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发布时间:2020-08-23 05:40:39

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作者:《图说天下:学生版》编委会

出版社:吉林出版集团有限责任公司

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探索发现大百科

探索发现大百科试读:

前言

无论是浩瀚无穷的大千世界, 还是广袤无垠的宇宙空间, 都随着沧海桑田的历史变迁,给我们留下了许多百思不得其解的未知事物和神秘现象。而《探索发现大百科》一书正是为我们量身打造的一席华美离奇的科学盛宴,将带我们一起进入探索与发现的神秘殿堂。

在这本精彩纷呈的《探索发现大百科》中, 我们可以一起去探索宇宙的奥秘, 感受自然现象的诡异, 揭秘地球生物的神奇; 我们可以在这颗蓝色星球游弋, 感受撒哈拉的荒凉、骷髅海岸的恐怖、神农架的美丽; 我们可以一起畅游全球, 参观那些奇妙的房子、与众不同的国家、有趣的城市,体验各地的奇风异俗; 我们可以一起穿越时空, 了解神奇的机器人, 躲避长有“ 眼睛”的导弹; 我们还可以一起尽情回溯华夏文明的灿烂与光辉,寻觅克里特岛的前世今生, 追踪湮没于丛林中的文明奇迹……

精美的图片,有趣的文字, 活泼的版式,将科学性和趣味性完美地结合在一起,让我们一同领略和感受大自然的神奇造化,体验探索与发现旅程中的艰辛和快乐。

第1章 自然探索——破译宇宙真相

宇宙的来龙去脉

探索世界上未知事物的秘密,是人类与生俱来的本性。当人类第一次睁开眼睛,迷惘地打量宇宙的时候,宇宙就已经被列入了人类探索的名单之首。我们的老祖宗曾经流传下这样的故事:天地原本是一体,混沌一片,天地中心沉睡着一位叫做盘古的巨人,盘古一觉醒来,举起巨斧开天辟地,从此天地分离,形成了宇宙。故事虽然动听,但很明显毫无科学依据可言,宇宙的诞生远远没有这么简单。

宇宙的概念

宇宙到底是什么呢?概括地说,宇宙是一个拥有各种天体及其弥漫物质的广袤空间,是一个物质世界。古代的人们把无边无际的空间称为“宇”,把无始无终的时间称为“宙”;现代天文学家通过长期的观测和研究,证实了宇宙既没有空间的尽头,也没有时间的终结,它不停地运动和变化着,处于不断地发展之中。

宇宙的组成

宇宙中拥有众多的天体,它们在引力的作用下,相邻近的天体集合在一起,组成一个相互之间有联系的系统。我们人类所生活的地球和其他的行星、彗星、小行星、流星一起组成了太阳系;比太阳系范围更大的是银河系;在银河系之外,还有许许多多的星系,这些星系叫做“河外星系”;所有的河外星系又构成了一个更为庞大的总星系,这个总星系就是我们所渴望了解的宇宙。

大爆炸理论

多数科学家认为, 大约在150亿~200亿年前,宇宙中所有的物质都聚积在一起,后来有一个温度极高、密度极大的点发生了一次大爆炸。这次大爆炸使得所有聚集的物质四散迸发开来,宇宙空间迅速向外膨胀,温度也渐渐冷却下来,后来出现了各种星系、恒星和行星,甚至生命。这就是科学家经常提到的“宇宙大爆炸理论”。

宇宙的未来

至于宇宙的未来会怎么样?科学家提出了两种可能:一种是宇宙继续膨胀下去,变得越来越稀薄,越来越寒冷,恒星的气体逐渐消耗完毕,宇宙将重新归于一片黑暗之中。还有一种是宇宙停止了膨胀开始进行收缩,后来又恢复到大爆炸之前的状态。关于宇宙未来的发展和演化,仍然是一个需要科学家们继续去研究和探索的课题。宇宙大爆炸示意图

探秘互相吞食的星体

宇宙是一个充满魅力的未知世界,它总是能给人类提供许多探索研究的新课题。从远古时代开始,弱肉强食就成为了地球这颗星体上的法则,而在浩瀚的宇宙当中,星体与星体之间也并不是和平相处的,在星体明亮或黯淡的光芒掩盖之下,随时都可能爆发一场没有硝烟的战争。那些较为强大的星体会吞食掉弱小的星体,随后自己也将面临被吞食的命运……

预言成真

天体物理学家曾有过这样的一个预言:宇宙中的两颗星体如果距离过于接近的话,那其中的一颗星体就很有可能会被另一颗吞食掉。这个预言听起来有一点危言耸听,星体都是独立存在的个体,又怎么能够相互吞食呢?然而这一预言现在已经得到了证实。据研究人员考证,位于某星云中部相距很近的一对恒星中的一颗,已经被另一颗无情地“吞食掉”了;此外,科学家还首次发现有一颗已被命名的星体,竟然吞食了其轨道上的另一颗行星。

吞食的过程

星体间的吞食究竟是怎样产生的呢?原来在两颗相距较近的恒星之间,由于老化和潮汐的相互作用,这两颗恒星的运行速度都会逐渐衰减,越转越近。其中一颗恒星如果老化得比较快,那它老化之后的外层物质会逐渐扩散开来,形成一层稀薄的气圈。这时假如另一颗恒星离它比较近,气圈就会将这颗恒星包裹起来,将它拉入自己的怀抱之中。进入气圈的恒星在气圈自身的阻力影响下,运行速度逐渐减慢,并不由自主地开始进行螺旋形的旋转,逐渐陷进吞食它的恒星的中心,成为那颗恒星的俘虏。正在互相吞食的星体目前已知蟹状星云中有一颗最年轻的脉冲星。“蟹状星云”是超新星爆炸的扩大残体。

