，那么这辆马车会向右偏；如果只给左边的马套上马缰，那么它就会向左偏；如果同时给两匹马套上马缰，那么这辆马车就会往前直走。对于一个自由落体的物体来说也是这样的，我们假设地球是可以分两部分的，左边的部分呢，就相当于马车左边的马，右边的部分呢，就相当于马车右边的马，如果只是右边的力起作用，那么物体的运动方向就会偏右，如果只是左边的力起作用，那么物体就会向左运动，如果是两个力同时起作用，那么物体就会向地球的中心落下。所以，所有的物体落下的方向都朝着地球中心并不是因为这个中心点存在着某种特殊的引力，而只是因为地球是以这个点为中心对称的。

实验证明物体自由落体时，第一秒走过的路程是4.9米。我们都知道一秒是非常短的，是一分钟的1/60，而一分钟只是一小时的1/60。自由落体时，物体的速度会越来越快，因此每秒下落的距离就越来越大，下落距离的规律如下表所示：

注意到了吗？4=2×2，9=3×3，16＝4×4，25＝5×5。也就是，如果要计算物体在某一时间内掉落的距离，那么就要把这个时间乘以它运动的时间，然后再乘以4.9。

这个规律的应用非常有趣。假设你现在站在塔顶或者悬崖边，又或者在深井旁，你想要知道塔、悬崖的高度，或者井的深度。这时候，你只要站在这些地方，然后往下扔一块石头，接着用手表开始计时（如果没有手表，可以数自己脉搏跳动的次数），从物体落下的那一刻开始，到物体到达地面或井底的那一刻结束。假如整个过程花费了6秒，我们就用6乘以6得到36，然后再用36乘以4.9，得到176.4，这就是我们想要知道的数字，这个数字就是我们想要的高度或者深度的大概数。

第三章 月亮会掉下来吗？

现在我们来探讨关于月亮的掉落这个有趣的问题。首先看下页的图6，小山丘上有一座大炮，它是水平瞄准直线CA的，而它对面有一堵墙。按道理来说，假如瞄准线是CA，那么炮弹很可能就会打到A点，不过当我们打出去的时候，炮弹并没有沿着直线CA走，而是走曲线CBD，也就是说，炮弹最后打到了一个比A点稍微低一点的地方，假设这个点是D点。导致出现偏差的原因并不在炮手身上，他的技术可能跟你们一样好，但是他就是没办法打到炮口正对的那个地方。因此，假如他想正中A点，他就应该瞄得高一点。

为什么炮弹不会沿着瞄准线走呢？为什么打到的点总是偏低呢？答案很简单：尽管炮弹一开始是水平运动的，但是当它一离开炮口，就会受到地球向下拉的作用力，它就会减速，然后开始下落直到静止。这就是为什么它的路线会是CBD这样处在CA下方的一条曲线。假设炮弹从炮口到打到墙上所花的时间是3秒，根据上一章的那张表，我们可以算出3秒内一个物体自由落下所走过的距离是9乘以4.9，也就是44.1米。现在再来量一下从A点到D点的距离，会发现也是44.1米。如果炮弹从C点到D点用了2秒，那么AD两点间的距离就是4乘以4.9，就是19.6米；如果只用了1秒，那么AD的长度就是4.9米。因此，我们可以总结出：地球的引力不管是对于运动的物体，还是静止的物体来说，都是一样的。

图6

在这里，我们来关注一个非常重要的事实：物体为什么可以围绕着一个固定的点做圆周运动。

在很多乡村，骡子是丰收季节用来打谷的工具。人们会在圆形打谷场的中心安置槽轮，有人会站在槽轮的中心处，手里拿着一根缰绳，缰绳的另一端系在骡子身上，当槽轮开始转动时，骡子会开始跑，这时候人就要控制缰绳让骡子围着圆圈跑，基本上是用声音来吆喝，必要时可能会用长鞭鞭打。等到骡子因为不习惯绕着圈子跑而出现眩晕的时候，就把它的眼睛蒙上，这样它就不知道一直是在围着圆圈旋转了。骡子之所以会绕着圆圈跑，是因为有缰绳的牵制，让它不会偏离圆形轨道。如果松开缰绳，会发生什么呢？松开的话，骡子就感觉不到有东西在拉它，控制它的方向，因而它就会很自然地向前跑，就不是走曲线了。

拿一根绳子，在绳子的另一端系上一块石头，然后让石头快速旋转起来。这时候，是什么让这块石头绕着圆圈转呢？很明显是这条绳子。如果绳子断了，或者绑着石头的结松开了，那么我们知道石头会直直地飞出去。这就跟投石器的使用原理一样。从这两个例子我们可以看出：如果没有外界支持，那么一个物体是不可能靠本身做圆周运动的，必须有一个物体拉着它向中心靠拢；假如控制它运行轨道的力突然减弱或者消失，那么物体就会偏离轨道而直接向前飞出去。

月球围绕着地球转的原理就跟系在绳子上的石头做圆周运动的原理一样，而月球所做的圆周运动就叫做月球的运行轨道。在下面的一幅图中，我们用T这个圆形来代表地球，而围着它的圆圈就是月球的运行轨道。假如月球在运行过程中必须运行到L点，在它到达这个点时，中心的力就会马上把它拉回来，让它继续前进。这个情况就跟从炮口里出来的炮弹一样，如果没有中心这个力的存在，月球就会沿着LA线运动，这条线就是我们前面提到的瞄准线。想象一下如果地球上方有那么一面与球面垂直的墙，我们用图中的TA来表示这面墙，那么月球并不会到达A点，而是到达B点，月球在运行过程中并不会走LA的路线，而是会走曲线LB，也就是说：月球所走的路线就跟从炮口射出的炮弹走的路线一样。

图7

月球在地球引力的作用下，从L点出发到达TA时，它所走过的竖直距离就是AB的距离。假如月球在到达B点时，突然失去地球引力的作用，那么它将会脱离原来的运行轨道，直接向前冲出去，就跟用投石器扔出的石头一样。如果月球失去了这个能够维持它运行轨道的力的作用的话，它就会直线向前运动，最后到达虚构出来的TC这面墙的C点。但是，我们都知道，这个引力是一直存在的，所以月球的运行轨道一定是图中的BD曲线，它会到达D点，而它下落的直线距离就是CD的长度。因此，月球虽然是在逐渐下落，但是它并不会沿着直线运动，离地球越来越远，而是会围绕地球作圆周运动。那么之前我所说的月球一直在下落是没错的，正是由于它在持续下落，所以才能够和地球保持恒定的距离。

月球之所以能够维持它的运行轨道，是由于地球引力的作用，每当月球试图脱离轨道时，这个引力都会适时地把它拉回正轨，同样也是这个引力的原因，物体才会往下落。地球引力对于月球的作用，正如缰绳对于打谷场上的骡子的作用，也正如绳子对于小石子的作用。地球引力改变了月球的运行轨道，迫使月球不断地朝着它运动，地球引力也改变了炮弹的运行轨迹，让炮弹最后打在比瞄准点低的地方。但是骡子能绕着圆圈运动是因为有缰绳的拉力，小石子能够环行旋转是因为有人的拉力，而对炮弹的作用力来源于火药的爆炸。那么反过来，月球前进的动力又来自哪里呢？来自于上帝，所有天体的运动轨迹都是上帝安排好的，他像播撒种子一样把行星都分散开来。这些天体，就像诗人拉马丁说的：

就是上帝赐予的神秘的力量，天体才得以运行。

就是这股无法阻挡的力量，才使得天体能够发射出去，然后在各自的轨道上运行。

你是否经常用小石子或小球来测试你那小小的臂力呢？

你会说你的手臂拥有着强大的或渺小的力量。

200腕尺对你来说，就算是很长。

如果你已经为自己的那份微不足道的力量而感到自豪的话，

那么对于那股使得所有天体在各自轨道上运行的力量，你又会怎么想呢？

空间关系，重量与质量，这些与那股强大力量对比起来，根本不算什么。

但是这个力量把天空变得非常绚烂。

这个伟大的上帝创造了所有的奇迹，给了我们所有的爱，

我的孩子们，让我们向它深深地鞠上一躬。

地球引力能够作用于它周围所有的物体，不管物体离得有多远。但是，引力并不是地球专有的，其他的天体也会产生引力。例如，月球也会产生引力吸引其他的天体按照一定的轨道运行，它能够吸引这些天体让它们下落。月球引力是能够延伸到很远的天际的，不管有多远，它对于我们所居住的地球的影响特别明显。因此，就像月球持续落向地球一样，地球也在持续地落向月球。在这种互相吸引的情况下，力量更强大的肯定会战胜力量小点的，并使力量小的偏离自己的轨道，而按照另外一种轨道运行。

假设有两个人在两端都用尽全力拉同一根绳子，试图把对手拽到自己这边来，那么肯定是力气大一点的那个人赢。对于两个天体来说，胜利也总是属于更强大的一方，换句话说，就是属于质量比较大的那一方。地球的体积是月球的50倍，它所产生的引力肯定比月球的引力大，因此，它一定更容易把月球吸引到自己这边来，迫使月球朝着球心的方向下落。换言之，月球在地球引力和本身重力的共同作用下，围绕着地球转。假如月球比地球大的话，那它们的关系就会是相反的，我们的地球就会变成月球的月球，变成月球的卫星围绕着月球转。那么有没有什么地方存在着比地球大的天体，让地球在它产生的引力的作用下改变运行轨道，并围绕着这个天体转呢？确实存在这样一个强大的天体，它就是太阳。

毫不夸张，在我们看来那个连车轮大小都比不上的又小又亮的太阳事实上是个巨大的球体。跟太阳比起来，非常巨大的地球根本不算什么。我们之所以觉得太阳非常小，是因为它离我们非常遥远。事实上，任何一个博学的擅长计算的天文学家都可以告诉你太阳和地球之间的距离，这个距离至少有14 959万千米。你对这个数字肯定没有什么概念，而且在下一秒肯定会忘记，因此我们要对这个数字加以解释。你肯定经常看到火车在轨道上快速行驶，那我们就假设火车的时速是60千米，如果火车一直保持这个时速，那么一天之内，它可以从法国的一端走到另一端，但假如要从地球走到太阳，就需要花上289年。也许目前最好最快的火车可以完成这样一段旅程，但是跟其他旅程比起来，它慢得大概像蜗牛一样吧。

科学家告诉我们，太阳的体积是地球的130万倍。这到底是有多大呢？我们需要更多的数字来解释。现在我们假设太阳的中心是与地球的中心重合的，那么在这样的条件下，太阳就会把地球吞噬，就像鲨鱼吞噬小鱼一样，然后向整个太空延伸，它能延伸到的地方远远大于月球与地球之间的距离。

也许你还是不太清楚太阳到底有多大。那我们就用另一种方式来比较一下。要填满体积为1升的物体，需要用1万粒大小一样的小麦，如果是10升，就需要10万粒，140升的话，就需要140万粒。现在想象一下，我们把这140万粒小麦堆在一起，然后旁边放一粒小麦。这粒被单独放在一旁的小麦代表的是地球，而那140万粒小麦代表的就是太阳，现在你对太阳的大小是不是有一个清楚的概念了呢？你可能会惊叹：与那些巨大的物体相比，人类到底有多渺小啊！天地创造神的力量到底有多强大，才能够创造出太阳和地球，并且能够如此轻易地掌控它们？

现在不需要再多作解释你就会发现跟这么一个巨大的天体相比，地球所产生的引力根本不算什么。因而，这时候地球就会遵循强者定律，落向太阳。但是由于它本身有着向前的冲力，那么在冲力和太阳引力的共同作用下，地球就围着太阳做圆周运动。因此，地球就成了太阳的卫星，这时，月球就围绕着地球转，地球围绕着太阳转，互不干扰。地球围绕太阳旋转一周所需的时间是一年，在一年之内，月球可以围绕地球转12圈。

在一开始，你们提出的那个问题：为什么地球在没有任何支撑的情况下不会往下掉呢？现在你们可以回答了吧。物体之所以会往下掉，是因为有地球引力的存在。假如地球的周围什么天体也没有，在不受任何外力作用的情况下，它不会往任何一个地方掉。因此，地球就会静止在最初上帝安置它的地方，如果一开始就给它一个速度，那么它会直直地向前走。但是事实上，地球受到了太阳的引力，改变了它的运动方向，围绕着太阳转，这就像被缰绳控制住的野马一样。就是在这个力的作用下，地球才被发射到太空中，才能够悬浮在宇宙中，并与太阳始终保持着一定的距离。我的小读者们，在讲述地球自转之前，让我们先向这位创造者真诚地鞠上一躬。

第四章 地球的每日运动

我们说太阳总是起起落落。早上从东边升起，中午升到最高的地方，灿烂地照耀着大地，傍晚又从西边落下去，接着在地球的另一半开始同样的运行方式。在我们看来，不仅太阳是这样运动，星星也是如此。从表面上看，你们会认为太阳和星星都是东升西落，或者你们觉得整个天空都在围着地球转，而地球就是整个宇宙的中心，那些数不清的星星就像固定在天空中的银色亮片一样，随着天空的转动而转动。

那么，现在我们应该相信这些表象吗？太阳和星星是不是真的围绕着地球转呢？如果这个离我们有14 959万千米的太阳，绕地球转一圈所需的时间是一天，那么你知道它每一分钟走过的路程是多少吗？至少40万千米。这个速度虽然让人难以置信，但是跟接下来要讲的比起来，就根本不值一提了。那些星星就像我们的太阳一样，它们的大小、亮度和太阳差不了多少，可是离地球要远得多，因此就显得更小了。在这些星星中，离我们最近的一颗和我们的距离是太阳与地球之间距离的3万倍。因此，如果它在一天之内绕地球一圈，那么它每一分钟走过的路程就是40万千米的3万倍。那其他的星星呢？它们离地球的距离可能是这颗星与地球之间的距离的百倍甚至千倍，每天也是必须绕地球一圈，可想而知，速度会有多快啊！还记得那个具有庞大体积的太阳吧，在它旁边，地球看起来就像一小块黏土，你觉得它有可能在遥远的太空以难以置信的速度绕着地球旋转，只是为了供给地球光和热吗？除了太阳，还有无数的我们称之为星星的“太阳”，它们都跟太阳一般大小，但是与地球之间的距离更远，运行速度就需要同比增长，你觉得它们有可能每天以大到无法想象的速度绕着地球转吗？这显然是不可能、不合理的。

那么我们应该如何来解释这些天体的运动呢？为什么太阳、星星还有其他行星看起来都是围绕着地球转呢？为什么它们看起来好像是从地平线的一端升起，然后从另一端落下去呢？这是最好解释的了——因为地球本身在转，所以它的每一个部分暴露在太阳底下的时间也不一样。地球就像一个陀螺一样在旋转，这样的话，星星、太阳看似在转的现象就可以解释清楚了。

坐过火车的人肯定都注意到：树啊，广告牌啊，篱笆啊，房子啊等，都好像在朝着与火车前进相反的方向运动。这时，你会感觉自己似乎是静止的，而你看到的窗外的物体都迅速地从眼前掠过。要不是火车难免会颠簸，产生的错觉肯定会更彻底：你肯定会感觉窗外的所有景象无一例外都从身边呼啸而过。倒退的马车，逆流而下的小船，逆风行驶的帆船，这些物体都同样地欺骗了火车上乘客的眼睛。总之，只要我们坐在任何慢速前进的交通工具上，我们总会有那么一个时刻感觉自己没在动，而窗外的物体都在向反方向运动的错觉，事实上，窗外的这些物体都是静止的。

地球绕着自身的轴自西向东旋转，它转一周所需的时间是24小时，也就是一天。我们感觉不到地球在运动，地球在转动的过程中也不会产生任何震动，要不是有人告诉我们，我们肯定会一直认为自己是静止的，而宇宙中其他的天体围绕着地球自东向西做运动，也就是与地球自转相反的方向。那么太阳和其他星星围绕着地球转，也是一种错觉，这种感觉就像坐在前进的火车上看窗外物体一样。

因此，我们说地球是同时在做双重运动：一个是地球围绕着太阳转，周期是一年；另一个是地球围绕着自身的轴转，周期是一天。陀螺的实验可以很好地解释地球同时进行的双重运动。当陀螺原地转动时，就像你们说的“睡眠”状态，这时候它就只绕着自身的锥尖转动；但是假如你用一种特别的方式把它扔出去，那么它就会在绕着锥尖转动的同时，又围绕着地面上的某个点做圆周运动。陀螺的运动就是仿照地球的两个运动，陀螺绕着它自己的锥尖转，就相当于地球绕着自身的轴转，而陀螺绕着地面上的某一个点转，就相当于地球围绕着太阳转。

通过以下方式，我们可以更多地了解地球的双重运动。我们在房间的中间摆一个圆桌，然后在桌子上放一根点燃的蜡烛来代替太阳，然后你在自己转的同时，也围绕着桌子转，每绕着桌子转一圈，就相当于地球围绕着太阳转一圈。这时你会发现：蜡烛的光会按顺序照在你身上的每个部位，一边的脸颊，后脑勺，还有另一边的脸颊，被蜡烛照到的时间都是不一样的（在这个实验中，我们把我们的脑袋当做地球），这么看来，我们脑袋的各个部位会交替被蜡烛的光照射到。因此，在浩瀚的宇宙中，地球也是如此，它的每个部分也是先后被阳光照射到的，白天是这一半，到了晚上这一半就变成黑色的了。正是由于地球本身的自转，才形成了白天黑夜；正是由于地球围绕着太阳转，才形成了四季的变换。

让我们用橘子来模拟地球的旋转运动。首先用一根毛线针穿过橘子的两端，让橘子以毛线针为轴旋转。这根毛线针就相当于我们前面提到的“轴线”，橘子表面的两个针孔就是“极点”。为了更形象一点，我们假想一下，地球就跟这个橘子一样，也是被一根长长的针刺穿，并围绕着这根针做自转运动。我们假想出来的地球上的这根长长的针就是地球的轴线，就跟刺穿橘子的那真实的毛线针是橘子的轴线一样。而虚构出来的针在地球的上下表面所留下的两个孔就是地球的极点。因此，地轴就是我们假想出来的那条线，地球每天都绕着它旋转，而极点就是地轴穿过地球表面所留下的痕迹。

在我们看来，天空就像一个空心的球体，而我们就在这片天空的正中心。由于地球本身自西向东自转，所以我们错以为地球是静止的，天空在自东向西旋转。天空的这种运动也是绕着轴转动的，这条轴线跟地球自转的轴线是同一条。我用一个例子来说明，你们就会很清楚了。

假想一下，有一根长长的电线穿过橘子，然后放置在房间中，水平拉直，这时候橘子是悬挂在半空中的，此时在橘子上还有一只小昆虫。假如我们让这个橘子绕着电线旋转，那么你觉得紧紧贴在橘子表面的昆虫会感觉到它也在动吗？当然不会。因为昆虫视线范围内的地方都没有发生任何改变，所以它肯定感觉不到自己在动。而房间里的地板、天花板、墙壁，先后出现在小昆虫的视野里，这让它产生整个房间都在绕着电线旋转的错觉。就是橘子绕着转动的这根电线，使得昆虫错认为是整个房间都在动。假设这条电线有整个房间的长度那么长，贯穿前后墙，那么两面墙上的两个点，相对昆虫来说，看起来是静止不动的，而墙上的其他地方照样还是在做圆周运动，离电线越近，圆周就越小，离电线越远，圆周就越大。

那么现在我们假设这个橘子代表的就是地球，这根电线代表地轴，天花板和墙壁用来表示整片天空，而这只昆虫表示的就是一个对天文学一无所知的观察者。这时，观察者就会觉得自己是不动的，而整片天空正在自东向西旋转。在他看来，除了两个点是静止的之外，天空中的每个点都在绕着地轴做圆周运动。这两个点就是地轴两端无限延长到达虚构出来的天球内部的点，我们把这两个点叫做天极，它们和地球的两极是相对的。

通过上面所讲，即使地轴是看不见的，根本不存在的，你也了解了它的位置是如何确定的。你只需要找出这样的一颗星星：不管什么时候，它的位置都不会发生改变，也没有做圆周运动。如果找不到看起来绝对静止的点，也可以找到做最小圆周运动的那颗星。找到它，就可以确定地球的北极，沿着这颗星，就可以找出地球的北极点。用同样的方法，还可以站在南半球的某个位置找到地球南极点的所在。

在我们视线范围内，离极地最近的那颗星就叫做极星。它并不是绝对静止的，只不过它的圆周运动距离非常小。在晴朗的夜晚，只要我们站在一片空旷的土地上，抬头看天空，就可以看见极星就在我们的左手边，也就是太阳升起的地方。我们会看到在地平线上空有一组群星，组成了一个星座叫做大熊座。这个星座由7颗星星组成，其中4颗非常亮，排成了一个长方形，还有3颗排成一条不规则的线，聚集在长方形的一个角的地方。大熊座是最亮最大的星座，在那片天空中其他可见的星星都无法和它的绚烂相比，因此它非常吸引人的注意。此外，由于它处在极星附近，所以彻夜可见。因为大熊座也是围绕着地轴转的，所以它在空中的位置会时高时低，但是在北半球上的人看来，它从未消失在地平线下。下面的图片所展示的就是我们讨论的大熊座的形状。它的身子是由4颗星星组成的，尾巴则是由其他3颗星组成。

由这7颗星星组成的星座是什么样子的呢？只见这只猛兽伸直了尾巴，露出了尖锐的牙齿，同时伸出爪子，好像要捕猎，这意味着什么呢？我们从未在天空中看到过类似的事物，这幅图片纯粹是想象出来的。为了区分难以计数的星星，天文学家们达成共识把天空分成几个不同的区域，然后给各个星座命名，有时候星座的形状会跟某种动物或物体相似，为了方便，他们就会按照动物或者物体的名称来命名。因为图中所画的星座跟大熊很像，所以天文学家们就把它叫做大熊座。在大熊座所在的这个区域，还有其他的星星，只不过这7颗表示大熊座的星星比较显眼，所以其他的就被忽略了，因此我们就习惯用大熊座来表示它所在的那片天空。事实上，这个名字也是不大符合实际的，因为在现实生活中熊的尾巴是非常短的，科学家为了把那3颗星星也加进去，所以才不得不给这只熊添上了长尾巴。大熊座也被称作“大卫的战车”，在这个想法中，4颗星星就组成了一辆长方形战车，而其他的3颗则代表战车的推杆。

离大熊座不远的地方，还有另外一个也是由7颗星星组成的星座，它的排列方式跟大熊座的一样，只不过没有大熊座那么亮那么大。观察的时间不同，它的位置也是不同的，有时在大熊座下方，有时在上方，有时也可能在左边或右边。其中4颗星排成了一个不是那么正的正方形，其他的3颗排成一排接在了正方形的其中一个角上，形成尾巴。这个小点的星座就叫做小熊座。小熊座的尾巴所指的方向与大熊座的尾巴指的方向总是相反的，而且小熊星座尾巴末端的那颗星星P，是这个星座中最亮的一颗。

没错，这颗星星P就是极星，当其他的星星都在自东向西做圆周运动时，这颗星星基本上都是静止的。地轴就在这颗星星的附近，假如把地轴延长，它将会冲破我们假想出来的天穹。如果很熟悉大熊座的话，只要按照下面的方法，就可以很容易找出极星：首先找到离大熊座头部最近的两颗星星，把它们连成一条直线，然后延长，穿过大熊座的背，直到找到一颗比它周围的星星都亮的星星，那么这颗星就是极星。要是怕找错，还可以利用小熊座来确认，只要检查这颗最亮的星星所处的星座是不是小熊座就行了。

地球两极所在区域的名称来源于大熊座。比如：与大熊座相对的海洋就叫北冰洋，在希腊语中，“arctos”这个词就是熊的意思。而在地球的另一边离大熊座最远的海洋，被称作南冰洋。我们也把地球的两极称作南极和北极，离我们较近的极点就是北极。

从地轴的位置和星星的运行，我们才得出指南针的四个最主要的方位：北、南、东、西。地轴是指向南北，而星星的运行方向是自东向西。在特定的环境下，我们就可以找出东西南北，也就是找出我们自己所在的位置。白天的时候，想要找出东西南北，可以面对太阳升起的地方站着，这时前面是东，后面是西，左边是北，右边是南。当然，太阳下山时，判断的方法也是很简单的。如果是面朝太阳下山的地方站着，那么前面是西，后面就是东，右边是北，左边是南。假如是在晴朗的晚上，那么我们看到的极星的位置就是北，后面就是南，右边是东，左边是西。

有时候我们会用“东方”这个词来代替“东”，意思是升起的；而“西”则会用“西方”这个词表示，意思是落下的。同样，我们也会用形容词“东方的”和“西方的”来分别表示“东边的”和“西边的”。在结束这个话题之前，还有一点也是要了解的，那就是指南针上的其他四个方位。东北就是指东面和北面的中间，东南就是东面和南面的中间。不用再作解释你们也知道西北和西南是指什么了吧。最后一点是：在地图上，如果没有特别标明，那么上面就是北，下面就是南，左边是西，右边是东。

在告诉你们地球的运行轨道之前，我猜你们会对一个表象问题感到很困惑。假如地球一天转一圈的话，那么当它转到一半时，我们应该也是绕过了地球半圈，然后我们应该是在跟起点相对的位置。一开始，我们的头在上，脚在下，但是12小时过后，应该是脚在上，头在下。最初我们还是正立的，但是过了12小时之后，应该就变成倒立的了。可是为什么这样“倒立地站着”，我们都不会感到不舒服呢？为什么不会掉下去呢？正常来说，要保证不掉下去，我们是应该紧紧地贴在地球上的，可是事实上根本不需要这样做，我们不会发生任何意外。

你们的疑问看起来是很合理的。确实12小时之后，我们是颠倒过来的，也就是变成头在下，脚在上。可是，尽管是倒立的，我们也不会有掉下去的危险，甚至不会感到一点点的不适应。对我们的身体来讲，头应该一直是在上面，朝着天空，而脚一直是在下方，深深地扎根在地上的。但是，请记住一点：在无边无际的宇宙中，是没有所谓的“上”和“下”的概念的。宇宙中到处都一样，你怎样来判断哪个是在“上”，哪个是在“下”呢？地球以外的任何地方，是没有上下之分的，只有在地球上，“下”是用来表示朝着地面的方向，而“上”是指朝着天空的方向。我们在地球上的任何行动都会受到地球引力的作用，所以可以保持着头在上脚在下的站立姿势，并不会感到任何不便或者不适，也不会对每12小时之后身体的颠倒有任何感觉。

在这里，你们可能会提出另一个疑问——如果坐着热气球离开有地球引力的地面，升到一定的高度，可以看到下面的地球旋转吗？海洋、岛屿、陆地、帝国、森林以及山脉，这些物体都在观察者的眼皮子底下一一经过，这时候应该可以看到地球的一次完整旋转吧。这样的场景一定非常壮观！这将是多么棒的旅程啊！当地球旋转一周，把我们居住的国家带回到原来的地方时，就在短短的时间内，不需要移动一步，我们就完成了一次全球之旅。

是的，我同意，能够这样轻易地就看遍世界，那将多么美妙啊！不过，我提醒你们：要进行这样的旅程，那么请小心一点，因为你们需要爬到非常非常高的高度。在地球上有一些极高的山脉，这些山脉永远都是跟着地球在转动，如果其中一条山脉恰巧运行到你所在的位置，那么在你还没反应过来的时候，你就已经死了，你所期待的视觉盛宴也将化为乌有。你应该有自己的判断，地球上的每一点每一天都在围绕着地轴旋转，虽然这些点转动的速度不一样，因为它们的运行轨道长度都不一样。离地轴最远的点的运行轨道是最长的，因此它的转速是最快的，在极点附近的点的运行轨道就比较小，因此它们运行得很慢。极点相对于地球上的其他地方来说，是保持静止的。这些我们都可以用橘子绕着毛线针转的例子来解释。因此，离地轴最远的那些点，一天运行的距离是4万千米，速度大约是每分钟28千米。在我们所在的地方（按：法国），速度会小点，大约是每分钟20千米，差不多是快速火车速度的20倍，跟炮弹的速度相当。看到那样一座转速极快的山在向你靠进，你还会保持清醒的头脑吗？这小小的旅程听起来很有意思，事实上，是极其危险的。你可能会因为这段旅程的危险系数而放弃，还有另一个使你放弃的原因，那就是：上述种种是根本不可能发生的。

笼罩着整个地球的大气层，也是地球的一部分，所以也会随着地球的转动而转动。因此，置身大气层的热气球也会随着地球转动，并不会停下来，而周围的环境也不会发生改变。现在你会回答，那一切都了然了，可是，你还是会因为大气层是随着地球的转动而转动感到很遗憾。假如大气层是静止的，那你就得非常小心地躲开快速靠近的山脉，同时也就可以享受一次简单快速的旅程了。不过真的很可惜，太可惜了。

我的小读者们，你们的推理方式就跟拉·封丹寓言中的佃农加罗一样。让我们再来仔细看一下这个问题，看看假如大气层不随地球一起转动而是保持静止的，那么会有什么情况发生。当你奔跑的时候，静止的空气就像微风一样迎面吹来。当你坐在快速行驶的火车上时，你会看到窗帘飘了起来，就好像有强风吹过一样，即使外面一片叶子也没掉落。当火车停止时，也就没有风了，但是当火车又开始走时，风会再一次吹起来，而且随着火车的速度的增加，风力也会增大。所以我们可以把风的产生分为两种：一种是空气是静止的，而物体是逆着空气而动；另一种是物体是静止的，而空气朝着物体运动。第一种风就是普通的风，第二种风则是因为行走的火车才产生的。

现在你们会看到：如果大气层是静止的，那么地球表面上的所有物体（除了那些在两极附近的）都会用力拍打着大气层，最后会产生强有力的飓风，就好像大气层自身正在以每分钟28千米的速度在转动，如果是在法国，那就是每分钟20千米。最强的飓风的风速最多是每分钟3千米，在这样的风速下，树木将会被连根拔起，地上的石头会被吹到空中，房子也会被吹翻。假如风速达到7～9倍呢，会有什么样的结果？没有什么可以抵挡得了这样的强风，甚至山都会被它推倒。那么现在，请告诉我，地球绕着地轴转动，而大气层却保持静止，这样会比大气层随着地球转动更好吗？

第五章 季节与气候

由于受到太阳引力的作用，地球围绕着太阳在恒定的轨道上做圆周运动，周期是365天6时9分10秒，如此年复一年，从未间断。在没有任何支点支撑的情况下，地球以每小时10 800千米的速度公转，却从来没有偏离过假想出来的运行轨道。仅仅是想想如此快的速度，都会让人感觉眩晕；但同时这个速度也是很缓慢的，只要稍微想一下，就会有一个大体的概念。地球在围绕着太阳转的同时也在自转，自转的周期是24小时，正是由于它的自转，才有了白天黑夜的交替变换。地球自转的轨道并不是水平的，相对于地球的公转轨道，地轴是倾斜的，而且这个倾斜度始终不变。也就是说，地轴的方向一直都是一样的，换言之，不管地球运行到公转轨道上的哪个位置，地轴所指的方向都是一致的。

图9向我们展示了地球公转轨道上的四个最主要的位置。到A点，6月21日，夏天来了；B点，9月22日，秋天已到；C点，12月21日，冬天降临；D点，3月20日，春天出现了。当地球在A点和B点之间运行时，那就是夏天；B点和C点之间就是秋天；C点和D点之间就是冬天；而D点和A点之间就是春天。在这里，还需特别注意，在四个位置上，地轴指的都是同一个方向。由于地球的自转和公转，地球和太阳之间的相对位置发生了变化，才有了四季的变换。

图9

假设现在是6月底了，这个时候的太阳是起得最早的。在我们所在的地方，这段时间，早上4点太阳就会从东方升起开始它一天的行程，日照时间长达16个小时，直到晚上8点太阳才会完全消失不见。正中午的时候，太阳几乎是在我们头顶的正上方，所以要看它的话，必须尽量向上看。不过这时候的太阳是非常耀眼且非常热的！几乎所有的太阳光都笼罩着整个大气层，它的热气也渗进大地。在这个季节，我们会拥有最长的白天和最短的夜晚，白天有16个小时，夜晚有8个小时。再向北一点点，白天时间变长，夜晚时间变短。在有些地方，可能早上6点太阳就升起来，而到晚上10点才落下去；还有些地方，凌晨1点太阳就爬起来了，半夜11点才落下去；甚至有些地方太阳几乎一直照射，太阳还未消失在地平线之前又马上升了起来；离北极很近的地方是没有黑夜的，在那里，你会看到太阳从不落山，晚上和白天一样亮，而在北极圈，太阳有时连续几周甚至几个月都不会落到地平线下，到了晚上依然可以像白天一样看到太阳。

向相反的方向走，或者说向南走，你会看到完全相反的景象：太阳不很刺眼，温度不高，白天时间短，晚上时间长；在南极附近，则没有白天，只有黑夜。因此，在6月末，南北半球的黑夜和白天的时间完全是相反的：北半球日长夜短，阳光很刺眼，温度很高，在北极的地方持续日照；南半球日短夜长，阳光很微弱，温度很低，在南极的地方没有日照。

南北半球的光照强度、日照时间不一，这是很好解释的。图10向我们展示了地球到达图9中的A点时（也就是6月21日）与太阳的相对位置，那些平行线所表示的是太阳光线。这里，我们没有把太阳画出来，因为如果按正确的比例画，它与地球之间的距离有300米，在这本书上根本没法呈现，所以我们就用这些太阳光线来代表太阳，地球在自转的同时，也受到太阳光的照射。

图10

地轴与地球的公转轨道之间是有一定的倾斜度的，这一点我之前已经讲过，而且从插图上也能看得很清楚。从图9中，可以看出，太阳光一次只能照射到球体的一半，另外一半是照不到的。因此，当地球的这一半是白天，那么另一半就是黑夜。图9中阴影部分所表示的就是太阳照不到的地方。面向太阳的白色部分表示白天，背向太阳的那部分则是黑夜。如图所示，因为地轴是倾斜的，所以白天和黑夜的分界线并没有经过两极，而是穿过北极的右侧，南极的左侧。现在先想象一下地球绕着地轴转，除了极点之外，地球表面上的每一个点都会绕着地轴做圆周运动，离极点越近的点，轨道长度就越小。现在，你们大体清楚地球自转是怎么一回事了吧？不过还是觉得这一切都很神秘，对吧？

如果现在你可以在脑海中想象出地球自转的现象，那就没什么难的了。只要理解了地球自转的道理，那么从图中很自然地就能看出：在北极和P圈（与白天黑夜的分界线相切）之间的这部分，在地球自转一周的过程中，没有一个时刻是离开太阳光的照射的；相对的，在南极和R圈之间的这部分，在24小时之内，始终没有太阳光的照射，所以这部分一直都是处于黑暗之中。我们把图中的P圈叫做北极圈，在6月21日这天，没有黑夜。

现在，我们再往下看，看图中的T圈，假设地球正在自转，那么在这个圈上，一开始收到太阳光照射的那些点，就会随着地球的自转转到黑夜区域，也就是没有太阳光的区域。这圈上的点也会经历白天和黑夜之间的变换，从图中还可以看出，白天的时间总是比黑夜的长，因为有太阳光照射的部分比没有被照射的部分要大。因此，这圈上的点的白天比黑夜长。至于图中的北极圈与T圈之间的部分，越靠近北极，白天就越长，黑夜就越短；而越靠近E圈（也就是赤道）所在的地方，白天就越短，黑夜就越长。仔细看图，就能明白上面所讲的内容了。同样通过图，我们还可以看出赤道上的每一个点，白天和黑夜的时间是均等的，都是12小时，因为赤道两边，黑的和白的各占一半。

当北半球日长夜短时，南半球是什么状况呢？看插图就一目了然了。从中可以看出，往南白天在慢慢缩短，而黑夜在慢慢延长，因为没有阴影的部分在逐渐缩小，有阴影的部分在逐渐扩大。同时，南极附近的地方没有白天，地球自转时，这一区域并不会转到有太阳光照射的地方，所以24小时之内，都是黑夜。因此，在6月21日，这部分区域是极夜。我们把图中的R圈叫做南极圈。

太阳光射到地面产生的热量因角度不同而不同，直射比斜射产生的热量要多些。受太阳直射的地方温度会很高，而受斜射的地方温度会相对低一些。要理解这个道理很简单，就跟我们用火炉取暖一样。取暖的时候，我们会把手放在火炉正上方，这样感受到的热量是最多的，就跟太阳的直射一样；当移开一点点的时候，感受到的热量就不是那么多，温度也不会那么高，就跟太阳斜射一样。虽然地球是整个暴露在太阳光下的，但是每个地方接收到的太阳光都是不同的。有些地方是太阳直射，而有些地方不是。因此，在同一个时间，地球上各个地方的温度不尽相同。有些地方是酷暑，有些地方则是寒冬。

如果知道了6月21日这天哪个地方受到太阳直射，就知道了哪些地方是最热的。你们还记得前面讲过的铅垂线吧——与地球表面垂直的线，铅垂线如果被延长，一定会通过地球球心。在图10中，太阳光直射到T点，如果把太阳光线延长，那么一定会经过球心，像这样的光线就叫做垂直光线，它是指与地球表面垂直的光线。假如站在T点，就能感到一股强烈的热量。这个位置的太阳光是最强的，T圈上所有的点都是一样的，正午的时候都受到太阳光直射。我们把T圈称作北回归线，在6月21日这天，北回归线上所有的点都将受到太阳直射。

6月21日这天，只有北回归线上的点才会受到太阳直射，也只有射到北回归线上的太阳光线被延长后会通过地球球心。而射到其他地方的光线都是斜的，同时，在北回归线的两边，越往北或往南，光线的倾斜度越大，自然温度也会越低。法国差不多是在北回归线和北极圈的中间，虽然在6月21日这天太阳光线不是垂直的，但是也已经比任何时候都更接近于垂直，所以，在这天太阳也是接近最高点的。

6个月过去后，到了12月下旬，就是冬天了。会有什么样的转变呢？这时候，要找太阳就不用把头抬得很高了，只要稍微抬下，往前看，就能看到太阳差不多就在正前方。你会发现，太阳不是那么耀眼了，而且好像产生的热量也不高！发生什么了？是它与地球的距离变远了吗？还是太阳的火在慢慢熄灭？两者都不是。太阳的光还是那么强烈，而且产生的光热跟6个月前是一样的，传送到地球上的也是保持不变的。同时，太阳与地球之间的距离并不是变远了，反而是更近了。还有，你们发现白天变得非常短了吗？早晨太阳8点才升起来，而下午4点就已经落下去了。这时候白天变成8小时，而晚上有16个小时，刚好与6月份的时候是相反的。越往北，夜晚的时间越长，延长到18个小时、20个小时、22个小时，相应的，白天的时间越短，缩短到6个小时、4个小时、2个小时。在北极附近，太阳照射不到，只有黑夜，中午和夜晚都是一样的。

来看下图11，你们就会更明白了。图11所表示的是，12月21日这天地球受太阳光照射的情况，也就是地球运行到图9中C点时的情况。在地球绕着太阳转了一大半圈后，地轴的倾斜度始终保持一致，并没有任何的改变。不过，这时候太阳光是从相反的方向射到地球表面，因为地球已经转到公转轨道的另一端，这时候的太阳跑到地球的右侧了。很快就可以看出：在北极圈以内都是黑夜，没有白天，而整个北半球的所有地方黑夜比白天长，越往北，黑夜的时间越长。还有，赤道上白天和黑夜仍然是均等的；而在南半球，白天比黑夜长，南极圈以内的地方没有黑夜。

图11

至于太阳光线，你可以看到，是直射到S点的，因此，在地球一天的运行过程中，太阳光会直射到S所在的圈上；越偏离这个圈的地方，太阳光线的倾斜度就越大。我们把S圈称作南回归线，12月21日这天，南回归线上所有的点都将受到太阳直射。

简单总结一下：6月21日，北半球白天很长，温度很高，而南半球白天很短，温度很低；12月21日，南半球白天很长，温度很高，而北半球白天很短，温度很低。

地球公转轨道上A点到C点的这段轨迹中（图9），除了我们讨论过的几个位置，它还经过这两点之间的中间位置。在地球位置变化的过程中，白天和黑夜的分界线会逐渐远离或靠近相对的极点，这使得白天黑夜的时间发生变化，同时也改变了太阳光线的倾斜度。9月22日这天，地球运行到B点，到达A点和C点的中间。这个时候，太阳是直射到赤道上的，因此白天和黑夜的分界线就刚好经过两极，每个地方的白天和黑夜是均等的，都是12小时。3月20日这天，地球运行到D点，整个地球的白天和黑夜时间一样长，也都是12小时。我们把9月22日叫做秋分，3月20日叫做春分。“分”这个词是指整个地球昼夜平分。

我们还把6月21日称作夏至，12月21日称作冬至。“至”是指这一天的太阳处在最高的位置。在北半球，6月21日这天，太阳到达最高点，之后就开始向南半球移动；在南半球，在12月21日这天会出现同样的情况，之后就开始向北半球移动，然后重新开始下一轮的运行。当然，太阳之所以出现上升和下落，只是由于地球绕太阳的公转以及地轴与公转轨道之间的倾斜度。

由于太阳光线分布不均匀，所以我们把地球分成5个区域或环，叫做带。赤道经过的地方就叫做热带，包含了北回归线和南回归线之间的地带。在热带区域，中午的时候，太阳一般都在最高点或者最高点附近，而太阳光线一般都是直射到地面，因此这个区域温度都很高。在赤道上，一整年中白天和黑夜都是一样长的，季节的变化并不是很明显。虽然夜里的温度也会比白天的低，但是由于每天日照时间很长，吸收的热量非常多，因此一年四季的温度变化都不会很大。