解密红巨星

当一颗恒星经过了漫长的青壮年时期,逐渐老化以后,它就有可能变成一颗红巨星。能够被称为巨星的星体,体积自然庞大无比,据资料统计,恒星演化为巨星之后,它的体积将会膨胀到原来的10亿倍之多。恒星膨胀得越大,外表面离中心就越远,温度也就越低。体形巨大的恒星在低温下发出来的光颜色有些偏红,不过光度比较大,看起来非常明亮,因此获得了“红巨星”的名号。在夏季的夜晚仰望星空的时候,我们肉眼可以看到的星体中,最亮的星体大多数都是红巨星。红巨星的内部结构

星体吞食的真实性

在最近几年的研究中,研究人员已经发现有一些红巨星的中心是由两颗恒星组成的,这两颗恒星之间的距离非常近。比如在艾贝尔41星云里的一对双星,它们的运行周期只有2小时43分,而正常的运行周期应该在11~16小时。这一数据明显表明这对星体之间的距离很近,同时也间接说明红巨星之所以旋转速度加快,是因为它吞食了另一颗星体以后,影响了它的运转和演化的过程。2002年1月,标号为V838的红巨星突然在短时间内成为了银河系中最明亮的一颗恒星,甚至比太阳的光芒还要明亮近60万倍。科学家们当时对此现象迷惑不解,现在才知道原来是这颗红巨星吞食掉了围绕自己旋转的巨大行星而造成的结果。V838红巨星

延/伸/阅/读【运动和发展】

宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式也是多种多样的,有自转、各自的空间运动、绕系统中心的公转、参与整个天体系统的运动等。

A.月球的运转

● 月球一边自转,一边围绕地球运转;同时又跟随地球一起围绕太阳运转。

B.太阳的运转

● 太阳一边自转,一边又带着整个太阳系绕银河系中心运转。

C.银河系的自转

● 银河系也在自转。

解密恒星永恒不灭

当地球上的人们仰首遥望夜空的时候,会发现宇宙似乎是一个充满恒星的世界。古代的天文学家认为,天上的星体在宇宙中的位置是永恒不变的,而且永远不会灭亡,所以给它们起名为“恒星”。可是,那一颗颗交映成辉的星体果真如同古人的期望一样,永恒不灭吗?其实,宇宙中形形色色的星体都各自拥有自己的生命历程,它们和人类一样都要经历诞生、成长和衰老的过程,并最终走向死亡,结束自己辉煌的一生。

恒星诞生

在宇宙中存在着一种由气体和尘埃组成的非常稀薄的物质,这些物质通常都是成块的聚集在一起,形成弥漫的星云。氢是星云里包含最多的物质,星云里除了氢之外还包含有氦和一氧化碳等元素,这些物质在外界扰动的影响下,会促使星云逐渐向内部收缩,同时还会分裂成一些体积比较小的团块。星云在不断地收缩和分裂过程中,逐渐形成了一个结构非常紧密的核,这个核就是恒星的雏形。

恒星的演变

新恒星诞生后,便步入主序阶段,这一阶段几乎占据了恒星整个生命旅程的90%以上。当恒星内部的氢燃烧殆尽之后,开始进行内部的引力收缩,将内部各部分的温度升高,以便寻找下一次核点火所需要的温度。恒星在引力收缩的帮助下,点着了核心与外围之间的氢壳。当氢壳点燃后,恒星仍然继续收缩,最外围不燃烧的氢层在恒星的收缩和氢壳的燃烧下,剧烈地膨胀起来,恒星由此进入向红巨星或红超巨星转化。当恒星内部的燃料耗尽,核燃烧结束之后,恒星的最终归宿便是变成白矮星、中子星,或是变成黑洞。银河系拥有几千亿颗恒星,但人类用肉眼能看得见的只有3000多颗。恒星MYCN18的照片显示它将如何死亡。它在持续数千年的膨胀中变得更红,将其外层气体平缓地抛入宇宙空间。

探秘恒星

恒星是一种由炽热气体组成的,能自己发光的球状或类球状天体。恒星在宇宙中的分布是不均匀的,它们根据自己诞生的地点各自聚集成群,组成双星、星团或者星系。银河系中大约有几千亿颗恒星,而我们用肉眼可以看到的只有3000多颗。宇宙中的恒星并不是固定不动的,只是距离将它们的位置变化掩饰了起来。

探索黑洞

在宇宙空间中有一块异常神秘的区域,任何物体只要进入到它的区域范围之内,就会被突然吸入其中,从此消失得无影无踪。科学家给这个令人恐怖的空间起了一个恰如其分的名字——“黑洞”。“黑洞”听起来很像是天空中的一个大黑窟窿,其实它是一种具有强大引力场的神秘天体,就连速度极快的光也无法从它的魔掌中脱逃出来。

接近黑洞

要探究黑洞的秘密,首先要了解黑洞的构成。黑洞实际上是宇宙中物质密度最高的一块区域,这块区域的中心地带具有极强的引力作用,几乎没有任何物质可以抗拒它。宇宙中的尘埃和物体一旦接近黑洞,就会被强大的引力吸引过来,就连光线也不能从这种引力中逃逸而出。因此,黑洞连一丝光线都不会透露出来,谁都无法发现黑洞究竟在哪里。

破解“隐身术”

黑洞藏身有方,它悄悄地把自己隐藏在茫茫宇宙当中,人们无法直接观察到它的形态,甚至无法直接找到它。那么,黑洞隐身的秘密究竟是什么呢?其实说起来很简单,黑洞只是利用了弯曲的空间将光线掩盖起来,把自己隐藏在一片黑暗当中。我们都知道光是沿直线传播的,但在弯曲的空间里,光虽然仍然按照两点之间直线最短的距离传播,可它走的路线已经不是直线了,而是由若干个点连起来的一条曲线,这样,光也无法穿透黑洞的屏障了。英国著名的物理学家斯蒂芬·霍金,是黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人。黑洞景观模拟图哈勃太空望远镜

哈勃太空望远镜是目前世界上最著名的天文望远镜,它是以美国天文学家哈勃的名字命名的。哈勃太空望远镜实质上是一颗大型天文卫星,就像一座空间天文台。1998年5月它发现了距地球最近的黑洞。

黑洞的形成

科学家认为,黑洞很可能也是由恒星演化而来的。当一颗恒星衰老以后,它没有足够的力量来承担外壳巨大的重量了,在外壳的重压之下,恒星的核心开始坍缩,坍塌的星体最终发生了内向爆炸,从此形成了黑洞。

黑洞的毁灭

英国著名物理学家斯蒂芬·霍金在1975年发表了他最重要的宇宙学理论,表示黑洞会发出耀眼的光芒,体积会缩小,所有黑洞最终会蒸发,这一理论被称为“霍金辐射”。科学家认为黑洞和宇宙中的其他星体一样,都会有灭亡的那一天。尽管黑洞具有极高的吸引力,但总是会有一些质子逃脱它的控制,按照积少成多的原则,黑洞的能量和质量会慢慢地消耗掉,最后就有可能发生爆炸,结束其生命。

延/伸/阅/读【黑洞的分类】

根据黑洞本身的物理特性,可以将黑洞分为四类。即:施瓦西黑洞——不旋转不带电荷的黑洞;R-N黑洞——不旋转带电黑洞;克尔黑洞——旋转不带电黑洞;克尔-纽曼黑洞——一般的黑洞。其中最重要的是施瓦西黑洞和克尔黑洞。

永不磨灭的脚印

前苏联的“航天之父”齐奥尔科夫斯基有一句名言:“地球是人类的摇篮。但是人类不能永远生活在摇篮里,而会不断探索新的天体和空间。”这句名言几乎表达了人类成长的梦想。人类很早就诞生了登上月球的愿望,并因此产生了很多美丽的神话传说,比如我们家喻户晓的嫦娥奔月的故事。从1959年前苏联发射“月球1号”进行绕月飞行开始,人类对月球的考察历程就此拉开了帷幕。

人类对月球的梦想

月球是离地球最近的天体,也是天空中除了太阳以外最亮的一颗星球,它在离地球38万千米的轨道上绕着地球默默地运行了40多亿年。作为地球的近邻,人类从文明诞生开始就已经认识了月球,并逐渐对月球产生了浓厚的兴趣,渴望有朝一日能够亲自揭开月球神秘而朦胧的面纱,了解一个真实的月球。终于,在人类文明进步和科技迅猛发展的推动下,人类为自己创造出了探索月球的机会,从而真正实现了身临其境的梦想。

人类首次进入太空

1961年4月12日,前苏联宇航员加加林驾驶“东方”1号飞船进入太空。在108分钟内,他绕地球飞行1周,并安全返回地面,完成了世界上首次载人宇宙飞行,开启了人类进入太空的大门。

阿波罗计划“ 阿波罗计划” 又被称为“ 阿波罗工程”,它是美国从1961年到1972年间所进行的一系列载人登月飞行任务,历时约11年,耗资近255亿美元。在这11年间,先后有12名美国宇航员登上了月球表面,对月球表面进行了广泛的考察。宇航员们通过科学仪器对月球进行了太阳风实验等各种科学研究,并搜集了大量的月球岩石、土壤标本。从此,人类开始运用足够的理性来看待原本神秘的月球。世界上第一位绕地球进行太空飞行的航天员——尤里·阿列克塞耶维奇·加加林。矗立在博物馆的苏联东方号运载火箭,它将加加林乘坐的东方号载人飞船送入环绕运行的轨道,谱写了载人航天历史的第一页。阿波罗登月舱为二级(着陆级和上升级),具有渡船功能。

永远的印痕

阿波罗登月计划经过多年的艰苦努力,终于成功地将人类的足迹印上了地球之外的另一个天体。美国宇航员阿姆斯特朗在月球表面尘土上印上了人类登月的第一个脚印,从而也因为这小小的一步而永载史册。“阿波罗计划”的圆满成功不仅是人类迈向太空领域的第一步,也是人类科技水平高度发展的一个“巨大的飞跃”,就和宇航员留在月球表面上的脚印一样,深刻而永不磨灭。

延/伸/阅/读【“ 阿波罗” 号飞船的组成】“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱三个部分组成。

A.指挥舱——是宇航员在飞行中生活和工作的座舱,也是全飞船的控制中心。

B.服务舱——前端与指挥舱对接,用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与服务舱分离等。

C.登月舱——由下降级和上升级组成,宇航员完成月球表面活动后驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱会合。尼尔·A·阿姆斯特朗