这些地区长年阳光普照，一年四季都是夏天，花团锦簇。在这些地方，我们可以看到成片的棕榈树，树干高大粗壮，树上繁盛的叶子像撑开的伞一样，笼罩着周围矮小的灌木；还可以看到大片的鲜花争奇斗艳，在我们寒冷的国度，这样的鲜花只有在温室里才见得到。这里鸟儿的种类甚至比花儿还多，它们的羽毛色彩斑斓，非常绚烂，完全可以和昂贵的宝石、稀有金属匹敌。不仅如此，在蜂鸟的鸣声中，好像隐约可以看见绚丽的红宝石、绿宝石以及金属发出的光芒。这里的大象可以在大地上随意行走，跟其他巨型动物一样，它迈出的一小步都很可能会引起地面震动；还可以听到饥饿的狮子、老虎、黑豹发出的嘶吼声；还可以看到巨大的爬行动物，如蛇、蜥蜴，它们能在密密麻麻的草地上挖出洞来，到最后树木可能都会被连根拔起。在这样一个动植物主宰的地方，生活在那里的人类显得很渺小。这儿的气候很不宜人，人们都懒洋洋的。在这么大的太阳下，不适合活动，也不适合思考。

热带两边的地带被称为温带，一边是北温带，一边是南温带，中间被热带隔开，北温带位于北回归线和北极圈之间，南温带则位于南回归线和南极圈之间。温带是不受太阳直射的，因而太阳光都是斜照到这部分区域，只是冬天光线的倾斜度会比夏天的大，因此温带的温度会比热带的低。在每个温带，一年中日照时间最长的一天的长度取决于这个地方与赤道的距离——从14到24个小时不等。

在日长夜短的季节，由于夜晚时间太短，白天吸收的热量并不会完全耗尽，未耗尽的热量就会慢慢累积下来，所以夏季越近，温度就越高。可是，随着冬天的逼近，情况就相反了，夜晚越来越长，白天越来越短，由于夜晚时间长，所以温度就会降很多，这让白天的温度也在逐渐下降。从以上两个原因我们可以知道：因为太阳光线倾斜度的不同，白天和黑夜长短的不同，温带地区最热和最冷季节时的温度有很大的差异。

就是这样的不同才有了季节的划分：春天微风徐徐，百花盛开；夏天有着金黄色稻田；秋天是丰收的季节；冬天是所有植物休眠的时刻。虽然温带的物产没有热带的那么丰盛，那么多样化，但是对于我们来说却更有价值。小麦、葡萄还有最有价值的家禽都适合生存在温带。而且，只有在这样的气候下，人类才可以发挥最大的干劲和聪明才智，创造出艺术、科学以及工业的伟大奇迹。法国跟温带地区的其他国家一样，被认为是最适合人居住的地方。

越过南北极圈线，直到两极，还有两个地带，被称作寒带。在寒带，太阳光线的倾斜度以及白天和黑夜的时间差都比其他地带的要大。在北极圈上，最长的白天有24小时；在南极圈上，最长的夜晚有24小时。从北极圈往北，白天的时间越来越长，而在极点处将有6个月一直都是白天；从南极圈往南，夜晚的时间也会越来越长，而极点处将会有6个月一直都是夜晚。因为在两极有半年时间太阳光线都不会被挡住，而另外半年时间，则完全接受不到太阳的照射，所以在两极，有半年是白天，半年是黑夜。在那些白天很长的时期，太阳不会落下去，半夜跟中午一样也可以看到太阳。有些地方，这样的日子会有好几天，有些可能会长达几周，甚至会持续好几个月。即使太阳光线不是那么的强，其长期下来也是让人受不了的。航海家们已经发现：受到太阳的持续照射，有些隐蔽海湾的船上的焦油已经融化消散了。

但是，当冬天来临时，就变成一天24小时都是黑夜，而且连续6个月都是这样的，天气异常寒冷。在这样严峻的天气下度过冬天的少数探险家告诉我们：体温计里的水银都被冻结了。也就是说那里的温度至少在零下40摄氏度。据说，葡萄酒、啤酒等放在木桶里的发酵酒都变成了冰块；杯子中的水一泼出去就会变成冰块落下来；从鼻子呼出来的气，会结成针形的霜；还有如果拿金属块时，稍微不注意也很容易伤到皮肤。除了上面所讲的，海也会结成冰，干燥的大地，一眼望去，到处都是雪，到处都是冰。

连续几个星期，太阳都不会出现在地平线上，只有黑夜，没有白天，中午和夜晚都是一样的暗。不过当天放晴时，也不完全是黑的，因为还有星星和月亮，在白雪的反射下，发出了足可以照明的光。此外，北极的天空在绚烂的北极光的影响下，还时不时发出光芒。北极光是指光与天顶发生碰撞产生的一种电学现象，就像大烟花一样。在狗拉着的雪橇的帮助下，这些荒凉地区的人类去捕捉那些长着白色厚皮毛的动物，这在当地是很重要的商业活动。

在这种恶劣气候下生活的人类大部分的时间都用来打猎和捕鱼。打猎是为了解决温暖问题，捕鱼是为了填饱肚子。半腐烂的干鱼，有臭味的鲸油，这些在我们看来很恶心的东西，却是他们的三餐。通过捕鱼，还可以获得生火的燃料，比如鱼骨和鲸脂片。事实上，几乎没有树木可以在这里生存，不管有多么坚固，都难以抵挡如此恶劣的冬天。在很北的拉普兰，只有矮小的灌木丛和大麦这样坚强的农作物可以生存。在拉普兰以北，连灌木丛也没有，只有在隐蔽的岩石缝里能看到稀疏的杂草在快速成长，播撒种子。更北的地方，夏天也很少能看到一整片融化掉的雪，整片土地几乎都被冰覆盖，根本不可能有植物生存。

第六章 地球的两极是扁平的

把一根绳子牢牢地拴在装有半杯水的杯子上，然后按照图12那样，绕着圆圈甩起来。在这种情况下，杯子有时候是倒着的，有时候是斜着的，但是只要转得足够快，不管它转到什么位置，杯子里的水都不会洒出来，水就好像受到什么压力一样，压着杯底。但是，如果杯子脱离了原来的轨道，稍微停留在某个倒立或倾斜的位置，那么很显然，水肯定会洒出来。因此可以说，是快速的旋转运动使得杯子里的水一直压着杯底，不会洒出来。

图12

用一根绳子系着一块石头，然后也让它快速旋转，当速度越来越快时，你有感觉绳子越来越紧绷吗？在确保旁边没有人的情况下，让它旋转得更快一点。当加到一定速度时，你会听到砰的一声，绳子断了，石头也飞出去了。在快速旋转的过程中，石头用力拉着绳子，试图脱离你的手所划的圈，就是这个拉力拉伸了绳子。当拉力足够大时，就会超越绳子的极限，最后绳子就断了。同样，任何绕着某个中心做圆周运动的物体都会受到推力的作用，迫使它脱离它的运动轨迹。这个推力就叫做离心力，会随着物体运动速度的增加而增加。正是这个离心力压住了杯子里的水，所以当杯子转到倾斜或倒着的位置时，水不会洒出来。同样，也是离心力把系在绳子上的石头往外推，最后，当速度太快时，绳子受到的力太大，所以就断了。

离心力会使绕自身转轴转动的球体发生变形：假如球体很软，那么它就可能承受不住外来的压力，球体就会在赤道处膨胀，自然而然地，两极就会变平。我们可以用实验来证明这个结论，但是要找到一个柔软度适合的球体着实很难，不过这个问题是可以克服的，现在我来解释给你们听。把油倒入水中，油会漂在水面上，而倒入酒精中，就会沉下去。这是因为油比水轻，比酒精重。不过如果把水和酒精按照一定的比例混合，那么油就会悬浮在这种混合液体的中间，而如果油的数量够多，它就会变成跟苹果一样大小的完美球体。如图13所示。

图13

周围的液体产生了一股向上的力支撑着这油滴，这让我们想起地球也是像这样悬浮在太空中的。现在让我们假设从这油滴中心穿一根长长的有发条装置的指针，然后让油滴绕着假想出来的指针快速旋转。轻微触碰产生的摩擦力使得油滴转动起来，直到油滴和指针的运动完全重合。这时我们会发现，指针刺穿的两个地方，也就是油滴的两端（两极）开始有点变平，而中间的地方（赤道）开始膨胀起来。如图14所示。另外，速度越快，两极和赤道的变形就越厉害。假如是一种非常坚固的物质，那么就不会出现这样的情况，因为物体太硬完全可以承受离心力，除非这个离心力大到超出我们的想象。

图14

绕着自身的轴转动的液体球体为什么会变形，这个很容易解释。赤道附近的地方转得最快，是因为它们的运动轨迹最长，而在两极附近的运动轨迹最短，所以就转得最慢。因此，赤道的离心力最强，而两极的是最弱的。由于受到离心力的作用，赤道部分被迫产生更大的转圈，所以它的运动轨迹就会向外延伸，自然而然就会产生一部分空隙，而这些空隙只有靠它附近的物质去填补，所以，受离心力影响最弱的两极就会向里凹陷。

确实，地球并不是像油滴一样全部由液体组成的。地球表面的3/4是被海洋覆盖的，所以刚刚所讲的离心力对地球的海洋部分是适用的。所以，我们能够理解液体这部分，由于地球的自转，海洋失去了原来的形状，两极变平，赤道膨胀，然后在离心力的作用下，保持在一定的位置。

不仅是海洋部分会有这样的变化，经过精确的计算，地球表面的固体部分——土地、陆地，也会产生这样的变形。也就是说，整个地球就是中间膨胀、两极扁平的球体。就好像在很久以前，地球就是全部由液体组成的，由于长期受到离心力的作用，才发生扭曲，形成了现在的形状。

让我们来看一下，这个显著的事实是怎样被证明的。地球的引力能够使物体掉落，力的大小因物体离地心的距离的不同而不同。离地心越远的地方，地球引力就越小；离地心越近的地方，地球引力就越大。牛顿因为发现这个定律而闻名于世。地球表面的物体与地心的距离就是地球的半径，地球表面的物体做自由落体时，第一秒走过的距离就是4.9米。如果物体是从地球半径2倍的地方落下来，速度就是地球表面物体下落速度的1/4，也就是说物体在第一秒走的距离只有1/4乘以4.9米，即1.225米。如果把它放在离地心距离3倍、4倍、5倍高的地方，那么物体在第一秒所走的路程就只有4.9米的1/9、1/16、1/25。这就是由牛顿发现的引力定律，简单描述就是：引力与距离的平方成反比。

因此，从平原上落下来的石头的速度会比从高山落下来的快，因为平原比高山更接近地心。这是可以用实验来证明的，不过会有点难处理，因为相对地球半径来说，平原与高山之间的距离差是可以忽略不计的。我们用另一种方式来证明。

图15

如图15，我们把铅球系在绳子上。假如把绳子的另外一端固定在某个地方，如图中的A点，那么球在运动一段时间后就会停下来，最后绳子的方向就是垂直的，绳子的方向用直线AB来表示。现在把球放在C点的位置，然后松开手。这时，如果球没用绳子绑住，它就会垂直下落，不过现在因为有绳子，它不会垂直下落，而是会因为悬挂点方向的引力作用沿着以悬挂点为中心的弧线CD运动。球会落到B点，走弧线CD，最后到达D点。到了D点之后，它又开始下滑到B点，然后再上升到C点或接近于C点的位置，到最后又向D点运动。这个球会一直这样来回运动一段时间，直到受到空气阻力的阻碍。如果A点的位置选得很准确，这个球是不会停下来的。

这种运动就叫摆动，由线和球组成的这个装置，就叫做钟摆。钟摆之所以会摆动，是由于受到地球引力的作用。摆动过程中的每一次掉落都受到吊绳的阻碍，而钟摆的长度保持不变，因此，受到的地球引力越大，摆动速度就要加快，这样摆动才能正常进行。也就是说，钟摆越靠近地心，摆动的速度就越快。同样，如果是放在地球引力比较小的地方，也就是离地心比较远的地方，那么它就会摆得慢一些。事实上，实验确实证明了放在高山上的钟摆会比放在平原上的摆得慢一些。因此，假如想证明地球表面的点与地心之间的距离是否一样，那么只需要把钟摆放在这些点上，看它们的摆动速度是否一样。如果在这地方摆得快，在另外一个地方摆得慢，就说明摆得快的这个地方离地心更近。

假设有一个观察者在赤道和两极之间选了几个点，这些点之间的距离是一样的，而且都是在海平面上，他把同一个钟先后放在这几个地方，然后细数每个地方钟摆的摆动次数。在赤道上，一小时内，钟摆的摆动次数是4000次；赤道以北的某个地方，是4001次；再往北一点点是4002次；然后再往北是4003，在此基础上再往北是4004。假设在我们所在地方摆动次数是4008次，北极附近的是4012次。很明显，钟摆摆动次数越多，证明它的速度越快。从上面的数字可以看出，钟摆在北极的摆动次数比赤道的多，说明它在北极摆得更快，这就证明了北极的地球引力比赤道的地球引力大。换句话说，北极比赤道更接近于球心。因此，整个地球一定是一个中间膨胀、两极扁平的球体，不管是陆地还是海洋。所以，极有可能地球表面的固体部分最初的时候就是液体，这才会在离心力的作用下，发生变形，变成现在的形状，就像上述实验所描述的变形的油滴一样。

钟摆实验告诉我们一个多么令人惊奇的事实啊！那些形成坚固地壳的岩石，那些构成陆地框架的巨石，以及那些能让铁具都钝化的花岗岩石，在以前某个时代，也是流体状的，就像在炼铁炉里被熔化的铁一样。现在高耸入云的高山，以前很可能是海洋里的液体矿物质的一部分。就像钟摆实验证实的那样，只有在地球原先是液体的情况下，才能够解释地球整体变形的这一事实。

不过，你可能会问，钟摆所证实的是真的吗？观察员数的单摆摆动的次数确定是没错的吗？这绝对是不会错的，像这种观察都是非常严密地进行的。而且，在规定的时间内，钟摆的摆动速度总是会在越靠近两极的地方越快，这是既定的事实。即使用钟来做实验，结果也是一样的。钟是一种相当复杂的装置，它有很多不同的齿轮，这些齿轮能够使指针绕着转盘转，它的动力来源于一根弹簧或者一个砝码，也就是发条装置。为了保证钟的准确性，防止它走得太快或太慢，每一个钟里面都安装了一个非常重要的零件确保时钟按固定的速率来回摆动，维持规律运作。对钟摆钟来说，钟摆就是它本身的校准器，它摆动得越快，钟就走得越快，转盘上的指针也就走得越快；摆动的速度越慢，钟也就走得越慢。

现在，我们发现，钟摆时钟的准确率是非常高的，它在赤道及其附近走得很慢，而在两极走得很快，无一例外。17世纪时，人们第一次发现了这个定律，这在当时引起了巨大的轰动。有人问：是什么神秘的机制，像手指轻轻拨动机器一样，让它在赤道附近慢下来，在两极快起来呢？牛顿在证实苹果为何会落下的同时，也证实了这样一个事实：钟在赤道附近走得很慢，是因为这里的地球引力比较小；钟在两极走得很快，是因为这两处的地球引力比较大。因此，我们可以推断出地球就是赤道膨胀、两极扁平的扁球体。

除了钟摆实验，我们还能找到其他更为直接的证据来证明。在不同的时代，都会采用大量的几何测量措施，现在的测量都以米为单位。通过大量的测量，人们发现钟摆证实的是对的，地球确实发生了变形，而且它的变形还是可以测量出来的。如果我们把赤道圈的半径（也就是赤道上的点与地心的距离）分成300等分，那么两极圈的半径只有其中的299等分。换句话说，两极与地心的距离比赤道到地心的距离少20千米，这个距离比最高山脉的海拔高度的两倍还高，不过，相对于地球庞大的体积来说，这也是可以忽略不计的，它是不会改变地球的形状的。假如用一个直径为2米的球体来表示地球，按照相同的比例，20千米相当于这个球的3毫米，那么这个球也只扁平3毫米，跟2米比起来，实在是可以忽略了。

更准确一点的话，事实上，地球的赤道半径大约是6377千米，而极点半径大约是6356千米，两者大概相差21千米。

第七章 地球内部

现在我要带你们去探索地球的内部，也就是我们脚下几千米的地方。什么？我们能在地球内部探索到什么呢？会偶然发现金属的秘密吗？会不会看到坚固的岩石缝里的金子？可以看看铁、铜、锡是如何形成的？可以亲眼目睹闪闪发亮的宝石？可以探索红宝石、蓝宝石和钻石形成和保存的过程？据说，在地球的内部有着数之不尽的宝藏。

不，我不是要告诉你们金银的来源，也不是要告诉你们宝石库在哪里。我是要告诉你们地球的内部结构。我们不是进行地下旅程，没有宝石也没有无价金属，不过有更好的东西——地球内部的建筑概念以及产生对伟大的建筑师的敬佩之情。

跟地球表面与地心距离相比，人类挖掘矿产资源所到达的最深的深度是微不足道的。开采出来的矿坑也仅仅是在地球表面，根本无法通过这些矿坑探索地球的内部结构。我们无法进入到地球内部，所以也不能用肉眼直接观察。不过，我们至少可以用我们的聪明才智通过一个非常简单的装置发现地球内部的很多秘密。我指的是钟摆，钟摆的摆动向我们证明了：它在有些地方摆动得慢，在有些地方摆动得快，是由于离心力的作用，并且在这个力的作用下，地球的两极是凹进去的，赤道是膨胀的。同样，单摆的实验也告诉我们地球内部到底是由什么物质组成的，为什么矿工难以进入。

单摆的摆动是由于受到地球引力的作用。地球内部的每一个分子都对这个引力作出了贡献。不仅仅是离单摆最近的物质吸引它，促使它摆动，地球内部深层的物质也对它产生作用，事实上，这个引力是地球内部所有物质共同作用的结果。假如地球内部的物质是现在的地球里面的2倍、3倍或4倍，那么作用在钟摆上的引力将会是原来的2倍、3倍或4倍，钟摆就会摆得非常快。在钟摆长度不变的情况下，它摆动的速度取决于地球内部物质的质量。

因此，经过极其复杂的计算，我们可以通过单摆实验得出地球内部物质的质量。通过计算发现，如果把组成地球内部结构的物质包括空气、水、石头、金属以及各种矿物质全部混合在一起，那么每立方分米的这种混合物的质量是5.5千克。这里面空气的含量只有1.03克；水是1千克；而大理石、建筑石材、花岗岩以及各种土壤，还有其他组成地球外壳的物质，只占2千克～3千克。因此，组成地球深层的物质一定比表层的重，否则不可能达到每立方分米5.5千克。在这儿，我们可以得出这样的结论：组成地球内部的物质的质量相当大，而且很可能都具金属性。这就是我们从钟摆实验得出的结论。

从另一个很简单的实验中，我们可以学习到更多。首先往瓶子里倒入少量某种非常重的液体，比如汞（俗称水银），如果没有水银可以用一些非常小的炮弹，只要它们能够在瓶子里自由活动。然后往同一个瓶子里倒入等量的水银，之后再倒入等量的油。同时，在瓶子的顶部留出一点空间。现在呢，我们用软木塞把瓶子盖上，然后再慢慢摇晃。如果不停地摇晃，瓶子里的4种物质（汞、水、油、空气）就会完全混合在一起，直至无法分清。但是当摇晃停止的时候，慢慢地液体就会出现分层了，4种物质分别分离，层次非常鲜明。在这4种物质中，金属是最重的，所以它沉到底层；在它上面的就是水银；再上一层就是水，因为水比金属轻，比空气和油重；在水上面的是油；然后最上层的就是空气，因为它是4种物质中最轻的，充满了整个瓶子的瓶口处。因此，被充分混合的各种液体物质，处于静止状态时，它们就会恢复原来的层次，所有的物质都分得很清楚，根据相对质量的大小，各自占据位置，最重的在最底层，最轻的在最上层。

虽然这条定律很简单，但是至关重要。这条基本定律说明，地球外部以及内部物质都是按照质量的大小进行排列的。在地球外部，处在最上层的就是空气，然后是地球表面的无限大的海洋，再下面的是土地，支撑着所有的海洋和地表的一切物质。地球内部物质的组成结构也是一样的，就像钟摆实验告诉我们的，组成地球内部结构的物质比组成地球表面的物质的质量大，而且越深的地方，质量越大，也就是离地心越近越重。

流动性物质例如空气和水会按照质量的大小来排列，这点很容易理解，但是为什么像岩石、矿物质这些组成地球内部的物质也遵循同样的定律呢？为什么在我们脚下几十千米地方的物质会比那些在地球表面的物质重呢？我们可以用实验中汞、水、油和空气的分层现象来解释吗？我们可以认为所有组成地球的物质最原始的状态都是可流动的吗？地球是从天炉里喷射出来的庞大金属球吗？谁知道呢！让我们作进一步研究吧。

只有在地球表面，才可以感受到一年四季温度的变化。地表以下一点点的地方，冬天和夏天的温度是一样的。当由夏天转为冬天时，在地表，温度可能会降20～40摄氏度，甚至更多；然而在地表以下几米的地方，一整年都保持一个温度。这个温度与地表上夏天和冬天的中间温度一样；或者更确切地说，是平均温度。

一个地方的平均温度是指：假如这个地方每年所接收的热量是平均分配的，不分季节，把这些平均分配到每一天，也就是365天，那么所得的就是这一年的平均温度。一天的平均温度是把一天中最高的温度加上最低的温度，所得的和再除以2。法国北方的平均温度是10～11摄氏度；南方是14～15摄氏度。某个地方地表以下20米的地方的温度就是这个地方地表一整年的平均温度。

再深入到地球内部，我们发现越往平均温度层以下的地方，每向下20～30米，温度就会上升1摄氏度。不管是什么气候，越往下温度越高，世界上的每个地方都一样。只不过，每个地方平均温度层的厚度不一样，所以要找到温度升高的地方的深度就不一样。由于不同的地方土壤性质就不一样，所以毫无疑问，这就是平均温度层厚度有差别的原因。像这样的例子有成千上万个，我们现在讲几个比较典型的。

经过18个月的观察，人们发现英国兰杜寇斯矿区的地表下421米的地方的温度始终保持在24摄氏度，而这个地区的地表温度是10摄氏度，这相当于每30米升高1摄氏度。在纽卡斯尔的一处油井，483米深的地方的温度比地表的高出14摄氏度，相当于每34米温度升高1摄氏度。另外，在诺森伯尔的油井测得的结果是每24米升高1摄氏度。目前全世界最深的矿井位于波西米亚的卡特穆伯格，在地表下1151米处，这里的温度高达40摄氏度。这个温度只有在热带地区才会有，我们国家最热的时候，也不会达到这个温度。因此，就像在地表的冬天有难以抵抗的严寒一样，在赤道区域的矿区的最深处亦有着难以忍受的酷热。托斯卡纳的蒙特马斯矿区即使不深，但是温度仍然很高，在不到370米的地方，温度就已经达到42摄氏度了。这些例子无一例外地说明了一个规律，同时还表明了这样的一个事实：地球的内部是一个货真价实的火炉。显然，矿区底部的热量表明了矿区就处于某处巨大的地火附近。

温泉、人工喷泉以及钻井也说明了同样的道理。钻井是指利用钻孔机挖出的圆柱形的很深的洞。钻孔机是一种带着螺纹钻头的坚硬的铁棒，用来穿过土地表层以及岩石的底层，直至深入到与相邻的水流或湖相接的地下水源，此时，地下水就会涌出地表，这表明了地热渗透在地球内部。

这些钻井中最为出名的当属位于巴黎的格纳尔喷井，它有547米深，涌出来的水温保持在28摄氏度。在它附近的普通喷井喷出来的水只有10摄氏度，这就是当地的平均温度。也就是到了547米的地方，温度上升了10摄氏度，相当于每30米升高1摄氏度。离格纳尔喷井大约4千米处的帕斯喷井有586米深，水温大约是28摄氏度。西伐利亚的纽·萨沃瑞克喷井深达622米，水温是32摄氏度。位于法国和卢森堡边界的蒙多夫的井深达700米，水温是35摄氏度。对比相应的深度所达到的温度，有些地方的地下温泉的水温更高。深达385米的诺优芬喷井，水温就达到了39摄氏度。这些例子都说明了地球内部的某种热量，使地表下的泉水温度上升。而且温度的上升是遵循一定的规律：每三四十米温度升高1摄氏度。

我们都知道许多到达地面的自然泉水的温度非常高，有些甚至接近了水的沸点，这些泉水就叫做温泉，这也反过来证明了：泉眼处的水温很高，所以它们在地面的温度才能够得到保证。法国最有名的温泉位于查德斯·艾格和康塔尔的维克。这些温泉的水都差不多达到沸腾状态，不过与间歇泉比起来，这还不算什么。

在大西洋的最北部，与北极圈接壤的地方，有一个孤岛。这个孤岛位于两片陆地之间，东西向与它们连接。这个岛就是极其寒冷的冰岛，几乎一整年都下雪，很少见到太阳，一年中白天最短的时候，日照时间只有一小时。但是，在冰雪之中却可以看见一处受到地球内部高温影响而产生的奇特景观。冬天的时候，整个岛都被雪堆满了，而此时的地下却有一个火炉在燃烧，而且还时不时地向空中喷出热水。这附近方圆6000多米的地方有100多个这样的间歇泉。其中，最有名的是大间歇泉，从直径14～16米的大盆地里喷射出来，这个盆地在一座由喷出的水结冰而形成的雪白的小山丘的顶部。盆地的内部是窄的，像个漏斗一样，延伸到很深的地方。

间歇泉每次喷发前，地面都会产生强烈震动，同时伴随着类似地下炮火爆炸发出的沉闷声。随着爆炸越来越猛烈，地面的震动越来越强烈，从火山口喷发的水直冲而上，填满了整个盆地，不久，就形成了冒烟的水柱，似乎有一把无形的火在不断地给它加热，水的温度直逼沸点，像锅炉的水一样，猛烈翻腾着。藏匿于盘旋而上的蒸气中的水柱越来越高，同时还冒出大量气泡。突然，间歇泉爆发出最大的力量：大爆炸发生了，高达16米的水柱直接射向高空60米的地方，接着再直泻而下，水珠透过热腾腾的水蒸气，涌向四面八方，像一场盛大的热水淋浴。这样的喷发只维持了几分钟。之后，水柱坠落，从盆地里喷出来的水又流回出水口深处，取而代之的是冲向蓝天的蒸气柱，势不可当，同时伴随着一阵雷鸣般的声音，不断地冲击着阻挡它前进的岩石，岩石或落到出水口，或摔得粉碎。到处充斥着盘旋的蒸气，最后间歇泉停了下来，等待下一次的爆发。

毫无疑问，地球内部的温度非常高，这都来源于太阳的能量。就像前面所举的例子所证实的一样，地表下深度约每增加30米，温度就升高1摄氏度。让我们来想想，地球内部最深的地方会是什么样子。

如果地球深处的温度也是每增加30米就升高1摄氏度的话，那么地表下3千米处的温度肯定达到水的沸点100摄氏度；21千米处，将会有700摄氏度，相当于炽热的铁的温度，足以熔化大部分物质；而41千米处，温度将达到1600摄氏度，相当于铂的熔点，也就是铂这种金属要熔化所需的温度；而地心处，也就是地表下6400千米，温度将达到21万摄氏度，是我们目前的机器能生产出的最大热量的100多倍。我们无法想象这么高的温度，其足以使任何一种物质（包括金属）熔化甚至蒸发。

不过，事实上，温度是不可能这么上升的。当达到可以熔化所有物质的温度时，平衡就会遭到破坏，因此我们可以推断最高温度只能达到2000～3000摄氏度之间，在更深的地方，温度就不会再升高。温度是否真的停止升高还没办法证实，不过这不是最重要的，更值得我们注意的是：在地表以下48千米的地方，温度是否足以熔化所有的矿物质。

既然如此，我们就可以把地球看作一个充满炽热液体物质的球体，这个球体的外壳是固体材料，而内部是被熔化了的矿物质的海洋。进而可以想象地球的最原始状态是具有流动性的液体。形成坚硬的外壳是地球表面被冷却的结果。照这么看，一切就很好解释了：两极的内陷，赤道的膨胀，物质根据质量大小分层，都源于整个地球的最原始状态是液态的。

第八章 地 震

当第一次看到大自然向我们展示的地球内部的详细结构时，我们都非常震惊。一想起一大片的流动的火海在脚下汹涌地翻滚着，我们都感到心惊胆战。地球那一层薄薄的外壳，却要承受这么强大的力量，这更加让我们觉得可怕。地球表面到地心的距离有6400千米，而地球外壳最多却只有50千米，大部分的空间都被炽热的地球内部占据着。

假如用一个直径2米的球体来表示地球，那么按照比例，这颗球的外壳厚度只有7毫米。而像我们普通的地球仪，外壳的厚度还不及一张薄纸板。那么，如此薄薄一层怎么能够承受内部流动的液体毫无秩序的强烈涌动呢？难道如此脆弱的外壳不会破裂吗？难道内部炽热火海的涌动不会使外壳扩张、瓦解、粉碎吗？假如海水透过某些裂缝进入到炽热的地球内部并填满内部的空隙，会发生什么事呢？难道不会产生巨大的水流，对地球表面施加无法抵抗的压力吗？会不会地基摇动，哪一块陆地发生震动，就像突然打了一个冷战一样，海水溢出来，山脉倒塌，地面裂开，悬崖崩裂，人类被吞噬呢？简言之，地震来了。

我们都听过地震灾害所带来的破坏，不过庆幸的是，我们生活在远离地震灾害的地带。在我们看来，地球真的是很安全的坚硬固体，因为我们脚下的土地从未坍塌。有时候，感觉地面震动，但是人们也是把它当成趣事来讨论：这个人看到家具移位了，那个人听到墙上的厨具哐当哐当响。几天之后就被遗忘了，我们对地球有足够的信心，它绝不可能那么脆弱的，那么不堪一击。对我们来说，几乎察觉不到的震动不足以破坏整个地球的稳定性。是不是发生过的地震的破坏性都微不足道呢？哎，当然不是了，经常会有悲惨的事件发生。

欧洲经历过的最严重的一次地震是在葡萄牙的首都——里斯本，那次地震发生在1755年11月1日。当时，整个里斯本跟往常一样平静，一切都按部就班，根本没人想到会有这样的地震灾害，直到突然从地下连续传来如雷鸣的响声。在那之后，整个地面开始剧烈晃动，好像要翻转过来一样，时上时下，不一会儿整个城市就变成了一片废墟，地面上是成堆的死尸。幸存的人们沿着海岸旁宽广的码头狂奔，试图从倒塌的建筑缝隙中寻找避难的地方。然而，又是一个瞬间，整个码头就被席卷而来的海浪吞噬，拥挤的人群与停靠在码头的船只无一幸存，甚至没有一个遇难者、一片残骸浮到水面。地面突然开了一个巨大的口，把海水、码头、船舶、人们都吞噬了，之后闭合起来，被它带走的一切也永远埋葬在地下最深处了。这还没有结束，最初退去的海水又再一次席卷而来，而且这次的浪高比原来高出15米，把整个城镇都淹没了。海啸过后，熊熊燃起的大火也开始在废墟中蔓延，还未被完全破坏的地方这一下彻底消失了。就在6分钟内，灾难带走了6万人的生命。

在里斯本地震发生的同时，葡萄牙的许多高山的根基也发生了摇晃，出现了裂痕，而且山峰也被毁坏。北非有些国家也有很强的震感。摩洛哥的菲斯地区以及梅基内兹也遭到了毁灭性的破坏，其中一座拥有1万居民的小镇被突然裂开的无底洞吞噬，然后这个洞又突然闭合。差不多在同一时刻，赤道到北极都有明显的震感。马提尼克岛、南非、格陵兰岛、整个欧洲，甚至拉普兰最北的地方，都或多或少地经受了一系列灾难性的震动，几分钟内这样的震动一次接着一次。即使是海也没能幸免。离陆地非常遥远的海面上的船舶遭遇了强震，就像撞到暗礁一样。可见，海底也受到了这场全球性的自然灾害的影响，震动引起的海浪袭击了航行在海上的船只。

如果你认为破坏性如此之大、波及范围如此之广的里斯本大地震只是一个特例，那么我很遗憾地告诉你，许多地震的破坏性跟它是不相上下的。

1812年，南美洲的加拉加斯也发生了地震，当时整个地球强烈地震动，好像沸腾的水一样。5秒之内，3次地震，造成了毁灭性的破坏。第一次敲响了教堂的钟，第二次屋顶全部倒塌，在第二次发生前，就可以预见第三次会造成什么样的破坏了。第三次后，整个小镇面目全非，1万多居民全部丧生，尸骨无存。

从1783年2月开始，连续4年，意大利南部发生了一系列地震。第一年发生了949次，第二年151次。影响的范围向南扩大到那不勒斯，包括了西西里岛的大部分地区，受到最严重破坏的是奥皮多这个小镇。当时，地面剧烈地翻滚着，就像风暴袭来时的海面。生活在这片摇摇晃晃的土地上的不幸的居民，感到一阵阵眩晕，就像坐在颠簸前行的小船上。本应只在海上发生的晕船病，却在陆地蔓延开来。站在这样晃动不止的地面上，原本静止的云也好像突然会动了，这本来是只有在海中行驶的剧烈晃动的小船上才会有的感觉。每一次震动席卷大地时，虽然没有风，但是树木却摇摇晃晃，好像要被吹倒似的。

发生在1783年2月5日的地面上的第一次震动，在2分钟内，就把整座城市、村庄都推倒了，地面到处开裂，如同被打碎了的格窗玻璃。山也被劈成了两半。大片的土地连同耕地、房屋、葡萄园、橄榄园都从山上滑下来了，滑到了很远的地方，盖住了原来的土地。波利斯坦纳的小镇的几百栋房屋、地面都被一扫而空，被冲到了1000米处的深谷里，就连一些小山也被推倒，其中一部分从山谷斜面上滑下来，冲到了平原中部，截断了河流。

有些地方的土壤失去了支撑，地面凹陷，所有的居民连同房屋、果园、家禽都被吞噬，永远地消失了。还有些地方，地面形成大大的漏斗状的深渊，有的填满了移动的砂砾，有的形成了深不见底的大洞口，地下水不断涌入，很快就变成了湖。据统计，有200多个湖泊、池塘、沼泽就是这样突然在内陆形成的。有些地区，从地面破裂的水管以及岩石缝里涌出来的地下水和地表的土壤混合形成了泥石流，或者流向平原，或者填满峡谷。在这片泥海里，只见树冠和被毁坏的农舍的屋顶。

时不时的震动让地面剧烈摇晃。高强度的震动把石板路的石子都刮了起来，飞向天空。砌石构造的石井仿佛拔地而出的小塔一样，从地下喷射出来。当地面隆起，出现裂痕的时候，房屋、居民、动物都被吞噬了；然后，随着地面慢慢稳下来，裂痕也快速地愈合，这时候一切都消失了，没有留下任何残骸证明发生过的一切。灾害过后，人们在挖掘寻找有价值的东西时，发现被吞没的建筑以及房屋的一切陈设都完整地黏合在一起的，这是因为裂痕两边闭合的过程中产生的巨大的压力像老虎钳一样，瞬间就把两边紧紧地合在一起了。

法国一位科学家——多洛米厄，在震后去考察了这个不幸的国家，向我们讲述了他在地西里和卡拉布里亚看到的惨状。他说，从远处看，墨西拿依然保持着它那古老的辉煌。虽然房屋都被毁了，但是城墙依然屹立不倒。所有人都在小镇附近的木板房里避难，看到这样一个凄凉、空旷的小镇，人们可能会以为是一场瘟疫毁掉了它。

他又补充道：“不过当我到达卡拉布里亚，看见波利斯坦纳的时候，我简直不敢相信竟是这样惨，一下子我失去了意识。我感觉非常恐怖，我很悲伤。这真的是灭顶之灾——这里已经被夷为平地，房屋全都倒塌了，墙也全都倒了。到处是碎石，看到这样的景象，有谁会想到在这里曾经有一个小镇呢！”

据统计，有8万人在这次大灾难中丧生，大部分都是直接死于地震，其他有些是死于瘟疫，还有食物、恶劣的天气以及新形成的沼泽地带来的空气污染。很大一部分人是直接被活埋在房子废墟下，还有的葬身于伴随着地震发生的大火，还有那些逃到空旷地带的人，都被裂开的地洞吞噬掉，永远地长眠了。

按理来说，这样的灾害，即使最冷血的人也会感到痛心。可是又有谁会相信呢？除了一些感人的英雄事迹为人所传诵外，其他的都难以启齿。卡拉布里亚的农民涌进城镇，不是找人提供帮助，而是掠夺。这些农民不顾危险，穿梭在摇晃的废墟之间，从刚刚死去的遇难者身上踩踏过去，抢夺他们身上最有价值的东西。

像这样悲惨的故事已经叙述得够多了。世界上每个地方都会有地震发生，每个国家的历史文献上都无一例外地记载着每次大地震的发生。这些都向我们证实了，地球内部巨大的熔炉时不时地将地球脆弱的外壳进行分裂和粉碎。

地震发生之前，地下总会发出巨大的响声预示着灾难即将发生。一开始，会从远处传来沉闷的轰隆隆的声音，越来越响，过一会儿就消失，再过一会儿又开始响，好像有风暴正从地表下很远的地方呼啸而来。一听到这恐怖的声音，所有人都会陷入一片寂静，心里充满了恐惧，面目失色。动物们开始惊慌，作出本能的反应：狗开始恐惧地咆哮；耕牛停止劳作，尽力撑开四肢支撑战栗的身体。同时，响声开始变大，就像载满生铁的四轮马车在空旷的车道上笨重前行，一排大炮也同时发射发出巨大的爆炸声。然后地面就开始上下左右晃动，出现裂痕，瞬间就出现了一个大大的口。看到这些，即使最强大的心脏也无法不动声色。

这些地下传出的声音并不总是伴随着地面的震动而发生。1784年，在墨西哥的瓜纳华托，随着猛烈的爆炸，连续40天从地下传来一阵阵轰隆的声音，当地居民以为要发生地震了。他们极其惊恐地逃离了这个地方。也许有人会说是某个地方发生了暴风雨，同时发出了雷鸣般的响声。但是，在附近地下500米处的矿井中，也能听到从地下传来的同样的爆炸声，声音比在地面上的人听到的声音还要大得多。这说明地下的暴动活动是发生在矿井以下的。可是究竟是因为地球内部的熔岩对地壳产生的冲撞、击裂岩石而发出的声音，还是地球的内部结构的不稳定性造成的，谁又知道呢？不管怎样，瓜纳华托的居民还是逃过了这一劫，这次的地下暴动并没有带来毁灭性的地震灾害。

第九章 陆地为什么不会沉入海底？

一想到地震和其他可怕的灾害会在瞬间造成很大的破坏，悲伤之情就油然而生。我们问自己：这些毁灭性的灾害是上帝事先就安排好的吗？是他在愤怒的时候，点燃了地狱之火，造成地动山摇才瞬间毁灭了人口稠密的地方吗？

不是的。地下之火是大自然重要的组成部分，虽然有时候也会给生物带来严峻的考验和破坏，但是确实也是生物生存必不可少的事物。有谁曾想过：大气带来的飓风会摧毁我们的住所，海洋上的暴风雨会吞没我们的船只，但是为什么大气和海洋还会存在呢？所有自然界的力量其实也有好的一面的，虽然它们在带来生命并让生命不断延续下去的同时也带来了灾难和死亡。能够下雨灌溉庄稼的云也会下冰雹；闪电能够净化空气，造福人类，但是也可能给生命带来威胁；河流能够灌溉溪谷，但是同时也会带来洪水淹没我们的土地；地下的岩浆会推动陆地上升到海平面上，造成陆地的强烈震动，同时也能够保护陆地免受海水的淹没。

上帝能够把坏的变成好的，而且他比我们更清楚保证宇宙秩序和人类安全的重要性。上帝的安排并不总是那么明智的，特别是对于那些遭受了严重的自然灾害的地区来说，这些灾害都在上帝的掌控之中。我们一定要相信他，因为是他创造了这个于火中降生的地球，给它安置了一片无边无际的天空。他安排了人类的生与死，他也安排了所有的自然灾害的发生。

就像世界上的其他东西一样，地球内部的燃烧之火也有它要完成的使命。最初，地球各个地方发生的地震使得陆地上升至海平面，并形成了大陆。在一开始，地球表面是完全被海水覆盖的，如果没有地下活动使得陆地上升，就不会有陆地的存在。

不过，你可能会说：现在既然陆地已经形成并且在地下火炉向上推动的作用下安全地浮在水面上，要是这个离我们如此之近的可怕的火炉永远消失，那该多好啊！

小心！这种草率的愿望万一有一天变成真的，将会给整个世界带来比任何一次地震都更具毁灭性的灾害。你必须相信，宇宙中的一切机制都是紧密相连并安排好的，企图使它发生任何改变的想法都是愚蠢的。发生在宇宙中的一切都是计划好的，有智慧运用于其中，我们渺小的人类看到它发生的一点小混乱就有这样的想法，十分可笑。地球内部的岩浆一旦消失，我们脚下的土地以及整片大陆将立刻失去支撑，然后沉到更低的地方，接着被海水覆盖，永远在海面上消失。

有一股永不停息的力量正在慢慢地侵蚀着陆地。这股强大的力量能把如钢铁般的花岗岩瓦解、粉碎，让其化为粉末。高耸入云的山峰也会被这股力量慢慢侵蚀，最后成为平地。这一切可能发生在100年后，也可能是1000年后，还有可能是1万年后。在这样的强大的力量面前，时间不是问题。这股不可抗拒的力量是空气、水和霜不停歇地共同作用的结果，它铲平了山脉，毁灭了陆地。具体过程是这样的，一块坚固的岩石吸收了它周围大气中沉积的湿气，结成霜，由于冰的强大扩张能力，即使是最弱的爆裂也能够在岩石表面形成无数的小裂痕，等到周围的温度升高，霜就开始融化，岩石表面脱落，就像老树皮从树上掉落一样。结霜、融化，如此循环，碎片、颗粒、粉末不断从岩石表面脱落，于是岩石表面又形成了新的一层。通过这种方式，陆地上的所有物质无时无刻不在遭受着大气的破坏。在它的作用下，从山上脱落的物质会堆积起来，等积累到一定量，就会从山体滑入峡谷。这样的例子不计其数，我们来看其中一个。

1806年9月2日，雨季过后，位于瑞士中部的戈尔道峡谷的居民听到从附近高山传来的一阵爆炸声。那是罗森博格山脉长达4000米的表层与山体分离，然后从斜坡上滑下来，伴随着一阵巨响，撞进山谷。也许你会想到世界末日来了高山才会被推翻。在短短的5分钟内，戈尔道山谷和比辛根山谷都被六七十米深的石头、碎石和其他物质掩埋了。至少500万立方米的这种物质从罗森博格山上直泻而下，掩埋了5个村庄，造成大约500人死亡。

整座山就是这样慢慢瓦解消失的。不仅如此。陆地上到处都是大大小小的河流，小到可以轻易跨过的小溪，大到横跨几千米的大河，它们让土地变得富饶，把大量的地表物质，如碎石、沙子、泥土冲到海里。据估算，恒河每年带入海里的地表物质达1.8亿立方米，许多在我们看来相当庞大的山的面积都没有这么大，而每年恒河却能够冲走一座这样的山峰，将它带入大海。

所有的河流和其他水道持续不断地大规模地把固体物质运入海洋，山脉不断消失，如此，陆地很可能会被夷为平地。当洋底大量堆积了从河流带入的物质，有人可能会想：大海总有一天会被填满，特别是在大气的作用下，被冲刷的陆地会不断被磨平。如果不阻止这一切，那么已经覆盖了地球四分之三的海洋面积将会不断扩大，在不久的将来，海洋将淹没整个地球表面。

你们肯定不会相信陆地会全部消失。不过请想一下海洋所占据的巨大面积，以及不断上升的海平面。也请记住在直径两米的地球上，最高的山脉也只是稻谷一般大小而已。既然如此，把这些如此小的稻谷平摊在平原上，怎么承受得起侵蚀它们的大气的持续不断的作用？怎么抵挡得了不断磨损它们的河流？又怎么经受得起在暴风雨影响下的海浪的冲击呢？如果有什么能让我们震惊的，那就只有：陆地可以抵挡得了这些毁坏性的力量，海洋不可能再一次霸占所有的领土。

是的，我指的就是海洋曾经覆盖的领土，因为在土壤的最底层，矿场的岩石以及大片的山脉上，经常可以找到壳类生物的化石。海洋曾经覆盖过的任何东西、任何地方，连同壳类生物、泥土，在经过几个世纪的洗礼之后，最终都会变成石头。海洋曾经覆盖了整个地球是真的，并不只是可能，海水退潮时，我们可以找到无数的证据来证明这个事实。

地球内部岩浆的活动使得整块陆地浮出海面，但是这个过程是非常缓慢的，现在它还在保护着地球免受海水的入侵，阻止可能由大气和海洋共同作用产生的海平面上升。地下的骚动越强烈，其引起的地壳表面的高低差就越明显，这是通过双重效果来实现的：第一，内部岩浆的活动加重了洋底的凹陷；第二，使得组成岛屿和陆地的地方更为突出。这两方面所产生的结果是一样的：如果由于洋底下陷引起海平面的下降，或者突出的陆地受到向上推的力的作用而上升，那么陆地是绝对不可能被海洋淹没的。所以，地球内部活动引起的震动保护了陆地，使其免于被海水淹没，同时也保护了生活在地球上的人类。

如果从远古时代地球没有慢慢自我更新、自我修整，那么在内部岩浆活动的强烈影响下，现在屹立于海面上的将会是什么呢？也许是一些小岛，一些光秃秃的岩石，这些将是消失的岛屿唯一留下的东西。在这样的环境下，就不会有生命存在。不过，因为一切都是安排好的，也就是有了之前的地震，才会有陆地的形成，才会有人类赖以生存的这片土地，这也是我们要为下一代保护的东西。这片一直在更新换代的土地，将用它不尽的财富哺育地球上的人类，直到世界末日。

我们来看一些地球内部活动引起的陆地上升的例子。在1822年、1835年以及1837年，智利受到地下运动的破坏，其直接造成了从瓦尔迪维亚到瓦尔帕莱索海岸的上升，受影响的海岸线长达几万千米。海面下长满海草以及布满贝壳沉积物的岩石上升到海平面上2～3米的位置。一些地方的鱼搁浅了，面积达好几亩，到处弥漫着死鱼的恶臭味。

据统计，1822年的地震涉及的陆地面积达到了2.5万平方千米，陆地平均上升1米，波及的总面积相当于整个美洲大陆，而上升的总高度是埃及金字塔高度的10万倍。埃及金字塔是人类徒手建造起来的最宏伟的建筑。我的小读者们，请想一想一个金字塔需要无数的人花上数年持续不断的工作才可以建成，那么地下的这股力量到底要有多大才能在短短几秒钟内让如此庞大的土地上升呢？

遥远的海洋最深处同样也受到这个剧变的影响。离海岸200千米的一艘捕鲸船受到巨大的震动后，桅杆也被折断了。水深测量发现，两年前，同一条船在这里抛锚过，现在水深已经少了2.5米。在康塞普西翁海湾13米水深处停靠的船只，竟然搁浅了；不断拍打着龙骨的海浪已经退去，只在龙骨上留下海草。简言之，在曾经载重吃水不管多深都不会受到阻碍的地方，船只被暗礁和暗滩阻挡，再也无法前行。

但是从本质上来看，这些剧变并不总是那么突然和强烈的。地壳有些地方可能会慢慢隆起，并不会产生任何震动。瑞士就是这样的情况。长达一个世纪的观察发现：在斯堪的纳维亚半岛，波罗的海和北海的海平面正在慢慢下降，以100年1米的速度；或者更准确点说，是地面正在以相同的速度上升。在1731年，乌普萨拉大学在海平面上的岩石做了记号，几年后，记号上升了几厘米。现在这些岩石已经高出波罗的海1米了。

这两个例子已经足够说明：即使有些地方的陆地遭受着被海水淹没的危险，但是由于地球内部巨大火炉运动的影响，陆地还是在上升的。如果我没说错的话，地震会给人类带来严重的灾难，但同时也是在造福人类。谁会不承认空气和水共同作用的无穷智慧呢？一方面它破坏了陆地——这对于提高土壤的肥力是必不可少的，另一方面，它也在不断修复陆地，让它回到原来的模样。即使自然界的力量带来了不可避免的灾难，但是上帝对于生物的眷顾亦从未削减。

地球的故事（二）

第十章 火 山

很可能有一天，地球外壳再也承受不住空气和水对它各个部位的不断侵蚀而发生大骚动。为什么毁灭性的地震灾害不再那么频繁呢？为什么气体物质和炽热的物质不会每天都爆发，让压制着它们的穹顶上升并发出巨大的响声呢？为什么剧烈的爆炸不会炸碎地壳，把碎片抛向遥远的太空呢？

这些不会发生是因为安全阀门火山口的存在，这些火山口把地球内部和外部连接起来，为一切强大的爆炸力提供了出口。它是那些试图通过破坏地壳从地球内部逃离的气体的出口，火山使得地震的破坏力减少了。在火山活跃地带有这样的规律：每次地面强烈震动时，都预示着附近有一处火山将要爆发，火山爆发之后，震动就停止了。因此，火山堪称最安全的阀门，因为它可以削减地球内部熔炉爆发的力量。

火山是一座有着漏斗状开口的山，这个开口就是火山口。火山口的底部通过弯弯曲曲的火山管与地球内部相通，火山管的长度无法确定。火山的高度不一。有些只有几百米，有些则高达几千米，甚至更高，像南美洲的安蒂萨纳火山就有5837米高。火山口的宽度也是不一样的。1822年维苏威火山爆发时，火山口的周长有4千米，深度是300米。在夏威夷群岛，有一个火山口的周长是二三十千米，深度是400米。一般来说，火山口都是比较小的。欧洲比较出名的火山有：拉普兰附近的维苏威火山；西西里的埃特纳火山；冰岛的赫克拉火山、斯加普塔尔火山以及其他6座火山，还有几座死火山。维苏威火山高1190米，赫克拉火山高1690米，埃特纳火山高3315米。

要想理解火山爆发，维苏威火山是一个最棒的例子，相对来说，它离我们比较近，我们对它也比较有兴趣。

在火山爆发前，火山口常常笼罩着烟柱，而且烟会垂直上升到距火山3倍高的高空。到达这个高度后，烟就开始四处扩散，遮云蔽日。在火山爆发的前几天，厚厚的浓烟笼罩在火山口上方，形成一大片乌云。然后维苏威火山附近的地面开始震动，从地下传来巨大的响声，而且声音会越来越大，很快就大过霹雳般的雷声。你可以把它想象成在火山内部有一座巨形大炮正在发射。

突然，一阵火焰从火山口冲出，冲到两三千米的高空。火山上方的云变成了火红色，天空就好像着了火似的。数不清的火花像闪电一样冲到火焰的最高处，布满天空，在它们后面留下的是闪闪发光的轨迹，之后，像火雨一般落到火山附近。从远处看，火花显得非常小，事实上它们是巨大的，有些可能有几米宽，掉下来的时候产生的冲力足以摧毁最坚固的建筑物。有哪种人发明的机器可以把这么多的岩石送到如此高的地方呢？任何外力都没办法完成，这股地下的力量却可以一次又一次地做到，就好像在演习一样。连续好几个星期甚至几个月，维苏威火山不断地向天空喷射，如同放烟花般，巨大绚丽的火焰不断地从火山口喷射而出。

同时，从火山深处几十千米的地方，熔化的矿物质，即火山熔岩，不断地从火山管上升，从火山口喷涌出来，散发出如同正午艳阳般的光芒。火山熔岩的喷发发生在火山冒烟之后，预示着火山即将爆发。不久，火山口就被熔岩填满了，伴随着地面的强震，火山口附近的地面发生崩裂，爆发出巨大的响声，岩浆透过裂缝和火山口的边缘往外喷流。

炽热的岩浆缓慢前行，但又是无法阻挡的。接下来，这些熔岩会化成一片火墙继续前进。在它扑过来之前，人还是可以逃离的，不过一切固定的东西就没办法了。碰到熔岩的百年老树会燃烧起来，而且很快会被烧成灰，最厚的砌石也会被烧成石灰，最硬的岩石也会变形，最后熔化掉。

不久后，岩浆会停止喷发，但是这时候被压抑许久的气体就会被释放出来，气体的爆发可能会带来比岩浆喷发更大的破坏。气体从火山口喷出，把大量的火山灰、熔岩颗粒带到空中，形成黑色云层，最后又落回火山附近的平原地区，有时候这些火山灰、熔岩颗粒会被吹到几千米远的地方。最后，可怕的火山平息了下来，一切都回到以前的状态，等待下一次的爆发。

一次火山爆发喷出的岩浆数量是非常多的，其占据了火山喷发物质的大部分，下面的例子可以证明。

在1783年6月11日，冰岛的斯加普塔火山爆发了。喷射出来的岩浆瞬间蒸发了一条长60米、一两百米宽的河流。火与水的斗争虽然可怕，但是非常短暂，在河水被蒸发掉后，岩浆就填满了整个河道。不仅如此，岩浆还溢出来，流到附近的平原地区，蔓延到很远的地方，甚至还蒸发了大湖里的水。接着继续前进，流向一个古老的空河道，通过这个河道，流进地下洞穴，地下洞穴的墙像蜡一样被蒸发了。

一周后，火山第二次喷出岩浆柱，这些岩浆淹没了第一次喷发的岩浆，流进了经过几百年由瀑布冲击形成的深谷里。填满深谷后，岩浆继续前进，流到了70千米远的地方才停下来。在开阔的平原地区，岩浆宽度为20～30米不等，平均深度是30米，不过在狭窄的峡谷，它的深度达到了183米。据统计，岩浆的扩散面积达到了320平方千米，把平原变成了一片火湖。你们是不是想知道如果这些矿物质熔岩从地球内部流出来，几年内一直保持着炽热的温度并持续冒烟会是什么样的情形？

在火山平息一段时间后，火山口的内部没有什么危险，这时候是允许参观的。我们可以看到一堆被烧成灰烬的岩石、矿渣以及成堆的熔岩石。到处都有从裂缝喷出的令人窒息的蒸气，而且透过裂痕还可以看到地球内部的火焰正在燃烧。在火山口的底部凝固的熔岩堵住了火山漏斗状的出口，就像大锅炉的盖子一样。有些时候火山口是非常危险、难以接近的，散发着令人恐惧的气息。

下面记录的就是著名的旅行家——亚历山大·冯·洪堡刻骨铭心的经历：

“在1802年的春天，我和一个印第安人攀登了皮钦查火山的火山口周围的三座岩石中最东边的那座。我们奋力前进，攀登的过程十分艰辛，但是我们的热情没有丝毫削减。我们并不确定所走的路线是不是正确的，直到穿过密密麻麻的无味的蒸气云。地面到处覆盖着有裂痕的冰雪，我们知道，为我们铺路的这些冰雪随时都有崩塌的可能。蒸气云挡住了我们的视线，甚至前面几步远的地方都看不到。我们慢慢地向前进，穿过冰雪路，可是走了一点儿后，就闻到了硫黄的味道，这时候我们已经离火山口很近了，而且我还能感觉到我们脚下很深的地方有火在燃烧着。不知不觉中，我们已经走在深渊上方的冰桥的边缘。我赶紧抓住印第安人的外套，然后让他跟着我跳到一块几米宽的光秃秃的岩石上面。

“我们俩都躺在火山口边缘的一块石板上停下来休息。在我们正下方就是可怕的深渊。没有任何语言可以表达我们面前的一片混乱，而且我还怀疑，是否最富有想象力的头脑在它最可怕的噩梦里出现的可怕的场景也没法与我们现在看到的相比。想象一下，一堵周长接近4千米的圆形围墙，它的墙壁是垂直的，墙边都被冰雪覆盖。整个内部都是黑漆漆的，往这个黑黑的无底洞的深处看一下都会感到一阵眩晕，黑暗中，可以看到几座山的山顶，就在我们脚下四五百米的地方，它们的周围有好几十处裂缝，不断喷出带有硫黄气味的烟雾。由此，我们就可以判断这些山的根基所在。”

另一个旅行家，阿曼达·国利伐写道：

“现在，在我们脚下的就是埃特纳火山的山口。但是它并不像其他火山那样是漏斗形的；它是一个垂直的山谷，蜿蜒、幽深、不规则，其陡峭的山边由许多的石头和岩石熔岩堆砌起来，可能是因为火山爆发的力量，也可能是掉落的偶然性，所以都奇形怪状的。而且每个地方都颜色齐全，有时候以黑色为主，或者深红色，这让一切显得更为可怕。这里散发着死亡的寂静。数以千计的裂缝悄无声息地喷出了白色的蒸气柱，慢慢地向上飘，笼罩着整个火山口，同时散发着令人窒息的刺激性气味。我们脚下的土地完全都被灰烬和矿渣覆盖了，又潮又暖，像表层覆盖了一层白色的霜。这些潮湿的物质带有酸性，能够很快腐蚀我们的鞋子；像水晶一样发亮的银霜就是硫黄，它们已经被火山蒸发，然后又变成小小的晶体落回地面，再在大自然这个巨大的实验室里发生化学反应，形成盐。

“我们从火山口往里看了许久，然后离开观察点，朝我们东边的小山前进。不过在导游的带领下，我们很快停在了又窄又陡的斜坡前，在它100步远的下方是可怕的悬崖。只见导游卷起袖子，掩住嘴巴，做手势示意我们跟着他做。接着他朝斜坡跳过去，并大喊道：‘快点！快！’

“我们毫不犹豫地跟着他，来到了火山口的边缘，这座火山在10年前爆发过。每隔一段时间，就会从火山深处传来轰隆隆的声音。火山口被不规则的垂直向上的圆形围墙围住。在左边围墙的脚下，有一个巨大的排放口，不断释放出炽热的浓烟。中间、左边，到处都是庞大、布满裂痕的熔岩石，有些呈黑色，有些呈深红色，透过上面的裂缝，可以看见地球内部物质散发的光芒。白色或微带灰色的蒸气从四面八方喷射出来，发出震耳欲聋的嘶嘶声，就好像火车头的蒸气一样。遗憾的是，我们无法在此地久留。这里的气体散发出的刺激性气味几乎让我们窒息，并感到醉酒一般的眩晕，所以我们又回到了安全的斜坡，以保证正常呼吸。”

西西里北部的斯特龙博利岛实际上是一座火山，它的周长有15千米，深700米。它是欧洲最小的活火山，不过却经常爆发。从火山的山峰上可以清楚地看见岩浆在火山里面是怎样流动的。这座岛屿被3个同心圆圈围住，中心就是斯特龙博利火山。这座火山有6个分别独立的火山口，其中两个总是释放出硫黄蒸气，形成大片的蒸气云，笼罩着整个山峰。还有一个喷发带火花的白烟，炽热的石头不断地被抛向天空，又落下，石头之间不停地互相撞击，发出叮当响的声音，就好像炼铁炉的锤子在打铁一样。其他3个火山口则间歇性地爆发。

在火山平息的时候，可以看见像熔铁一样闪耀的岩浆上蹿下跳，有节奏地在火山内部涌动，它们不会从火山口溢出，同时还会发出跟火炉里燃烧的火一样的声音。每一次岩浆上升的时候，一阵白色的蒸气就从里面喷出来，接着岩浆就再一次平息。就是这个蒸汽产生的向上的力让岩浆上升，让它悬浮在火山口。在这些间歇性爆发的火山口中，有两个是每隔8分钟爆发一次，如果第三次爆发是在15分钟之后，则预示着火山的大爆发即将发生。熔岩的这些有规律的活动为更剧烈的活动提供了更多的爆发空间。火山口的围墙开始震动，地面也开始轻微震动，从火山内部传出巨大的轰隆隆声。火山口冒出的烟呈现出鲜红色，震动速度越来越快，强度越来越大，最后熔岩在紫色蒸气柱的推动下，从火山口喷出。从主火山口喷出的熔岩和巨大的炽热岩石碎片喷到了顶峰上方的两三百米处，产生一股巨大的热浪，同时发出巨响。等到达最高点后，熔岩柱就会分散开来，然后又落回火海中，有些是落入大海，有些是落入火山口。最后火山就平息了下来，熔岩又流回火山深处。但是不久之后，伴随着另一阵爆炸声，火山口的熔岩又开始涌动起来。

我们最强大的机器的力量与能让熔岩从地球内部上升到如此高度的力量相比，哪个更强大呢？或许这样的比较并没有多大意义。我们并不清楚火山管到底有多深，但可以肯定的是，它有深入到火山的根基。对我们来说，这个深度已经非常深了。人类制造出的最强大的机器也没办法做到这一切，它只能让跟熔岩直径一样的大水柱上升到100米的地方。况且，熔岩的质量是水的质量的2.5倍，因此它只能把熔岩提升到40米高的地方。按照这个比率，如果要让维苏威火山里的熔岩从火山底部上升到火山顶，那么至少需要30台这样强大的机器的能量。如果是埃特纳火山的话，就需要83台，而我们的最高的阿康卡古斯火山则需要180台。

火山管越深入火山底部，这些数据就越可能是成倍地增加。这些数字也充分证明了推动熔岩上升的这股力量是无比强大的，它可以抵挡阻碍它前进的一切。火山地区没办法承受这么大的力量就会发生裂缝，使喷发出的物质从裂缝流出。在这些裂缝中，很可能就会形成第二火山爆发口，这在埃特纳火山的爆发中我们已经讲过。有时，熔岩在上升的过程中受到阻碍，就会在火山周围另外开辟一个出口，岩浆流就是从这个出口喷出的。在1794年维苏威火山爆发的时候，一股岩浆流冲破地面的裂缝，扩散的面积巨大，足以轻易吞噬整个城镇。

下面是一些重要的火山以及它们相对应的高度：

阿空加瓜火山，阿根廷 7150米

安地桑那火山，厄瓜多尔 5833米

科多帕希火山，厄瓜多尔 5755米

圣·伊利亚火山，阿拉斯加 5443米

波波卡特普特尔火山，墨西哥 5400米

米埔火山，阿根廷 5386米

皮钦查火山，厄瓜多尔 4855米

莫拉罗亚火山，夏威夷 4800米

科流齐绮火山，西伯利亚 4800米

帕斯托火山，哥伦比亚 4100米

特纳里夫岛火山，加那利群岛 3710米

埃里火山，南极洲 3700米

埃特纳火山，西西里 3315米

赫克拉火山，冰岛 1690米

维苏威火山，意大利 1190米

斯特龙博利岛火山，斯特龙博利群岛 700米

第十一章 维苏威火山

一座火山也可能好几个世纪都不再爆发，就好像火山管堵塞了，阻断了它与地球内部巨大熔炉的联系。这种火山被称为死火山。熔岩地面全部被植物覆盖，火山口的四周长满了密密麻麻的杂草，但是这片碧绿的下方仍然保留着火烧的痕迹，即使从未有人看到过它爆发，火山口还是依然清晰。

在法国的一些省份，特别是奥弗涅、维瓦赖和沃莱，经常可以看到一座或成群的顶部被切去的锥形小山丘。这些小山丘的顶端内部是空的，形成巨大的漏斗状洞穴。有些洞穴呈现出规则的贝壳状，不禁让人疑惑这是不是经人工修整过；而有些是不对称的，其中一边出现大缺口。有些形成了平静美丽的湖泊，碧蓝清澈的湖水里倒映着朵朵白云，这样的和谐景色令人心生愉快。但是更多的时候，火山口的下面是一望无际的郁郁葱葱的草地，羊群在吃草，还有懒洋洋地躺在地上正在反刍的小母牛。

这些曾经是火山口的地方，现在看来是如此平和，如此充满生气。曾经是熔岩之瓮的地方，此刻却流淌着清澈的湖水，在阳光的照耀下，波光粼粼；曾经是地下火蔓延的地方，此刻牛羊成群。然而这些花草树木是无法掩盖老火山口留下的创伤的，只要仔细观察，一切尽收眼底。在锥形山丘薄薄的黑色表层下，隐藏的就是熔渣、火山灰以及岩石碎片。锥形山丘的漏斗状山顶就是以前的火山口，而它四周的沟壑就是熔岩溢出时还未来得及在山脚流出时造就的缺口。至于岩浆流的痕迹，就更容易找了：那就是遍布锥形山峰的平原地区的弯弯曲曲的火烧痕迹以及裂痕，这就像一块受到诅咒的土地。几株杂草和苔藓勉强在岩浆流的巨浪中找到栖身之所。到处都是这样的岩浆流地面，面积比埃特纳火山周围最广阔的岩浆流地面还大。奥弗涅火山和维苏威火山的火山锥没有的是：伴随着岩浆喷出来的白色的炽热的火焰柱。几个世纪前，炽热的岩浆被冷却后，火焰柱也跟着消失了。

在法国中部，曾经有100多座火山同时爆发，那已经是非常遥远的事了，没有人见过那奇迹的一幕。那么，奥弗涅火山到底有多久没爆发过了呢？没有人知道，也没有人知道曾经爆发出的能量，在今天是否还会重现。

在古世纪，维苏威火山也是一座很平静的山，即死火山。跟现在不同的是，它不是被冒着烟的熔渣覆盖，而是一片稍微有点凹陷的高原，旧火山口的残骸已然不见，变成了郁郁葱葱的草地，野葡萄藤四处攀爬，四周都是肥沃的土地，而且在山脚下，有两个人口稠密的城市——赫库莱尼姆和庞贝。这就是处于休眠时期的维苏威火山。直到公元79年，这座看似将永远平息的火山再一次爆发了，突然之间，岩浆从火山口喷出，火山上空烟雾缭绕。这次爆发是有记载的最具毁灭性的火山爆发之一。

位于维苏威火山脚下的赫库莱尼姆和庞贝都遭受了严重的破坏。厚厚的火山灰将两座城市彻底埋没。在火山爆发1800年后，矿工在挖掘的时候发现埋在厚厚的火山喷发物下的一切都跟灾难前一样完好。从那时起，维苏威火山遗址一直持续冒烟，偶尔还会有熔岩喷出。

因此，休眠很长时间的死火山有可能再次爆发，就像活火山有时候也会平息一样。此外，不管是在什么地方，农田、广阔的草原还是海底，都有可能会形成火山。在最不可能的地方突然形成的火山有很多。现在，我们来看几个例子。

在两年时间里，那不勒斯附近的地面发生过无数次的震动，直到1583年9月，波佐利附近的平原上升起一个周长2500米的巨大“水泡”，引起了当地居民的注意。9月22日凌晨两点，这个水泡爆炸了，发出了可怕的响声，形成了一个火山口，喷发出火焰、浓烟、石头和泥浆。火山伴随着雷鸣般的巨响爆发了。喷射出的石头上升至高空，然后又落回火山口或火山边缘。喷发出来的泥浆呈银灰色，像煤渣糊一样，而且非常稀。在12小时内，整片土地被火山的力量提升到很高的地方，同时火山的喷发物不断堆积在上面，最后形成了一座144米高的小山。火山爆发持续了两天两夜，中间没有平息过。喷出来的泥浆像淋浴一样不断地落回地面，淹没了波佐利和它周围的地区。那不勒斯也遭受了同样的破坏，很多宫殿都被这奇怪的泥浆雨毁掉了。

半夜被第一次震动惊醒的波佐利居民四处逃窜。从他们的脸上可以看出恐惧，他们害怕被埋在泥浆底下，害怕很快会死掉。有的抱着孩子或拿着装满日用品的麻袋，有的骑着载着瘦弱家属的驴，逃向那不勒斯。那些还算镇定的居民匆忙聚集在一起。路面上到处是各种鸟的尸体。在火山刚爆发时，退去的百米海域尽是搁浅的鱼。

第三天，爆发停止了。一些敢于冒险的人爬上了新形成的山。山顶的火山口呈漏斗状，深达138米。在火山口的底部，石头和熔渣就像沸锅里的蒸汽泡泡一样在翻腾。现在它似乎恢复平静了，许多好奇的人聚集到了火山口，想一睹它的容颜，可是这样的平静仅仅维持了7天，火山再一次爆发了，强度跟第一次差不多。很多人被落下的石头砸死，有的因吸入有毒的烟雾而窒息。很长一段时间，岩浆流和火焰不断喷发，在那之后，火山又再一次趋于平静，直到完全平息下来。

这座在一夜之间形成的火山锥被称作蒙特·诺沃，在法语里指新形成的山。现在的蒙特·诺沃已经完全被植物覆盖，再也看不到烟雾从沉睡的火山口冒出来了。

大约在18世纪中期，墨西哥有一片人口非常稠密的大平原，两条河流流经这里，这里主要生产玉米、稻谷、甘蔗和槐蓝属植物。没人想过这么肥沃的土地竟然会在某天被爆发的火山摧毁。地面从未发生过震动；人们也从未听到过源自地下深处的轰隆隆的响声。这片平和土地上的居民安居乐业，享受着无比幸福的生活。直到1759年的6月，一切都改变了，地下传来了响声，而在之后两个月里，地面一直猛烈震动。到了9月底，地下活动更猛烈了，面积达2000多平方千米的地面开始一点一点地上升，最后整个地面膨胀到了168米高。然后这个膨胀的“水泡”开始像愤怒的海水一样上下翻滚，地面形成了许多锥形小山丘，这些小山丘差不多都有两三米高，先上升，然后裂开，又下沉，一个接着一个，就像发酵液体里的气泡一样。

最后，这个巨大的“水泡”的顶部形成了大大的开口，喷出浓烟、火山灰以及煅烧的石头的混合物。很快，在爆发口的深处出现6座火山锥，在这些火山锥中，朱若罗的山峰露出平原地区483米。直到第二年的2月，这座新的火山仍在持续生成岩浆以及大量熔渣，同时圆顶周围的火山锥也释放出大量的酸性气体。在地面开始上升的同时，两条小河流经的地方，全部被朱若罗山占据了，最后被河流底下的大开口吞噬。

40多年后，亚历山大·冯·洪堡参观了这个小城市。从他脚下这片隆起的大土地深处传来轰隆隆的声音，暗示着地下的剧烈运动。它的表面因为地热始终保持着温暖的温度。据说，在火山爆发的20年后，也就是1780年，裂缝下面几英寸地方的岩浆温度仍足以点燃雪茄。被当地人称作“小火炉”的火山锥还在持续喷发气体和蒸气。消失在炽热岩浆下的两条河流在远离原来的河道的地方再次浮现——变成了热气腾腾的温泉。自从小火山锥和朱若罗停止喷发烟雾后，周围的温泉和地面的温度就下降了，而且地面上还长满了杂草，掩盖了这片曾经被摧毁过的土地。

现在我们来讲一个在海底形成火山的例子。1831年6月10日，一艘船在经过离西西里南岸6000米的地方发现了大片的死鱼。然后一股周长达800米的水柱喷向20米高的地方，又突然落下。这样的现象发生了好几次，每一次爆发都伴随着大量的蒸气，喷至500米的高空，遮盖了整片天空。

现在你肯定会问，到底藏在海底的是什么东西呢？是巨大的鲨鱼群正要游出水面，才使得海水那样翻腾吗？不是的。是新形成的火山在地中海寻找出口爆发，一座座的海底火山锥慢慢从海底升起。硫黄的气味飘向了西西里海岸，告知了人们正在发生的一切。很快，不管站得多远都可以看见高高的烟柱了，夜晚，这些烟柱显得格外明亮，并且发出耀眼的闪光，就像夏夜的闪电一样。最后，还从远处的地下传来沉闷的轰隆隆的巨响，要不是那垂直的烟柱，人们可能会以为是暴风雨要来了。

一周后，当船经过同一个地方时，船长看到原来沸腾的海面上出现了一座不知名的小岛，它只上升到海平面几米的地方，看起来好像因为地热活动形成的。小岛的中心是一个凹形大坑，里面炽热的岩浆在沸腾着，喷发的烟雾笼罩着整个小岛，同时还喷出气体。小岛四周到处飘着熔渣碎片、大量的碎石以及死鱼。两周后，也就是7月24日，知识渊博的地质学家——弗雷德里克·霍夫曼对这个小岛进行了考察。

从距离火山1000多米远的地方，霍夫曼发现这座小岛可见部分的周长仅有六七百米，跟一个火山口的周长差不多。整个岛的周长可能有1000多米，高20米。不仅如此，持续喷出的岩浆还在慢慢提升小岛的高度。受到某种力的作用，一股股雪白的蒸气悄无声息地从火山口冒出，在安静的空气中直线上升，如同一根500米高的柱子。炽热的熔渣碎片火箭一般透过蒸气喷出。蒸气柱的周围都是盘旋升起的黑色浓烟，上升的浓烟发出的声音跟熔渣、火山灰以及火山沙被喷出时的声音一样。一接触到这些炽热的物质，海水就开始沸腾、蒸发，如同被丢进炽热的铁一样。这时火山口没有喷出火焰，但是每一次新的爆发时都会有耀眼的火焰从黑乎乎的火山灰中喷出来，而且每次都发出雷鸣般的响声，轰隆隆地持续作响。每过15分钟，壮观的场景就会平息一会儿，在平息的这段时间，只能见到蒸气柱。

到了8月4日，这个小岛已经有60米高，周长达5000米。毫无疑问，如果爆发持续得更久一点，这个小岛就会持续向横纵方向扩展。但是一个月后，火山爆发就完全停止了。在那之后再去参观这座岛就没有危险了。这座岛的名字叫格莱汉姆岛，它只存在了很短的时间，因为海浪把火山口的边缘都冲没了，而到了同年的12月，格莱汉姆岛几乎消失了。当熔岩柱从一些几乎看不见的裂缝中喷出来后，这座岛就被腐蚀得只剩下一座礁石了。在这个地方，火山的能量并没有被完全释放，因为两年后，火山又一次爆发了，不过没有形成新的岛屿。在1863年，被认为已经消失的葬身海底的火山口又再次出现了，而且里面充满了沸腾的岩浆和硫黄气体。

从这些新火山突然形成的例子中可以知道：地球内部的炽热物质可能突然爆发，不管是在任何时刻、任何地方，不管是在陆地上还是在海底。

第十二章 火与水

从观察得到的事实，科学家推断我们的地球在形成之初是一个由液体物质组成的球体。你肯定会问：那它从哪儿来呢？它来自创造出万物的上帝之手。

之后，地球就形成一片火海，没有海床，也没有海岸。而火海中汹涌的热浪就是陆地和海洋形成的最根本原因。那时候，白热的物质就像液态金属的流体一样，从炼炉里流出。随着最外层的慢慢冷却，地球逐渐获得了一层坚固的外壳，可是这时候的外壳却跟刚从铁匠的锻铁炉里取出的铁一样炽热。

随着时间的推移，地表的温度不断下降，地球的外壳慢慢变厚，它过多的热量也一点一点地消散，到最后就停止发热了。地球发光发热的时期结束了，但是它周围的大气并没有像现在我们看到的天空一样清澈碧蓝，而是又厚又浑浊，由很多种气体组成，太阳光很难透过大气层射到地球表面。

在地球坚硬的外壳初步成形时，地球内部的流体物质就开始对它产生作用——这种作用从未停止过——就是在这股力量的作用下，地球表面才变得那么不规则，凸起的部分形成了陆地，下沉的部分形成了海洋，还有一条条被峡谷隔开的山脉拔地而起；就是在这股力量的作用下，海床被挖空，一座座高山耸入云间。地球内部的流体物质对地壳的作用过程就跟苹果逐渐变干、表皮长满褶皱的过程是一样的。

新鲜苹果的表面是光滑的，包含着多汁果肉的表皮上没有一点褶皱。但是不久，部分果肉就会脱水，而脱水的地方就会产生轻微收缩。事实上，干燥的表皮并不含多余的果汁或水分用来蒸发，所以它不会像多汁的果肉那样收缩。那么，如果苹果皮的大小不发生改变而里面的果肉收缩的话，显然，对于果肉来说，这层果皮太大了。因此为了要保持与果肉紧贴，果皮就肯定会萎缩，长出褶皱。从太古时代以来，地球的外壳就不断有褶皱的形成，现在它就像某种干缩的水果表皮一样皱巴巴。

地球外壳之所以会收缩，是因为在相同的时间内，液体流失的热量总是比固体流失的多。地球中心的流体物质慢慢释放出热量，并在周围的空间中消散，这些热量比地球固体外壳在同一时间内释放出的热量要多，虽然这两者的差别并不是那么明显，但是久而久之，内部的流体物质肯定会与外壳分离，那么就肯定会发生下面两种情况中的一种：第一种，地壳的韧性足够，会折叠起来，形成褶皱，来保持与收缩的地球内部的接触；第二种，地壳的韧性不够，无法折叠，形成褶皱，那么在它自身重量的压迫下，地壳就会破裂，甚至有些地方还会倒塌，但是因倒塌而产生的地壳碎片藏身于地球内部流体物质之间的缝隙，所以地球的外壳就变得很粗糙，形成各种不规则地形。地球的表面是凹凸不平的，有高有低，有沟壑，有悬崖，有山谷，有山脉，有深不见底的深渊，也有高不见顶的高山。我们很难想象如此高大的山脉竟然只是地球表面一处小小的很不起眼的褶皱。但是，与庞大的地球相比，阿尔卑斯山真的是微不足道，因为就算是最小的褶皱与苹果的比例也比安第斯山与地球的比例要大。

很明显，地球表面不规则的幅度和程度取决于外壳的厚度和硬度。如果外壳很薄很有韧性，当地球内部的流体物质流失时，它并不会产生大幅度的收缩，形成小波浪形的褶皱；如果外壳很厚很硬的话，那么就可以产生更持久的阻力来对抗与地球内部物质的接触，但是当阻力到达极限时，外壳不会只发生一点点变化，而是会发生大断裂，同时水平岩层会变得垂直或接近垂直。因此，越到现代，地球表面的不规则就越明显。事实上，已经证实现存的一些圆顶小山都是在史前时代形成的，而安第斯山和喜马拉雅山这些巨大的山脉是在更近代时形成的。接下来我们会知道山脉的形成年代是如何判断出来的，尽管地球表面不规则的形成时间比人类的出现还要早很多。

地球外壳的破裂并不是突然发生的，而是有前期准备的。事实上，在地球外壳的韧性承受得住的情况下，坚固的外壳在很长的一段时间里是与地球内部的液体物质的收缩运动保持一致的。这个过程是非常缓慢的，几个世纪后，才能看出它的变化：地球的表面开始变形，有些地方凹进去，有些地方凸出来，直到最脆弱的部分发生破裂才停止。之后，才形成了对比鲜明的陆地和海洋；根据变形的方式，以及变形的程度，远古的海洋可能变成陆地，而以前的陆地可能变成海洋。最后，地球的秩序被重新修复，新的平静期又开始了，等待着下一次暴动。我们古老的地球发生过无数次这样的暴动，它们不仅改变了地表，也改变了陆地和海洋的框架，陆地上到处可以看见海水流过的痕迹。

现在我们的地球正处于平静期，此时改造陆地的地下熔炉活动似乎已经停止了。我们很难相信有一天，我们的地球会变得完全不一样；我们认为陆地是非常坚固稳定的，它永远也不会离开它现在所处的位置，而海洋则会一直流淌在它所占据的领域里。地球内部的火不会再燃起来了吗？地球已经进入永久平和期了吗？种种迹象都证明事实与之完全相反，有很多很多的例子都可以证明我们脚下的这片土地是很不稳定的。地面到处都有持续的轻微震动，迟早有一天，整片陆地会因为地球内部流体的运动而动摇。

当地球外壳发生断裂时，在固体表层的重力作用下，地球内部的流体物质被挤压到裂缝处，把裂缝差不多都填满了，有时候会从地球表面溢出，溢出的液体甚至会形成液体流，有时候还会在两边裂缝的压迫下形成液体柱。对此，我们可以用冬天表层冰破裂时，冰层下面的水的流动情况来解释这些现象。当表层冰破裂时，下面的水被迫上升到冰层之间的缝隙，有时候会从冰层表面溢出，如果周围的温度够低，水就会凝结成冰，把分离的冰块接合起来，有时候还会沿着冰块之间长长的缝隙形成冰柱。在地球发展史的上个时期，特别是地球的外壳还很薄、经常发生断裂的时期，地球内部的液体物质就会这样流出地表，从而形成坚硬的外壳。

地球表面一开始的不规则，一开始在光滑的表面形成的与地球内部流体相连接的突起，主要归结于火山不断喷出炽热的岩浆，岩浆冷却变硬后形成了锥形山丘。后来，地球外壳的韧性变小，形成了无数横七竖八的裂缝，地球内部的流体物质受到的压力变得更大，溢出地表，在裂缝上形成了大山脊，从侧面看，每座山脊的脊骨呈锯齿状，高耸入云。一直以来，地球内部流体物质受到向上的作用力，被迫从地球外壳的裂痕流出是经常发生的状况，所以，现在我们脚下一半的土地都是由岩石组成的，这些岩石曾经都是地球内部的流体物质。另外一半则是由洪水过后留下的沉积物组成的。

地球内部流体物质灌入地球表面的裂缝，溢出后在地表形成山脊，同时凝固的岩层折叠倾斜也会形成山脊，而山脉就是由这些山脊组成的。地球表面的裂缝沿线就是地震多发带，因为这些地方的抵抗力比其他地方小，也就是在这些沿线上会经常形成喷泉，因为地热更容易通过裂缝传送到地表；同时，沿线上还分布着大量的火山，就像很多连接地球内部与外部的烟囱一样，屹立于同一裂缝之上。

当地球的温度降到足够低时，我们周围的大气发生了重大的改变。到目前为止，当温度很高时，水没办法以液态形式存在，只能以水汽凝结成的密云形式飘浮在地球上空。海洋就要形成了，不过还不是时候。当第一滴水落在炽热的地球表面时，新的世纪到来了。第一次下雨不过是小阵雨落到了炽热的地面，水很快就变成了水蒸气。更大的降雨不断发生，而且像往常一样把过多的热量蒸发掉。直到地表温度冷却，水才能以液态形式留在地球表面，从那时候起，大气中储藏的水分越来越多，形成了大量降水。

安的列斯群岛的飓风、印度台风所形成的连续闪电，以及所带来的洪水泛滥，好像已经耗尽了地球的所有资源。在远古时代，当陆地成形，地球准备孕育生命的时候，因倾盆大雨造成的地球、因洪灾而变成一片汪洋的景象，现今几乎是看不到了。一大片水汽聚集的乌云笼罩着整个地球。时不时迸发的闪电点亮了昏暗的天空，让人不禁想起远古时期地球还是炽热的发光体的时候。电闪雷鸣不断，仿佛整个宇宙都要坠毁一样。洪水像大瀑布般倾泻而下，其气势是我们现代的尼亚加拉瀑布都无法比拟的。地面和天空在持续的大量降水中仿佛连成了一体。与此同时，地面在水柱和垂直的水流的冲击下猛烈震动。今天任何风雨都无法比拟的龙卷风冲破一缕缕水柱，狂暴地将它们抛掷而下。