太阳系是如何诞生的

太阳系是银河系极微小的一个部分,它只是银河系中上千亿个恒星中的一个。太阳系是一个由众多被太阳引力所约束的天体组成的系统,位于银河系的边缘,确切地说它位于银河系的第三旋臂——猎户旋臂上。整个太阳系所有天体的总表面面积约为17亿平方千米,主要包括太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体以及在宇宙中弥漫的气态物质和尘埃物质等。

超新星爆炸

科学家认为太阳系是从星际云中孕育出来的,大约在46亿年以前,银河系的某个角落发生了超新星爆炸。受到爆炸和重力的影响,银河系中的星际云开始向着密度较重的部分收缩,收缩的中心就形成了最原始的太阳。而距离原始太阳较远的气体聚集到一起,围绕着原始太阳旋转,这种圆盘状的旋转星云就是原始太阳系星云。后来,原始太阳系星云中的微尘层发生了分裂,形成了微行星。微行星在重力的控制下相互碰撞着,有的甚至还合并为一体,成为后来的行星。

天体的结构

孕育太阳系的星际云是由飘浮在银河系的气体和微尘组成的,气体中有92%是氢,7%是氦,微尘的主要成分是硅酸盐。太阳系中的各个天体成分大多是由氢、氦、氖等气体,冰以及含有铁、硅、镁等元素的岩石构成的。木星和土星主要由氢和氦组成,月球、地球、火星、木星的部分卫星、小行星主要由岩石组成,这些星体的核心都可能有岩石或冰。太阳系直径达300亿千米,由八大行星和两条小行星带,以及千亿颗彗星等组成。中间的亮带源于太阳系中的尘埃。

太阳系的成员

太阳系是以太阳为中心,由大行星、小行星、卫星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统。在太阳系内,八大行星按距离太阳从近到远,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。几十万颗小行星绝大部分分布在火星和木星轨道之间。卫星围绕行星运动,八大行星中除了水星和金星外,每个行星都有自己的卫星。

太阳

太阳是太阳系的中心天体,它的质量占整个太阳系总质量的99.8%。太阳是一颗中小型的恒星,它以强大的引力控制着整个太阳系,使得太阳系中所有的天体都在位于差不多同一平面的近圆轨道上,井然有序地朝同一方向围绕着它旋转。与此同时,太阳还带领着这些天体围绕银河系的中心运动,每隔2.3亿年就要绕银河系中心转一圈。

八大行星的运动

整个太阳系都在宇宙中按照既定的轨道运行。在太阳系的内部,行星围绕着自转的太阳运转。行星运行的轨道呈椭圆形,运行方向一致,但速度不同。它们在轨道上行走一圈的时间相差很大,因为不同的行星与太阳的距离不等。除此之外,每个行星还围绕着自己的轴心自转。超新星的爆发是一种罕见的天文奇观。

延/伸/阅/读【备受争议的冥王星】

1930年,国际天文学联合会正式确认冥王星为行星,它和水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星一起被称为太阳系的九大行星。不过,和其他八大行星不同的是, 冥王星的行星身份一直颇受争议。在2006年8月24日召开的国际天文学联合会第2 6 届大会上, 天文学家认为冥王星不符合“保守新行星定义”的后两条条件,表决通过太阳系只有八大行星,冥王星正式脱离大行星的队伍,归入“矮行星”的行列。

彗星留下的问号

彗星是绕着太阳运行的一种天体,总是拖着一条长尾巴从天空中一掠而过。由于彗星的步伐过于匆忙,天文学家把它称做是太阳系的“过路客人”。在民间,老百姓通常把彗星贬称为“扫帚星”,认为彗星的出现必将给人间带来战争、瘟疫、饥荒等灾难。其实彗星只不过是宇宙中一种质量较小的云雾状天体而已。

彗星的构成

彗星是由一大团冰冻的、夹杂着冰粒和尘埃物质的气体组成的,有彗核、彗发、彗尾三个组成部分。彗核由比较密集的固态物质组成,质量可占彗星总质量的95%;彗发是由彗核的表面物质挥发升华而形成的云雾状的物质构成;彗星的彗核和彗发合称为彗头,彗头的直径一般在5万~25万千米;而彗尾就是彗星后面长长的尾巴。彗星的彗尾长度一般在数百万到上千万千米之间。彗星的结构科幻画家绘制的彗星撞击地球的想象图。

彗星的起源

关于彗星的起源,有人认为太阳系的外围有一个属于彗星的区域,有部分彗星受太阳系恒星引力的影响,进入了太阳系,并改变了自己的运转轨道,开始围绕太阳运行。也有人认为在太阳附近的某个轨道上有一个大彗星群,这些彗星沿着轨道运行的时候逐渐接近太阳。在彗星群附近过路的恒星,自身携带的引力扰乱了彗星的运行轨道,有的彗星就脱离了自己固定的轨道。但这些说法至今无法找到确切的证据。

彗星的轨道

彗星的运行轨道与行星的轨道不同,是一种极扁的椭圆形,有些甚至是抛物线或双曲线轨道。按照椭圆形轨道运行的彗星叫做周期彗星,这类彗星能够定期回到太阳的身边;绕太阳公转周期短于200年的是短周期彗星,绕太阳公转周期超过200年的就是长周期彗星。而按照抛物线或双曲线两种轨道运行的彗星则叫做非周期彗星,非周期彗星具有一去不复返的特性,终生只能接近太阳一次。

哈雷彗星

哈雷彗星应该是彗星中最出名的天体了,也是人类历史上第一个被观测到相继出现的同一天体,大约每76年回归一次。1705年的时候,著名的英国天文学家哈雷在通过大量的观测、研究和计算后,大胆地预言一颗曾在1531年、1607年和1682年出现的彗星回归是周期性的,它将会在1758年重新回归。1742年哈雷带着无法亲眼证实预言的遗憾逝世了,在他逝世17年后,也就是1759年,这颗彗星真是如同哈雷所预言的一样,如期回来了。为了纪念哈雷对科学做出的贡献,人们将这颗彗星命名为“哈雷彗星”。科学家想象的彗核彗星的长尾巴并不是生来就有的,只有当彗星接近太阳的时候,在太阳光的压力之下,彗头中的气体、尘埃等物质被太阳强大的辐射压和太阳风推挤出来之后才形成的。回归的哈雷彗星人类登陆彗星的模拟图

金星上的神秘城墟

金星是太阳系的八大行星之一,是离地球最近的行星,同时也是宇宙中除了太阳和月亮之外最亮的一颗星体,在中国古代的神话故事中常常提到的“太白金星”其实就是金星。金星有时会在黎明前出现在东方的天空中,被称做“启明星”;有时却又要等到黄昏以后才会在西方的天空中显现,这时它又被称为“长庚星”。

地球的孪生兄弟

从结构上看,金星和地球有着许多相似之处,比如金星的体积是地球的0.88倍,质量占地球质量的4/5,半径也只比地球的半径少了300多千米,因此有人称金星与地球是孪生兄弟。但是金星上的自然环境可比地球要严酷和恶劣得多,金星的表面温度一般高达465℃~485℃,没有液态水,大气中的二氧化碳含量竟然占到97%以上,严重缺氧,还经常刮起特大热风暴和下起具有强烈腐蚀性的酸雨。

城市城墟

在20世纪80年代,几张由美国发射的探测器发回的照片震动了全世界。这些照片上显示出在金星上竟然有着近两万座城市城墟,每座城市的建筑都呈三角锥形,酷似埃及荒漠中的金字塔。这座城墟的城市与城市之间以马车轮的形状分散排列着,车轮中心的轮轴处是一座大城市,众多呈辐射状的大道以它为圆心将周围的小城市分别连接起来,形成了一个非常庞大的公路网络。

去向不明

金星上的城市建筑应该是若干年前居住在金星上的智能生物建造的,但现在的金星上绝对不存在任何的智能生物了,那些巨型金字塔的建造者和居住者们或许早已经迁移到了其他的星球上;或许由于金星生态环境的改变,那些智能生物就像地球上的恐龙一样,已经绝迹很久了。雄伟的马特火山高出周围地区8千米。由于风的作用,在金星表面上形成了沙丘和条纹。金星的内部构造

水星探秘

水星是太阳系里最小的一颗行星,同时也是距离太阳最近的一颗行星。水星围绕太阳运转的速度非常快,只需要88天就可以绕太阳公转一周。由于水星没有自然卫星,又离太阳非常近,自身的光芒经常被淹没在灿烂的阳光中,所以从望远镜中很难仔细地观察到它。

含铁量高

水星的内部结构和地球十分相像,也分为壳、幔、核三层。水星内部的含铁量非常高,超过任何一颗已知的星系行星。据天文学家推测,在水星的中心有一个比月球还大的铁质内核,这个核心的主要成分是铁、镍和硅酸盐。根据水星的结构比例计算,水星中所含有的铁足够地球上的人类开采2400亿年,真是宇宙中的一座大铁矿!

表面温差大

水星上既没有空气也没有水分,其表面温差很大。由于水星和太阳之间的距离非常近,它本身又没有大气的调节,所以水星向阳面的最高温度竟可达到430℃;而到了夜间,水星背阳面的温度又能够降到-160℃。其温差足以让水星成为一个冰火两相容的星体。

水星凌日

当水星运行到太阳和地球之间时,位于地球上的人类会看到一个小小的黑点从太阳的表面上穿越而过,这种奇异的天文现象就叫做“水星凌日”。水星凌日平均每100年发生13次。由于水星挡住太阳的面积实在太小,太阳本身的亮度并不会因水星的经过而有所减弱,所以我们只能利用望远镜来观测这一天文奇观。水星表面布满了环形山水星的内部构造水星的伪彩色温度图

火星上曾是水世界

火星又被称为红色的行星,由于火星的表面有一层含铁氧化物,使得火星呈现出火红的颜色,远远望去就像宇宙中的一颗红色星球。火星是八大行星中与地球较接近的星体,其自转速度、自转轴偏向和表面温度都与地球相接近,昼夜的时间和地球也很相似,甚至与地球一样也有四季之分。

火星探测计划

美国宇航局每隔两年就会发射一艘火星探测船,这是因为火星每两年就会接近地球一次,在这时发射的火星探测船就可以用最短的时间到达火星,减少了路程时间的浪费。人们原来认为火星是一个由沙漠、砾石地和凝固的熔岩流组成的星体,可是美国2003年发射的“机遇”号火星车对火星岩层上的小石球进行了测定和分析,结果却非常出人意料,原来在火星上曾经有过一个适合生命栖息的环境,也就是说火星曾经是一个充满水的世界。虚拟人类登陆火星火星全貌“机遇”号的发现“机遇”号火星车发现在它着陆处的那些小石球的主要成分是赤铁矿,而赤铁矿只有在有水的环境下才能够形成,这无疑说明“机遇”号火星车的着陆区域表面在过去曾经充满了液态水,应该是一个非常适合生命居住的温润的环境。不过这一发现可不能够说明火星上以前曾经出现过生命,这只是对火星历史环境的一个猜测而已。