等到天上的水库被掏空后，整个地表已变成一片奇怪的汪洋，它的海水是炽热的，而且混杂着各种厚厚的泥土，形成了一种冒着热腾腾的蒸气的矿物溶液。也许，不规则的地球表面的一些暗礁和最高山脊的山巅都会浮出水面。原始海洋的浊浪只有拍打在零星散布在水面的暗礁上才会变碎，泛起泡沫。而其他没有海岸的地方，海浪一个接着一个。不久，陆地从海底深处升起，逐渐成形，同时，地球的外壳不断遭到破坏并得到重新调整。

最后，摆脱掉水分的大气层不再含有多余的水分，连我们现在这种由水汽凝结成的云都没有。这些宏伟的景观，差不多都是科学家们根据结果推出原因，根据已知的找出未知的，根据看得见的推测看不见的，从而得出的。我想说的是，海洋最有可能的形成原因就是：上层的水与下层的水发生分离，也就是“天空上的水与天空下的水分离”，这是3500年前，一位宗教历史学家提出的，现在已经得到了科学的证实。

当大量的高温雨降落到地表时，地球的外壳就发生了翻天覆地的变化。最初形成的岩石结构被破坏，整体变得很松散，同时大量的岩石被溶解。强劲的海浪把一切未能溶解的物质瓦解粉碎。在那之后，就累积了大量的砂砾、碎石、黏土和淤泥，把海洋变成充满热泥浆的流体。当海水不再冒泡时，水温下降，溶解力也跟着下降，泥土慢慢地沉淀，形成最深处的花岗岩床的第一层沉积物。

在这个时期，或许更早，陆地开始从浩瀚的海洋深处浮出海面。每过一天，地球外壳的褶皱和破裂都在加剧，最初的陆地就这样形成了。《创世纪》中是这样简单描述的：“让天空下的水全部聚集到一个地方，旱地就这样浮现出来了。”最初的陆地与我们现在的陆地完全不一样。尤其是法国，它只是浩瀚海洋中的一些小群岛。而在当时，现在的最大的这块陆地在海底沉寂了很久，才一点点地上升，即使到今天它也还是在慢慢上升，我之前提到的例子可以证明这一点。用“干旱”这个词来形容最初形成的陆地再适合不过了，因为在它上面，除了由地下熔岩活动形成的光秃秃的岩石外，一无所有，一两个火山岛就跟格雷厄姆岛一样，一片荒芜。但是，在上帝的安排下，生命就在这个时候诞生了，草地也开始出现在贫瘠的土地上。

在最初形成的泥浆完全沉淀下来后，海水变得格外清澈，同时，海里出现了各种各样的生物。海浪、河流、小溪不断地冲刷着陆地，把陆地上的各种矿物质带入海洋，堆积起来，形成了海床。从最早的时期到现在，海水都在不断地侵蚀着海岸，被冲走的矿物质全部沉积在海底。海洋从未停止接受从各条河流流入的沙、砂砾、泥浆等，这些物质和其他壳类动物的尸体一样，都沉在海底，慢慢变硬，形成坚固的岩石层。后来，地球内部的岩浆不断从地球表面喷出，蒸干了海洋，把它变成了一片干地。因此，至今在我们陆地的岩石上，甚至是高山上，都可以找到壳类海洋生物的化石。

地球外壳是由两种不同的岩石共同组成的，这两种岩石又是因两种不同的机制形成的，即火与水。一种是地球内部的熔岩从地表喷涌出来形成的；另一种是由（海浪）从陆地冲刷入海底的各种矿物质聚合形成的。第一种岩石叫做深成岩，表明它来源于地球内部流体物质的喷发。深成岩也叫冥王岩，是以掌管地府的神的名字命名的。第二种叫做沉积岩，名字来源于拉丁语，是“沉淀”的意思，因为它是由沉淀在海底的矿物质组成的。它也叫海王岩，以海之神的名字命名。

每一种固体物质受热熔化，经过慢慢的冷却，都会结晶，形成形状规则像小镜子一样的平面晶体。正如我们看到的糖一样，虽然糖的结晶方式不一样。（糖是一种可溶性的物质，当溶解可溶性的液体蒸发后，可溶性物质就会结晶。糖和盐就是这样形成的，当溶解它们的水蒸发后，它们就变成晶体。）因此，当从地表喷出的地球内部的岩浆慢慢冷却后，就会变成晶体，形成深成岩；而且，事实上，它们通常是由无数的小晶体组成的。

在这些结晶岩中，最普通也最值得关注的就是花岗岩，它的名字来源于它清晰可见的粒状结构。花岗岩是由3种不同的晶体混合而成的。这3种晶体分别是石英（硅石）、长石和云母。我们都知道，有一种晶莹剔透的矿物质与铁摩擦时会产生火花，形成白色鹅卵石。这种矿物质就是石英，也称硅石。打火石是一种硅石，还有颜色异常丰富的玛瑙以及比玻璃更透明的水晶都是。硅石可以和很多种物质混合，形成种类繁多的矿物质，这类矿物质通常被称作硅酸盐。白色不透明的长石就是硅石和石灰混合而成的硅酸盐，它的特别之处在于它的晶体是椭圆形的。云母也是一种硅酸盐，成分主要是黏土。这种硅酸盐很小，有时候会像金银一样闪闪发光，因此常被误认为是某种贵金属。以前的石英砂纸上的那些闪光的点点就是云母。

我就不再对深成岩的成分的复杂结构作进一步详解了，但是还是要强调一点：它们都是硅酸盐，是由硅石与各种各样的物质混合而成的，而且大部分硅酸盐与铁碰撞后会产生火花。各种硅酸盐的区别在于晶体的形态以及硬度有差异。

深成岩的这种晶体结构在沉积岩中几乎是看不到的，这也在意料之中，因为后者是由成层堆积在海底的松散沉积物经过很长一段时间的固结形成的。最普通的沉积岩是由石灰组成的，比较常见的有石灰岩、粉笔以及大理石。这些物质的基本成分都是一样的，都含有石灰和一种无形的气体——碳酸气体。它们共同的特性是：当它们与一种比碳酸更强的酸反应时，就会产生气泡，这些气泡就是碳酸气体。这个特性是深成岩所不具备的。

另一种沉积岩是由各种各样的黏土形成的，这种泥质岩很容易通过它们的用途辨认出来。当往泥质岩中加水时，它们就会变得很柔软，可以随意造型；泥灰岩就是由黏土和石灰粉混合而成的；各种各样的沙子和光滑的鹅卵石都是海水从陆地夺取的不同大小的矿物碎屑经过摩擦形成的；还有一种砂岩，它是结构非常紧实的砂砾，同时硬度也很大。

组成沉积岩成分的物质沉积在海底形成了不同厚度的规则分布的水平岩层或岩床。这种岩层就是所谓的地层。这些矿物质和其他物质在海底沉淀后会形成一系列地层，分别有石灰岩层、泥质层、沙质层等，最下面的是最先形成的，按形成的先后依次类推。如果没有外界力量的干扰破坏，这些地层就会一直保持水平，后来很多地层都发生变形、扭曲、破裂、移位，但是它的水平结构并没有发生任何改变。地球外壳最大的特征之一就是由于海水作用形成的水平分层。这是深成岩所不具有的。深成岩在从沉积岩的裂缝流出的液体的推动下，发生断层，原来的组成结构被破坏，最后形成了孤立的山峰或者锯齿状的悬崖峭壁；有的形成圆顶锥形山丘或者圆顶小山墩。但是没有一个例子可以显现出规则的组成结构。简单来说，深成岩并没有分层。

最后一点，沉积岩经常还包含大量石化了的有机生物的遗体，动植物的都有，它们都曾经生存于深海——沉积岩形成的地方。我们把这些石化了的动植物的残骸称作化石。其中贝壳类和鱼类的化石最多，有些岩石全部是由这种化石组成的。而深成岩是不存在这种化石的，因为它们是由地球内部炽热的岩浆形成的。

组成地球外壳的两种岩石的区别如下表：

深成岩

沉积岩

由地球内部的岩浆形成

由沉积于海底的物质形成

晶体结构

一般不是晶体结构

不按规律分层

按规律分层

不含有机动植物化石

大部分含有机动植物化石

由各种硅酸盐组成，不含石灰岩

大部分由石灰岩组成

不与酸发生反应

一般能与酸发生反应，同时释放出气泡

第十三章 山 脉

地球内部岩浆在与史前海洋的地球争夺战中，所占领的陆地面积，即现在的陆地总面积，大约是整个地球表面的四分之一；海洋的面积是四分之三。陆地并不是一整块一次形成的，而是由于地壳的断裂、扭曲、皱褶和其他运动逐渐形成的，因此地表才会这么不规则、这么杂乱无序。例如，有些地方是嵌进地球内部的幽深沟壑、深渊，以及高耸入云的山峰；有些地方是几乎与海平面持平的广阔平原；其他地方则是没有任何起伏的高原。就是因为它的高低起伏，很难把它看成一个整体，所以我们必须借助接下来要讲的测量地球表面不均匀程度的方式。

假设把欧洲所有的山脉都铲平，然后用铲除的土来填满平原和山谷，让欧洲大陆完全变成一片平地，没有高低起伏，就好像有人拿着一把巨大的靶子把它从头到尾进行了抹平。在被基本抹平后，整片欧洲大陆只高出海平面205米。这个数字表示的是这块陆地的平均海拔。用同样的方式，估算得出亚洲的平均海拔是350米，南北美洲的是285米。至于非洲的还没办法确定，因为对这块大陆的内部结构我们还不太了解。

地球上所有陆地的平均海拔大约是300米。假设是在一个直径为两米的球体上，这个高度也不过是一张纸的厚度而已。这层表皮虽然很薄，却一直在遭受着河流的冲刷和面积是陆地面积3倍的海洋的侵蚀，而我们就生存在这样一片薄薄的土地上。

用什么可以铲除地球表面微不足道的小疙瘩，把它们还给海洋呢？只需要收回控制强大自然力的那股力量，那么，在地球内部岩浆第一次爆发时，陆地就会崩塌，沉入海底。1822年发生在智利的一次地震，就让6000多平方千米的智利大陆的平均海拔提高了1米。发生在海底的300次这样的震动就可以让跟现在同等大小的陆地浮出海面，而地球内部的300次同等级的震动也会让这样一块大陆消失，不过，不可能出现这样的现象。

陆地能够保持基本稳定，肯定是因为有某种强大的机制在保护着它的平衡，这个平衡一直受到威胁，但是一直在被维护。肯定是因为支撑着陆地的力量比地球内部活动造成地面震动的力量大，而且有一只眼睛不眠不休地守着那些已经浮出海面的陆地。我亲爱的读者们，你们知道这个强大的机制、这个坚固的支撑物以及这只不闭的眼睛，是什么吗？是上帝的眼睛，上帝在支撑，上帝在掌控。

不难看出，无数的不规则使得陆地的面貌不尽相同是有原因的。如果所有的陆地浮出海面后，形成了之前我们估算欧洲的平均海拔时提到的不间断的高原的话，这个世界会是什么样呢？它将是一片很单调的领土，人烟稀少，或许可能就是一片荒芜的沙漠。

事实上，宏伟的山脉不仅让这个世界变得更加美丽，同时它高高的顶峰和妩媚的轮廓也增加了地球表面的多样性；而且它们还有更重要的作用：没有它们，地球的水就无法正常循环，因此它们被认为是土地肥沃的主要原因之一。冬天的雪下在白云笼罩的山峰，聚集起来，储存了大量的冰，逐渐融化变成水，补充了各种各样的水；而被暴风雨侵蚀的山坡，形成了适合植物生长的土壤，然后这些土壤会被冲到山谷里，把山谷的土壤变得更加肥沃。因此，整座山，从山顶到山底，都在不停地哺育周围的平原地区，为种子提供了肥沃的土壤以及种子生长的必要条件——水。

故事还没完。陆地的表面非常不均匀，有平原、山脉，还有山谷，它不仅多产，而且产品的种类繁多。潮湿的低地有绿色的草地，平原上有丰富的庄稼，山坡上有葡萄园，山上有森林。而平地是不可能这么多样化的。因此，为了让地球更加富饶、多样，上帝就利用地下熔炉把地球表面变得很不规则：光秃秃的山顶是为了滋润山脚周围的平原地区；而那些常年被雪覆盖的高高的山峰，让我们看到了慷慨的上帝赐予陆地的无价的礼物。

山脉是由地球外壳的一部分垂直上升或倾斜上升形成的延绵不断的群山组成的，首先是因为地壳的褶皱运动，然后是因为分离。让我们来看看山脉形成的两个主要步骤。

首先用两根手指夹住12页书，或者多几页也行，然后把这几页书一同往左侧或右侧折叠，从上往下看，可以看到折痕是呈圆弧形的，这几页纸在保持它们的相对位置的同时，层叠向上，它们的弯曲度都是一样的，而最下面的那一页底部会留出一部分空间。当折叠的书受到横向的压力时，书之间的折叠顺序并没有发生改变，只是整体向上突起，由沉积岩形成的地球外壳的地层就跟书页一样，当地球内部的岩浆活动对它产生巨大的横向的作用力时，这些地层在不改变原来的叠加顺序的情况下就会整体向上隆起形成山脉，这种现象就叫做褶皱。

当然，地球外壳的地层并不是像书本那么容易弯曲的。它们由巨大的岩床构成，有些厚度达1000米甚至更多。不管怎样，在这股能让陆地发生断裂、让岛屿浮出海面的不可抗拒的力量面前，地层就像蜡一样柔软。对我们来说，地层的褶皱好像很难理解，因为我们总是会不自觉地把参与这项巨大工程的力量与我们所能掌控的类似手段相比较。而我们所采取的手段就是微不足道的机器设备，它最多只能举起一块几立方米大小的岩石，这与能够震动地壳、举起安第斯山脉和喜马拉雅山脉的地下能量相比，又算什么呢？然而当这些山脉与地球的大小比起来，即使它再高大再宏伟，也显得微不足道。那么，要理解山脉的形成就不难了——它只不过是看似庞大坚硬的地球外壳的地层受到巨大的横向压力的作用，发生褶皱后形成的，就像书在我们的手指的作用下折叠弯曲一样。

在地层弯曲形成的穹顶底下，就在地表下面，肯定留有一部分空间；但是很明显，地壳下的岩浆总是沸腾的，形成了山脉中的花岗岩或其他深成岩。因此，如果把其中一座山从山顶到山底纵向切开，那么从横断面看到的首先是连续不断的沉积岩褶皱形成的与山脉轮廓一致的纹路，在这些沉积岩下面，就是组成山脉的核心部分，这部分由深成岩构成。侏罗纪时代的一些山脉就是由地壳的褶皱形成的。

但是，在强大的压力作用下，地球外壳的沉积层形成的地层并不总是那么容易弯曲，有些时候也会发生断裂。在那种情况下，裂缝就会穿过褶皱处地层的厚度，地球内部的岩浆会透过这些裂缝从地表喷发，形成由深成岩组成的山峰，同时也造成了山坡上的沉积岩的断裂。勃朗峰就是这样结构的山脉，它的山峰是由花岗岩形成的，山坡和山底则是由沉积岩形成，沉积岩又分为石灰岩、泥灰岩、沙岩和砂岩。

总的来说，山脉主要分为两种：一种是由于地球外壳产生规律的褶皱形成的，由一系列弯曲程度差不多的深成岩组成，至少从外形看，是呈圆弧形的；另外一种是由于地球外壳的褶皱发生断裂形成的，褶皱被大量的深成岩分成两半，这些深成岩构成整条山脉的框架和山峰。因此，地球表面找到的深成岩基本上都构成了山脉的核心和山峰，而山坡和山底则是由向上倾斜的沉积岩组成，阿尔卑斯山脉和比利牛斯山脉就是这样的。通过深成岩的显著特征，我们可以很快判断出一条山脉是不是由两种岩石混合形成的。例如，花岗岩肯定是地球内部炽热的岩浆以流体形式从地表喷出形成的，就像现在火山喷发出岩浆一样。这些例子是值得我们多思考的。

喷发物在穿过各种沉积物形成的地层到达地球外壳时，始终保持高温状态，这证明了当时地表也是处于高温时期。它所经过的石灰岩、泥质岩以及各种各样的沙岩都清楚地记录着这个温度，就跟炉边烧红的砖头记录着锻铁炉的温度一样。通过阅读下文，你们将了解得更清楚。

石灰石受热后会分解，产生的碳酸性气体会溢出，只剩下石灰。石灰就是这样形成的。但是如果把石灰石放在一个密封的金属容器里，就像密封的炮管一样，碳酸气体就不会跑出去，石灰石也就不会被分解了。在这种情况下，石灰石会熔化，但是它的化学成分并没有发生改变，等慢慢冷却下来后，就可能会变成晶体，这种晶体就是原始石灰石、普通建筑用石或者粉笔的最初形态。从实验中我们可以看到一种和糖一样透明的结构紧实的白色大理石。这个实验第一次是由物理学家——詹姆斯·霍尔做的，通过加热，我们可以把粉末状的粉笔变成坚固的大理石。

石灰石与熔化的花岗岩或其他深成岩接触时，由于受到深成岩产生的巨大热量的作用，就会变成大理石，这样产生的大理石有些是纯白色的，有些是彩色的。因此，此时此刻，以液体形态被迫穿过沉积岩层的这些深成岩带有的热量就是霍尔的试验中需要的；因为，只要靠近或接触到这个热量，埋在深层的石灰石就会被熔化，阻止碳酸气体从石头里跑出去。同样，深成岩在演进的过程中，会让它碰到的煤炭里含有的气体逃逸，跟现在的煤气工厂很像，就是把气体从煤炭中分离，而且分离方式都很巧妙。同样的道理，沙子会被玻璃化，变成玻璃的物质——石英。黏土也会变硬，就像在陶工的火炉里煅烤过一样。

从这些在世界各地观察到的事实，我们得出一个很重要的绝对正确的推论：形成主要山脉框架的巨大花岗岩是以炽热的液体状态出现在地球表面的，现在已经冷却下来，硬化了。在高山还未形成、耸入云间，山顶上没有终年积雪时，它们就像岩浆热浪一样在巨大的地下火炉里翻腾着。

我已经跟你们讲过，陆地并不一直都是现在这个样子的。它们是一点点慢慢形成的，随着地球外壳的不断破裂，新的褶皱的形成，水平面上升，海洋被控制在一定的范围内。因此，山脉形成的年代并不都是一样的，有些比其他早，它们的改变记录了我们的地球在进化过程中的各个阶段。研究地球，就绝对不能忽略这个问题：山脉的年龄到底有多大？

我亲爱的读者们，从这几个字中，我们听到了远古时代的呼唤。我们非常乐意向它远久的历史鞠躬，表示尊敬；当旅行家看到与法老同时期的埃及金字塔时，心中充满了敬畏之情。那么谁又会无视这些山呢，即使全人类一起合作也无法把这些巨大的山立起来，它们形成的年代如此之久远，那时候人类都还未出现，也无人见证第一块石头的形成。山脉的年龄有多大呢？只有上帝知道，他知道地层的最底层需要多少个世纪才可以形成。因此，科学也没办法判断任何一条山脉的形成年代，他们只能简单地告诉我们它周围的平原地区形成的先后顺序。而我说，可能大山脉形成的先后顺序也是可以判断的；简言之，我们可以推断出它们的相对年龄，但是仅此而已。例如，我们可以确定：侏罗山脉完全形成时，比利牛斯山脉的组成成分才刚刚沉积于海底，而在比利牛斯山脉已经形成之际，阿尔卑斯山脉还只是海底的一部分泥土。因此，我们可以推断出侏罗山脉比比利牛斯山脉早，而比利牛斯山脉又比阿尔卑斯山脉早，但是我们也只能肯定这一点而已。让我们来探索这一点小小的但是非常重要的信息是如何获得的。

从远古时代起，各种各样的矿物质就已经开始在海底沉淀了，几个世纪过后，这些沉淀物变得非常紧实非常硬，形成了水平的岩石地层。这些地层的厚度通常都很深，而且组成成分不尽相同，有些含有石灰石，有些则含黏土或细沙，同时壳类动物和鱼类动物的化石的种类也不一样，这是因为海洋生物跟陆地生物一样，随着时间的流逝，在不同的时代是非常不一样的。对此，我们不再作详细介绍了，现在我们假设在海底只有3种沉积岩，那么这3层中最底下的那一层的历史最悠久，最上层则是最新形成的。至于中间的那层（图16中的2）形成的时间很显然是在1层和3层之间，也就是1层之后，3层之前。

图16

让我们假设海底是按这样一种方式发生褶皱，从而浮现出水面，形成山脉，那么这3层就会角度一致地弯曲，如图16中的D，共同构造出山脉的框架。如果海洋底部的另外一部分在3层还未形成之前，提早隆起，那么显然这条山脉也就只有1和2这两层，如图中的C。如果隆起是发生在1层形成之后，2层形成之前，那么1层就会单独构成山脉的框架，这说明这条山脉的形成时间更早，图中的B表示的就是在这种情况下形成的山脉的横断面。图中的3幅图清晰地表示了不同时间形成的3条山脉的特征，最先形成的应该就是B，因为它在其他两层沉积岩还未形成之前就形成了；第二形成的就是C，它比B多了一层；最后形成的就是D，因为可以看到3层沉积岩都已形成。

科学告诉我们这样一条规律：如果一条山脉所含的沉积岩层的层数比另一条山脉少的话，那就证明这条山脉的形成时间比另外一条早。之所以确定侏罗山脉早于比利牛斯山脉，是因为它上面没有覆盖在比利牛斯山脉上的某种石头；而之所以确定后者比阿尔卑斯山脉早，是因为在它上面找不到组成阿尔卑斯山脉结构的地层。通过这种方式，可以判断地球外壳断裂导致陆地形成的几个主要阶段。

下面是世界上主要的一些山峰及其相对应的高度。

第十四章 河谷与平原

假如园丁想最有效地灌溉他的花园，那么他就会在花草树木所属的河床处挖出一系列灌溉水渠，这些水渠会把河水引到需要的地方，不让它白白流掉。我们的地球就是一座大花园，而上帝是这座花园的园丁，山脉是储藏流水的水库，河谷则是灌溉水渠的藏身之处。地球表面的每一处沟壑都是大大小小的河流的通道。

那么这些灌溉水道最初是怎样形成的呢？是河流流过地面自动形成的吗？不是的。河流可能依靠自己的冲力在岩石上开出水道来吗？急流可以吞噬坚硬的花岗岩，在山上形成深不见底的水沟吗？经过了几千年，细细的河流会穿透矿物质形成的紧实地层吗？当然不可以，这需要比微不足道的水流力量还要大得多的力量。确实，河流会降低河岸，加深河道，特别是在河床急速下降的时候，但是很少能在最初经过的地方形成河谷。这归结于地下的强烈震动，因为有它才形成了被我们称作山脉的山脊，才有了被称作河谷的沟壑。地球内部的岩浆活动使地球外壳产生褶皱、断裂，在地面开出了水道，切断了山脉，从而形成了今天的微波粼粼的小溪流经的无数通道。每一条河的流经路线都已经事先设计好了，河流一定是沿着这些准备好的路线流动，而且它的冲蚀作用最多也只能是在某个已经成形的河谷的大水道里形成河床。

但是，流水就很容易在土壤上形成沟壑，毫无疑问，这种流水的冲蚀作用已经足够在土壤上挖出水道，就像现在大雨过后，我们经常可以看到土壤表面被雨水冲蚀形成水沟。因为冲蚀作用形成的河谷都很浅，而且不是那么重要。其他河谷可能是因为地球外壳的褶皱或断裂而形成的。由于地球外壳的断裂形成的河谷有着陡峭的山坡，有时候两边的山坡向外突出的部分会非常靠近，如果作用力从两侧往中间压，会发现这两边基本上是完全契合在一起的，根本看不出它们分离过的痕迹。由地球的褶皱形成的河谷仅仅在连续褶皱的地方有水槽，而两边通常是舒缓的陡坡。

拿一团黏土，如果把它压平，然后轻轻撕开，那么每个撕裂口表示的就是因地球外壳断裂而形成的河谷；如果从两边往中间推，那么中间就会隆起形成褶皱，而在连续褶皱之间形成的每条水道，就是之前描述的那种河谷，假如让河流在它表面流淌，就会形成非常浅的小水沟，这就是因水的冲蚀而形成的河谷。我们的地球就像这黏土一样，虽然它的表层并不全是由软的黏土组成，但是也既存在着由河流冲蚀形成的河谷，又存在着由地球内部的岩浆活动形成的河谷。

把两条平行的山脉分开的河谷叫做纵谷，因为它的延伸方向与两边斜坡的地质构造线方向一致。我们可以用两片屋顶之间由屋檐连接的V型房顶来表示，这两片屋顶就相当于两条山脉。在两边的山坡上形成的竖直贯穿整条山脉的河谷就叫做横谷，因为它的延伸方向与两边斜坡的地质构造线方向交叉，就相当于从屋梁延伸至屋檐的排水沟。大部分的横谷是由大小跟它差不多的流水灌溉的，主要来自山上融化的雪，就像屋顶的排水沟一样，雨是它的特别水源。溪流经过这些小河道，最后都注入纵谷底部的主流，同时纵谷底部也不断接受来自左右两边山坡上的分流，就像两面相邻的三角墙共有的排水沟一样，同时接受从两边流下来的水。

从一条山脉两边的山坡下来的水流之间的分界线叫做山脉的山脊线或分水线。河谷也有一条类似的线，该线位于两边山坡的汇合处，这条线被称做谷底线。它是纵向经过河底的，所以也被看作一种倒置的分水线。灌溉这个河谷的河流总是沿着这条谷底线流淌。

某些河谷，特别是地理位置很高的河谷，并不会扩大且慢慢并入周围的平原，而是被周围的山包围。这种河谷总是试图寻找宽阔的出口，但是一直受阻，只留下狭窄的水道，这种水道就叫做隘路。古时候，人们把这样的水道叫做“民族的大门”，因为与世隔绝，所以生存在这河谷里的居民就形成了独立的部落或民族。历史上比较出名的这种水道有：高加索之门、里海之门、伊苏斯之门、德尔摩比勒之门，等等。安第斯山也有这种在1500米高的山墙之间弯曲前行的隘路。

有些河谷就像巨大的不规则的圆柱形围墙，很像地面的中间部分沉到很深的地方，而四周像垂直的高墙一样包围着下沉地带。这种围墙式的河谷的水道出口通常很宽。在比利牛斯山脉可以找到这种形状的知名河谷。由于形状的原因，它们被叫作“oules”，意思是锅或水壶。在法国被叫作“cirques”（马戏场或圆形竞技场）。最值得注意的就是以下的：位于加瓦尼尔的河谷，一说起瀑布就必须提到的；还有位于希斯的河谷。著名学者雷曼德一生都在研究比利牛斯山脉，他曾经这样描述圆形竞技场式的河谷：

到达这种圆形竞技场式的河谷时，我们都震惊了。包围着我们的两大山峰突然分离了，向左右延伸，从我们所在的位置看，它们似乎弯曲成了巨大的月牙，其中一个角在我们这边，而且有两块巨大的岩石突出出来，就像两座堡垒一样。另外一个角就是另一条狭长的延绵不断的山脉，光秃秃的，顶部是被云遮挡住顶端的圆形岩石峰。吹茅斯山峰在两个角的连接处，像针一样尖锐的冰川矗立在它上面，人一旦从山坡上掉下就会摔得粉身碎骨。被包围的地方可能就是深渊或无底洞，如果它不是那么大的话，被围起来的空间就可以称做深渊，因为它的海拔不会低于800至900米，而且周长有1万米。里面有新鲜的空气，广阔的天空，还有碧绿的草地。无数的羊生活在这片草地上，对它们来说，食物几乎就是取之不竭、用之不尽的了。就算有300万人在这里，也不会觉得拥挤，因为它可以容纳1000万人。在这片宽敞的围墙里，在比利牛斯山脉的顶部有着这样一片广阔的平原，在险峻的山脚下的旅行家都渴望一饱眼福，但是必须冒险先越过险峻的峭壁。

从一条山脉的两边山坡上下来的横谷，可能在最高点汇合。在那种情况下，两个峡谷汇合的最高点就会发生凹陷或被切断，我们把它叫做闸门或槽口。槽口就是一个斜坡和另一个斜坡相接的地方。在两个连续槽口之间，会有山脊的一部分独立隆起，隆起的这部分山脊叫做山峰。槽口是两个延伸到相反方向的横谷的共同起点；山峰是两座向相反方向延伸的横向山脊或几条山脉的起点。

平原被分成两种，高地平原即高原，还有低地平原即普通平原。地球表面陆地较完整的大面积隆起地区就是高原，通常作为高山的根基。高原也可被看做陆地的核心，它是由原始海洋底部上升形成的，低地是最后才出现的。以下是最重要的一些著名高原及其海拔：

高原名称

高度（米）

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

奥弗涅高原

331

第十四章 河谷与平原

假如园丁想最有效地灌溉他的花园，那么他就会在花草树木所属的河床处挖出一系列灌溉水渠，这些水渠会把河水引到需要的地方，不让它白白流掉。我们的地球就是一座大花园，而上帝是这座花园的园丁，山脉是储藏流水的水库，河谷则是灌溉水渠的藏身之处。地球表面的每一处沟壑都是大大小小的河流的通道。

那么这些灌溉水道最初是怎样形成的呢？是河流流过地面自动形成的吗？不是的。河流可能依靠自己的冲力在岩石上开出水道来吗？急流可以吞噬坚硬的花岗岩，在山上形成深不见底的水沟吗？经过了几千年，细细的河流会穿透矿物质形成的紧实地层吗？当然不可以，这需要比微不足道的水流力量还要大得多的力量。确实，河流会降低河岸，加深河道，特别是在河床急速下降的时候，但是很少能在最初经过的地方形成河谷。这归结于地下的强烈震动，因为有它才形成了被我们称作山脉的山脊，才有了被称作河谷的沟壑。地球内部的岩浆活动使地球外壳产生褶皱、断裂，在地面开出了水道，切断了山脉，从而形成了今天的微波粼粼的小溪流经的无数通道。每一条河的流经路线都已经事先设计好了，河流一定是沿着这些准备好的路线流动，而且它的冲蚀作用最多也只能是在某个已经成形的河谷的大水道里形成河床。

但是，流水就很容易在土壤上形成沟壑，毫无疑问，这种流水的冲蚀作用已经足够在土壤上挖出水道，就像现在大雨过后，我们经常可以看到土壤表面被雨水冲蚀形成水沟。因为冲蚀作用形成的河谷都很浅，而且不是那么重要。其他河谷可能是因为地球外壳的褶皱或断裂而形成的。由于地球外壳的断裂形成的河谷有着陡峭的山坡，有时候两边的山坡向外突出的部分会非常靠近，如果作用力从两侧往中间压，会发现这两边基本上是完全契合在一起的，根本看不出它们分离过的痕迹。由地球的褶皱形成的河谷仅仅在连续褶皱的地方有水槽，而两边通常是舒缓的陡坡。

拿一团黏土，如果把它压平，然后轻轻撕开，那么每个撕裂口表示的就是因地球外壳断裂而形成的河谷；如果从两边往中间推，那么中间就会隆起形成褶皱，而在连续褶皱之间形成的每条水道，就是之前描述的那种河谷，假如让河流在它表面流淌，就会形成非常浅的小水沟，这就是因水的冲蚀而形成的河谷。我们的地球就像这黏土一样，虽然它的表层并不全是由软的黏土组成，但是也既存在着由河流冲蚀形成的河谷，又存在着由地球内部的岩浆活动形成的河谷。

把两条平行的山脉分开的河谷叫做纵谷，因为它的延伸方向与两边斜坡的地质构造线方向一致。我们可以用两片屋顶之间由屋檐连接的V型房顶来表示，这两片屋顶就相当于两条山脉。在两边的山坡上形成的竖直贯穿整条山脉的河谷就叫做横谷，因为它的延伸方向与两边斜坡的地质构造线方向交叉，就相当于从屋梁延伸至屋檐的排水沟。大部分的横谷是由大小跟它差不多的流水灌溉的，主要来自山上融化的雪，就像屋顶的排水沟一样，雨是它的特别水源。溪流经过这些小河道，最后都注入纵谷底部的主流，同时纵谷底部也不断接受来自左右两边山坡上的分流，就像两面相邻的三角墙共有的排水沟一样，同时接受从两边流下来的水。

从一条山脉两边的山坡下来的水流之间的分界线叫做山脉的山脊线或分水线。河谷也有一条类似的线，该线位于两边山坡的汇合处，这条线被称做谷底线。它是纵向经过河底的，所以也被看作一种倒置的分水线。灌溉这个河谷的河流总是沿着这条谷底线流淌。

某些河谷，特别是地理位置很高的河谷，并不会扩大且慢慢并入周围的平原，而是被周围的山包围。这种河谷总是试图寻找宽阔的出口，但是一直受阻，只留下狭窄的水道，这种水道就叫做隘路。古时候，人们把这样的水道叫做“民族的大门”，因为与世隔绝，所以生存在这河谷里的居民就形成了独立的部落或民族。历史上比较出名的这种水道有：高加索之门、里海之门、伊苏斯之门、德尔摩比勒之门，等等。安第斯山也有这种在1500米高的山墙之间弯曲前行的隘路。

有些河谷就像巨大的不规则的圆柱形围墙，很像地面的中间部分沉到很深的地方，而四周像垂直的高墙一样包围着下沉地带。这种围墙式的河谷的水道出口通常很宽。在比利牛斯山脉可以找到这种形状的知名河谷。由于形状的原因，它们被叫作“oules”，意思是锅或水壶。在法国被叫作“cirques”（马戏场或圆形竞技场）。最值得注意的就是以下的：位于加瓦尼尔的河谷，一说起瀑布就必须提到的；还有位于希斯的河谷。著名学者雷曼德一生都在研究比利牛斯山脉，他曾经这样描述圆形竞技场式的河谷：

到达这种圆形竞技场式的河谷时，我们都震惊了。包围着我们的两大山峰突然分离了，向左右延伸，从我们所在的位置看，它们似乎弯曲成了巨大的月牙，其中一个角在我们这边，而且有两块巨大的岩石突出出来，就像两座堡垒一样。另外一个角就是另一条狭长的延绵不断的山脉，光秃秃的，顶部是被云遮挡住顶端的圆形岩石峰。吹茅斯山峰在两个角的连接处，像针一样尖锐的冰川矗立在它上面，人一旦从山坡上掉下就会摔得粉身碎骨。被包围的地方可能就是深渊或无底洞，如果它不是那么大的话，被围起来的空间就可以称做深渊，因为它的海拔不会低于800至900米，而且周长有1万米。里面有新鲜的空气，广阔的天空，还有碧绿的草地。无数的羊生活在这片草地上，对它们来说，食物几乎就是取之不竭、用之不尽的了。就算有300万人在这里，也不会觉得拥挤，因为它可以容纳1000万人。在这片宽敞的围墙里，在比利牛斯山脉的顶部有着这样一片广阔的平原，在险峻的山脚下的旅行家都渴望一饱眼福，但是必须冒险先越过险峻的峭壁。

从一条山脉的两边山坡上下来的横谷，可能在最高点汇合。在那种情况下，两个峡谷汇合的最高点就会发生凹陷或被切断，我们把它叫做闸门或槽口。槽口就是一个斜坡和另一个斜坡相接的地方。在两个连续槽口之间，会有山脊的一部分独立隆起，隆起的这部分山脊叫做山峰。槽口是两个延伸到相反方向的横谷的共同起点；山峰是两座向相反方向延伸的横向山脊或几条山脉的起点。

平原被分成两种，高地平原即高原，还有低地平原即普通平原。地球表面陆地较完整的大面积隆起地区就是高原，通常作为高山的根基。高原也可被看做陆地的核心，它是由原始海洋底部上升形成的，低地是最后才出现的。以下是最重要的一些著名高原及其海拔：

高原名称

高度（米）

奥弗涅高原

331

巴瓦瑞亚高原

507

卡斯提尔高原

682

墨西哥高原

2281

基多高原

2905

西藏高原

4000-5000

秘鲁高原

3919

让我们来重点看一下最有意思的奥弗涅高原。那是在远古时期，人类还未出现以前（但是离科学揭露它的神秘面纱的那天并不遥远）。当时，现在形成的欧洲大陆还只是一些散布在浩瀚的海洋中由深层岩形成的群岛以及一些花岗岩形成的岛屿。后来形成的两个地区的首都——伦敦和巴黎，还埋在海底深处。组成欧洲的地层已沉积在海底，一些岛屿和未来法国的雏形已经浮出海面。最初形成的干地见证了现在欧洲大陆，以及法国母亲的诞生。比阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉、侏罗山脉的形成还早的领土有：布列塔尼地区、阿登高地以及奥弗涅高原。这3座海岛已经不存在了，它们与原始海洋消退后所暴露出的广阔土地合为一体了。

奥弗涅高原是陆地上最早形成的高原之一，由于受到巨大向上的作用力，地表上升至海平面上。它有两个海湾，朝北的那个后来形成了富饶的利玛涅平原，而朝南的那个宽一点的，形成了贫瘠的拉扎克地区。两个海角加长了这个古岛，北边形成了现在勃艮第的一部分，南边与黑山相对，它的中间部分是由花岗岩形成的高原，环绕了现在的奥弗涅、维拉、弗雷还有利穆赞。法国的大部分火山（现在已全部变成死火山）都是位于现在这片领土上的。

由于地势高，高原很可能因为雨水的冲刷以及河流的冲蚀变得很贫瘠。肥土流失到周围的低地，富饶了平原地区的土壤。因此，有些高原的底部的土极其肥沃。比如塞文山脉西部的拉扎克高原，它由石灰岩组成，面积达120平方千米，唯一的庄稼是马铃薯，到处都是燕麦田。有些地方，方圆几千米内，看不到一棵树或一条小河。不过，这高原哺育了许多的羊群，当地居民就以它们的副产品为生。地势高的同时也造就了高原的寒冷气候。拉扎克高原虽然地处南部，但是却经常下雪，所以人们不得不在高速公路上每隔一段距离就设立一个指示路标。

在热带地区，高原会像沙海中凸出的岛屿一样。虽然位于热带，但是高原上的温度却很适宜。这里的高原形成了一个与低地平原不一样的世界，生活在这儿的居民，在健康、生活方式以及文化方面都与低地平原的居民有很大不同。热带地区的平原常年温度都很高，而且空气都被沉积的污水散发出的蒸气污染了。基多高原、墨西哥高原以及秘鲁高原都是热带地区的高原。基多高原差不多在赤道上，山峰常年积雪的皮钦查山、钦博拉索山还有安迪桑拿山在它的上面。繁华的基多市就位于海拔超过终年积雪地带2900米的地方，四季如春。秘鲁高原的海拔是4165千米，接近勃朗峰的高度，这里有着著名的银矿区。墨西哥的首都墨西哥城的海拔是2275米，法国内陆地区没有一条山脉能达到这样的高度。欧洲探险家到达美洲大陆后，就是在基多、墨西哥和秘鲁这三大高原上发现了人类最古老的文明。

低地平原的面积比高原大得多，差不多是大半块陆地。有些平原的大部分土壤都是由河流冲刷形成的冲积土组成的，这种土壤非常肥沃。流经这类平原的河流有罗纳河、卢瓦尔河以及塞纳河。至于通过其他方式形成的平原，根本不适合农业生产。有些全部是由光滑的圆形鹅卵石组成的，有些是沙地平原。法国最著名的鹅卵石平原是位于罗纳河口附近的克罗平原。根据古代神话记载，希腊的大力神赫拉克勒斯经过一段远征后，就在这个地方安顿了下来。他用双手在这片土地的终端挖出了直布罗陀海峡，为航海家开辟了从地中海通向大洋的道路。他在冒险返回他故乡希腊的途中，遭到了几个巨人的攻击，虽然他只要用双手就可以征服一切，但是当天上的石头像淋浴一样源源不断落下时，他也只好屈服。从那之后，这块地区就变成了由石头组成的荒原。

但是科学的解释更为简单更有说服力。在很久以前，一条大河的急流从阿尔卑斯山上倾泻而下，下来的速度非常之快，造成地面龟裂，同时还带着大量的小石头，这条河流后来演变成了杜兰斯河，它流经的地方则形成了陆地的沟壑。那股急流消失了，不过它带来的小石头还在，结果形成了现在的克罗平原。虽然这块卵石地看起来很干旱，但是在一年的大部分时间里都饲养大量的羊群。小石头之间的缝隙长满了新鲜可口的青草，羊会翻开小石子，然后吃新鲜的草。当天气热的时候，草地就都消失了，羊群会迁徙到别的地方，在往多芬尼山迁徙的途中不断更换栖息之地，直到找到合适的牧场。

从吉伦特河到比利牛斯山是一片荒野，它的得名源于它的特征。这是一片无边无际的沙漠，毫无生气的粗糙的草覆盖在平坦的沙子之上。牧羊人踩着高跷，跟随着羊群，平稳地跨过这片贫瘠的草地。法国很多地方跟欧洲中南部一样，都有很多那种贫瘠的土地，基本上是荒野，只有粗糙的草场。威斯特伐利亚的吕内堡的荒原面积达2万平方千米。确切地说，那些踩高跷的牧羊人来自加斯科尼平原。