发现冰冻水

美国宇航局对火星是否有水的探测一直持续着。2008年,美国宇航局向火星发射了“凤凰”号探测器,结果找到了火星上曾经存在液态水的最新证据。“凤凰”号在挖掘火星表面覆盖的红色土层的时候,无意中发现了一些亮闪闪的方块物质,当这些小方块暴露在阳光下之后,竟然逐渐消失了。科学家根据火星的温度判断,这些坚硬的方块物质不可能是干冰,而应该是冰冻水。

揭开水之谜

其实从各种宇宙飞船拍摄的火星照片上都可以看出,火星上蜿蜒着数以百计的干涸河床和峡谷,最宽的河床甚至宽达上百千米,而且在那些河床上至今仍然保留着当年被河水冲刷的痕迹。可是,火星如今竟然变得如此的干涸,河床里的水究竟到哪里去了呢?“凤凰”号探测器的发现无疑点燃了揭开火星水之谜的希望,也许随着火星气候的逐渐干旱,火星上的水大部分变成了水蒸气,飘上了太空;而仅存的少部分水则在低温下凝固成块,最后又被冰冻在火星寒冷的地表层之中,它们期待有一天能够重见天日。火星的陨石中包含的管状物30亿年前,火星表面或许有水。海盗号登陆器

木星上的大红斑与大黑斑

木星是太阳系八大行星中最大的一颗,其质量比太阳系其他行星的质量总和要大上两倍多;此外,木星还是宇宙中除太阳、月球和金星之外最亮的一颗星体,其亮度排名第四。提起木星,人们印象最深刻的标志应该算是木星上的大红斑了,但是,木星北极出现的大黑斑也越来越受到人们的关注。

大红斑

木星表面的大红斑是木星最引人注目的特色。大红斑是一团以逆时针方向转动的不断激烈上升的巨大气流,由于气流物质中含有大量的红磷化物,所以颜色有时鲜红,有时略带棕色或淡玫瑰色。大红斑存在了300多年,现在的大红斑范围已经比100年前缩小了一半,但仍足以容下两个地球。关于大红斑还有许多未解之谜,譬如,它为什么能持续几百年之久,而且它总是东西向移动,却从不做南北向的移动,等等。

大黑斑

早在1997年,科学家就已经在一张由哈勃太空望远镜拍摄到的木星紫外线照片上,发现了一块黑斑,但没有引起科学家特别的注意。后来,飞往木星的“卡西尼号”卫星探测器于2000年经过木星的北极上空,并对其进行了拍摄。在它拍摄的照片中,科学家又发现了那块黑斑,而且黑斑不断地扩大,当它扩大到几乎与木星的大红斑相同大小时,黑斑的颜色逐渐变淡,最后竟渐渐消失了。

黑斑的形成

据科学家推测,木星上的带电粒子会击碎木星大气中的甲烷,继而甲烷和大气中的氢结合,形成乙炔。乙炔遇到大气中的碳氢化合物分子后,又会继续结合,产生其他复杂的分子,并聚变成一种呈黑色的分子,大量的黑色分子组合在一起,就形成了黑色的薄雾,这就是大黑斑。木星是太阳系中最大的行星。人类有关木星的许多知识都是由航天探测器提供的。木星的内部结构

关于土星的谜题

土星是太阳系的第二大行星,也是宇宙群星中最美丽的一颗行星。在土星圆球形的星体周围围绕着一圈宽广的光环,这就是土星光环或土星环。土星环是人类发现的第一个行星的光环,直到20世纪70~80年代,人们才陆续发现木星、天王星和海王星也各自拥有属于自己的光环。

土星的“耳朵”

1610年,伽利略通过自制的天文望远镜(后来被称做伽利略望远镜)无意中发现在土星的两侧似乎有两颗紧贴着土星的小星体,就像是土星的两个“耳朵”。伽利略因此误认为土星是由一大两小三颗星体组成的,其实那两个“耳朵”就是土星的卫星。美丽的光环

荷兰的天文学家惠更斯对土星进行了长时间的观测,发现了环绕在土星上的光环。这圈光环是由无数个大小、形状不等的冰块组成的;光环和土星之间没有连接,它们以极快的速度围绕着土星自东向西地运转着,有时在阳光的照射下还会呈现出五颜六色的光芒。科学家根据对土星的空间和地面探测,把土星光环划分为7层:距土星最近的是D环,其次是C环和B环,然后是A环、E环、F环和G环。除了A环、B环和C环以外的其他环亮度都很暗弱。

卡西尼缝

1675年,意大利天文学家卡西尼发现在土星的光环中间有一条空隙。在以后的两个多世纪里,科学家通过对土星光环的分光观测证实了卡西尼的猜测,那条空隙也被称做“卡西尼缝”。在A环和B环之间就是著名的卡西尼缝,宽约5000千米。如果一位宇航员在土星环的内部飞行,就会看到许许多多大小不等的冰冻碎片。土星光环