从大西洋到红海之间的荒原面积大约是地中海面积的3倍，这片荒原就是整个北非，它被认为是某片史前海域的海底，是到相对近代时期才从海浪中冒出来的，海浪曾经不断冲蚀它上面的砂砾。贝类海洋动物的沉积物、一系列的盐湖、跟大理石一样白的盐岩、散播开来的黏土都证明了这里曾经是沉在海底的。这片荒原的内陆地区就是炎炎烈日下的撒哈拉沙漠。没有什么地方比这儿更荒芜了。大篷车在沙漠里连续行走好几天也碰不到一个活的生物，甚至看不到一棵树、一丁点小草。选择在这片土地上生存的动物，只能吃沙，喝空气。沙漠就是这样的，到处都是死一般的寂静，毫无生机。沙子满天飞，形成狭长的山脊。

有时候太阳会被紫罗兰色的雾挡住，同时带来炽热的风——西蒙风，又热又毒，入侵这片干燥的领土，刮起大片的沙地，在那之后，又把它释放开来，这时，一片沙海滚来滚去就像海浪一样。当大篷车被这样的沙尘暴困住时，骆驼就会自动在车子外面围成一圈，而赶驼人就躲在中间。通常这种防护措施是没什么用的，赶驼人和骆驼会因周围炽热的空气窒息而死。

但是如果在这样的沙海也有暴风雨，那么就可能有专属于沙漠的岛屿存在，地面的缺口处就可能会有水源，植物也就可以生存。有水的地方，就有村庄，这里就是撒哈拉部落赖以生存的地方。沙漠里那些可以看到植物生存的小岛叫做绿洲。也是因为这些绿洲的存在，古代地质学家才把撒哈拉沙漠比作美洲豹，美洲豹的皮肤底色代表的就是沙漠，而身上的黑色斑点代表的是沙漠中的绿洲。

但是你会问，在这么热的沙漠中怎么会有水呢？而且绿洲的存在为什么如此重要呢？我会解释的。跟其他热带地区一样，撒哈拉沙漠也是有雨季的。短短几天的降雨量非常之大，造成洪灾——这才是真正的洪灾呢。每个沟壑都会形成一股急流，但是不会形成永不干涸的河流，这些急流会把雨水带入海洋，雨季过后，残留在沙漠上的水很快会被炽热的沙海蒸干，因此沙漠里根本不会有河流存在。就是这样，地面以下储存了大量的水，阿拉伯人把它们叫做地下海，只要挖到一定的深度，就可以找到这些地下水库。在法国与阿尔及利亚的交界处又发现有自流井存在，它将再次拯救严重缺水的地方。

不同地方的大平原有不同的叫法，如干草原，特指西伯利亚一带没有树木的草原；热带草原、热带稀树草原、潘帕斯草原。世界上最广阔的平原主要位于里海附近、俄罗斯、西伯利亚以及南美洲。根据亚历山大·冯·洪堡所描述的，南美大平原非常辽阔，因此在北部可以生长棕榈树，而南部却是终年积雪。虽然这里的土壤肥沃，还有雨季的灌溉，但是在欧洲人抵达之前，这些地方都还是沙漠，当地人从不冒险涉足，因为里面没有水。但是自从发现新世界后，被饲养的牛群让这个地方变得有生机了，还有人住在这里，因为可以看到芦苇和皮鞭盖成的有房顶的小屋。

在大平原上，还有一群群的野狗住在地下洞穴里，过着最原始的生活。它们经常残暴地攻击人类，而这儿的人们已经习惯了防御。在高高的草原上，还有数以百万计不受驯服的牛、马、骡子。大量进口这些动物的欧洲人都不禁惊叹这里的人们是如何抵抗如此大的危险和困难的。大草原上一年有两个季节，一个是雨季，一个是旱季。旱季时，在太阳的直射下，原本绿油油的草地干裂成一块一块的，天空好像要掉下来似的，压着荒芜的草地，只留下一丝丝光芒，空气变得很沉闷，同时炽热的沙尘被吹得满天飞。就跟我们这里的有些动物要冬眠一样，那里的鳄鱼和蟒蛇在旱季的时候会躲在烤干的黏土下面，直到旱季过去。

同时，牛、马在厚厚的沙尘的包围下，忍受饥饿和干渴的折磨，行走在沙漠里，牛嘶叫着，马伸长了脖子，张大鼻孔呼吸，试图去追赶周围还未被吸干的空气。成千上万具骷髅描述着这些动物在沙漠上走过的痕迹。从1827年到1830年的持续干旱期间，在布宜诺斯艾利斯就有上百万头牛死去。因为忍受不了饥渴而发疯似的马、羊从它们生长的地方逃到了巴拿马河，但是大部分都溺死了，它们的尸体堵住了拉普拉塔河的出口。

而骡子就聪明些，它找到了解渴的办法。有一种圆圆的植物，有许多非常尖锐的边缘，上面长满了刺，这种植物就是仙人掌，它的中心是非常多汁的。骡子就用它的前蹄把刺推开，然后把嘴巴凑上去，吸收新鲜的果汁。但是这种解渴的方式并不是没有危险的，我们经常可以看到一瘸一拐的骡子在沙漠上晃荡。

这里的白天极其炎热，晚上却极度凉爽，但是尽管如此，牛也不可能好好享受一次美觉，因为当它们准备睡觉时，可怕的蝙蝠又会来吸它们的血，背上被咬伤的伤口腐烂后，招来一群带刺的昆虫。更可怕的是，在这片地下长满蓟和干草的地方，经常会发生火灾，并且以风的速度蔓延。在火势正在逐渐扩大的火的帷幕前，羊群恐惧地嘶吼着。如果被火四面包围，就不会有生存的希望。这就是这些生物的悲惨生活，在草木不生的土地上，炽热的太阳一点一点地吸干每一滴水。

但是随着雨季的到来，这里突然改变了。整片土地都湿漉漉的，而且还长满了高高的草丛，美洲豹躲在草丛里等待着它的猎物，如果有任何动物经过，它就会突然从草丛中蹿出来捕捉。在整片土地的边缘地区，时不时可以看到被水浸透的黏土升上来，就像小小的泥火山爆发一样，这是藏匿在黏土之下的大水蛇或鳄鱼醒过来了，它们在第一场淋浴式的大雨的浇灌下重新复活了。

整片平原迅速变成一片内陆海。而在上半年生活在干裂的土地上的动物，现在又要被迫习惯于两栖动物的生活方式。母马带着小马撤退到高处避难，这里的高处就像从宽阔的水域里升起的岛屿一样。在大雨的浇灌下，干地一天天消失在堆积的雨水中。成群结队的动物游上数小时只为寻找一片草地，但是到最后也只能找到一小块浮出恶臭水面的干地。小马不是溺死了，就是被鳄鱼的锯齿状尾巴打死，然后被吞噬。虽然有些动物可以从这些凶狠的怪兽口中逃脱，但是也是遍体鳞伤。

第十五章 勃朗峰

在夏天快结束的时候，谁没有看到过成群结队的紫崖燕从头上的高空飞过呢？它们在蓝色的天空尽情遨游，依靠强健的翅膀，轻盈地飞上云层，最高时速达120千米。

上帝深爱的鸟儿，你们是空间的掌管者，对你们来说，距离根本就不算什么。跟你们永不疲倦的翅膀比起来，我们的机动装置是多么简陋啊！有一个人在黎明时出发去爬山，他一整天走啊走，走得筋疲力尽，等晚上到达山顶时已经非常疲劳。不过，不管怎样，这个人还是很满意他这一天取得的成绩，因为他爬上了海拔2000米的地方。当他看到眼前辽阔的风景时，自豪之情油然而生是很自然的。不过，他现在看到从脚下峡谷深处升起了几乎看不清是什么的黑点，这些黑点慢慢地靠近他，经过了他所站的地方，然后继续直线上升，直到消失。这些黑点就是紫崖燕在追赶小昆虫，它们只要轻轻一拍翅膀就可以飞得如此之高，而人却是要花费一天的时间，到最后还筋疲力尽。一瞬间，它们就飞了这么高，又一瞬间，它们飞上了牛舍或农舍墙上的某个洞穴里的鸟巢。

人没有鸟那样强健的翅膀，但是人拥有更好的东西——面对困难时也会笑的坚强。为了能像燕子那样敏捷地上升，人类就发明了空气船以及气球；为了更近距离地研究地球的大气，人类就把观察点设在了很高的山顶，连老鹰都未到达过。仅仅是为了增加知识，在测量最高山峰时，人类以身体的疲劳为代价，有时候甚至是冒着生命的危险。人类已经踏上了消失在云间的被雪覆盖的山顶。带着不屈不挠的精神，怀着对知识的渴望，人类在面对更高的高度时也决不妥协！下面我将告诉你们关于勃朗峰的一些信息，它的海拔是4810千米，它以冰雪覆盖的圆顶统治着整个欧洲。它位于法国和意大利的边界，在它后面有无数的瑞士山。也许从远处你就可以看到最高峰的顶点在太阳的照射下，闪闪发亮。

日内瓦著名的科学家本尼狄克·德·索绪尔，被看成企图征服勃朗峰的第一人。那时候他还不到20岁，为了找到科学的证据，他开始设计一个测量最大山峰高度的周全计划。但是他再怎么向夏蒙尼的村民和所有教区的人们宣告也没用，即使他将给那个可以找出通向山峰最高点的人一个了不起的奖项。又过了好几年，虽然每次他都尽力去做，但还是没能成功。最后，在他发出这个公告的20年后，勇敢的登山者——雅克·巴尔马特做到了；要登上最高山峰是非常困难的，而且会遇到很多危险，因此，他是凭借他的勇气开启了通向科学的道路。

那时候，巴尔马特25岁，他天生有一双非常强壮的腿，还有一个极度耐饿的胃，他训练自己挨饿，直到能够3天只吃雪不吃其他东西。征服勃朗峰是他异常坚定的梦想，日日夜夜都在想。一个早晨，他穿上长筒靴，带上他的铁制登山杖，在背包里装了一袋面包，然后出发了。接近夜晚时，他已经到了被雪覆盖的高原上，那里没有任何可以藏身的地方。他要在那儿过夜。找了很久，他才透过雪地找到一块岩石，岩石上有一处干的地方可以坐。于是他就停在那里休息，坐在背包上，用手帕遮住了脸，然后开始搓手跺脚，好让自己的身体暖起来。这个地方一整夜都在下雪，当天微微亮时，巴尔马特抖了抖几乎盖满全身的雪，继续前进。但是因为山上烟雾缭绕，再加上暴风雨的天气，所以他决定暂时停止前进。可是，为了不让之前所取得的成绩白费，他探测了一下周围的情况，观察了最有可能的行走路径；在他到达那里的第二天晚上过后，他返回了夏蒙尼。一到达地面，身上结冰的雪就全都融化了。

一回到夏蒙尼，巴尔马特就听说有其他人也要去攀登勃朗峰，于是他决定再次出发，因为他不想落后于人。经过一大片冰雪地后，他们来到了两个悬崖之间的狭长的岩石高脊前，这山脊是与勃朗峰的另外一边相接的。其他人都说这高脊是过不去的，而巴尔马特爬到了可怕的崖边，然后骑在它上面，两条腿悬在山脊的两旁。他的同伴被他的大胆吓到，为这个新来的竞争对手感到担心，然后就返回了夏蒙尼。

经过了艰苦的努力之后，巴尔马特不得不承认他无法完成这个不可能的任务，因为当他以每天7小时的时间和精力完成1000多米的路程后，这块难以跨越的岩石挡住了他的去路。因此，他按照之前的坐姿慢慢地往回退。找不到他的同伴时，他曾有一刻无法决定是跟随同伴回去，还是一个人独自挣扎前行。突然，有个预感告诉他，他一定会成功，因此，他重新拿起了背包和登山杖，朝另一个方向开始行进。

到了晚上，他已经爬上了一处海拔达4000米的高原。这地方到处都是雪，还有一片大约5亩的梯田，常年遭受着雪崩的袭击和冻风的搜刮。夏天最热的时候，太阳照射下的水银的温度都还是0摄氏度以下。当巴尔马特到达那里时，他感觉到反光的雪刺痛了眼睛，但是他并不知道用面罩来保护。他感到视线突然变得很模糊，看不清任何东西。而且，天也快黑了，所以他只好放弃前行，蜷缩在冰缝里，等待天明。

想起在夜幕降临前所获得的一切，他不再感到恐惧，他继续忍受着可怕的孤独。没有遮蔽的地方，没有任何的帮助，甚至不知道在那样的海拔高度是否还可以照常呼吸，但他还是鼓起强大的勇气去面对危险。他是这么描述的：

“放好我的背包后，我就怎么舒服怎么躺，度过了晚上。为了让眼睛休息，我闭了好一会儿。睁开的时候，太阳已经升起来了。我从未看到过这样的景象：头上的天空，万里无云，很清澈，但是却跟墨水一样黑，在黑暗的背景下，是白得闪耀的勃朗峰的峰顶。在我脚下很远的法国的平原上，一个大红球好像在炽热的火炉里游泳，那是云堆里的太阳，有好一会儿我都认不出它，非常奇怪，好像要向下看才看得到它。这个火红的球似乎要沉入地球一般，它消失不久后，留下一道射向山顶的红光环，最后又变成条纹光线，消失了。然后，我下方两三千米的地方，云朵开始聚集。当从平原升起来的时候，我看到它们像海浪一样在天空中起落。同时，影子慢慢从峡谷爬上来，一点一点地覆盖了山峰，只留下最后一道浅玫瑰色的光。越高的地方，天空越黑，黑得让人以为是浓烟。最后，四周都被黑暗包围，但是勃朗峰还是白得发亮，就像黑暗的海洋里的岛屿之光，射到很远的黑暗的地方。我一直看着这道光线，直到它完全消退在积雪覆盖的山顶，然后天就全黑了，夜幕降临。

“这个时候，我已经一点勇气都没有了，周围像坟场一般寂静，我的内心极度恐惧。为了赶走负面情绪，我就开始唱歌。在那样死一般寂静的环境下，我的声音没有回声，反而非常微弱，如此奇怪让我感觉更害怕，所以我就不再唱了。我机械地从背包里拿出食物，其实我并不觉得饿也不觉得渴。食物被冻住了，变得跟石头一样硬。我一口也没吃就把它们放回了背包。我无时无刻不在想着夏蒙尼的景色。夜幕降临时，家家户户的灯火逐渐亮起来，但是现在却在逐渐消失。我还想，在这个时刻，我的一些同伴在准备睡觉时很可能会这样说：‘巴尔马特这个疯狂的笨蛋，现在肯定生龙活虎地站在山顶上焦急地跺脚！’

“确实，当时我在奋力跺脚，因为我太冷了，如果15分钟不动，我肯定会被冻住。我要不停地运动才能够勉强得到一点温暖。我的意志在逐渐减弱，头脑好像被困住了，从脑壳到眼睑只感觉非常沉重，当时非常想要睡觉，但是不敢睡。于是，我用尽全力跟这些悲伤的想法和睡觉的欲望作斗争，因为我很清楚如果我败给了这些欲望，我就再也不会醒过来了。

“到现在为止，虽然天空很暗，但还是晴朗的，而且有少数几颗星星点缀着天空。这些星星虽然很小，而且不闪，但是透过它们的亮光，我还是可以看清楚山的轮廓，判断出距离。到了半夜，天就全黑了。而在太阳下山时形成的云出现在山坡上，把我包围了，天很快又下起了鹅毛大雪。跟第一天晚上一样，我用手帕遮住脸，静静地等着。温度持续下降，过了一会儿我的牙齿就和手帕粘上了，衣服也被雪淋湿了，还结了一层冰，虽然风不是那么强烈，但是我手帕下的脸还是感觉到一阵刺痛。我把手放在平的地方，但是移动时，就发现手指在滴血。在这样的严寒中，我的皮肤变脆了，跟老树皮一样。

“但这是我最不在意的。我回想起白天的那个时候，我崩溃到想结束在那一刻。我对自己说：谁知道我被雪覆盖的脚一直在颤抖呢。如果层层白雪可以放过我的脚呢？一想到我脚下的土地可能会掉下去，自己正冒着掉到冰窟窿里的风险时，顿觉毛骨悚然。但是我还是没有改变自己的位置，如果因为害怕掉到假想出来的窟窿而移动，在这么暗的情况下，我很可能掉进真的洞里。

“在这么恐惧的情况下，突然一阵巨大的破裂声震动了整座山，紧接着就是碎片从山上滑落的声音。然后一切又变成死一般的寂静。对这些声音的来源我还是很清楚的，因为我已经不是第一次听到这样的声音了。接着一些冰川就裂了，坡上的积雪移动了，从山坡上滑下来。尽管很清楚声音的来源，但是我也没办法安心。半夜时，又发生几次这样的破裂，我意识到我可能会被高处滑下来的雪堆掩埋。

“这时候的我已经恐惧到极点了，而且牙齿也被冻僵，恐惧感一直持续到凌晨两点黎明即将到来时。这是关键时刻，因为如果恐惧感再持续一两个小时，我肯定就死掉了。就是这样，经过使劲摩擦和最强烈的健身运动，我的身体热了起来，因此就还可以继续冒险。然后我开始爬斜坡，那里的雪又硬又滑，在上面基本上是站不直的。于是，我就用登山杖铁的那端在上面戳出很浅的沟痕，但是那时候我已经真的筋疲力尽了。况且还要边切出一些粗糙的台阶边在悬崖的上方保持平衡。不过，最后我还是战胜了这一切困难。哦耶！我宣布，我差不多要到了！没有东西挡住从这里到山峰的路了，但是路面还是跟冰一样滑，而且没办法切出粗糙的台阶了。此时，我已经冻到不行，又非常疲惫。没办法，我必须返回，但是我相信下一次来的时候我一定可以成功。于是，我回到了村里。我的脸又紫又肿，皮肤也发生龟裂，还起泡了，我的眼睛很红，视线模糊，基本上是处于半瞎的状态。我把自己关在棚子里，躺在干草上，在里面整整睡了两天。”

一个月后，也就是1786年8月7日，他又再一次出发去勃朗峰，不过这次是跟物理学家帕卡德博士一起去的。当晚，他们就到了博斯桑冰川的起点处，在那里他们盖着羊毛毯，度过了愉快的一个夜晚。第二天天刚亮，他们就出发去穿越到处是裂缝的冰川了。帕卡德博士是第一次踏上满是窟窿的冰川，所以他有点担心，但是他受过良好的教育，而且看着巴尔马特的时候，他就有信心了。很快，他们就到了大平原，巴尔马特给他的伙伴指出了他度过最可怕的那个夜晚的地方。听到这些，帕卡德博士露出一脸苦相，他可不想去做这么冒险的事。

巴尔马特尽最大的努力去鼓励他，然后他们就开始爬陡峭的斜坡。在他的前一次冒险中，他已经在这里用他的登山杖铁戳出了一些粗糙的台阶。花了两个小时，他们才爬上斜坡。然后一阵狂风吹来了，他们害怕像稻草一样被吹走。帕卡德博士的帽子虽然用绳子紧紧地系住了，但还是从他的头上如箭般飞走了。风抽打着雪，直到在它们周围形成旋涡。两位旅行家摔倒在地，然而冷风刺骨，他们不敢逗留。起来，继续前进！这个时候，博士已经筋疲力尽了，差不多快要放弃此次冒险了，要不是巴尔马特的鼓励，他可能就独自一人返回夏蒙尼了。最后风停了，巴尔马特写道：

“在那之后，坡不那么陡了，而且也没有那么多困难，雪很硬，没有裂痕，而且不滑。但是空气变得越来越稀薄了。每过一两分钟，博士就差不多喘不过气来，嘴唇冻得发紫，他就停下来一会儿说走不动了，那时他的呼吸非常短促。我也感觉胸口空空的。为了能够顺畅呼吸，差不多每走10步，我们就要停下来休息一会儿，要么靠着登山杖支撑，要么坐在雪上。为了呼吸，我们最后一点力气都没有了，再做任何的努力也无济于事。就我而言，即使脚下发生雪崩，我也不会再做垂死挣扎了。我尽力去战胜疲惫，但是我的腿已经不听使唤，被冻住的关节没办法移动，而且我感到一阵眩晕，眼前的一切东西都变成了红色的。我的同伴比我还不习惯这样的环境，体力更加透支。有时，我不得不用力去推他前进，忍受着寒冷、疲劳以及呼吸困难的煎熬，他的意志非常消沉。

“我们就这样一步一步，肩并肩，走了两个小时，当我睁开眼睛时，看到我们已经差不多在山顶了，头顶上只有天空。再走一两步，就是最高点了。然后我向四周看去，我害怕看到更高的地方，因为我已经没有力气再往上爬了。但是，没有，已经没有比这里更高的地方了。最后，我完成了这次旅程！我站在了从来没有生物涉足过的地方！我到达了勃朗峰的最高点！”

天色渐暗，这迫使两个探险家不得不在一个半小时后离开顶峰。他们跟随着上山时用登山杖凿出的轨迹返回，快半夜时，他们离开了冰雪区，在更多的空地上留下了足迹。然后他们停在一块很大的岩石下面，睡了一觉。

帕卡德在第二天早上醒来后说：“那非常奇怪，我原以为我听到了鸟叫声，但是那时候天还没亮！”

巴尔马特说：“那是你的眼睛出毛病了，太阳已经升起来很久了！”

因为照在雪上的炫目的太阳光，帕卡德博士的眼睛确实暂时失明了。巴尔马特的眼睛也一样，情况非常糟糕。一个什么也看不见，一个只能看到登山杖，就是在这样悲惨的状态下，他们回到了夏蒙尼。经过休息，他们的视力都恢复了。第二年，巴尔马特带着索绪尔爬到了山顶。

第十六章 索绪尔的登山旅程

在1787年8月1日，索绪尔带着他的物理仪器和其他一些设备在一个仆人的陪伴下，在以雅克·巴尔马特为首的18个向导的带领下，离开夏蒙尼，向勃朗峰出发。索绪尔写道：

“第一天晚上，我们在寇特山的山顶扎营，旁边都是附近的冰川带来的花岗岩石。帕德卡博士和巴尔马特探险时，第一天晚上就是在这里度过的。这部分山很容易爬，没有什么危险，路面也都是草地或岩石，但是之后的就全是延绵到山顶的冰雪了。因此，第二天很累。首先，必须穿过寇特冰川，由于上面横竖交叉的又宽又深的裂缝，所以极其危险。要穿过这样的冰川，只有一条路，那就是走冰的边缘和雪筑成的拱桥。可以感觉到脚下的冰桥在裂开，如果它完全裂开，人就会掉下去。在其他地方，登山者不得不进入裂口的最底部，然后从另一面爬上去，每走一步，就在冰上留下脚印。有时候，裂口两边垂直的冰墙像水晶一样滑，一旦这样就很难爬出去。但最危险的是，裂口上面薄薄的雪桥下面隐藏着危险，冰桥会突然断裂，人就会掉下去。

“只要我们走在坚固的冰上，我的向导们都会保持头脑清醒，脚步稳妥，然后说说笑笑，征服每一次挑战。但是当我们要通过一座架在大窟窿上面的雪桥时，他们就会非常安静地前进，头三个人用绳子绑在一起，间距2～3米，其他的都两两一组，还有一个在最前面，一个在最后面，每个人都拿着登山杖。每个人都根据前面的人的脚步衡量自己的脚步，然后完全跟随着前人的脚印。谨慎地衡量每一步是非常必要的，因为前天一个导游差点在这里丧命。他跟着其他两个人走在前面侦察，就在走过一半冰裂缝时，脚下的雪突然破裂了，但是因为他们三个人是紧紧地绑在一起的，所以才侥幸没有掉进深渊。我们走过的地方离这个突然裂开的口很近，看到那惊险的一幕，我就感觉非常可怕。

“虽然冰川也不过1000多米宽，但是我们花了3个小时才通过，在那之后，我们进入了一个峡谷，那里的风直吹到与顶点连接的最后一个斜坡上。这个峡谷被雪深深地掩埋着，到处都是大裂痕，深不见底。在这些可怕的峡谷的两边或者墙上可以清楚地看到雪层的横断面。因为雪崩而落下的花岗岩到处都是。我的向导们想在一块岩石底下休息一个晚上，但是我计划再往上爬一点，然后在大高原上扎营。要说服他们很难，因为巴尔马特在那里度过了一个晚上，非常恐怖。他们很害怕，怕他们会全部丧命。我向他们保证：我们会挖深一点，越深越好，这样我们的帐篷就能够盖住洞穴，在那么温暖的避难所，就不会感到那么冷了。最后，这个计划消除了他们的恐惧。

“下午4点的时候，我们到达了大高原，然后慎重地选择一个地方扎营。除了寒冷，还有其他两个危险，一个在上面，一个在下面。要找一个不受任何方向雪崩的影响，同时下面又不是很薄的冰裂缝的地方很难。一想到这些，他们都直发抖。要承受20个男人的重量，还有身体的温度，雪很可能会在他们睡着后的几个小时内突然开口，然后他们就全部都掉进去了。最后，我们找到了一个看起来最不危险的地方。

“导游们马上就开始挖，但是他们很快就有了高原反应。那些强壮的人爬了这么高都没有什么反应，但是铲了五六次雪后就不行了。其中一个人往回走去取水，但是走到一半时就觉得身体不适，只好折回。到了晚上，他感到极其痛苦。所有的人都焦躁地等待着弄好帐篷，因为那是让他们感到舒适的唯一希望。如果一直坐在雪上，寒冷就像刀子一样刺痛着他们；而如果为了身体热起来而做运动，人很快就会感觉劳累，呼吸短促，四肢无力，就没有勇气再继续了。

“最后，帐篷还是撑开架在了我们挖好的洞穴上，然后我们都赶紧躲了进去。但是那天晚上都睡得不好，因为空间太小了，基本上没有坐的地方，甚至有些人是坐在别人的腿上。我们都只小睡了一会儿，接着就被雷鸣般的雪崩声惊醒，这次雪崩落在了我们准备要爬的斜坡上面。

“我们都起来了，但是出发前的准备工作还是花了很长时间。我们必须等雪融化，然后把它当成早餐吃掉，才能开始前进。我们都口渴如焚，即使是那些很珍惜从山下带来的水的人，也开始频繁地向我索要水。最后，我们用绿色的纱布盖住脸，保护我们的眼睛免受照射在雪上的太阳光的伤害，出发了。穿过大高原后，我们来到了一处斜坡的脚下，斜坡上都是雪崩带来的东西。我们停下了一会儿，好让腿和肺部得到暂时的休息，然后就能以轻快的步伐穿过雪崩，中间也不用休息。因空气稀薄造成的呼吸困难是没有办法解决的。当处于呼吸极度困难的状态时，走一步都存在着很大的危险。在离雪崩较远的一边，斜坡变得越来越陡，在它左边则有一处非常可怕的悬崖。

“最前面的向导用小斧头在冰冻的雪上敲出了台阶，但是这些台阶之间的距离很宽，所以每这样大跨一步时都可能失足，然后滑向悬崖边。当我们接近山顶时，结冰的雪层开始变薄，而且开始破裂，如果这时候身体失去平衡，那么很可能掉到斜坡的边缘。我并不在意这危险，我已经下定决心：只要还有力气，就要一直往前走。我唯一担心的就是自己前进的脚步。在最危险的地方，两个向导，一前一后，两人拉着棍棒的两端，而我扶着棍棒的中间，三人排成一列前行。

“到了晚上9点时，离最高点就差不多就只剩300米了，这段路上的雪很坚固，而且没有裂痕。因此，我希望可以在45分钟之内爬完。但是我太天真了，空气稀薄的程度已经不是我能接受的了。每走10～15步，我的体力就透支了，而且已经开始感到眩晕，我必须坐下来。在经过深呼吸和短暂的休息后，体力才恢复。我又幻想我可以不用停下来，一次到达顶点了，但是走了10步之后，我发现我还是错了。向导们的情况跟我差不多。时间过得太快了，但是为了能在规定的时间内完成，我尝试用很多方法缩短休息的时间。例如，我试着在体力还没完全透支的时候就停下来，也就是走四五步之后就停下来。可是，这一点都没有用，尝试了几次后，我就放弃了，从来没有像现在这么失落过。唯一能够让我体力恢复的只有寒冷的北风。每次感到疲劳时，寒风迎面吹来，就在那一刻，我深深地吸一口气，然后就可以一下子走25步。最后这300米的斜坡，我们爬了2个小时。最后在11点时，我们所有人都到达了顶点。

“达到目标后，我把焦点锁定在夏蒙尼——我家。我知道，他们焦急地用望远镜跟随着我的脚步。我们已经安排好，如果看到我在顶点，他们就会升起一面旗帜，表示他们不用再恐惧了。现在我看到了旗帜迎风飘扬，我无法表达当时的幸福感。从那时起，我就可以放弃眼前壮丽的景色，然后开始之前准备的实验了——冒险的最主要目的。

“在我到达勃朗峰的顶点时，我并没有感觉到我所期待的那种单纯的满足感。为这次成绩我付出的代价历历在目，我非常生气，而不是高兴，最后我用力地践踏顶峰的雪。我坐在勃朗峰最顶点的山脊上，向四周张望。头上的太阳是如此闪耀，天空蓝到看起来像是黑的；下面非常恐怖，冰针、雪圆顶、光秃秃的山峰。看了一眼2000米高的阿尔卑斯山后，我简直不敢相信自己的眼睛。这么多壮丽的山峰，结构这么复杂，这么危险，我想我肯定是在做梦。在太阳的照射下，峡谷裂缝处的冰川像玻璃一样发出耀眼的光芒。在南边，可以看到伦巴第平原以及大海；在北边，可以看到两处蓝色的风景——日内瓦湖和纳沙泰尔湖，除了这些还可以看到侏罗山脉。右边是羊毛状的瑞士山脉，更远的地方是绵延的瑞士草原，像一片绿色地毯一样。左边是多菲内，慢慢消失在浓雾里，延伸到法国平原。

“我从这些美景中抽离出来，然后开始已经设计好的实验。但是当我开始准备仪器、进行观察，我发现，每过一两分钟，我就必须停止工作，然后全力恢复呼吸。等恢复得差不多的时候，我还是有一点点不舒服，有一点心脏病的感觉；每当我稍微用一点力，或者稍微集中精力，特别是伏着的时候，就感觉呼吸困难，我不得不停下来休息一会儿。我的向导们也有同样的感觉。他们变得没有食欲，而且也不想喝酒，只喝冷水就可以，而且喝完之后感觉很好。有些人没法忍受，就下山去了空气不是那么稀薄的地方。

“空气稀薄是造成高原反应的主要原因。在勃朗峰的最高处，气压计里的水银柱不是60厘米，而是30厘米，表示这里的空气比平原上的空气稀薄两倍。现在，为了维持生命，必须在固定的时间往肺里输送一定量的空气。如果空气稀薄两倍的话，那么吸进去的空气量就要是平常的两倍，这样肺里面的空气才能达到平衡。就是这样短促的呼吸，在高山上，才会让人感觉到疲惫和不适。

“我们都或多或少有点发烧，同时呼吸也越来越急促。在勃朗峰上，我获得了关于高原反应的可靠证据。为了避免爬山后的疲劳对结果产生影响，我们直到休息了差不多3个小时后才开始测试。测试的结果是：巴尔马特的脉搏是每分钟98下，仆人是每分钟112下，而我的是100下。相同的条件下，在夏蒙尼，我们三个人的脉搏分别是：49、60、72。这就很好解释我们为什么会发烧、口渴如焚、不想喝酒、没有食欲了。

“引起口渴的原因还有一个，就是空气太干燥了。用湿度计测得的结果显示：勃朗峰顶部空气的湿度只有山脚下的空气湿度的六十分之一。吃雪并没有缓解口渴，反而加剧了。因此，为了获得一点点水，我的向导用我带来做实验的小火炉融雪。但这是一个很麻烦又很慢的过程，因为空气稀薄和风的关系，木炭不能很好地燃烧。

“空气稀薄还造成另一个让向导们都感到不可思议的事实，那就是：声音极其微弱。相距差不多二三十米的距离，就听不到声音。枪声也非常微弱，如果是在平原，就连最小的烟花也能达到这样的声音了。

“这是天气特别好的一天，温度很高。中午的时候，太阳直射的地方温度是零下2摄氏度。顶峰下面的向南的斜坡温度还是可以接受的，大部分向导都坐在那里休息。

“在那样的高度，由于空气极其纯净透明，所以天空是非常蓝的，而在顶峰附近，大家都被这样的景象吓到了：天空中的星星格外亮。但是要想看到这样的景象必须完全躲在阴影处，因为大气亮度可能会盖过星星微弱的光。在所有向导第一次到达顶峰时，他们都被空气的纯净以及深蓝的天空震惊了。当他们艰难地往上爬时，就透过斜坡顶端的空隙看见了天空。黑暗的天空在此处开错了口，于是他们惊慌地返回，告诉夏蒙尼的人们：他们已经没办法再上去了，因为他们前面出现了一个可怕的开口。

“在顶峰附近，除了两只蝴蝶外，我没有看到其他的生物。这两只可怜的蝴蝶迷失了方向，被一阵狂风吹到了致命的高空。我观察了好几次这些在冰川上迷失的昆虫。它们飞过附近的田地，冒险穿过冰川，这时候它们的眼睛已经模糊了，不知道该在哪儿下落。有时候它们会被风吹到最高的地方，然后摔在雪上，死了。

“我在最高的地方待了3个半小时，然后就下来了，第二天下午到达夏蒙尼。在我之前到达顶峰的巴尔马特和帕德卡从那里回来的时候，眼睛差不多失明，脸也裂了，再加上太阳光在雪上发生反射的关系，脸变得通红。不过，和我同行的人，包括我，没有人出现这种状况，因为我们戴的面纱很好地保护了脸。”

第十七章 柏杜山

著名的比利牛斯山探险家雷蒙德和他的向导们于1797年8月11日从巴勒吉斯出发，第二天到达柏杜山的冰川脚下，在世界上最高的牧羊场，他们看到了巨大岩石形成的围场。他写道：

“在这里，我们遇见了两个西班牙牧羊人，他们租下了比利牛斯山上最高的牧场，把迁徙的羊群驱赶到远处。他们斜靠在一座只站得下两个人的石墙小屋的外面。对于这种半野生的游牧民来说，那足够了，因为夏天的时候，他们也不过在那里待几天而已。在其他地方，甚至连小屋都不用，而且如果能在岩石下面找到避难的地方，就更不需要这些了。

“这种牧民对柏杜山的周围非常熟悉，因此能在上山前碰到这样的人是非常值得开心的，唯一的问题就是，我们必须有一个人来问他们。但是牧羊人根本不关心常年下雪的地方，跟偷偷潜入的人相比，他们的回答也只能让我们稍微满意而已。偷渡者的话才是可信的，因为他不能走公路，只能冒险走小路，所以他肯定更近距离地观察过柏杜山，事实证明，他提供的信息比那两个牧羊人更有用。

“当其他三个西班牙人和向导们都在想应该走哪条路时，我自己有了一个计划。他们一致认为要到达柏杜山的最高点就必须跟随一些特定的踪迹，但是那对我来说，太过曲折了。

“我一直都在研究我们上面的冰山，发现它还是被雪覆盖，这对我们来说，从冰山上去应该不难。斜坡确实很陡，但是还没到无法攀爬的程度。而且，冰川会把我们带到一个比柏杜山更远的地方，在我们所在的位置是看不到这个地方的。我宣布我要去冒这个险。对牧羊人来说，这个计划非常可笑，而偷渡者是第一个赞成我的决定的，其他人只是一笑而过。但是还是要结束这个不确定性，于是我宣布：我要和那些愿意跟着我的人攀登冰山。最终，坚定的信念战胜了犹豫不决，他们都选择跟着我。至于那个偷渡者，他早就走在最前面，连影子都看不到了。

“很快，我们就到了堆满石头和碎石的地方，这些石头和碎石是移动的冰层从斜坡的高处带下来的，它们形成了冰山的冰碛石。在这里，我们不得不走在雪上面，然后开始走上能够引导我们看到柏杜山的危险道路。一开始，只不过是小孩的游戏，雪很坚固，斜坡的坡度很低。刚开始出发的时候，我们信心满满，但是当斜坡变得很陡时，我们走了不到50步就要停下来。看到坡度在持续增加，我们的脚步变得缓慢，时不时停下来商量。尽管我们穿的是钉鞋，但是由于雪太硬了，还是没在上面留下任何脚印，我们不得不在冰上留下脚印。这样，我们并排向前走时，就可以跟随着前面三个人留下的印记行进。这样过了有一个小时，一切都进行得很顺利。我们小心翼翼地避开了那些很滑的冰，尽可能走曲线，经过之前的谨慎筹划，我们成功地避开了很陡的斜坡。突然，一个人开始绝望地叫救命，他的手紧抓着一块岩石。那是我们的偷渡者。

“他的不幸全都在雪上那又长又深的痕迹上显现出来了。这家伙大胆地开始攀登，没有穿钉鞋，没有带小斧头，也没有其他的保护措施，从斜坡上滑下去了大概200步。一旦开始下滑，就很难停下来。我们多希望可以飞过去救他，但是却只能慢慢爬。最后，我们终于抓到他了，他重新归队。他的外套、帽子都丢了，他的物品大概值15～18法郎，但是最糟糕的是他的背包也丢了，掉到了斜坡下，我们也没办法拿到了。其他的东西则散落到了各个地方，我们迅速抓住夹克和一个装了仪器的小包包。帽子掉在了一个非常危险的地方，虽然离我们才20英尺远，但是我们花了15分钟才拿到，这家伙勇气全失，不管我们再怎么劝说，他的紧张感还是不能消除。事实上，我们对他的劝说产生的影响根本赶不上他给队员们带来的紧张感，我开始在他们脸上看到想退缩的迹象。现在的问题就是是否应该改变我的路线，去攀爬冰川边缘的岩石。我不想这么做，但是那个人的紧张感一直在不断增加。我们已经两次试着爬岩石，但每次还是不得不回到冰路上。

“这段的冰川是最陡的，为了有更好的前途，最好不要再往上爬，但我仍然要抓住最后的机会。更好的地方，就是上坡看起来不是那么难了，而且冰藏在纯白的雪后面，与之相对的是深蓝色的天空，表示要到达顶点了。现在的问题是如何克服这些阻挡我们前往柏杜山顶峰的障碍。我们鼓起最后的力量和热情，互相鼓励。每上前一步，包围我们的围墙就会低一点，而且一直被冰山挡住的缺口终于再一次出现了，透过这个开口，我们可以感觉到迎面吹来的凉风。我们铆足全身的力量，以最快的速度冲上去，终于实现了目标。看着眼前的美景，我们激动地高声呼喊着。

“但是一看到深深的峡谷把我们与柏杜山隔开，一阵喜悦过后，我们陷入了可怕的寂静，峡谷的四面都是冰川，而且被云笼罩着。这景色既可怕又壮观，我们看到的时候，都被吓到了。‘那就是柏杜山！那就是柏杜山！’一个传一个；其实一直都没有人能辨认出混在岩石、雪、冰以及云里的山，但是当我的同伴说他们看到柏杜山，却也不是那么可笑了，毕竟任何地方都是这座山的一部分，甚至我们刚刚跨过的那个山峰也是由于山边的一部分下沉或腐蚀而与主峰分开的。我们眼前的山峰虽然很大，但是也消失在盘旋而上的浓雾中。更让人想不到的是，只有在我们的观测点才能看到的一种从这里延伸到峰顶的扶壁。虽然这些扶壁是由巨人在岩石上雕刻而成的，但是它们就像很大很大的台阶，有些被雪覆盖，有些与冰川混在一起重叠了，就像静止的瀑布一样悬挂在湖岸的上方，湖的表面已经结冰，上面还有雪，由于很光滑，因此白色的光芒显得更加耀眼。

“这个湖很荒凉，边缘都是冰，周围是黑色的围墙，上面被勃朗峰笼罩着，像暴风雨时的天空一样，还有凹凸不平的壁垒，又陡又光秃秃的，这不禁让人想起战争时期。这些组合起来赋予了比利牛斯山最让人印象深刻而又恐怖的形象。

“但是现在是决定我们如何朝更容易走的地方前进的关键时刻。至于峰顶，毫无疑问是最难爬的了，由于被冰覆盖着，而且非常陡，根本不可能爬上去。我们陷入了难以抉择的困境。虽然斜坡极其陡，但是没有什么危险。一旦与湖面在同一水平线上，它的冰面就可以让我们更容易到达那些延伸到峰顶的大台阶。但是我们还是想了是否要返回。中午过后，天空预警要变天了。

我的同伴说：‘我们就待在这里吧，也许明天我们就可以爬到顶峰。’

于是我问：‘那我们如何度过寒冷的夜晚呢？’

‘噢，带着第二天能够做伟大事情的希望的夜晚，多棒啊！’

‘不过我们需要吃点东西，不是吗？’

‘不用吃也可以的。’

“担忧和害怕都随风飘走了。冰路不是那么难对付了，环绕着山峰的密云也不再那么可怕了。但就在那时，从深处传来了巨大的爆炸声，回荡在大片的荒野上。即使是最胆大的人也被吓得脸色苍白，所有人都想是暴风雨要来了，它将切断这荒野上的所有出路。事实上是，那只是高一点的大台阶发生了雪崩，但是它也留下了不好的感觉，所有人都只想逃。

“一个月之后，也就是9月7日，我再一次开始了登勃朗峰之旅。为了节省时间，充分利用第二天的一整天时间，我选择在一个西班牙牧羊人的小屋里过夜。小屋里面是空的，它的主人遗弃了这些牧地，而由于晚上结霜的关系，牧地里的草都枯萎了。一个月前，这片草地还绿得发亮，现在却是一片荒芜。在这些山坡上，27天内，春夏变换非常频繁。

“天刚亮的时候，我们就离开了。这里的冰川跟第一次来的时候看到的不一样了。上面没有雪，只有冰，因此走过之后，也不会在上面留下脚印。中间出现了一个大窟窿，而且有两条大的裂缝从底部延伸至顶端。即使穿着钉鞋走，冰上也不会有任何痕迹，铁登山杖也一样，就算把全身的重量都压在它上面，最多也只能留下小小的印痕而已。不过，我们带了很好的铲冰工具。因此在前进的时候，就一直使用它。这是最难做的事情了，而且我们也没办法按照自己想要切的方向切。冰川像水沟一样，中间都是洞和裂痕，我们要避开这些地方，同时还要与过陡的斜坡保持一定的距离。因此我们不得不特别小心地走在左右两边都潜伏着危险的路上。我们要爬的真是名副其实的冰梯啊，没有弯弯曲曲的地方缓和上坡，没有隐藏的斜坡，它一直在提示：你们在前进。

“我们就在大窟窿旁边最高的地方，不知道该如何攀爬这些难以逾越的高地。这时，我们已经思维枯竭。有人建议攀爬那些我们一直在避免的边缘来绕过障碍。我必须告诉读者什么是边缘。边缘就是一种非常尖锐的山脊，跟刀子一样锋利，与岩石之间有很大的空隙，这个空隙是漏斗状的，位于冰川凹陷处。如果再早一点，这个建议是很荒谬的，不过现在看来，应该是唯一的办法了，它不是可怜地往回退，而是可能把我们救出这困境。前面铲出来的一排十几个阶梯把我们带到了这个山脊，而前面的尖尖的边缘，我们必须在走过之前把它击倒，因此我们用力敲打，确保它能够刚好容得下我们。

“经过不断地砍、不断地锤，半个小时候后我们敲出了13个台阶，这时，我们才在前后都是悬崖的一条线上保持了平衡。站在这样的一个位置，如果不仔细测量，是很难再前进的，我们的热情全灭了。在弄完这13个台阶之后，我们不得不再一次停下来商量。在这个地方，我看到一只鸟儿飞过一块又一块岩石，而且它还可以爬墙。一只小昆虫在我旁边停下，开始清洁它的翅膀，我们只有羡慕的份。方法和工具之间是多么的配合不起来啊！人类能够测量天空的高度，却被地球束缚着！他能够测量空气的重量！他能够发射热气球，吸引观察者；而非常弱的昆虫能在天上飞，我却只能在地上爬。

“一件更不愉快的事情突然把我从这些不快的幻想中惊醒。带头的一个导游说他感到眩晕，差点掉下去。我们不得不把他安排到中间，读者们肯定知道，在这么狭窄的地方，要完成这样一项工程是多么危险。同时，冰脊每次都把我们投入到不同的险境之中。很快，按照这种方式，已经没办法再前进了，冰川两边的岩石挡住了我们的去路。我们决定一步一步地爬。最前面的人很快到了很高的地方，他一站稳就伸出手来拉后面的人。站在后面的人面临的危险跟领头的人差不多，可能还更大，因为如果前面的人一脚踏空，剩下的人就会受牵连，也可能会让松动的岩石碎片砸在后面人的头上。我被一块岩石碎片砸到了，伤得很重，因为我站在一个没法躲的位置。经过无时无刻不在冒着生命危险的5个小时，我们终于征服了遮挡比利牛斯山的这堵墙。

“站在这个高度，我们被天空下这座独树一帜的山惊呆了，这里的大气情况也格外好。我第一次来看到的被烟雾笼罩着的山峰投下了大大的影子，影子甚至扩大到那些没有被它覆盖的物体上。如今，没有一个地方有雾，全部是阳光。湖水结的冰都融化了，倒映着蓝天。冰川像水晶般的小溪一样闪闪发光。整座山在炽热的阳光照射下都变形了，仿佛不属于这个世界。这里是一个新世界，一个有着不同规则的新世界。那些巨大的冰墙里是多么安静啊！这里每个世纪都是悄悄地流逝，比峡谷里每一年过得还要快啊！那些高的地方是多么寂静啊，每一个声音好像都在预言着有惊人的事情要发生！空气是多么的平静，天空是多么的清澈啊！空气、天空、水和土地，一切都很和谐，在太阳的照射下，好像都陷入了沉思，好像在默默地接受它的注视。

“即使在看了勃朗峰之后，你也一定会想去看看柏杜山的。即使去看了欧洲最大的花岗岩山，你也一定不会错过最大的石灰岩山。那些岩石的轮廓如此简单、深刻、清晰，非常完整，而且分层像墙壁一样整齐，被雕刻成一个竞技场，或成型的楼梯，或巨人托起的塔——这些特征都是花岗岩山没有的——它的旁边都是尖尖的。而且，在这里，山的轮廓非常一致，每个高度的层次非常分明，因此主峰不受海拔的影响，它的形状和规模仍旧很突出，而且它周围的物质是经过特别安排的，都是拿来装饰它的。勃朗峰最高的地方只高出湖面五六百米，但它是最后一座由很高的岩石堆起来的山。其源流的河岸处堆满了冰山；雪片从它上面落下，为岩石梯田铺上了地毯，为上层的斜坡穿上了衣裳，落到最低点的时候就碎了，只有在顶峰才保持完好。由于这座山非常险峻，所以没有人想去爬。毋庸质疑，我们已经爬过的3000米是整段旅程中最大的一部分，不过，这跟那些我们在冰川上和斜坡上遇到的困难没有什么可比性，那是我们到目前为止都认为是对生命造成的最大的威胁了。就算研究了这座宏伟的山也没用，我的仔细研究也只是让我更加怀疑能否爬上那令人生畏的冰川和岩石壁垒而已。

“第二次，我主要研究了湖泊所在的盆地。我们开始下到这个圆形洞里，根本没考虑会有什么潜在的危险。很快，我们发现湖上的一整圈冰都融化了，一开始被雪覆盖的湖岸也显现出来了。从任何地方都可以看见这短暂的美，但是现在到处是岩石和冰墙，挡住了去勃朗峰的路。我们面面相觑，开始商量，发泄我们的苦恼，但是也理不出头绪。我们不得不接受现实，站在这样一个一不小心就可能掉进湖里的地方，我们只能相信自己。然而，那个在爬冰山时发生眩晕的人真的失足了，他像炮弹一样滑下去，然而有个东西，可能是一块石头也可能不是，阻止了他落进湖里。要不是这点好运，他肯定已经丧生了，因为可以拉他上来的绳子都在他身上。

“勃朗峰周围没有被湖泊占据的高原都被巨大的冰川覆盖。如果不近一点看，根本不知道它们是什么，这就是我们现在正在做的。没有什么活动能取代近距离观察这些伟大的奇观。巨大的冰块堆积在广阔的梯田上。有些梯田的起伏很大，像海浪一样。这些‘海浪’的底层非常厚，垂直延伸到湖里。水从这些洞穴式的缺口不断地喷出。当我们仔细观察其中一块冰时，突然，它就在我们眼前破裂了，同时发出了雷鸣般的声音——这是打破当时寂静的环境的唯一声音。

“虽然只是下午3点，但是天气已经冷到不能接受了。看着那些荒芜的地方，我们就知道没办法再继续待在这里了。我们经常提起这些荒芜的地方，然后幻想这里有大量的动植物。我们想象：这是一片黑森林，里面有野兽在追赶着它们的猎物；沙漠的沙在骆驼车周围四处飘扬；海岸边，海豹在玩耍，企鹅在筑窝。但是事实上，我们看到的体现了大自然的掌控者更黑暗的一面。在一侧，隐隐约约有很多不规则的岩石，好像随时要倒塌一样；另一侧，我们看到了巨大冰块微微的反射光。在这些东西的下面是一个湖，由于它的深度，所以显得又暗又平静，上面被雪、岩石和沙石覆盖着。

“在攀爬的过程中，看不到任何花草树木。在8小时的徒步中，我只看到了唯一一株植物——枯萎的银莲花。在这草木不生的地方，不存在任何的生命迹象。湖里看不到一条鱼，甚至每年有3个月都会出现的水蜥蜴也没有；没有旅鼠在这片雪地上留下脚印；没有小鸟在蔚蓝的天空中划过。到处都是死一般的寂静。我们在这片围墙里待了两个多小时，要不是碰巧看到两只蝴蝶从我们眼前飞过，在走之前，都没有再看到任何其他活的东西。它是陌生者，是外来者，跟我们一样，被风吹到了这里。其中一只掉进湖里死了，另外一只在它同伴的上空盘旋。如果懂得生命对大自然的重要性，那么就很有必要看到这样一幕，看最后一只昆虫死亡。看着这些阴森恐怖的场景，我们带着无比沮丧的心情转身离开了。”

地球的故事（三）

第十八章 雪永远不会融化的地方

那些我们刚刚跟随着巴尔马特、索绪尔和雷蒙德参观过的荒凉的地方，满眼冰雪草木不生，那些孤寂、那些饱经风霜的地方，其实都是非常繁忙的“实验室”，忙着富饶平原。死亡之地域为生命准备了最基本的生存元素——那里存储了用来给低地土壤更新的肥料。生气勃勃的河流的源头就在那里，一开始只是细流从冰的缝隙流下来，接着就是小瀑布从更高的地方直接落到山边的峡谷，流到更远的地方后变成静静的河流，滋润它流经的每一片土地，最后这些大支流就汇成磅礴的河，注入大海。山顶上的积雪是地上降雨的来源；而那些冰地是生命之水的来源，土壤的肥沃离不开它们。

用来灌溉土壤的，对于动植物最重要的东西，就是大气保留的水分。这些水分变成雨或雪下落。反过来，大气中的水来自海洋，在太阳的照射下，海水蒸发变成水蒸气，聚集在云层里。陆地上的所有水道、河流、小溪以及泉水中的水都只有一个来源——云层中储藏的水分，而这里的水分又来源于海水和其他水体的不断蒸发。你们肯定很熟悉寓言故事里对河流的描述：河流倚靠在长满芦苇的河缸旁，焦虑地倾听即将完全干涸的河水的呻吟。真正的河流——上帝创造的河流，并不会有这样焦虑；它们不会有干涸的一天，因为它们的水源来自于大气，大气中的水分又来自于浩瀚无穷的大海。小溪流在长满青苔的河岸之间静静流淌，小溪在树下的草地潺潺地流，山区河流从一块岩石跳到另一块岩石，宽广的河成了许多水道的聚集地，这些水源都藏在云层里，云层里的水又会回到海里。一个国家的水的最初来源是云，而最终来源就是大气中的水和海水。

云一般是聚集在很高的山顶的周围，然后被一双无形的手牵引到各个地方，之后可能会产生雾，土壤就会像海绵一样把雾吸收。这个过程会一直循环，最后水分就会到达山的最深处，然后以小溪、小泉的形式从山边流出，灌溉低处的平原。有时候，笼罩着山峰的云为了减轻它的水分，就会变成雨，洗刷了山坡，同时也大大增加了附近河流的水量。还有些时候，特别是在很高的山上，云里的水分就变成雪落下，在太阳的照射下，雪会慢慢融化，形成永久的水库。

如果大气中的水分一直变成雨不断落下，那么洪灾和旱灾就会交替出现。由于缺乏水分，道路会变得很干燥，会积满灰尘，下雨时还会在道床形成小泥河。如果一直下雨，就会到处都是这样的小泥河。雨季的时候，山沟里会形成湍急的河流，补给间歇泥河，但是它们又注定会在不下雨的季节完全干涸。如果土壤只依靠大气本身湿度中的水分，那么就只会有小小的河流——小泉水和小溪流。对于长年累月都在流淌而水量不减的大河来说，雪是必不可少的。原因很简单：如果雨量不是很大，那么它只会冲刷土壤表层，然后渗入到很深的地方，慢慢地在地下形成一个储藏库；大雨在短时间内能够增加河流的水量，溢出河岸，但是不能一整年补给；暴雨会造成洪灾，而不是那么大的雨却能够很好地给陆地供水。因此，由于水不可能持续不断地落下，所以它不能构成大河流的供水系统——大河流不会停止流动，它的水道差不多一直都是满的。

雪的情况就完全不一样了。雪也被叫做凝结雨。它可以储备起来，慢慢融化，单独为河流在无限的时间里提供必要的供水。它融化的过程是非常缓慢而又是微量的，土地会一点一点吸收，之后再以小泉的形式流出。被雪覆盖的土地里的水分已经达到饱和状态，不会很快被太阳晒干，土壤最深层的地方变得像海绵一样，这时候地下水库已经装满，足够长时间使用。

跟我们的国内经济一样，地球对所有物质的分配也是非常合理的——什么来得快去得也快；靠劳力和毅力赢得的就可以持续更久——因此，突然的暴雨会很快被太阳蒸发，而由暴雪慢慢累积起来的供水系统，则随着雪慢慢融化，不断供水给土壤。

但是下在平原上的雪是远远不够补给大河流的，因为平原上不会经常下雪，而且每次的雪量都不大。不仅如此，在太阳的照射下，雪还会融化得很快，没有足够的时间来渗入土壤，它所产生的效果不及大雨，土壤也没有足够的时间来吸收。在这里我们有一个很好的例子可以证明高山存在的重大意义。

越高的地方，温度就降得越快，平均的下降率是每升高150～200米，温度就下降1摄氏度，在2000米高的地方，温度肯定是零下的。在很高的地方，因为温度太低，所以大气中的水分不会变成雨，而是一定会变成雪落下来，而且夏天、冬天都一样。雪片在上层的大气中形成后，落下来，由于越往下温度越高，所以它在落下的过程中会慢慢融化，最后落到平原的就是雨滴了。因此，所有的雨的最初形式就是雪。这一点在多山的地方得到很好的证明：山谷里每一次暴雨之后，附近的山峰上就会出现雪层。

这些地方一年四季都下雪，但是有一点不同：冬天时，雪是以雪的形式落到地面的；而到了夏天，雪在下落的过程中会融化，到达地面时就变成雨了。雪的融化破坏了它作为河流的水分储藏库的重要性，那为了阻止雪在任何气候任何季节融化，什么是必需的呢？显然，必须在雪落到温度比较高的空气层之间时，把它们大量聚集起来。它们必须落到一个温度足够低来保持雪的状态的地方。这些能够储存大量凝结雨的地方就是温度总是很低的高山的顶峰。

由于顶峰总是烟雾缭绕，而且常年积雪，所以山脉成为这个大供水系统的起点。在雪逐渐融化以及雾凝结后，河流就像生机勃勃的动脉一样，在山坡上诞生了。有些从山的这边斜坡下来，有些从另一边下来。两条河流的分水岭就是这座山的山顶。就跟屋梁的顶部是屋顶一样，这条山脉的顶部就是分水岭。回想一下屋顶上的雪融化时会发生什么，它就是被雪覆盖的山顶的两边有两个供水系统的小模型。在屋顶的一边，每一个支流都有自己的水源；另一边的也是如此。这些支流都有共同的分水岭。因此，如果在山上，最高的地方就是所有水域的分水岭，从两边斜坡流下来的水各自流入平原。在温带地区，冬天的平原上不会经常下雪，但是山顶上是一定下雪的，如果是在中等以上的高度，就常年积雪。平原上比较热的国家是不会下雪的，但是那些国家的山上足够高的地方却常年积雪，而且永远不会全都融化。在极地地区，夏天的太阳试图把平原上所有的雪融化，但是几百米高的地方的雪是不会完全融化的，因为那个高度的温度非常非常低。

从地球的一端到另一端，既不是在温带地区，也不是在热带地区，就在赤道上，有一个高度，太阳发出的热量不够完全融化一整年的积雪。在这个高度上方，即使是夏至也不会下雨，只下雪和冰雹。那里的岩石和土地从未露出来过，常年被雪覆盖。显然，在炎热气候中的积雪开始的高度肯定比寒冷气候开始的积雪高度要高。因此，一般情况下，越从赤道向两极延伸，分水岭的高度就越低。在赤道附近，最开始常年积雪的地方的高度是4800米；在阿尔卑斯山和比利牛斯山大约在2700米；冰岛大约在936米；斯匹次卑尔根岛大约在0米，即海平面。

我们常常说起山顶上的冰，但是“冰”用在这里不准确，它只是表示硬化的雪。真正的冰是不可能存在于很高的山上的，因为在那样的高度上没有水。水的形式只有雨和融雪，但是我们从来没有看见那样高的地方下过雨，那里只下雪和冰雹。雪最多只是表面的一点点会融化，或者在少数几天没有云的夏天才会融化。到了晚上，融化的雪就会结冰，但是绝不可能大面积融化，形成厚厚的冰。我补充一下，现在我们讲就是勃朗峰上面的现象。

山顶是一条很长的山脊，基本上都是水平的，指向东西，非常窄，两个人都没办法并排在上面走。两边的斜坡都是一大片没有起伏的白得发亮的雪地。顶峰的雪上有一层薄薄的冰，踩上去就会裂，而且很容易碎。这层冰是最表层的雪在太阳的照射下融化之后，第二天晚上凝结成的。山坡上有一处土地暴露在太阳下的面积更多，所以融化的面积也更大；因此，它结冰后形成的外壳会更厚，足够容纳一个人的重量。不过，不管是在什么情况下结的冰的下面都会有雪，有些很紧实、有些很干、有些是粉末状的。在更深的地方又是一层冰，而在这层冰下面又是新形成的粉末状的雪层，如此循环下去。很明显，这每一层雪都被冰层分开，每一层要么是一次下来的雪，要么是常年的积雪。

山顶的冰层非常薄，薄到甚至是风吹都会破，然后变成碎片，被吹到更高的地方，与粉末状的雪混合起。发生这种情况时，从附近的峡谷就可以看见一种浅灰色的烟或雾从山顶升起来，然后被风吹向四面八方。山下的人看见了，还以为是勃朗峰冒烟了。有时候这些飞雪在夕阳的衬托下会带点淡淡的红色，看起来像火山爆发一样。要测量覆盖在山上的雪的厚度并不十分容易。那需要雪层的横截面在某个地方完全露出来，而且每个地方的横截面都是不一样的。白色的雪把整座山顶覆盖得严严实实的，斜坡上没有任何一个地方可以看到它的厚度。不过，通过很多种方法观察后，索绪尔估算出的厚度大约是60米，就是顶峰的雪的厚度，也是勃朗峰斜坡上层的雪的厚度。

这个厚度虽然是值得考量的，但是也显示了勃朗峰上面全部的雪量。落在阿尔卑斯山上一整年的雪的厚度是18米。有人可能会问，那为什么经过好几个世纪的累积，雪不会越来越多呢？由于时而融化的雪总量很少，而且常常会形成一层冰层来保护大量的雪，所以过去在山上就会有很多很多这样的冰层，现在，这些冰层是不是应该按照它们形成的先后顺序排列，最早形成的在最底部，最后形成的在最上面呢？

不，不是那样的。大自然里的一切事物都遵循平衡定律，因此没有一个事物能够在很长时间内受到优待，因为那样会造成秩序混乱。如果大气中的水分都凝固起来，不限量地集结在山上的话，就会造成严重的混乱。如果高山上的雪一层一层地叠加，那么最后就会形成一座竖直的冰雪建筑物，这样会直接导致毗邻的领土的整体温度下降。永久积雪的范围就会越来越大，各个海洋里的水就会蒸发，凝结成霜或冰，不会在恰当的时机变成雨落到干枯的土地上，那时候再怎么补救也没用了。随着时间的推移，海洋里的水会慢慢地被蒸干，变成冰，迟早有一天，整个地球表面会变得跟现在北部的格陵兰一样。因此，山上的雪不会像那样一层一层堆起来，而是会融化，然后消失，就像其他地方的雪一样，灌溉土地之后又回到海洋中。

但是雪并不是被太阳融化了，因为在那样的高度，太阳发出的热量还不足以让它融化；是地球的热量，地球内部巨大熔炉的热量。你知道地球内部越往下温度上升得有多快，那么你应该也明白这样一点小小的热量，只要上升到山体，山上的雪层就会逐渐融化，不管是在冬天还是夏天。因此，山顶上的雪是从最底层开始融化的，而不是最上层。不受太阳光影响的表面的雪由于长时间经受冰风的考验，就会形成新的冰层；最底层的雪，离地面很近，由于受到地球内部热量的作用，始终保持在0摄氏度以上，变成液体状态，而它流失的速度与上层冰的形成速度是一样的。

另一个阻止雪堆积的原因是雪崩。如果雪片覆盖在陡峭的地方，只要稍微一点不平衡，人就会从斜坡上滑进山谷。一块松动的石头、一阵风、一阵枪声、冰山的破裂，还有登山者的踩踏，都很可能破坏雪的平衡，然后造成雪崩。雪崩一旦发生，它相邻的地方都会被牵涉到，大块的雪以飞快的速度滑下来，同时发出巨大的响声，撞击一切阻碍物，最后碎成白色粉末状的颗粒，如同银色粉末状的瀑布从山边直泻而下。即使大杉树也会被连根拔起，粉碎之后变成稻草堆。巨大的花岗岩也会被撕碎，然后一扫而空。由雪崩引起的大气扰动有时候非常剧烈，甚至可以摧毁离雪崩发生地有一定距离的人或建筑物。

几乎每天都有雪崩从山顶落到邻近的山谷里，就像我们下章要讲的，冰川也有它的来源。这些雪崩的破坏力一般不会很强，因为它们经过的地方都是无人区。但是时不时会有雪块掉进有人居住的山谷，造成人员伤亡和财产损失，这是很令人悲伤的。我们听说有整个村子被破坏的，彻彻底底被推翻，有些还原封不动地移位了。

春天的时候，冬天的积雪会在太阳的照射下慢慢松软起来，旅行者就不得不走被雪覆盖的斜坡，而且走的时候要非常小心，不然随时会造成雪崩。如果可能，最好是在太阳还没出来的时候走，因为那时的雪经过一晚上的冰冻还很硬；如果是一群人的话，就应该并排前行，每两个人之间保持一定的距离。用这种方法，如果其中一部分人被雪崩拦住了，那么剩下的人还可以逃脱，然后去救被困的人。而且在走的过程中，要保持绝对的安静，因为就算是骡子的声音，好吧，任何声音，都极有可能引起雪崩。如果前方的道路非常危险，那么在通过之前，可以先开枪把危险的雪块打落。在前往阿尔卑斯山的路线上，已经发现有必要建隐藏的地道或者雪棚，以保护登山者不受雪崩的伤害。

第十九章 冰川

高山是大河流的发祥地。在所有的季节，不管是仲夏还是仲冬，海水蒸发变成云朵，然后被风带到山峰上空，形成雪落在山顶，然后一层一层累积起来，但是它的岩床却从未暴露过。这种雪融化的速度和更新的速度一样快，所以被叫做永久积雪，它是一个水库，为周围被冻起来的区域供水。永久积雪的最底层会最先融化，形成小河、小溪，慢慢地流淌，为缺水的土地补给适当的水。

如果融化的速度太快，那么本来用于未来几周或是几个月的水就会在几天内用尽。如果融化速度太慢，那么就不是大河流来灌溉土地，而是小溪，这些小溪会在半路被拦截，或者在太阳的照射下干涸。

高山上的雪融化得很慢，太阳对它产生的影响也很小，所以地球内部的热量在这么高的地方的作用也不是很大，因为这里的雪没办法为附近的大河提供足够的水。而山脚下的雪，由于太阳的照射，融化得很快。那么怎样才能让高山上的积雪更好地为它周围的土地提供更好的水源呢？这时候就需要把高处的雪运送到低一点的地方——适宜的温度会让积雪大量融化；但是运输量一定不能超过最大量。换句话说，如果要把高耸入云的山峰所接收的天空中的水以固体形式储存起来，以备不时之需，那么就需要特别的工具把积雪慢慢地运送到低一点的地方，让它接受更多的阳光，然后融化，但是在这个过程中，要避免因为过早融化而对河谷和平原造成伤害。这种可以造福我们陆地的工具，就是冰山。

就像我们看到的，积雪会从陡峭的斜坡上滑下来，滑入附近的峡谷。因此，在被雪覆盖的斜坡附近的很高的峡谷里面也都是雪，这些雪是多年累积起来的，并且由于雪崩而不断更新。受到各层雪的巨大压力，积雪的最底部逐渐变硬变坚固，最后由于部分融化，部分结冰，就变成了冰，我们称之为冰山。在永久积雪区域的每一个峡谷都有冰山的存在。阿尔卑斯山脉上就有上千座冰山。有些有两三万米长，有些有5000多米长，厚度基本上都有三四十米，有些甚至在200～400米之间。

再也没有比冰山的外貌更多样化的东西了。有时候，它就像表面被冰封的大海，在暴风雨快要结束的时候突然剧烈翻腾。在另一边，所有的不均匀都会被消除，然后表面就像倾斜的飞机表面布满了不透明的水珠，或者像一面巨大的镜子。有些有很大的褶皱，就像雪花石膏、小瀑布，冻结在雪花泡沫的巨浪中，有些又像破了的拱门，有着最纯水晶的结构，有些又像方尖塔、箭头。到处都可以看到冰山的横裂面开了一个很大的口，从那里可以看到它的最底部。在横面墙之间透露出绿色或带点蓝色的光，这些光在深一点的地方就会消失不见。流动的水从这些裂口的底部冒出来，事实上是急流，往冰川底部流。其他的地方是冰洞穴，射在它上面的光都会变得很柔和，使它像绿宝石一样。从这些洞穴流出来的水非常清澈，它们会流入水晶般的水道，然后消失在冰缝里。同时，也会有那种圆圆的贝壳形状的冰川，在透明的冰里有一个大大的盆状窟窿。上百条的小溪流入这样的“盆”里，但是不会填满，因为最后这些水会在冰川深处消失。

在峡谷的最低处，正面朝下的冰川如果被垂直切开，那么它就会突然停住，而它的最底部会有一个洞穴，有时候这个洞穴的高度有30米。急流会从冰洞穴的口流出来，还有它黑色、奶色或绿色的浊流，根据岩石的特性，它在慢慢移动的过程中会产生巨大的压力，冰川就会慢慢磨损。冰川前面的石头混乱地堆在一起。而在这天然的岩墙上方，急流直泻而下，从一块岩石到另一块岩石。

人是可以突破很长的距离，进入到这些冰洞穴里的。适合冬天的海神居住的水晶洞穴里的光是多么奇怪啊！从半透明的穹顶上方散发出蓝色的光，这些光透过冰层后，变得很柔和。在很厚的透明的墙上，可以看到绿宝石颜色和靛蓝色的光。这种光与白天的不一样，它是海底深处的海的颜色——海绿色。如果碰巧太阳光穿过入口进入到其中一个洞穴里，那效果该有多棒啊，光的颜色将多么梦幻啊！扭曲的边缘、冰棱柱、支撑着穹顶的大柱子——这些都会吸收光，并散发出五颜六色的光。彩虹的颜色会从一面墙反射到另一面墙，在冰顶上方的钟乳石会突然亮起来，每一个点都像红宝石那样闪闪发光，每个边缘都会产生色彩缤纷的火焰。所有的冰都像悬挂着的闪光镜，把每个物体变得五彩斑斓。

冒险进入这些冰山底部是很不明智的，特别是在其融化期，就像其他时间一样，鲁莽的探险家可能会被头上掉下来的巨大冰顶压碎。两个去探测罗纳河冰川的年轻人，冒着生命危险开了枪，试图听到爆炸的回声。但是那一枪足以击垮冰顶，然后那两个鲁莽的年轻人就死了。不过，勇敢的探险家还是无视这些危险，尽可能地进入到冰洞穴里，只为看看里面的景象；他们说他们进入到很里面，看到了各种各样的分叉，最里面是很窄的通道，即使是探险家也没办法进去，而且这些通道还被融化的冰雪形成的河流淹没了。

现在，让我们回到冰川的外面。一般来说，它的表面并不是那么光滑，反而很粗糙，呈颗粒状，所以除非斜坡很陡，否则一般是不会掉下去的。通常，它的表面是圆圆的水珠状颗粒层，踩在上面跟踩在沙子上的感觉一样。颗粒状的冰是很早形成的雪，有点像粗盐。它形成的条件是：部分融化的雪又结冰，被水渗透的颗粒雪就变成了颗粒状的冰。最后，峡谷最顶端的冰山就消失在粗雪下。

没有其他地方的冰像河里的冰一样，又均匀、又紧实，而且还连绵不断。不过，它们大部分都是由又松散又小的透明冰片组成，冰片之间的凝聚力非常小，因此一块冰很容易被粉碎成很多很多块。在冰川的下端，这些碎片的大小跟胡桃差不多，而更高一点的地方，碎片的大小就跟豌豆差不多。这种单一的结构很容易解释。如果冰川是由一大片供水系统结冰才突然形成的，它的冰就会是均匀的、透明的；但冰川的形成并不总是这样的。它通常是因为雪崩造成的雪块下落才形成的，下落到峡谷里的雪块慢慢堆积起来就成了冰川。白天的时候，这种雪在被水浇灌的同时，有一部分开始融化；晚上的时候，融化的这部分就会结冰，最后，在融化和结冰的交替后，就变成有气孔的颗粒状的冰。假如把一点雪弄湿，然后让它结冰，它也会形成一小撮冰山。

冰川另一个值得注意的特征是：在冰川的两边，延伸到最长的距离，四周都是长条的碎片物质，这些物质是由坚硬的岩石、粗沙、细沙以及大量的泥土混合而成的，在打雷或雪崩的时候，这些碎片会从陡峭的斜坡上下来。边缘的长条物体就是冰川侧碛。

冰川给人的印象就是永远不动。这些巨大的冰块，已经存在了很多个世纪，好像都不会移动，永远固定在峡谷里。那一层一层结冰的水好像很坚固，强度可以跟历史悠久的岩石相媲美，而且看起来没有什么东西可以移得动它们，除非是震动——能够震得动控制它们的山底。

但是它给人的第一印象是假的，冰山确实会移动。它们就是固体形态的河流，跟液体河流一样，它们能够自给自足，会流动，虽然移动的速度非常缓慢。一座冰山每天移动的距离只有几厘米。整座冰山是一起移动的，当然，它需要拖拽个巨大的冰层才可以做到。就像河流冲蚀的河谷是它的河床一样，流水会使河岸的土壤变软，然后把它冲刷掉；冰山会磨损最硬的岩石，把它变成泥。把一点细沙放在一块破布里，然后用来擦石头，如果摩擦的时间够长，石头就会变得很亮。如果是粗沙的话，石头就会被磨出划痕来。同样，冰川在向前移动的过程中，要么会把岩石磨得很光亮，要么就把岩石磨得坑坑洼洼。在这里，冰川就是那块破布，冰川的重量跟一座山一样，而小小的沙就是矿物质碎片，这些碎片磨损冰川的裂痕，最后在底部找到出口。

所有的东西都没办法抵抗这样的摩擦力。山谷底部暴露的岩石被磨出了很长很深的沟，而且方向与冰川移动的方向一致。水道是平行的，在这些更强烈的水平摩擦后，已经形成的沟痕就会磨成碎片，变成粗细不一的沙子，最后，这些谷粒大小的沙子会变成细细的粉末。冰川柔和的摩擦力能够把还很粗糙的地方磨平，把磨损的岩石的表面变得跟大理石一样光滑。同时冰川底下流动的水还会把摩擦所产生的泥带走，因此从最底部的洞穴流出的水总是浑浊的。

河水会带走小石子、沙子和泥，这些东西会在河流的出口沉淀。一条冰河总是运输着它所承载的矿物质，但是那些小石子是山的碎片，这些山的碎片并不会囤积在河床底部。我已经跟你们讲过，冰川的两边都各有一块冰碛石，它是条状的，由矿物质碎片组成，在暴风雨、雷电和雪崩的频繁作用下，从附近的顶峰和斜坡上落下。随着冰山慢慢地向山谷靠近，这些沉积物会跟着它移动，冰川的运载能力很强，甚至是从山边切下来的大块岩石也能移得动。冰川会慢慢地移动到温度比较高的地方，当温度达到冰所能承受的最高温度时，冰山就会突然变得很陡峭，然后一直融化，在前进的过程中不断更新。

就是在这里，冰山从霜冻中解脱出来变成液体，形成了急流，然后自由地流入峡谷。冰川两边冰碛石上每一块碎片以及承载着它的冰川，缓慢地向最后的绝壁移动。这需要很长的时间，但是没有关系；碎片最终都会抵达目的地。它的支撑物会一点一点地被移开，当支柱慢慢融化时，它就变得逐渐悬空，到最后没有什么可以支撑它，就会掉到碎片群里。就这样，在冰川前面形成了由岩石、石头和其他物质堆起来的东西，我们把它称作终碛。冰河会把这些由山的碎片构成的终碛堆积起来，作为它的冲积砂床。

刚刚我们讲的是冰川的移动所产生的主要结果，现在的问题是：这些大块的冰是怎样形成的，还有，是什么力量能够推动这样一座冰山向山谷前进。冰川的移动主要归结于两个机制：一个是冰河床的倾斜，另一个是冰的膨胀力。

几乎所有的冰川都是倾斜的，而且由冰融化形成的水流会在冰块之间的缝隙里流淌，冬天也是如此。显然，由于流水而与地面离开的这部分冰，由于本身重量的关系，冰川被推着沿斜坡前进，接着就会以稳定的速度向低处的河谷移动。

第二个机制就是：由于冰填补空间的能力比水强，当它形成了一个密闭的大小固定的空间，四面都是冰墙时，它就会对冰墙施加难以抵抗的压力，这个力就叫做膨胀力。再者，我们都知道冰川这种物质并不是绝对紧实、绝对均匀的，上面有很多小孔和未被填满的空间，因为它是由来自四面八方的破裂的雪堆积起来的。白天，当雪的表层融化时，冰川就会吸收这些雪水来填满它的气孔和裂痕。到了晚上，温度降到零下，那么结果很明显。裂缝中的水结冰后，就会把承载着它的冰墙往里推，颗粒状的冰就这样形成了，像楔子的作用原理一样，这些内部推力的总和就是这一大堆物体在膨胀时产生的。因此，支撑着两边冰山的冰床就会发生扭曲、变形，可以说是在尽力挣扎推翻两座冰山对它的作用力。这时候，冰川深处回荡着冰破裂的巨大响声，冻住的河流就沿着破裂的通道顺畅地流入河谷。

不同的冰川每年移动的距离都不一样，移动的速度与峡谷的倾斜度有很大关系。有些地方的冰川，平均移动距离是20米。但是不管移动的速度是多少，等到达温度足以融化它的地方，它就会变成很陡峭的悬崖，形成急流——河流的源头或支流。在那个地方，冰川会一直被太阳的热量破坏，同时新形成的雪会在河谷的顶部堆积，然后开始向下移动，让冰川看起来好像没在动。

值得注意的是，可以让冰川上面的雪彻底融化的地方，离永久积雪的分界线非常远。这条线大约是在海平面上2700米的地方。有些高山冰川必须移到海拔1100米或1000米的地方。在这样的高度，不仅大树、草地可以生长，就连农作物也很容易种植。想象一下这些奇怪的景观：这些冰川从永久积雪的地方移动到有农田有胡桃树的峡谷底下，勇敢地面对太阳的照射。蓝色的冰墙旁边可能会有黄色稻田，牛群在很高的草地里吃草，蜜蜂在黑桤木的花里采蜜；一边是温暖舒适的夏天，而几步之遥的另一边却是寒气逼人的冬天。不，我错了；那就是生命。在太阳的照射下，这些大冰块表面的雪一直在融化，由于地球内部的热量，底部的雪也在融化，因融化而产生的水在冰块底部形成一股急流，这条急流在不久后就会变成一条河，也许是某条河的支流，流经数百里后，最后灌溉大片的土地。是的，那就是生命，虽然一切看起来好像不是那样的。事实上，冰川是保证整个区域供水的上层水库派来的使者，但是这个供水系统总是受到温度的控制。冰川是上帝赐予的运输水的工具，它的运输速度很慢，冰雪并不会在山顶融化，所以冰川就把它们带到了冰雪可以融化的峡谷里。

第二十章 大川

雨、大气中的水分、融雪都是泉流和小溪的水源，大量的泉流和小溪汇成了河流。地面天然斜坡上的河流从四面八方流下来，汇聚在一起，形成更大的河流，而这些河里的水会源源不断地流入主要河流，最终汇入它的发祥地——海洋。这个大的水循环系统起于大海，结束于大海，灌溉并肥沃了土地。开始的形态是大气中的水分，最后又以陆地水的形态回到海洋中。就像心脏是血液的起点和终点一样，流到身体的各个部位，保证各个器官的运作，而海洋就是大地血液——水的起点和终点。

每条溪流出发的方式有千千万万种。有时，来源于冰山底下厚厚的冰层，水从那儿流出来后，会经过上千条水道，最终流入洞穴，然后变成急流。有些溪流会形成洪流从某个山谷底部的岩石中喷发出来，这些山谷离水源——融雪和冰，非常远。有些是从松软的土地慢慢流出来，或者从破裂的岩石缝里一滴一滴渗出来。我们从这么多的方式中选两个作为例子：一个是你们已经很熟悉的——从冰川岩洞里流出的泉流；另一个就是法国可以看到的最著名的泉流之一——沃克吕兹省的喷泉。

我将详细介绍一下这种因其灌溉的地方而闻名的泉流。它是从很大的峡谷中涌出，最后突然流入坚固的岩石形成的壁垒。沃克吕兹的意思是关闭的峡谷，指的是穿过峡谷的壁垒。想象一下，峡谷的两边都是光秃秃的坚固的岩石墙，而在它的底部是比较小的岩石受风吹雨打后叠成的金字塔，在你面前有一堵红色的墙，阻断了所有前进的道路。这堵墙或壁垒就是陡峭的山边。这就是著名的沃克吕兹峡谷。

在低潮的季节，峡谷的顶部就只有大块的岩石堆在一起，上面长满了黑色的苔藓。从它柔软的背后看，稍微想象一下，就可能把这些被苔藓覆盖的东西看做是蜷缩在某个阴凉地方的水怪。到处都是这种奇怪的群体水怪在大量涌现，但是水却很平静清澈。不过主泉流不在这里，而是在最后一块壁垒的脚下。坚固的岩石上面开了一个很大的口，非常陡。往下走，你会发现你在一个天然的地下室里，它的上面是一座山，下面是平静天然的水，深不见底。

在下雨或雪融化的时期，这里的水位就会上升，填满洞穴，上升到斜坡上，然后以每秒2400升的速度溢出来。因此沃克吕兹喷泉就发生“大暴乱”，它的水会在长满苔藓的岩石之间弹来弹去，变成比雪还白的小瀑布向下猛跌，同时冒出沸腾的泡沫，溅出大浪花。深处的山谷里一切都很平静，不需要走很远的距离就可以看到一条很重要的河——索尔格河，它的水源就是沃克吕兹喷泉，这条河在灌溉沃克吕兹省后，注入罗纳河。山谷的底部光秃秃的，在干燥季节又很荒芜，人们差不多都把它当做老火山口，那么从这底部流出的大量的水到底来自哪里呢？它来源于常年积雪的冯杜山，然后从地下水道渗出来。

河床是一个水道，把水沿着斜坡引到出口处。地球表面隆起的地方会使河床位置发生改变，从而形成瀑布。在小溪的水量不是很多的情况下，它们也被称作小瀑布，而大瀑布经常是由大河流引发的。

欧洲最著名的大瀑布位于加瓦尔尼。在比利牛斯山最荒凉的地方——皮尔度山附近，就是著名的加瓦尔尼的半圆形高原。它是一面垂直的半圆形的岩石壁垒，有四五百英尺高。这壁垒上面都是冰川留下的孔，而它本身又处在一座屹立于梯田中被雪覆盖的高山的半圆范围内。在这半圆范围内，有10到12条小溪从这里流向高原，其中最大的一条是从440米高的悬着的岩石顶部落下的，在下落的过程中，有两次与山边接触，一次是在刚落下时，另一次是落到全程的五分之二时。看上去就像一块长条棉布或银色纱布在壁垒的顶部飘扬。水柱在穿过空气时，不会像云穿过空气那样白得泛光，同时产生很大的波动。而是，透过它半透明的薄雾的光，变得五颜六色，在边缘消失，然后又出现。

最后，这股光芒四射的带状流水会落到地面，打在岩石上形成泛起泡沫的急流，然后吐出闪闪发光的喷雾，非常耀眼，就像展开的一簇美丽的羽毛在飘舞一般。它的上方烟雾笼罩，背面是黑黑的岩石壁垒。这部分高原的地面是永久积雪区，瀑布经过这里的时候，会通过底蚀作用，在雪地上冲出一条路，这条路就叫做冰桥。不远处，溪流在冰雪下面流淌，之后被高处落下的瀑布吞噬，形成带点深蓝色的泡沫急流，从高原的缺口处向下冲击，进入峡谷。

北美的五大湖是互通的，它们共同灌溉了圣劳伦斯河。在最后两个湖——伊利湖和安大略湖之间的峡谷，河床突然下降了50米，因而形成最著名的瀑布之一——尼亚加拉瀑布。

小溪投入峡谷的方式和小河、大海投入的方式很不一样。有一个碧绿的小岛位于瀑布的边缘，所以它把瀑布分成了两部分，一部分在加拿大，另外一部分在美国。前者是马蹄形的，一圈是600米；后者300米，没有曲线。印度人把这个双瀑布称为“雷神之水”，每秒钟落下的水量达2500万升。

这景观是让人叹为观止的。从边缘拂过的水的表面是墨绿色的，在向下流动的过程中就变成了多色，像水晶刺绣一样，最后掉入深渊里时还泛起了泡沫。同时，水落下撞击河床发出的声音绝对可以与狂风暴雨时的雷声相匹敌。这时候，白色薄雾会从沸腾的水中升起漂浮在瀑布周围，就像火灾形成的烟。