延/伸/阅/读【奇妙的土星】

A.土星的卫星

● 土星是太阳系中卫星数目最多的一颗行星,目前已发现的土星卫星就已经超过了60颗。

B.土星的形状

● 土星的形状是太阳系行星中形状最扁的一个。

C.土星上有大气

● 土星最著名的卫星“ 土卫六”上有大气,是目前发现的太阳系卫星中,唯一有大气存在的天体。

冥王星被开除之谜

冥王星是太阳系中的一颗行星,它最初和水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星一起称为太阳系的九大行星。不过和其余八颗行星不同的是,冥王星自发现之日起就在天文学界备受争议。在2006年6月24日召开的国际天文学联合会大会上,冥王星最终被开除了太阳系大行星的行列,列入“矮行星”之中。

错误的估算

1930年,美国天文学家汤博发现冥王星,并对其质量进行了估算,认为冥王星的体积有地球的几倍大。因此天文学界便将冥王星列入了大行星的行列中。然而,随着时间的推移,越来越多的天文学家对冥王星的大行星身份进行了质疑。天文学界通过对冥王星的进一步观测,结果发现汤博当时竟然错误地估算了冥王星的质量,原来冥王星只是一颗比月球还要小的星体!

引发争论

后来,天文学家又相继发现了冥王星和太阳系其他八大行星不同的一些地方,比如冥王星所处的轨道竟然在太阳系小行星和彗星诞生的地方;冥王星绕太阳运行的轨道相对比其他行星的轨道倾斜得更厉害;冥王星的轨道是个很扁的椭圆,而所有行星的轨道都大致为圆形等。冥王星的大行星资格从此成为了天文学家们不停争论的焦点。

行星新定义

一般来说,行星的直径必须在800千米以上,质量必须在50亿亿吨以上。国际天文学联合会大会在开除冥王星之后还提出了新的行星定义:一是必须是围绕太阳运转的天体;二是质量必须足够大,它自身的吸引力必须和自转速度平衡使其呈圆球状;三是不受到轨道周围其他物体的影响,能够清除其轨道附近的其他物体。这一新行星定义将传统的行星概念与新发现之间的差距巧妙地结合在一起,冥王星由于自身轨道与海王星的轨道相交,只好降级为“矮行星”。冥王星及其卫星卡戎人类派遣的探测器几乎访问了太阳系的所有成员,包括被开除大行星行列的冥王星。冥王星的内部结构

更广阔的世界

人类对宇宙的认识,是先从人类生存的地球开始的。古时候的人类以为地球就是宇宙,直到数千年以后,人类才发现地球只不过是太阳系中一颗普通的行星。宇宙是浩瀚无垠、无边无际的,也是不断运动变化的;在宇宙空间中分布着许多大小不同的天体系统,这些组成宇宙的天体也是运动变化着的,并且有着各自的运行规律和层次。在地球之外宇宙之中,还有一个更加广阔的世界,这个世界还需要我们进一步去了解和探索。

太阳系

太阳系位于宇宙中一个被称为银河系的星系内,它的主角是位居中心的太阳,而地球只是太阳系中一颗普普通通的行星,它和其他的七颗行星一起日夜围绕着太阳旋转。除了八大行星以外,太阳系中还拥有165颗已知的卫星、数以千计的彗星、小行星和无数的流星。

河外星系

在银河系之外还有许多星系组成了更广阔的世界,这就是人们常说的“河外星系”。河外星系位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的一个天体系统。目前天文学家发现的河外星系已有10亿多个,据估计宇宙中的河外星系总数应该在千亿个以上,这些河外星系又构成了一个更庞大的总星系。

银河系

银河系也是宇宙中的一个星系,大

约有150亿光年的历史了。银河系的直径大约有10亿光年,由大约2000亿颗星体组成,还包括大量的星团、星云、各种类型的星际气体和星际尘埃。银河系从侧面看起来就像一个中心略鼓的大圆盘,它的总质量相当于1400亿个太阳的质量,其中恒星的质量约占总质量的90%。银河系是一个旋涡星系,具有1个银心和4条旋臂,这都是恒星密集的地方。不同形状的星系聚成超星系团。

向地球中心进发

除了覆盖在地球表面上的泥土之外,人们无法直接用肉眼观测地球的中心部分。那么,地球的内部究竟是怎样的呢?科学家通过地磁波、地震波,以及火山爆发等地理现象初步揭开了地球中心的秘密,发现地球其实是一个实心的球体,这个球体从外而内分别由地壳、地幔和地核三部分组成。

地壳

地壳是地球最表面的一层,也是我们人类生存和活动的场所。地壳高低不平,其厚度也因此呈不均匀分布,整个地壳的平均厚度约为30千米。地壳分为上下两层,上层地壳是由硅-铝氧化物构成的花岗岩层,而下层则是由硅-镁氧化物构成的玄武岩层。据科学家考证,地壳岩石的年龄不会超过20亿年,这和地球约46亿年的年龄相比较,还年轻得很呢。因此科学家分析踩在我们脚下的地壳其实并不是地球最原始的外壳,它应该是地球的内部物质在后来的造山活动和火山活动中逐渐构成的。

地球的外衣

地球的大气层就如同是地球的外衣,能抵御来自宇宙的任何酷暑和严寒,使地球的“体温”变化不致过于剧烈,呵护着地球上的生物免受伤害。地壳厚度约6~40千米从太空中拍摄的地球的照片

延/伸/阅/读【蓝色的星球】

我们居住的地球是距离太阳第三近的行星,是太阳系类地行星中最大的一颗, 也是当代科学目前确证唯一存在生命的行星。地球有2/3被海水覆盖,当太阳光照射在清澈的海面上时, 水分子只反射蓝色波长的光, 红色、黄色、绿色等其他颜色的光都被吞进了腹中, 所以宇航员在太空只能看到蓝色的星球。大气层厚度约500千米