在美国这一边的瀑布上又建立了台阶，这样就可以到达瀑布的脚下，甚至可以走到它下面，然后在里面穿行，一边是陡峭的岩石，另一边是可怕的瀑布。在瀑布这边，有一个人口稠密的小镇，它从河流注入的地方蔓延到岩石高原；而远一点的地方有一座悬空的桥，这是人类战胜自然的伟大杰作，它横跨河流的两岸，有上下两层，相距8米。上层是火车道，下层是马车道和人行道。

当河床不是垂直下落，而是倾斜下落，并且同时撒出石头的，我们称之为急流（经常用复数来表示）。这种情况下，就不是大瀑布落下，而是一系列带有岩石的小瀑布落下了。

有时候，河水流动的过程中会遇到障碍物。这时，土壤就会让步于河流，这样就形成了地下水道，消失在远处的河流，迟早会再出现，然后像之前那样流淌。从日内瓦湖流出来的罗纳河就是这样的。同样，默兹河会在巴卓伊利斯附近的地下消失，然后又在距离10千米远的地方重现。西班牙的瓜迪亚纳河渗入软绵绵的土壤里，然后又在低一点的地方大量重现。西班牙人把河流流经的这片土地叫做宽桥，这里可以放牧上千头角牛。但是也有河流是永久消失的，仿佛永远消失在地下。因为在它流出地面时，会被沙质土壤吸收，或者被太阳晒干。非洲有很多这样的不完整的河流——没有出口的河流。

在它流经的途中低一点的地方，水道是稍微倾斜的，而且这里的水很平静，河流所承载的矿物质和其他物质就会沉积在这里，所以河水没办法快速流过，而且出口处聚集了大量的沙、泥土以及其他冲积物，堵住水道，把河流分成了很多条。在河流与海洋的交汇处，沉积物把河流的集合口变成三角形，我们把这样的三角形地带叫做三角洲，因为它与希腊语的这个单词的字母形状很像，也就是字母D。罗纳河、莱茵河、尼罗河、恒河、密西西比河以及其他的大川都有这样的三角洲。罗纳河的三角洲被叫做卡马戈岛。在略低于阿尔勒，离海洋大约3500千米的地方，河流在这里分流，然后汇入它的两臂和地中海的一部分之间，这部分的面积达37万亩。这就是卡马戈岛，它的面积是不确定的，而且由于河水的冲积物和海水的沙在这里混合，所以没办法分清它是淡水区，还是盐水区。这里的三个区域是可以分清楚的：一个区域是从河岸到三角洲的中间，这部分主要是一个很大的池塘——卡尔卡瑞斯池塘。这三个区域分别是耕田区、放牧区和池塘区。

耕田区是在罗纳河的两个入口处，由于每年冲积物沉淀在这里，所以这里的土壤非常肥沃，种植了大量的庄稼；另外由于河水的渗透，这儿的土壤里没有盐分。在这一带上方的就是放牧区，也就是盐田。这里是完全公开的，没有人看管，除了定期会有牧羊人带着他的三尺鱼叉来把一大群的牛驱赶到一起，把它们重新驯服。这些牛又黑又小又矮又壮，有很大的眼睛和可怕的牛角，它们已经恢复本性，把温顺的个性抛弃了。只有一个标志可以让人想起，它们还是人类的雇工——它们是屠宰场的牺牲品，而且由于它们的凶暴，所以在斗牛场上可以让人得到满足感——这个标志就是它们肩膀上有主人的牌子，而且这标志是用红热的铁烙上去的。

在同一片牧场上，从阿拉伯人那里遗留下来的野马在曾经被阿拉伯人统治的法国南部地区自由狂欢，不管天气多糟糕。这些马又小又白，还很勇猛，都是未被驯养的。它们不会用嘴巴咬，也不会用蹄子踢。丰收季节，它们会被驱赶到打谷场给粮食脱谷。事情做完后，它们就又恢复自由了。

在罗纳河三角洲的第三个区域就是池塘区，不管是形成中的还是未形成的，都被看做干地，这里是河流与海洋发生冲突的地方，河流把肥沃的土地的肥料带到这里，而海水却不断地冲刷掉它们。在不久后，河流将取胜，它的冲积物就堆积在三角洲的上半部分。这时，海岸线向大海延伸，但是非常缓慢，可能经过几个世纪才延伸了一点点距离。在这个过程中，水的作用是排在第一位的，然后是土壤。

海水穿过移动的海滩时，会流向四面八方，到处留下破坏的痕迹。就算是高处干燥的土地也不能幸免，盐分会从表面开始渗入土壤里，直到整片土地都被海水浸透，然后表面覆盖一层光亮透明的盐。稀稀疏疏长了几棵松树的平沙地遭受了北风的猛烈打击，延伸出去的土地上铺了薄薄的一层盐，腐烂的植物形成沼泽、盐水池、污浊的咸水湖、恶臭的淤泥——这就是低处的卡马戈岛。

这块区域对人类的健康有害，但又实实在在地成了海鸟的天堂。池塘是野鸭最喜欢去的地方，在沙丘上可以听到千鸟的叫声，在芦苇之间还可以听到它低沉的声音。燕鸥和海鸥在水面上尽情地飞翔。它们带着极度饥渴的眼神看着飞过的水面，如果鱼出现被它看见，那么这条鱼就逃不掉了。还有另外一只鸟是什么呢？红色的，有着长长的腿，像踩着高跷，与身体很不成比例。它就是火烈鸟，最奇怪的鸟类之一。它的脖子的长短粗细和腿一样，而它的嘴巴非常扭曲，跟其他的鸟完全不一样。它用这张很不好看的嘴巴在泥土里挖出贝壳类动物，把它们敲开。它的窝是黏土结构、名副其实的塔状的，顶部为碗状，用来装蛋。孵蛋的时候，它会跨着坐在鸟巢里，让两条腿悬着。天性很好地帮助了它，如果它不得不在普通的鸟巢里孵蛋，它将如何利用它的长腿呢？

很难测出河水带来的沉积物的量，沉积在出口的沉积物的量，或者被冲到海里的沉积物的量。一年内，从恒河注入孟加拉湾的淤泥达3560万吨。它旁边的雅鲁藏布江，每年运载的淤泥的量也跟它差不多。陆地上这些大河中，最活跃的是中国的黄河和长江。每过25天，堆积在黄河出口处的沉积物面积就有1平方千米，迟早会填满它所注入的海湾。长江带入海里的沉积物是恒河的3倍。如果用船来运输这些沉积物，那么就需要2000条船，每一条承载1400吨，这些船每天要到河里去，然后把货物扔到海里。雨季来临时，亚马逊河非常宽，它的泥水会从大西洋扩散到1000千米远的地方。谁可以估算这些从南美洲土壤里流失的、沉积在海里的淤泥的量呢？波河和阿迪杰河的冲积物以每年20米的速度占领亚得里亚海。在这些河流出口附近的许多城镇以前是港口，但是现在都离海岸有一定的距离。亚得里亚，18世纪前，因它所在的海岸得名，现在那个海岸已经有40千米远。拉文那以前也是一个港口，现在长达10千米的干地隔开了它和大海。

多数情况下，注入海洋的河口每天都会被涨潮和退潮的水冲洗，特别是海岸的潮水非常猛烈的时候，基本上淤泥都会被冲刷掉。这样会造成淡水和咸水混合处的深海湾扩大。像这样的口就叫做河口。拉普拉塔河是巴拉那河和乌拉圭河注入的河口，宽度是250千米。亚马逊河的出口有50千米宽，很像一个河口。吉伦特河是由加仑河和多尔多涅河合成的，也是一个河口。被河流和海洋挖出的这些河道，大船可以顺利地在里面通行。

一般来说，如果河流出口的淤泥没有被潮汐冲刷干净，那么就会形成三角洲。流入地中海的河流就是这种情况。如果河流的出口被潮汐冲刷干净了，就会形成河口。注入海洋的河流就是这种情况。罗纳河注入地中海，所以就有三角洲——卡马戈岛。加仑河和多尔多涅河，流入大西洋，所以就有它们的河口——吉伦特河。

第二十一章 湖泊与泉水

每块陆地上除了有流动的河流外，还有静止的水体，这些静止的水体基本上由土地包围，与海洋没有直接联系。这些内陆水体就是湖泊；如果很浅，面积很大，海岸又很难定义，那么就被称作沼泽或湿地。湖泊主要分为4种：

第一种，溪流既没有流进那里，也没有从那里流出。基本上这种湖泊是非常小的而且不是很重要。奥弗涅的死火山的山口就有很多这样的湖泊。雨水填满了这些曾被岩浆填满的煅烧的碗状凹地，随着雨的下落，得失达到平衡，水平因此面总是保持一致。

第二种，就是流出没流进的。它们由地下隐藏的泉水灌溉，在溢出来之前，泉水会填满这个盆地或大量涌入盆地。许多大川的水源就是这样的湖泊。圣劳伦斯河就是这样的河流，它的水源是位于美国和加拿大之间的五大湖。

第三种，就是有流进又有流出。它们往往被看做是流经它们的溪流的扩张。这样的湖泊有莱茵河穿过的康士坦茨湖，以及罗纳河穿过的日内瓦湖。

最后一种，就是有溪流甚至是大川流入，但是又悄悄地流出。你可能会问，这些水库接收水，却没有水流出来，最后难道不会溢出来吗？答案很简单：流入的水都被蒸发了。要产生这样的结果，有一个必要的条件，那就是水表面是暴露出来的，而且温度必须达到能够蒸发足够的水，使流入的水和蒸发的水到达平衡。有些这种湖是咸水湖，如果面积足够大，就叫做内陆海。里海、死海、咸海都是这样的湖。里海接收的是伏尔加河里的水，伏尔加河是欧洲最长的河。它的水位比相邻的黑海和地中海低25米。地面上有一个巨大的洞储存里海的水，这个洞是经地球外壳弯曲形成的。

死海所填补的洼地比里海的大得多，它的水平面比地中海低400米。在《平原上的城市》这本书上，它被认为是古代遗迹，是被天火烧了之后遗留下来的。从耶路撒冷来的旅行者在慢慢靠近它时，从一个陡坡上掉入了某个巨大的火山口。这个被诅咒的大海里的水，虽然它的名字很悲惨，而且与海洋没有联系，但其实它本身并没有值得悲伤的地方。相反，它在太阳的照射下，闪闪发亮，呈现出非常绚丽的蓝色；但是由于它太重了，所以不会泛起微波，就算风吹也不会有太大的动作，它一直都很平静，即使在小石滩也不会起泡沫。它是一个平静、静止的死海。到处都是盐：水中含着盐，土壤中含着盐，泥潭和池塘里含着盐晶体，而且整座小山也是由盐组成，黏土也无法使它变黑。煅烧后的岩石和岩浆碎片堆积在它的岸边。

不过，死海的四周并不都是贫瘠的。有淡水的地方，就会有植物生长。可以看到和人一样高的芦苇丛，还有单一的灌木丛，上面长了水果——死海之果。死海之果有点像普通的绿色苹果，只是表皮非常硬。果实打开后，就会看到白色细粉末状的东西，如果把这些粉末吹走，就能看到一包种子，像鸟儿的蛋一样。除了这些少量的绿色景点外，死海的周围是非常荒凉的，荒凉到大家都知道这是上帝愤怒的结果。

我们已经讲了河流、湖泊和其他内陆水体的最值得注意的特征，现在我们来讲一些比较不是那么重要但是也非常有趣的特征。我将告诉你们关于泉水的知识；但是，首先来了解一下静水力学定律，这个定律可以用来解释我们下面要讲的内容。

拿一个酒杯状的玻璃容器，然后在里面装满水。这个容器A的底部与一支金属试管B连接起来，这支金属试管可以与各种各样的试管连接，任意形状的都可以。用一个活塞堵住金属试管B，阻止它与别的试管接通。如果活塞打开，那么玻璃容器的水就会进入到试管里，等它的水平位置与玻璃容器的水的位置差不多持平才会停止，不管试管的形状是怎样的，像D也好，像其他的两个也好，结果都是一样的。在这三种情况里，水所到达的位置都是差不多的，就是图中所标出的虚线。这就是连通器原理：当几个任意形状的玻璃容器与另外一个相通的话，如果往其中一个容器倒水，那么最后所有的水在各个容器里的水位都是一样的。这就是我们公共广场的喷泉的原理。在某深处的水库的地下水管引导下，水会在喷泉砌石里的水管中上升，找寻它的水位，如果喷泉的孔口没有水库里的水位高，那么水就会从那里流出来。如果比它高，水就不会流出来，因为水位会下降到和水库的水位差不多一致的位置。

图17

现在假设图中的金属试管与玻璃试管不同，然后打开活塞，会发生什么呢？水会喷射到空气中，喷到与容器中的水位差不多高的地方。是否会到达这个高度取决于水的重量，以及它在上升过程中遇到的阻力。用这种方法，可以解释自然喷泉和人工喷泉是一样的。假设有一个高架水槽与地下直直向上开口的水管是相通的。如果这个开口足够小，而且比水槽的水位低，那么水就会用力喷出，而且水柱会上升到与水槽差不多高的位置。前面已经解释过，如果达不到这个高度是怎么回事了。射出的水的高度取决于喷射口离水槽里的水位的垂直距离。

图18

总之，跟其他液体一样，水也具有很强的流动性，它倾向于在所有的容器或导水管中到达同样的高度；而且如果任何导水管都有一个向上的开口，那么水就会从这个开口喷出来，到达与水源的水位差不多高的地方。

土壤的不同层次根据它们的阻塞能力来划分。更专业点说，就是它们的渗透性。有些土层，特别是黏土层，对流水产生很大的阻力，而其他的，尤其是沙层，能够自由地吸收水。假设土壤有两层黏土层A和B，一层沙层C在黏土层A和B之间，如图19所示。就像我们前面学的，这些土层会分布在不同地方的不同深处，这是地球外壳的移位、弯曲、褶皱所带来的。某个地方深处的土层可能会出现在另外一个地方的表层。那么，让我们来假设某部分地面某个深度的沙层上升到其他地方的表面，例如，我们图中右边的部分。河底、湖底、其他水体的底部，或者永久积雪的山脉上，都会突然发生这样的情况。同样，也会发生在雨水聚集的凹陷处，或者被夜晚凝结的霜笼罩着的山边。在任何一种情况下，由于沙层本身的超强渗透性，它都会吸收集合在两层渗透性不强的黏土层之间的水。从而形成一个又富足又广阔的地下水体。

图19

如果沙层来到某个地方的表面，例如深峡谷的两边，或者是土壤自然形成的裂缝、裂隙或者其他开口处与外界相通，就形成了由地下水库灌溉的喷泉。但也可能是饱和沙层不出现在表面，或与外界相通，那样的地下水就是未知的，也许它就在我们脚下，或者最干的土地下面。为了把它带到表面，好好利用，就必须开个口。假如在图中的a点处钻一个孔，这个孔一旦伸入到储存水的两层中的上层，水就会从开孔处喷出来，达到水源——水库、池塘、湖泊或者河流的水位。如果钻孔的位置比水库低，那么喷出的水的高度可能偏高或者偏低；如果不是，那么喷出的水就会刚好与水库的水位一样。

为了到达水饱和的那一层，常常需要挖至中等深度；这样挖出来的井，就可以通过水源的补给，达到与溪流、湖泊或池塘的水位的高度。如果水源的水位上升或下降，它也会随着上升或下降相同的幅度。但是如果地下水体是在很深的地方，那么就挖自流井，之所以这样命名是因为它最早出现在阿图瓦。在一端是铁棒的非常有力的钻孔工具的帮助下，随着钻孔越来越深，一个直径一到两分米的孔就穿过了土壤各层——碎石层、泥灰层、黏土层，可能还有石灰岩层——直到碰到水，它的深度可能有几百米。如果在钻孔的过程中，碰到了最硬的岩石，那么习惯用一种类似手术钻孔机的工具。然后再用一种类似勺子的铲子来清除洞里的泥、碎石、沙子、小石头和其他的障碍物。最后，为了保住圆柱井的墙壁，通常用挖空的方式，为了防止水从旁边跑出去，还会在洞里放一根金属管作为内衬。

在结束这个话题之前，我想请你们注意一下自流井的高温。它是地球内部的热量在水源处流动产生的结果。

在某些地方，有种喷泉可以一直喷好几天，甚至几个月，中间几乎没有停歇——喷着喷着，会停下来一会儿，再继续喷。这些奇怪的喷泉，在水耗尽后经过一段时间又会获得水源，然后再继续喷，这样的喷泉就叫做间歇泉。如果只举两个例子，那么一个是位于阿尔卑斯山的科尔马斯喷泉，它每过7分钟就会停下来，然后再继续喷；另一个是位于尚贝里的皮尤斯格罗斯喷泉，每6个小时喷一次——太阳上山的时候、中午、太阳下山的时候、半夜。我们可以用虹吸管来解释这种奇怪的喷泉。

虹吸管是一种弯管，要么是曲线弯曲，要么是两边弯曲，如图中的ABC管，而且一头长一头短。从短的那边放进要被排出的水，如果你把嘴巴放在C口处吸，直到整个管子里面充满了水，然后把嘴移开，水就会流出来，直到水槽里的水降到短的那一头的底部才停止。这是因为空气中的压力对水槽的水产生向下的作用，所以水才会沿着短的那头流出来。

经过物理学证明，到处都存在着大气压力，而且这种压力能够支撑起试管里10米的水柱。为了更清楚点，我们假设短的那一头有1米，长的那一头有3米。大气压力作用水槽里的水，把它们往开口A输送，这个压力可以支撑起10米高的水柱；但是，这里的水柱只有1米，还有可以支撑9米水柱的压力没有被释放。同样，C口处的大气压力也可以支撑起10米高的水柱，但是这里只有3米，还有可以支撑7米水柱的压力没有被释放。所以，在这个假设的实验中，A口处有可以支撑9米水柱的压力没有被释放，C口处只有7米，在两个不同的压力下，虹吸管里的水没办法保持静止，所以就从长的那一头流出，也就是压力比较小的那一头，很快从它这边流出的水会比水槽里剩下的水多，直到短的那一头快要离开水面。那么，显然，当虹吸管里面充满液体时，不管怎样，由于两头压力不均衡，液体都会从短的那头流向长的那头。

图20

现在，来看图21，假设在某座山的深处有这样一个洞穴，渗进去的水聚集在这个洞穴，而这个洞穴通过类似虹吸管的裂缝ABC与外界相通；假设，在某个时间，从裂缝流出的水比洞穴吸收的水更多，只要虚线在短的那头的下面，水就不会流出去，直到洞穴里的水再一次没过虚线时，大气压力才会把水从短的那头压出去，等充满整根管后，水就会从长的那头流出去。不过，水流出的速度比注入的速度快，因而水槽的水位就会下降到图中的AG线处，也就是与短的那头的最低点持平。这时候，水会停止流出，短的那头会逐渐离开水面。但是水的注入是源源不断的，很快水位又会上升到B点，喷泉就又开始了，当水位再下降到AG时，又停止，如此这样反复。现在，你们看，间歇泉也不是那么神秘吧。

石灰性的土壤里的水在溶解的时候会有碳酸石灰。如果水再闷一会儿，那么碳酸石灰就会沉积，直到在容器内部形成一种很难弄掉的土质涂层。有时候，喷泉管就会被这种石灰水的水垢堵住。某些喷泉里面充满了石灰，就硬化了，从外面看，会看到水带着某种东西喷出来。克莱蒙费郎地区的圣阿尔妮瑞的喷泉就是这种喷泉。几天之内，鸟巢、水果篮和其他暴露在它喷出的水下的所有东西，外面都裹上了一层很漂亮的石状的外衣。裹上了这层外衣，这些东西就像雕刻家在石头上刻出来的一样。

图21

有些喷泉喷出的水有药物特性。最有名的就是气体喷泉、铁质泉和硫黄泉。第一种喷出带有轻微酸味的碳酸气体，还会像苹果酒或其他的白酒那样冒泡。普鲁士省的海瑟-拿索上的尼德-瑟尔特斯、法国阿利埃河部落的维希都有这种喷泉。铁质泉溶解后，里面包含铁，这种铁有类似墨水的味儿。如果往里面扔些五倍子，马上就会变黑。巴黎附近的森尼-因弗瑞尔斯的福吉斯、比利时的斯帕都有这样的喷泉。最后，硫黄喷泉，就是在它的溶解水里有硫黄混合物在里面。这种硫黄有臭鸡蛋的气味，会把银变黑。

温泉是指那些泉水是温的或热的泉水，位置不同，温度也不同，有些水温甚至达到了水的沸点——100摄氏度。你们已经知温泉的热度来源于地球内部的热量。大部分的温泉也是矿泉；也就是说，它们的溶解质里含有各种各样的矿物质。

第二十二章 大海

大海！一听到这个词，就会想起海浪的声音，又白又好看的珍珠贝壳，还有潮水拍打着被海草缠绕的海岸。也许，还会想起无边无际的海水，今天像镜子一样平静，像天空一样蓝；明天黑得可怕，而且巨浪此起彼伏，过了一会儿，又溅起冒白色泡沫的浪花，拍打着悬崖。或者不会引起任何联想，因为你从未见过海。那么，让我来告诉你我所知道的和看到的。

世界上海洋的总面积是陆地总面积的3倍。经过对许多地方的探测得知，海底跟陆地一样，是很不均匀的。有些部位被深处的沟壑切碎，这些沟壑在很深的地方，铅垂都没办法达到；而其他的部分则被山脉环绕，这些山脉的顶峰在海平面上，因而形成岛屿。还有其他地方是很大的平原或宽阔的高原。除去覆盖在它上面的水，它就跟无限延伸的干地没什么两样，自然而然地，由于地下力量的作用，它会在这片干地上形成峡谷，一座座的山脉堆砌在上面。大海，虽然很浩瀚无穷，但是与巨大的地球比起来，不过就是一个小泥潭。地球内部之火对海底产生的作用形成的褶皱，并不会少于在地面所形成的。现在的陆地曾经也是海底的一小块土地。地球外壳的变化，使得陆地露出水面，但是这些变化也可能把它们推回原来的地方，然后从另外一个地方再升起一块陆地。因此，海底的不均匀是和陆地一样的，所以不同地方不同深度的海底肯定是有很大不同的，随着相对应海底的变化，山脉、峡谷、平原和高原也都不尽相同。

为了测量，我们用一根很长的绳子系着一个铅球，然后把它扔进水里。被展开的绳子显示的就是铅球到达的深度。地中海最深的地方好像在非洲和希腊之间，在还未到达底部时，扔进去的铅垂绳子已经有4到5千米了。在大西洋，还有比这更深的地方。纽芬兰的南边的大浅滩，有8千米深。而在陆地很少的南极，海都非常深，有些地方有14000～15000千米深。在这些海中央的深海处，海浪拍打着海岸的沙滩，可以找到所有中级深度的海，根据海底的特性，有些是很浅的，有些是陡变的。有时候海岸不远处的海会突然变得很深。而有时候海岸不远处的海的深度还很浅，所以要走很远的距离才能到差不多深的地方。在那种情况下，海底就是一个不会消失在水面下的平原，几乎没有什么陡坡。

海洋的平均深度有6～7千米；如果海洋的底部是像脸盆的底部一样是平的，那么海水在保持表面面积不变的情况下，就有六七千米厚。这样，就可以大概计算出海水的水量，也就是差不多3000万平方米。让我们把这个大数字翻译成文字，这样你们可能就会比较清楚。假设所有的海水都被排掉，假设存在这样一条取之不尽的大川，让它往所有海集合的盆里注水，直到注满为止。如果你觉得可以，我们就把法国最大的河流——罗纳河，假设成这条河。它在里昂每秒钟的流量是600平方米，有时候会增加到4000平方米甚至更多。让我们把它定为是每秒钟5000平方米，假设它是永不停息的。那么，这条河流之王，每分每秒都以最大的流量在流动，经过20年，注入海盆里的水也就只有现在海洋里的水的千分之一。如果你看过罗纳河，你就可以想象出海洋是多么的浩瀚。现在，我现在必须把刚刚说的收回；没有人可以想象得出所有的海洋集合在一起是多么庞大。谁会自以为他能够抓住那惊人的巨大的水体？即使可以，也不过是创造者无穷资源的一滴而已。

海平面会改变吗？它会上升或下降吗？经常听说它退下去，新陆地就会出现；或者会吞没陆地。海水真的会在某一天退去，然后在第二天又涨上来吗？不是的。

水位都是统一的，这是静水力学的基本定律。不管它延伸到多远，水体表面没有一个地方是永远在平均水位下面的；只要有平衡，就不会出现这样的情况，由于水的流动性，它会自然而然地回归原来的水位。只有水量的增加或减少才会影响水位的高低。但是要注意，这种上升和下降是受条件限制的，而不是自然的。如果水量不变，而水位发生变化，那肯定是墙壁或底部发生变形，盆地的总容量还是保持不变的。

自从有历史记载以来，有成千上万个地方的海水水位从未变过。地理书上记载：很久以前，这样那样的暗礁、岩石总是被海水刚好没过。如今还是一样没变。这种测量水位的自然方式告诉我们，至少经过了1400年，海水的总量基本上没改变。这是经过时代见证的一个不争的事实。“他”环绕地球一周，用腰带把海洋围起来，数了海洋里的每一滴水，一滴也不少，一滴也不多。

如果陆地的形成和海盆的形成没有变化，应该就可以发现所有地方的水位都跟第一次看到的和记录的一样。但是海洋和海盆都经历了很大的变化，陆地和海洋的分界线已经发生了移动。海水退回去的地方，就会露出很大一片海岸，很快这个新形成的海岸上就会长满植物。而海水涨起来的地方，大片的土地，连同建筑、森林和粮食都会被淹没。

但是表面现象总是会骗人的。用证据来证明，就会得出与感觉相反的结论。从表面上看，地球在太空中是保持静止的，而事实告诉我们它是动的。从表面上看，海洋里的水一直在变化，时起时伏，有时候一下子就把一个城镇淹没，然后又退回去。但是事实告诉我们，海洋的总体水位是没变的；而陆地又被错认为是固定不变的，实际上是不稳定的。地球外壳上这些固体物质的变化都源于流动的海洋。海水并没有改变水位，而是装载着它的容器发生了改变，从而使水位发生明显的变化。回想一下，我刚刚讲的关于这个话题的例子——我们这个时代里，瑞典海岸的慢慢上升以及智利陆地面积的扩大。

岩石海岸是固定的，而冲刷它的海洋是变化的，这两个概念都是错误的。自土地和水形成以来，海浪到处翻滚着，但是它的水位从来没有变；而所谓的陆地，会上升，会下降，也会破裂，等等。

海水中的物质溶解后会产生各种各样的物质，同时释放出非常难闻的气味，使得海水没办法成为生活用水。这些物质中最多的是食盐，它的作用是防止水里丰富的植物和动物腐烂，更不用说河流带进去的脏物了，这些净化机制对陆地非常重要。海水的盐度有很大不同，特别是淡水河流，和水蒸发很快的地方。1升里海的水包含大约6克盐分，黑海的大约是18克，大西洋的大约32克，地中海的大约是44克。死海是一个特例，每升死海的水包含400克盐分。海水中溶解的盐对航海有很大的帮助：它能够使海水变重，从而增加它的承受力。人可以漂浮在死海上。

尽可能去估算海洋和大海中盐的总量，其结果是值得我们注意的。如果所有的海洋和大海都被晒干，那么留下的盐可以堆起一座至少1500米高的山，它的底部与整个北美的面积一样大；或者，用其他的术语来说，如果把这些盐洒满整个地球表面，那么它的厚度将有10米。

少量的水是看不出它的颜色的，但是如果大量的水聚集在一起，就会呈现出绿蓝色。因此，海是蓝中带点绿色，而且海洋中部的颜色比海岸附近的深。但是这个颜色会根据水表面状态的不同而显现出差异，即光的照射和天空的透明度。在太阳的照射下，平静的海面会呈现天蓝色或靛蓝色；如果是暴风雨的天气，就会呈现深绿色，逐渐变为黑色。古老的海洋还会有其他的颜色，但是这只不过是局部的，例如，有颜色的沙、微生物、微小藻类在海底形成厚厚的一层。由于红海里面有大量的紫色微小藻类，所以它的某个部分呈现出血色。由于红色微生物的存在，所以加利福尼亚附近的海洋的某个部分呈现血红色。

有些微生物把海染红，也有些微生物让海发光。我们很熟悉的萤火虫，夏天晚上会在草丛里发光，就像天上星星掉下来的星火。虽然这种昆虫本身有亮光，但是它并不会像红炭那样燃烧；它亮和不亮的时候，温度都是一样的。而且，它可以自由选择亮还是不亮。动物本身发出的这种光叫做磷光，但是与磷没有关系，在它的身体里找不到这种东西，而是因为它与黑暗中磷燃烧时发出的光类似。海水，特别是热带地区的海水，存在着大量的各种各样的磷光微生物，其中最值得注意的就是夜光虫（如果更书面一点，就是夜间发光物）以及火体虫。夜光虫是一种很小的果冻状的小颗粒，透明的，尾部是会动的丝。5只这样的微生物接在一起，也只有1毫米。火体虫是空心圆柱状的，跟手指的大小差不多，也是透明的果冻状的。现在，我们来听听旅行家是怎样描述由无数的这种磷光微生物形成的火湖的。

“有个地方的整片海面都在发光，而且它的海浪看起来酷似金属溶液。穿过这片海洋的船只，在船头破浪处喷出红色和蓝色的火苗。有人会认为是硫黄燃烧产生的。无数的星火从海面飞上来，非常绚烂，真的烟火在它面前也会黯然失色。在海浪中，到处都是发光的夜光虫云朵和彩带。在其他深海处有许许多多的火体虫，围成一个会发光的“花环”，看起来很像炽热的铁块铸成的花冠。就像铁块从火炉里拿出来，冷却之后颜色会发生变化一样，这些火体虫的颜色也会发生改变，从绚丽的白色，变成红色，金色，橙色，绿色，天蓝色，然后突然又亮起来，变得比之前更亮。每隔一段时间，其中一个花环就会像蛇形烟花一样，突然波动起来，折起来，打开，盘起来，像火球一样跳入海浪中。远处的海洋呈现出乳白色，带着柔和的光，就好像夜光虫在水中溶解了。”

发光海的绚丽景观只有在地球热带的温水水域才会完全呈现，对于它我们还不是很了解，到目前为止，北面也只到法国的北海岸。你们可以带着兴趣来阅读国利伐先生在布伦港口所看到的一切。

“平静的海面还是漆黑的，但是一点点的骚乱造成了光芒的释放。物体扔到漆黑的海面，产生了一点点光，而以它为中心而形成的波纹是很多的光环，在黑暗的背景下显得更加明亮。一块拳头大的石头也会产生同样的效果，溅起的水沫就像用锤子敲红热的铁喷出的火星一样。进入港口的轮船，桨每动一次，就会唤醒沉睡的夜光虫，那是非常美丽的景色。但是水面一回到平静，一切就又都变回漆黑了，除了由于涟漪而在海岸还残留的一片夜光虫。

“滚向海岸的海浪呈现着由无数小星星点缀的银白色的巨浪，而且浪尖还带点蓝色。在破坏同等水平的沙滩时，它们横扫一大片，然后这整片空间就像披上一件外衣一样，又闪又亮，上面还有无数的亮白色、亮绿色或亮蓝色的火花。等海水退去后，沙滩就又漆黑了；但是，只要有稍微一丁点的动作，比如观察者踏入，它就会变得非常亮，仿佛在燃烧。脚上的小石子与沙滩接触，就会呈现出烧红的煤的样子。棍子迅速划过水面，也会在后面留下白色的沟。手伸进海里，拿出来，就在发光，好像与夜光虫摩擦过一样。从海里任意汲取的水，从某个高度往下倒，就会呈现出银河的样子。当一只狗对着我的脚跟喊叫时，我往它身上倒了一杯这样的海水，它就逃跑了，因为它认为那是火的洗礼，在那之后，它就在很远的地方很满意地对我叫。”

根据这位著名的观测者的结论，海的磷光全部是由夜光虫产生的，每一滴水中就含有上百个这种活泼的小颗粒。那么这么大的一片海域发光，到底需要多少夜光虫呢？这是一个没办法用算术回答的问题，因为其数量是难以置信的。除了海浪会燃烧的奇迹，还有另外一个奇迹，我们不得不深思——它们能在几天内就产出无数的火体虫，这是多么不可思议的力量啊；这股力量，就是这个微小生物的无限繁殖力。

第二十三章 珊瑚岛

史前大海底部形成的岩石中最值得注意的就是石灰岩——碳酸石灰岩。石灰岩是海水的产物，就像花岗岩是地下之火的产物一样。现今，不管是爬到山上多高的地方，还是进入到地球底部多深，都会找到嵌在石灰岩上多得数不清的化石。很多情况下，大理石是由那些曾经有生命的东西形成的；我们的建筑石材不过就是上面堆积着壳类动物和破碎的珊瑚的停尸房，几乎每块石头都留下了动物生活的印记。

对这些史前时代的地下坟墓贡献最大的不是大型动物，而是小型动物，它们的数量非常之大。埃及金字塔的建筑石材是由很小的壳类动物，类似于扁豆形状的货币虫组成的；巴黎的建筑石材则大部分是由小颗粒贝壳，直径小于毫米的米虫团聚而成的岩石组成的。没有什么比这些小生物获得如此巨大的能量更让人震惊的了。这个“获得”的过程，花了好几个世纪。

我们现在研究的这种存在于史前时代海洋的微生物，其实是个石灰岩工厂。如此小的生物，它的贡献是无限大的。它的尸体遗留在了未来时代，把石灰加入到了我们地球的骨架里，这些石灰存在于生物的尸体里，是安第斯山和喜马拉雅山底部的一点点水泥。这些永不停息的谦卑的建设者，这些大气的清洁剂，把下雨时从空气中释放出来的碳酸气体凝固了，然后把海里溶解产生的石灰带入到这些凝固的气体里；因此在石灰层里面是介壳灰岩，由于无限繁殖，所以数量非常之大，它们建立起了我们现在地面的地层。这些谦卑的工匠确实从它们皮肤上的气孔排出石灰岩，然后用它们建出陆地上的建筑，为了了解这一浩大工程，让我们来看一下现今海洋里的水发生的变化。

现今，大气中只包含一点点碳酸气体，估计是两千分之一；也就是说，2000升的空气中只有1升的碳酸气体。而且这个比例是保持不变的，尽管有许多原因可能引起它的含量上升，主要是燃烧、动物呼吸作用、有机物的分解、气体喷泉和火山爆发。仅仅是人类呼吸所产生的碳酸气体的数量就相当可观了。据估算，每年的这个数字是1600亿立方米，也就是说每年由人类呼吸产生的二氧化碳就有862.7亿千克。

分解所产生的碳酸气体的数量也是很惊人的，也就是有机物的分解。还有，必须把木头、煤炭、油和其他燃料的燃烧算进去，特别是各种制造业。在欧洲，单单石油的燃烧每年就产生800亿立方米的碳酸气体。不仅如此，包含这种气体的喷泉在溶解的时候也会把气体释放到大气中，火山喷发时的大岩浆柱里也包含这种气体，偶尔的爆发产生的气体会比之前的更多。那为什么这么多气体释放到大气中，而大气中的碳酸气体含量却没有变化呢？为什么大气层不断地吸收这种气体后最后不会变得不适合呼吸呢？

第一，很大一部分碳酸气体都被植物吸收了，植物能把它分解为元素，然后只吸收碳元素，释放出可以用来呼吸的元素——氧。很简单，如果植物总体上保持它的活力不变，那么在植物界活动的碳酸气体就可以组成急流，这股急流又回到它的来源处，然后源源不断地给自己提供生产的条件。事实上，自然的衰退过程和动物的呼吸作用，都间接或直接地受到植物的支持，植物界尽可能地产生更多的碳酸气体，以供新植物诞生，从而替代老植物。因此，如果动物的呼吸作用和分解作用总是在动物界和植物界的支持下持续下去，它们在产生新植物的时候，尽可能地吸收大气中的二氧化碳，那么世界上的生物就永远在循环，今天收回昨天舍弃的。有机物的分解为有机物的新生提供原料，而且死亡与出生都是处于永久平衡的，前者为后者提供营养物。

但是，在全面了解植物在维持大气中存在物质的重要作用后，还是要把火山和气体喷泉释放出来的气体算进去，它们释放出的气体数量是非常惊人的，如果这么多的气体一直留在大气层里，那么迟早有一天大气会变成能让所有呼吸者殒命的毒药。那么，肯定还有其他的机制能够保持大气的纯度，阻止从地球底部释放出来的不适于呼吸的气体聚集在大气中。这个机制是上帝创造的奇迹之一，就是大海里的微生物，这些生物裹上一层石灰岩，然后变成固体，它就是这样从大气中汲取过量的碳酸，然后把它变成石头，这样就不会很快又回到大气层中去。海洋里有很多这种微生物，它们藏在大约一半都是由碳酸组成的石壳里，这些碳酸是被雨水和流水从大气层冲刷下来的；而且这些矿物质外壳可以永远留住藏在未来大陆底部的有用气体。

在这些致力于建立新陆地和净化大气的小工匠中，最重要的是软体动物和珊瑚虫。软体动物，就是你们所熟悉的，它还有一个名字就是——壳类动物。不要被这个名字骗了，以为它是一种鱼。之所以叫这个名字，是因为许许多多的软体动物都生活在水中。这个名字中的第一个字“壳”，表明软体动物的外壳是像贝壳一样的东西，本身内部的资源会从这个壳出来，照字面意思理解就是，石灰岩会从它皮肤的孔出来。

我们来稍微讲一下蜗牛，这样你就会比较清楚软体动物的壳是怎样形成的；蜗牛也是一种软体动物，虽然它生活在陆地上。它住的壳不是已经做好的，也不是像我们搬家那样，搬进别人的房子。严格意义上来说，蜗牛是它住所的主人，也就是说，蜗牛既是它的外壳的建筑师也是建造者；同时，它也是外壳原材料的生产者。这些原料是它身体的一部分，建筑石材和灰泥一开始就存在它的血液里，然后从血管流出来的。应该注意的是，蜗牛和其他软体动物一样，都是有心脏、动脉和血液循环的血管的，只不过它的血液是无色的。那么，不用怀疑，这个长在居住者外面的住所就是它自己的财产。

你想看看装有这些可以扩大外壳的原料的仓库吗？那再简单不过了：碰一下蜗牛，让它缩进壳里，这时候你会看见在开口的周围，到处是布满白色斑点的肉状的东西，每一个都是一点点石灰岩，这是未来筑壳所需要的原料。这种石头在需要的时候会尽可能快地出来，然后在外壳的边缘增长，所以蜗牛壳的边缘就会变长变宽，每一层不断更新。

但是这些石灰岩从哪里来呢？它来自生物所吃的东西，它们吃的东西包含了石灰的混合物，那就是石灰岩，就像鸡蛋壳的形成是由于母鸡吃进谷物一样。如果母鸡吃进去的谷物是经过挑选和清洗的，同时保证禽舍里没有石灰的混合物，那么它们下的蛋就没有壳，或者外壳就是一层薄薄的膜。同样，如果把蜗牛食物中的石灰岩去除掉，那么在它凝结黏液的外面就会形成一层很脆弱的透明外壳。

海洋软体动物外壳的形成就跟陆地上的蜗牛一样：为了建外壳，它们会分泌石头。但是，海洋必须给它们提供石灰岩，或者至少包含碳酸或石灰的东西。碳酸是不会缺的，因为火山和其他机制释放出大量的这种气体聚集在大气中，它们会被雨水或河流带到海洋。溪流在溶解的时候也会产生碳酸。石灰岩也是不缺的，如果海水不含有游离状态的石灰岩，它们还有由石灰岩组成的物质。例如，1升的地中海的水含有44克含盐分的残渣，其中包含6克钙的氯化物，含石灰的硫酸盐1.5克，石灰混合物114克。我们也看到了，淡水溶解时也包含石灰，而且如果足够多，就会在物体表面形成一层水垢。因此，所有的溪流都或多或少地为海洋提供了石灰岩，而且海洋本身也肯定有，我们没办法算出它们的比例，不管是石灰混合物还是组成石灰的元素。珊瑚虫和软体虫，这些海洋生物都给自己披上了石头外壳，而且形成外壳和珊瑚的原料是取之不尽的，因为这些本来就是生物本身。

现在让我们来看一下最奇怪的岛屿建设者；虽然你们可能还不是很了解这些奇怪的小生物，它们是如此的脆弱，只要轻轻碰一下，可能就会死掉，但是却又如此强壮，对于建设大岛屿的任务绝不畏惧。具体，我将在下文进行详细的介绍。

你们至少知道珊瑚是一种用来做项链和手链的珠子，类似于僵化的血滴。在被做成珠子之前，珊瑚的形状就是一棵很小的红树，有树干、树枝和树梢。尽管它的样子很像树，而且在海底开满了花，但是它却不属于植物界；它像石头一样硬，却也不属于矿物质；它也不是动物。那么它是什么呢？它是生活在某种社区的脆弱小生物的住所，是一个相互依存的城市，或者说是一个共产主义共和国。

这些小生物的有机物或者身体构造是最简单的一种。想象一下一个空心的胶状物质球，一个囊的出口在有八个扇形角的边缘，八个角都像花朵的花瓣一样展开。这就是你们所熟悉的珊瑚的住所。触角可以捕捉由流动的海水带来的小猎物；这就是手臂和手的目的。它们所包围的那个口，我们称之为小动物的嘴，可以吞食被抓住的猎物；它附近的囊则用来消化吞食的东西，消化之后……我们不会再继续讲下去了——它就只有一个开口。

这些奇怪的生物就叫做珊瑚虫，而且跟它们一样奇怪的是它们的住所——珊瑚。数以千计的珊瑚虫住在同一个珊瑚里，每一只都占据了一个独特的洞穴，这些洞穴陷在普通住所的外部。每一只珊瑚虫在保持着个体独立时，对群里的其他珊瑚虫也不陌生。这个社区的所有胃是由一系列的管道连接起来的，因此只要任何一只珊瑚虫消化，就可以为其他的珊瑚虫提供养料。它们的灌木丛形态的住所会像许多小花一样展开，然后抓住流动的海水中有营养的物质。但是机会并不是均等的：有些可能会抓住很好的物质，有些则没有机会关掉它的八个触角的窝。不管怎样，一天结束后，所有的珊瑚虫都能得到食物，不管是那些抓到好的物质的，还是没有抓到的。

胃与胃之间又是怎样保持相通的呢？是这样的：每一个珊瑚虫栖息的场所在最开始都是简单的珊瑚虫，它们在水中到处徘徊，直到定居在海底的某块岩石上，在那里找到一个群体和它们混在一起。跟其他植物一样，它也可以发芽然后繁殖。因此，除了第一只外，又形成了新的珊瑚虫，它算是一种延长或分支，这样它的胃就与母体的胃相连，这是它发展的必然结果，就像树干和树枝间的关系。这样就形成了第二只、第三只……而且它们的形成方式都是一样的。它们的孩子也会生出孩子，在一定的时间内，它们也会成为父母，但是这并不会破坏它们之间胃的相通关系。至于珊瑚虫的住所——这个部落共同的家，是由整个社区的分泌物建立起来的，它们分泌出石灰岩，就像蜗牛分泌出它的外壳的原料一样。随着数量的增加，它们的住所也会按照同样的比例生长，每个新生的成员都为这个共同的家贡献了原料。

通过这种传播方式，你就很快知道珊瑚虫的住所是怎样建立起来的，以及它们是怎样繁殖的。但这还不算新社区的形成，因为这些群体中的任何一个群体的所有居住者始终与其他群体的居住者相连。通过发芽，珊瑚虫住所长得飞快，但是始终不能形成一个新的群体。那是有难度的。不过，自然神会通过发芽给动物一个模仿植物生长的方式，有时他也会把它恢复成普通繁殖方式，因此比赛可能就此展开。珊瑚虫发芽到某个阶段，就会停止发芽，然后开始下蛋，这些蛋会被海水带到海底某处，然后形成珊瑚虫——新社区形成的起点。

珊瑚虫的种类很多，它们的住所也有很大的不同。一般来说，都是纯白色的——石灰混合物的自然色；较少是红色的，就是你们所熟悉的那种。没有什么比它们的各种各样的形状更让我们大开眼界的了。有些地方，它们是石头灌木丛，跟真的灌木丛的生长方式一样；有些地方，它们是并排的管子的样子，就像管风琴；有些地方，它们是细胞团的样子，就像蜂巢。还有的就是很松散的囊状物的样子，就像肥皂泡沫。更有的就像一排暗礁，海浪打在它们上面会溅起泡沫和浪花。海浪的猛烈攻击任何时刻都有吞噬整个珊瑚岛的危险；虽然这个珊瑚岛很小而且又在很低的位置，但是多亏精力充沛的珊瑚虫的干预，它具有顽强的抵抗力。它们参与斗争，还夜以继日地修复危险之中的建筑物。它们用一点一点建起来的壁垒给建筑物加固，加固的速度跟磨损的速度一样快。这些小生物用它们软软的果冻似的身体抵挡海洋的猛攻；用它们孜孜不倦建造出来的建筑物对抗甚至是花岗岩墙也无法招架的海浪的侵蚀。

现在，如果你想了解陆地上的珊瑚，那么就打开世界地图，看看那些经过太平洋，从南美洲南部到南亚的那些群岛。很多这类群岛全部是由珊瑚形成的，而那些有着不同来源的也至少会被一排珊瑚珠子围起来。印度洋的马尔代夫群岛由12 000个暗礁、小岛、岛屿组成，这些都是珊瑚构成的，这些岛中周长最长的有两里格。荷兰东印度的一个珊瑚岸的面积就有88平方千米。占据地球面积五分之一的大洋洲，很大一部分都是珊瑚虫的杰作。

这些世界建设者的贡献并不比史前时代的水的贡献少。某些陆地、山脉还是珊瑚虫的产物。法国内陆的某些地区的路也是由老珊瑚形成的。我写这本书时，所在的城镇是由一种石头建造的，这种石头包含珊瑚残渣，甚至最小块的也有；我所在的这个房子墙里的灰泥也是由珊瑚沙做成的。

第二十四章 潮汐

盆里静止的液体，如果不去动它，它就会一直保持静止。如果没有什么不安的机制来打扰海水的平静，它就会永远保持静止。但是这种静止是会导致海水腐烂的，它们需要不断地澎湃地涌动才不会腐烂，同时产生无数动物和植物所需的空气。因此海水的涌动，是造福世界最基本的条件，而大气层的运动也同样很有趣。不比空气少的海水需要猛烈的涌动，才能阻止停滞，从而保证卫生状况。现在，海水由于大气、地球附近天体的引力和地球内部热量的影响而不断激荡着。

大气层的骚乱触怒了海平面，让海水发生了运动。如果暴风突然袭来，就会引起海浪相互撞击，溅起浪花和泡沫；如果暴风够强、持续够久的话，就会掀起向海岸平行移动的巨浪，一个接一个，非常有规律，最后破灭在沙滩上。但是这些骚乱只影响了海面，30米以下的海水还是静止的，即使是在最强暴风来袭的天气。在海岸不远处，最大的海浪也不会超过3米；但是南海的某些部分，例如合恩角和好望角周围，在最强暴风来袭时，浪高达到了10～12米。这些海浪就像垂直移动的小山一样，两个海浪之间都会有又宽又深的距离。在风的打击下，它们的浪尖会溅起浪花和泡沫，最后在一个足以破坏最坚固的容器的可怕力量的作用下倒塌。

打在岩石上的海浪的冲击力是大到无法想象的。打在暴露的崎岖海岸上面的巨浪，甚至可以让地球产生震动。最坚固的堤坝和防浪堤也会被摧毁，然后冲走，巨大的石头撒得到处都是，像小石子一样滚来滚去。就是在海水不断的作用下，才会有悬崖或者竖直的峭壁，它们都沿着海岸分布。这种峭壁在法国和英国共有的英吉利海峡的海岸随处可见。这些悬崖不断地遭受着海浪的破坏，所以经常会有碎片掉进水里，然后滚来滚去，蜕变成小石子。海洋中越来越多的地方就被这种小石子占据。历史告诉我们，轻的房屋、塔、住宅区，甚至是小村，由于受到海水的破坏，不得不被遗弃，现在这些东西都已经深深地埋在了海浪下面。

在海岸的其他部分，海洋为陆地带来了新的物质，把大量的沙冲上岸，这些细沙被风堆积在一起，形成又长又矮的小山——山丘。法国加莱海峡的海岸有很多这样的山丘，从布伦的海岸一直延伸；南斯和萨博斯德欧罗尼附近的布列塔尼也有；波尔多到比利牛斯山的兰德斯海岸的沙丘有240千米长。单单是兰德斯这部分的沙丘面积就有75 000亩。

这些沙丘呈现的是多么单一的景色啊！从其中一座深度只没过膝盖的山丘的顶上看，让人眼前一亮：延伸到很远的地方的淡黄色地平线，覆盖着不均匀的地面，到处都是圆圆的小山丘。站在白得发光的小山丘之间，就会感到迷失，风横扫它们的顶部，把细沙吹向天空，这跟海浪遭到暴风的打击时产生的结果很像。我们把它视为跟单一的起伏的巨浪一样，跟海一样，不同之处在于：这里的浪是沙，而且是不动的。没有什么能够打破这种死一般的寂静，除非有时候上方的海鸟经过发出嘶嘶声，或者有规律的海浪超越了沙丘的最远线。

这就预示着：在暴风的天气，这些鲁莽的探险者会跑进这些荒野地带；然后沙子会被风向上吹，吹到密云里。像水柱一样的风沙柱证实了暴风的威力，空气中到处飘着沙子。当暴风停息时，周围的区域就改变了：曾经是小山的地方现在变成了山谷，曾经是山谷的地方现在变成了小山。

每一次暴风来袭，沙丘都会向内陆移一点点。从海上吹来的风把小山丘吹进洼地，洼地就变成了小山丘，如此这样交换，直到最重要的山丘被平铺在陆地上。同时，大海已经在海岸处堆积了新鲜的物质，提供给另一条沙丘，取代了原本已经形成的。按照这样的方式，沙丘慢慢地侵入不均匀的陆地，然后给它盖上一层层厚厚的草木不生的沙层。没什么可以用来检测风、水和沙的持续活动。如果森林也被沙子入侵，它就会被埋没，只剩下最高点可以看到。甚至是整个村子都会被吞噬，房屋、教堂和其他的一切都消失在沙子底下。在面对这样的一个敌人时，应该怎样做呢？这个敌人以不可抗拒的力量坚决前进，每一年就可以获得20米的耕地面积，但是这不代表什么，既不是成熟的庄稼，也不是居住者，也不是很美的森林。人类的聪明才智已经找到了控制这种掠夺的方法，而且很简单：在种植了松树的地方，山丘就会立起来。

这种由风引起的海浪纯粹是偶然的，而且跟风本身的移动一样没有规则；除了这些，还有海浪本身周期性的规律运动。这些运动就是潮汐。在一个固定的时间里，海岸上所有的海水会从海滩退回去，露出之前被海水覆盖的很大一片地。海水的退回就叫做退潮。过一会儿，海浪又会重新回来，盖住沙滩。这种移动就叫做涨潮。每6个小时会完成一次退潮或涨潮。因此，在24小时内，会发生两次退潮，两次涨潮。

对于不熟悉潮汐的人，肯定会觉得那是很神秘的东西。在固定的时间，没有明显的原因，不管是晴天还是暴风雨天，海浪就会停止拍打海岸，然后退回去，就好像海底有个很大的洞把海水都吸回去一样。这种后退会在离高潮不远的地方停止，距离取决于海滩倾斜度。这时候在涉水或游泳之前，就可以穿着鞋走在上面，鞋子也不会湿。

我的小读者们，这对于你们来说是多么有趣呀：在低潮的时候，穿过海滩，看看退潮之后留在海滩上的小鱼和其他小生物，还有乱七八糟的海草、漂亮的贝壳以及光滑的白色小石子。但是不要在这些来自深海的宝藏之间徘徊太久，因为海水会再一次快速涨起来，它的白色海浪会涌上来，同时发出不祥的声音。有些海岸的潮水的速度连最快的马也追不上。当它涨上来时，就会迅速覆盖沙子、小石子、岩石和每一样退潮时留下的东西，直到打在阻止它进一步前进的暗礁上。

现在让我们来解释涨潮和退潮。你们知道不同的天体之间都有引力，特别是太阳对地球的引力，它使地球落向那个巨大的发光体，而地球反过来对月球也有引力。你们应该还没忘记，在这个引力和物体本身重力的作用下，小的天体就会绕着大的天体转——地球围绕太阳转，月球围绕地球转。引力总是相互作用的，也就是说在大点的天体对小点的天体产生引力时，小点的天体也对大的天体有引力，只不过这个引力会小一些。如果地球吸引月球，月球也吸引地球，那么后者的引力大一些，就会控制它的卫星，但是不可否认的是卫星也对地球产生引力。如果两个人抓住一根绳子的两头，然后往相反的方向拉，试图把对方拽过中心处，那么比较强的那个人就会赢。但是弱一点的那个人也在努力拉：他或多或少地也会让对方移动。月球也是如此：在相互作用力的竞争中，它会让步于地球，然后绕着它转；但是在让步的同时，月球也会引起地球上海洋的骚乱，这是因为海水的流动性使它比固体的东西更容易失去平衡，从而发生移动。

图26

为了更清楚点，让我们想象一下整个地球全部被水覆盖，考虑到引力会随着距离的变大而减小，让我们想象一下，月亮的引力会对这片浩瀚的海洋产生怎样的作用呢？如图26所示，L代表月球，T代表地球，阴影部分代表海洋。现在，可以清楚地看到月球引力最强时是在A点，最弱的时候是在B点，这点是距月球最远的。因此，水流就会流向A点，海洋的整体水位就会在这个点和它附近的地方上升。不过，流向引力最强点的水并不是每个地方都一样的；你可以看到引力最弱时的B点，水位比其他地方都低，这是因为它让步于卫星对它的引力。这样让步之后，海水就会涨起来，与第一次完全相反。但是这两次的涨潮必须补偿相应的水位的下降；不过，水位下降最厉害的是在A点和B点的中间的两个点，也就是C点和D点，在这两个点时，月球的引力不是最大的也不是最小的，是介于两者之间的。因此，引力作用于A点和B点时就是涨潮，在C点和D点时就是退潮。

站在A点的观察者，月球就在头顶上。站在B点的观察者，它和月球之间的距离就是地球的直径。最后，在C点和D点，月球的位置是在地平线上，在其中一个点上升，在另外一个点落下。月球正下方的海洋会涨潮，同样，地球另一边的海洋也会；月球在地平线上时，海水就会退去，不管是东边还是西边。由于地球一天的自转，所以地球的每个部分都会相继出现在月球下面，或者说月球好像是在围绕着地球自东向西转，周期是24小时；而且两次涨潮A点和B点，肯定有一点是离月球最近，一点是离月球最远，这是遵循着卫星的似动现象——月球围绕太阳自东向西转。当然C点和D点也是一样的。那么你可以看到，在24小时内，出现两次涨潮，两次退潮，每次涨潮和退潮间隔6个小时。因此我们找到了潮汐发生的原因：是由天上的伟大的时钟——月球，在控制着。

即使你还不是很清楚我刚刚所讲的，但是至少你也对太阳对地球的引力有点印象吧，那个给我们光和热的巨大天体；你们肯定也纳闷：这个巨大的天体，我们行星系的中心，让地球围绕着它做周期运动的物体，对于潮汐的影响难道不比月球对潮汐的影响多吗？毫无疑问，太阳的引力确实对潮汐产生影响，但是我们必须记住太阳离地球是非常遥远的。尽管它非常巨大，但也只能使海水上涨两米，而月球却可以使海水上涨5米。因此，影响潮汐的最主要因素还是月球。

尽管如此，太阳潮汐也是不可忽略的；原因和月球潮汐差不多。有时候，是两个天体共同作用于海水，有时候当两个力是相反方向的，那就只有一个在起作用。如果太阳和月球在地球的同一边，那么就是共同作用，而在共同作用下，海水很可能会涨到最高点。当两个天体一个在地球的一边，一个在另一边时，也会产生类似的结果，因为，就像我们所看到的，在地球两个相反的点上时，也就是其中一个力不作用时，就会发生涨潮。因此，最高的潮汐，是发生在合点时，也就是三个天体在同一直线上，不管它们的相对位置是怎样的。这时候的月球，不是满月就是新月。但是，如果月球在地球上方，而太阳在地平线上，太阳的引力就会引起退潮，同时月球的引力会产生相反的效果，这两个不一致的引力会形成大低潮。当太阳、月球、地球的相对位置是这种情况时，就叫做正交；在这个位置时月球是上弦月或下弦月。

你们不可以把潮汐想象成流动的小溪，24小时之内发生的两次涨潮仅仅是表面涌动，冲走在涨潮过程中漂在表面的物体。其实是大不一样的：大海一定是在它所在的位置上升和下降，所以我们才会说，当月球在正上方时，它会涌起内部的海水，然后又下降下去。浪潮不会把船一起带走，不像扔进去的石头引起的波浪把稻草带走一样。一次涨潮和退潮的交替，是自东向西的，是发生在整片开阔的海洋的；如果地球全部被水覆盖，那么每个地方都一样。

但是地球表面的四分之一是陆地，这些障碍就会对潮汐的自由运动产生很大的影响，从而改变它们的运动。首先，位于海洋中间的岛屿和陆地就会阻碍浪潮前进，所以潮汐到达最高点的时间就不是月球在正上方的时间。因此，人们会发现潮汐落在月球后面，不同结构的陆地和水域，落后的时间也不一样。例如，在直布罗陀海峡，延迟时间为零；在吉伦特派，延迟时间是3个小时53分；在洛里昂，3个小时32分；在圣马罗，6个小时10分；在瑟堡，8个小时；在迪普耶，11个小时；在敦刻尔克，12个小时13分；而且它是随着与英吉利海峡的距离的增加而增加的。延迟时间就叫做潮候时，对航海来说，在任何港口，知道海水的涨潮时间是非常重要的。当已经确定了海岸任何一个地方的候潮时，就可以事先计算涨潮和退潮的具体时间，这个计算依据的是月球的运行时间。

在外海，会有涨潮，但是很少。南海岛的海水涨潮不会高于半米。我们的图显示的潮汐是过于夸张的，事实上，海水的涨潮不会达到那么高，仅仅一点的涨潮还会延伸到很远的地方，即使是高潮，也不会很高。在陆地附近，特别是在狭窄的海峡，潮汐在延迟的时间内会大量增加，因此上升的高度也比外海大。因此，在圣马罗，每天的情况都不同，在涨潮时，海水的高度范围是6～7米，比平均水位高一米半，退潮的时候也会退这么多，高潮和低潮相差12～13米。除了英吉利海峡，法国海岸的潮汐也不会超过2～3米。

在远离陆地的地方，高潮和低潮之间的高度不会相差太多，但是在陆地附近就完全相反了。当海水上升时，它很快会淹没稍微有点坡度的海滩，而且会很快退回去，只留下干的海滩。因此，有两个潮汐，来的和去的，一个是朝着海岸，一个是朝着大海。

湖泊和像里海这样被陆地包围的海是没有潮汐的。回头看下我们的图（图26），你会看见如果海水在A点和B点上升，那么它就会C点和D点下降。对于每一次的上涨，都会在某个地方有相应的下降。海洋的水量几乎是不变的，如果在这个地方上升，那么肯定在另外一个地方下降；如果这里得到了那么那里肯定失去。不过，海水的上涨在A点，意味着那是最高潮的时候，相应的在C点下落，意味着是最低潮的时候，这两个点之间的距离是地球的四分之一周长。所以，水体要有地球四分之一周长的长度，才会有潮汐。没有任何内陆水体，甚至是里海，满足这个条件。地中海本身也没满足这个条件，它与大西洋之间的直布罗陀海峡太窄了，所以外海形成的浪潮也没办法进入。因此，除了一点点看得见的波动之外，并没有潮汐的形成。

上涨的潮汐在进入河流的出口时，会受到阻碍。河流会停住，阻挡海浪的进入，然后被海水的推力、河流出口的聚集的沙扔回去。发生淡水与海水争斗的海峡对于航海是很危险的。在阿杜尔河的出口，海面总是一片混乱。这里的海洋不会停歇，即使是在最无风浪的天气，甚至没有一丝风吹动海面，海水仍会制止河流，结果形成了很宽的半圆形白色海浪。这个半圆就是海洋与河流的分界线；它就是阿杜尔出口的阻碍。

潮汐的推动甚至可以使河流逆流，让它流回水源处。这种移动就叫涌潮。法国的多尔多涅河和塞纳河就非常明显。涨潮在进入吉伦特河后——吉伦特河的深渊似的河口是从波尔多延伸到大海——它会阻止多尔多涅河的水域，然后卷起3个或4个很高的大海浪，填满整个河道。这些浪尖以飞快的速度激荡着，发出震耳欲聋的声音，并传到离出口处8里格远的地方。在海浪移动的过程中，甚至会把树连根拔起，淹没船只，破坏堤坝，把石头推到很远的地方。

最大的涌潮出现在南美洲的亚马逊河。当地人称它为河口高潮。在这种大河流中，潮汐会涌到200里格远的地方。河口高潮时的海浪能够发出传遍方圆2里格的雷鸣般的声音。河口处的两股相向势力的对抗，都正面攻击了对方，使得相邻的海岸发生震动。水发出的声音能传到很远的地方，而且持续很久，水手和渔民就会根据声音加快寻找安全的地方。很快，从河岸的一边到另一边，涌潮跟海水的手臂一样宽，会上推起高出平均水位4～5米的海浪。两个海浪之间的距离非常短。这是被打败的河水在返回到水源处。这些浪的速度非常快，推翻了前进过程中碰到的一切事物。在浪头的表面，可以看到小石子在打转，像许多软木塞一样被冲走。紧跟着河口高潮的是，河岸被冲刷得只剩下光秃秃的岩石。

除了由月球引力和风引起的波动外，海洋还有其他的运动，主要是由地球表面热量的分布不均引起的。当流体的不同地方有不同的温度时，流体就会倾向于把热量均分，也就是形成一个循环，暖流会流向寒流，寒流会流向暖流，直到整个流体的温度是一样的。但是，如果由于某些原因温度没办法均等，循环就会无限进行下去。因此，赤道的温热海洋就会和极地的冰冷水域不断交换。从热带的洋流带着储藏在它们水域的温热，流到地球的两极，同时也有从两极来的洋流在热带升高温度后，流回它们的起点。

现在，在所有能够让海洋不断激起浪头、保持海水干净的大洋流中，对我们来说最重要的一个是位于大西洋的墨西哥湾流，它的出发点是墨西哥湾，向东北方向流。它是位于海洋中部的暖流，底部和河岸是冷水域。亚马逊河和密西西比河这两条大河的流量还不及它的千分之一，而且储存在其水域里的热量能够融化铁山。因为太阳的暴晒，以及地球内部的热量，所以墨西哥海湾是一个巨大的热水壶。它的岛屿和河岸附近都是火山口，由于海湾底部存在着地下火，所以这些火山经常爆发。

解释了墨西哥湾流热量的来源，我们于是知道，在它向寒冷地区流动的时候，就会把这些热量带过去，即使到了终点，它的热量还是可以融化北极附近的一部分大冰块。墨西哥湾流流向东北方向，最远到达纽芬兰河岸，在这个地方，有一部分水体会猛跌下去，沿着海底流向极点，同时剩下的那部分会继续在表面向西流动。大约在亚速尔群岛纬度的地方，一部分暖流会分流，然后在绕过非洲海岸后，又重新进入墨西哥湾流，剩下的向西流动的会冲刷法国、爱尔兰、英国、挪威的海岸，最后在北角猛跌入极地冰下面，消失不见。

墨西哥湾流起点处的宽度是14里格，大约300米深。一开始，它会以每小时两里格的速度移动，但是这个速度会慢慢变小。这里的水是呈靛蓝色的，跟海洋其他部分的绿色比起来，显得非常突出。这股奇怪的洋流流经它海岸范围内温度较低的水域，在亚速尔群岛处，它没有与绿色的海水混在一起。它的宽度向前扩大时，温暖的水域就会传播出去，使欧洲北部的气候变得温和。

要不是这股洋流把热量从南部带过来，冬天，我们的海峡、英国、爱尔兰和挪威将会非常冷。温度计显示这股从墨西哥来的热量是非常高的，因为如果把温度计放在墨西哥湾流里，那么这股洋流的海底的温度差是12～17摄氏度；在温度是零下的纬度的地方，墨西哥湾流的温度是26摄氏度。

这股暖流不仅给寒冷的北部带来了温暖，同时也带来了燃料。从佛罗里达州和路易斯安那州的海岸冲走的树干，会随墨西哥湾流向北、向东漂移，然后被冲到北角的爱尔兰的沙滩和斯匹次卑尔根岛。这些阴暗地区的居民就会赶快用这些漂移过来的木头取暖。竹子片、雕刻木头、松树树干，在洋流的带动下，向亚速尔群岛移动，为证实哥伦布确实发现了美洲新大陆提供了很好的证据。

墨西哥湾流在亚速尔群岛的维度处发生分流后，在重新进入墨西哥湾之前，是沿着非洲海岸流动的，它在大西洋中所占的面积比占地中海的要大。这个巨大的盆地被刚刚描述的洋流包围，海洋植物聚集，然后通过繁殖形成漂浮的田地，把阻挡船只前进的墙壁弄得一片混乱。大西洋的第一个探险家毫不犹豫地冒险进入了这个奇怪的海洋植物区。哥伦布第一次看到这些时也被震住了，这对他来说是新奇的，尽管他的士气低落的同伴劝他，他还是没有抵挡住诱惑，最终闯入了这片会把他的船只卷入漂浮的海草网里的阴险的海。

第二十五章极 地

地球两端遥远的南部和北部都是极其寒冷的，一般来说，那里的水都是以固体形态存在的，形成了非常坚固的冰地，那里的大块冰石、冰岛以及冰山的大小都和花岗岩的石头、岛屿、山脉一样。大海，结冰结到很深的地方，其表面跟岩石一般硬，与周围延伸的陆地紧紧地连在一起，所以整个地区形成了一片冰雪陆地，随着季节的变化，它会扩大或缩小，但是不会完全融化。让我们用最后一章来讲一下这些极地区域的特别之处，就从我们比较熟悉的一半是岩石一半是冰的北极圈开始吧。

夏天进入北极圈海域的航海家们首先遇到的是大块冰山与极地兵团分离，在洋流的带动下，它们向南移动。这些冰山的形状很多样化——被破坏的城堡、被铲掉的塔、开了窗口的墙、高高的石柱、美丽的尖塔、宏伟的方尖塔。有时候，冰山像一座两边都是斜坡的小山，或者锯齿状的火山口，或者一座山的大块碎片，或者有陡峭悬崖的小岛，或者有悬崖的海角；或者像人工做出来的穹顶或圆屋顶，或者是有很多拱门的建造粗糙的桥，不牢固的楔石奇迹般地稳定在它们的位置上。这些冰山常常会形成超乎人类想象力的绚丽建筑，也可能形成洞穴的样子，为某种海怪提供栖身之地。

目前我见过的最大的冰山有3000米长，50米高，深入到海底200米处。人们经常会看到漂浮的冰岛上有熊在对着不知名的海岸吼叫。坐在太空船上的乘客还可以看到这样一幕：极地怪兽在海里寻找猎物。更不寻常的是：海角处，从海岸挣脱出来的岩石碎片会嵌入到冰山里。

毫无疑问，漂浮的冰都来自海面上冰的破裂，也有可能是远处内陆冰山破裂后漂来的。在我们所在的这个部分，随着海拔1000米以上地区的冰的融化，冰川就会停止前进。但是，在极地，它们还是会沿着原来的路线向海平面靠近。例如，在格陵兰岛，就有一些比阿尔卑斯山还大的冰河。这样的河流流动缓慢，它们会一点点前进，速度不是很快，始终保持着固体形态。它们不会把水注入海里，而是会铸成冰山。固体形态的河是整块向海洋移动的，带着冰碛石、岩石、石头和小石子共同前进。有时，前进的冰川的一端会悬在海上方，就像被海浪破坏的海角一样。但是不久后，它就会发出一阵巨大的声响，在空中回荡，造成海面震动。那是因为冰川的末尾被海浪侵蚀后破裂，没有什么来支撑它因此掉进水里。它掉进去后，就形成了巨大的海浪向四面八方扩散开来，宣告着冰山船让海洋变得更大。

当极地海洋结成很厚的冰时，会扩大到整个海岸，进入每个海湾和入口。当这块冰破裂时，任何一块很大的冰碎片都会带走嵌入进冰体的岩石和石头。迟早有一天，它们会漂到远方南部的暖水里，融化掉，然后它们的矿物质就会沉入海底。

有时，冰山会分散漂浮在海面上，有时，则是一整片的。这是最奇怪的景观：仿佛一些由水晶、雪花石膏和大理石做成的巨人在海浪上起舞。它们也存在着很大的危险。这些超巨型的东西，这样那样地翩翩起舞，有时互相接近，然后又分开，在海浪的推动下，它们可能会撞在一起，产生磨损，最后被彻底打碎。当两座冰山相撞，被夹在里面的船只就很难安然无恙了，因为两座冰山会像老虎钳夹碎鸡蛋壳一样，将船夹得粉碎。

曾经多次去过极地的航海家斯科尔比讲述过，在一个夏天就有30只船这样消失。他亲眼看见有一条船被两座冰山压碎，只剩下主桅尖。另外一条被一座冰山撞翻了，船尾就像一匹悬空的骏马。另外两条被尖尖的冰山刺穿。然而对于航海家来说，漂浮在不安分的海面上的冰山并不是最危险的。有时候比任何冰山都稍微大些的巨山会从巴芬海湾下来。斯科尔比遇到过30里格长10里格宽的这种冰山。这些障碍物是由破裂的冰块胡乱组合起来的，所以它们的表面到处都坑坑洼洼，有时候还形成跟大岛上的山脉一样的形状。在漂浮的冰山上有一层厚厚的雪，有人会把它们想象成是冬至时，原封不动地从它们的基地抽离出来的瑞士行政区，然后变成了大海，在那里有某种神秘的力量让这冰山和它们的平原、小山群、峡谷漂浮在海面上。它们以飞快的速度前进，如果撞上障碍物，就会产生无法想象的冲击力。可以想象一下，一个重100亿吨的物体以飞快的速度前进会产生多大的冲击力。因此，如果一条船在海上看到这样的一座冰山在向它靠近，那么要避免被撞只有一个办法：快速转弯，然后全速前进，给这个巨大的漂浮物让出路来。

是什么力量能让这些冰山向南移动呢？特别是在巴芬海湾。同样是大西洋的洋流——墨西哥湾流，被冷却后，正在回到极地的路上。

盐水蒸发后，重量就会增加，因为盐本身不蒸发，水越少，海水中盐水的浓度就越高。现在，在墨西哥湾流的发源地墨西哥海湾，在那个纬度的太阳照射下，水蒸发的非常快。在蒸发后，海水中盐的浓度越来越高，所以也就越来越重。不过，另一方面，热量增加了水量，那么海水又变轻了。而后者所产生的效果比前者大，所以尽管温水中还有大量的盐分，但仍会漂浮在冰水上，形成表面流。很明显，这种表面流富含盐分，而且仅仅是因为它的高温才漂浮在表面，只要它失去足够的热量，它就会失去浮力，然后直接沉下去。相应的，只要它从海湾获得足够的热量，它就会一直以表面流的形态前行。然而与它反方向从极点出发的洋流，由于含有大量的冷水，所以会在海底行进。随着暖流在前行的过程中热量的逐渐流失，它也就不会再漂浮在海面上了，由于它的盐分含量非常高，所以在盐分的重力下，它就直直地沉下去，为那些与它即将交换位置，浮到海面上的海水让出了空间。

北部海洋的情况与南部海洋的完全相反。也就是说，从极点出发的寒流会浮在海面上，而从墨西哥海湾出发的暖流会在海底前行。漂浮的冰山用一种惊人的方式呈现了这两股相反的洋流的上下层关系。那些小块的冰，浸入海水的部分只深入到表面流，都是从北移向南的；而大块的冰，有时候它们的底部会深入到更低一层的洋流，当发生这种状况时，这些冰山就会掉头，向北移动，直到避开那股把它们往反方向拉的无形的力量。从巴芬海湾下来的冰山是随着极地气流移动的，也就是说在把它的最后一点点温度留给极地海域之后，它会被冷却下来的墨西哥湾流带到墨西哥湾。

这些从海湾出发的暖流和从极地出发的寒流的汇合处位于纽芬兰的北部。极地洋流和从南面来的洋流在这里相遇，然后擦身而过，在这儿，它们会交换在海洋里的相对位置，之前在海底的，现在到海面上来；而之前在海面上的，现在沉到海底了。

巨大的海底高原——纽芬兰浅滩或大浅滩就是由这两股洋流汇合形成的。在遇到从南面来的暖流时，被极地寒流带来的冰会融化，然后释放出一些矿物质到海里，例如沙子、小石子、岩石碎片等，这些都是从格陵兰海岸带来的。同时，还带来了各种各样的海洋生物，特别是软体虫，它们全都葬身在北部的冰海；而且贝壳和骨架利用这种方式沉积在海底。因此纽芬兰浅滩是由冰山从北部带来的矿物质和葬身于冰冷水域的贝壳和骨架建立起来的。

让我们更深一步地了解极地地区的一些神秘的岛屿和海峡，它们大量存在于极地海域和北美洲。由于危险对有勇气的人来说是很有吸引力的，所以一直以来都有勇敢的探险家为了寻找科学依据而前往这些禁区，然后在那儿过冬，无视任何的艰难险阻，尽可能去靠近极地，直到超越他们的极限。在这些勇敢的人中，我要讲的一个是约翰·富兰克林。1847年，他和他的137个同伴来到这里，最后全都葬身于此，两条船——厄瑞波斯和特若瑞都消失了；另外一个是凯恩，他的冒险旅程则幸运多了，甚至还因为学界用他的名字命名那些极北地区，而享有不朽的名声。第一批航海家们为了进入这些最危险的海域，葬身格陵兰的南端，它控制着这些极地海域的入口，名为费尔维尔角，就好像他们在穿过极地海域的入口后，向生命说再见。事实上，这些危险足以威胁到最勇敢的人。

如果海水没有全部结冰，如果海水能够为航海家留出一条路来，如果洋流是那样的，他慢慢前行在向它冲过来的冰山之间，这些冰山每时每刻都在威胁着他脆弱的生命。那么，几个小时之后，霜就可能给人致命一击，而冰山会在船的周围连成一圈，切断所有的出口。这时候，船会被冰封，然后和差不多快变得跟石英一样硬的冰海结在一起，船员和船很快就会被困住，时间可能是几天，几个月，甚至一整年；没有任何人力可以开拓出路。

在包围的冰的压力作用下，船会嘎吱嘎吱响。好船是能够承受住，还是被压得粉碎呢？通常被那样困住之后，只有一个选择，就是弃船而去，然后步行出发，走过可能随时会开口，然后吞下水手的冰面。但是即使船员成功到达陆地，生存的机会还是一样渺茫。在那样恶劣的气候下，脚下除了冰和雪，什么也没有，人们很可能会因为寒冷、饥饿或绝望而死去。

事实上，陆地上的危险并不比海上的小，特别是在极度寒冷的冬天，太阳几个月才出现一次，温度差不多都是零下四五十摄氏度。裹上大衣，穿上在雪地里比较容易行走的雪地靴，他们在微弱的月光下出发了。那不是晚上的黑暗，也不是白天的光亮，那是通过小小的隔栅窗进入地牢里的微弱的光。第一次在这样半黑暗的地方待上几个月，这里没什么可以让人分清中午和夜晚，肯定会有人觉得自己被运到了一个远离地球的假想世界。甚至家禽也会因为被带到这种被遗弃的地方而害怕得大声鸣叫，最后因惊吓过度死亡。

在这些场景中，连自然本身都发出了痛苦的声音。不过，人类有一个忠实的仆人让他和这一切作斗争，既不怕严寒也不怕漫长的极夜。这个仆人就是爱斯基摩狗，它们是那些分散的部落形影不离的伙伴，为这个可怕地区冠上了一个甜美的称号——祖国，它们常年居住在那里，冬天的时候住在雪屋里，夏天的时候住在豹皮棚里。一个人可以带着一群这种强壮的动物用雪橇拉日用品。然后虽然有狗，猛烈的北风仍会呼啸而来，鞭打着脸，就像皮鞭在抽一样，然后在皮肤上划出深深的刮痕，血管的血似乎也要冻起来了；肉也冻得发紫，然后发白，失去所有的感觉。每隔15分钟摩擦雪，对于恢复身体机能是很有必要的。呼出的气体都会在鼻孔周围形成针状的霜，胡须也会粘在衣服上，要用剪刀才能分开；眼泪会在眼睫毛处冻住，粘在一起；旅行者蹒跚前行，好像晕了一样。

人们需要消除疲劳。小屋一定要建成爱斯基摩的风格。墙壁是由雪堆积起来的，一整片的冰用来做屋顶。在这样的避难所里，探险家可以暂时休息一下，好好地睡上一晚。到了该起床的时候，会有信号发出，小屋周围的小雪墩就会开始移动，而且还会产生震动。它们是爱斯基摩狗，这些动物睡在外面，在睡的过程中会慢慢地陷到雪里。主人会定时地给它们口粮，它们一下子就把口粮吞掉，然后就会被系在雪橇上，整个团队再一次前进。

它们会到达目的地吗？它们好像不太可能克服所有的障碍。天气已经这么糟了，但是任何一天，寒冷都可能会加倍，可以在几分钟之内把一个人冻僵。对于食物的运输必不可少的那些狗可能会死掉，或者作为食物被吃掉。谁知道这些食物是否会被很快分割，一口吃掉，然后只剩下骨头呢。谁知道冰是否会在旅行者的脚下突然开个口，然后把他们吞进去呢——他们更多的是走在冻结的冰上而不是陆地上。那些试图挖掘出极地地区秘密的尊贵的探险家们，愿上帝保佑你们！

从来没有人到过北极。在1854年，一些勇敢的美国人，凯恩和他的同伴们，在丢弃他们的“前进”号之后，利用雪橇和爱斯基摩狗继续他们的探险之旅。他们下定决心要去地球的最北端，即使他们会在那里丧生。现在，他们到达了极点200里格之内的地方，你知道在穿过这些阻止他们前进的巨大的冰地之后，他们发现了什么吗？他们发现了一个开阔的海；他们发现了温暖和生命的存在。水生的飞禽在水上嬉戏；海鸥、鸭子、鹅和其他经常在海洋上出现的飞禽在空中盘旋，一些不知名的有着白色羽毛和宽阔翅膀的鸟儿在绕着它们飞，并发生刺耳的叫声。这些探险家从没有一次见过这么多的鸟。海豹在岩石上玩耍，鱼儿在水里游荡，花儿盛开在海岸。总之，各种各样的生命再一次出现在眼前。

这一片意想不到的水向北延伸，放眼望去都是，它摆脱了冰山的束缚，绿色的波浪在探险家的脚下翻滚，如同我们常见的海浪一样。一阵强风向海岸吹来，持续了52个小时，也没有带来一小片漂浮的冰。每一样东西都显示出这片海很深，面积很大。啊，如果凯恩现在还带着他那艘被困住的“前进”号，他肯定会在这片奇迹的水面上畅游一番，虽然“前进”号可能会被冰环困住，但它的主人还是在自由地向极地前进！他可能会到达地球的北端，然后穿过它。

是什么让这片就算被巨大的冰环包围的极地海洋保持着如此的开阔？很可能是不同的地方沉在冰块下的墨西哥湾流把它最后的一点温暖带到了极地。

南极没有像北极那样为人熟知。它们也是被一层长达1000里格的冰帽覆盖。有一些陆地已经探测过，例如：阿德里兰、维多利亚地、路易菲利普地，在同等厚度的冰层下面是花岗岩层。路易菲利普地和阿德里兰分别是在1838年和1840年发现的，发现者是法国海军兼勇敢的探险家——杜比尔·尔维尔，他在逃离南极冰山的险境之后，在这片世界知名的极地地区的土地上插上了我们的国旗。1844年，这位勇敢的探险家在发生于凡尔赛的铁路事故中丧生。

南极冰帽的边缘是被许多狭窄的海峡破坏的陡崖。

杜比尔·尔维尔叙述道：

这堵难以逾越的墙的样子是无法用语言来描述的，它会让心灵充满本能的害怕。没有其他地方能让人这样彻底绝望，察觉到自己的软弱和无助。这是一个死亡世界，是又寂静又悲惨的世界，所有的东西都让人感到绝望。在地平线上最远的一端，除了冰，什么也没有。到处都是三四十米高的冰山。它们可能被认为是用来建造三角形建筑物的大理石。透过几乎永久存在的雾，冰好像变成了灰色；不过，有时候，当天空很晴朗，有太阳照射的时候，可能会看到一束最绚丽的斜光。在这片冰地的周围，一片死寂。生命的特征只是几只在天空无声盘旋的小鸟，几头鲸鱼时不时发出的巨大响声是唯一可以打破沉寂的，还有笨笨的海豹俯卧在光滑的冰面上。

两条单桅帆船——“阿斯特罗比”号和“自立”号，在它们的探险旅程中，正在向一个与悬崖交叉的开阔海峡前进。有人可能会想，它是行走在巨人城市里的某条狭窄的街上。在这些大冰块面前，两条船显得非常渺小，它们的船体看起来是那么的脆弱，而且桅杆那么单薄，以致我们的恐惧都没法消除。在这些墙的脚下有很大的开口，进入到这些开口的海浪产生巨大的骚动，照射在光滑的冰面上的太阳光产生了效果神奇的光和阴影。被1月的太阳融化的雪形成了小瀑布倾泻下来，1月在这些纬度是夏季。指挥声从一堵墙回弹到另一堵墙，唤起了更多次的回声，那里一开始回荡的都是人的绝望声。

一个小时后，船只前进到两座冰堡之间，从上面掉下来的任何一块碎片都足以击沉它们。但是最后它们从那里出来，进入到一个巨大的盆地里，一边是由冰墙堵住，有一个入口，刚好船只可以进去；另一边是陆地，高达千米的陡峭的海岸，上面覆盖了一层厚厚的冰，它的白色在太阳的照射下变得分外鲜艳。那就是阿德里兰，也许是南极大陆的一部分。船只在欢呼声中出发了，国旗在地球上这片无边无际的土地上飘扬，它是一片红色的花岗岩土地，埋藏在永久积雪的三四百米的深处。

在冰悬崖的边上的几块露出地表的岩石是证明杜比尔·尔维尔发现极地陆地的唯一证据。其余埋在冰下的陆地在被冰帽包围的极地是没办法看出来的。1841年，英国海军罗斯进入到这种南极冰帽，发现了两座离得不是很远的火山，他以他的两条船的名字给这两座火山命名，分别为厄瑞波斯山和特若瑞山，这两座山注定要跟随富兰克林消失在北极的冰里。厄瑞波斯山有3750米高。当罗斯考察这座火山时，它是全活的，火苗四处扩散，周围都是烟，在它被雪包围的火山口处，岩浆正在翻腾，冰山发出了耀眼的光芒。