地幔

地幔在地球地壳的下面,地核的上面,是地球内部最中间的一层,也是地球内部体积最大、质量最大的一层,厚度为2800多千米。地幔中的物质都由质地紧密的造岩物质构成,化学成分主要是含铁镁的硅酸盐。地幔又分为上地幔和下地幔两层,在上地幔的上面部分有一层薄且易脆的固体岩石,而下面的部分则是热量熔融后的岩石——也就是我们常说的岩浆,又称为软流圈;而下地幔中的物质则呈半固体的状态。

地核

顾名思义,地核就是地球最核心的部分,主要由铁、镍元素组成,半径为3480千米,它的体积比太阳系中的火星还要大。地核分为外地核、过渡层和内地核三个层次,外地核的物质呈液态,厚度约为1742千米;过渡层只有薄薄一层,厚度约为515千米,内含的物质处于由液态向固态过渡的状态;内地核是地球核心中的核心,主要成分是以铁、镍为主的重金属,厚度约为1216千米。“莫霍面”和“古登堡面”“莫霍面”是地壳和地幔的分界面。1909年,南斯拉夫的地震学家莫霍洛维奇偶然发现,当地震波传到地下50千米处时就会有折射现象发生,会出现一个明显的不连续面,而且这个不连续面在全球普遍存在,这就是莫霍洛维奇面,简称“莫霍面”。“古登堡面”则是地幔和地核的分界面,是由美籍德国地震学家古登堡最早发现的。1912年,古登堡发现在地下2900多千米深处存在着另一个不同物质的分界面,人们为了纪念他的发现,就将这个分界面命名为“古登堡面”。正是这两个面将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。地幔厚度为2800多千米外核厚度约2300千米地球的内部结构图

地球震怒之谜

自地球诞生以来,地壳就一直在不停地运动着,大陆也是在地壳运动中形成的。由于地壳运动的速度较慢,人类一般都很难察觉。不过,在地球的板块交界处地壳的活动非常活跃,板块与板块之间的碰撞或张裂都可能会引起地表的变化。当地壳运动变得快速而激烈的时候,地震就诞生了,往往还会引发山崩地陷、海啸、火山爆发等自然灾害。当地球上的人类面对震怒的地球,面临大地的怒吼时,人类突然显得是那么的脆弱与渺小……

火山喷发

火山喷发是一种奇特的地质现象,它也是地壳运动的一种表现形式。火山喷出的不是火,而是一种叫做岩浆的高温黏稠的物质,这种物质是地表下面的岩石被高温熔化之后形成的。岩石熔化成岩浆之后会迅速膨胀,在高温和地壳的巨大压力之下,如果遇到地壳有裂隙的地方,岩浆就会突然向外爆发,形成火山喷发。当火山喷发时,炽热的岩浆从地下喷涌而出,威力之大甚至可以将周围的一切吞噬其中,给人类带来灭顶之灾。地震的形成火山口湖火山口通常位于火山的顶端,像一个漏斗,岩浆就是从火山口喷发出来的。

地震

地震是一种普通的自然现象,地球上差不多每天都有地震,它就和下雨、刮风、闪电一样频繁,全球平均每年发生地震约500万次,其中有感地震大约只有5万次。地震主要是由于地球内部发生了构造变动,地壳中的岩层突然断裂和错位,岩层中长期积累的能量以地震波的形式释放出来,并向四周传播,在一定范围内引起了地面振动。1964年,地震后的阿拉斯加安克性地震可以将建筑物瞬间摧毁,直接给人类造成巨大的灾难。治商业区被震得崩离破裂,市内几个街区的房屋下陷近7米。1923年9月1日近中午时分,日本平原发生了地震,共有30多万座建筑物损毁。

海啸

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。当海底发生地震的时候,地震波引起海水剧烈的起伏,就会形成一股向前推进的狂涛骇浪,高度可达十几米至几十米不等,就像一堵高大的“水墙”。由于海啸的波长很长,可以传播几千千米,具有惊人的能量。当海啸到达海岸的时候,就能够冲上陆地,将沿海地带的土地、房屋全部淹没,带来毁灭性的灾难。海啸分为由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸,其中地震海啸较为多见。

龙卷风

龙卷风是一种空气涡旋:空气绕龙卷的轴快速旋转,受中心气压极度减少的吸引,在近地面几十米厚的一薄层空气内,气流被从四面八方吸入涡旋的底部,并随即变为绕轴心向上的涡流,从而形成龙卷风。龙卷中的风总是气旋性的,其中心的气压可以比周围气压低10%。众所周知,龙卷风的风速惊人,可究竟有多大?没有人确切知道,因为龙卷风发生至消散的时间短,作用面积很小,以至于现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对龙卷风进行准确的观测。龙卷风的破坏力是非常强大的,在强烈龙卷风的袭击下,房子屋顶会像滑翔翼般飞起来。一旦屋顶被卷走后,房子的其他部分也会跟着崩溃。因此,建造房屋时,如果能加强房顶的稳固性,将有助于防止龙卷风过境时造成的巨大损失。

防患于未然

火山喷发、地震、海啸、龙卷风等自然灾害几乎每一天都发生在世界的某个角落里。目前,人类对这些突如其来的自然灾害还不能够进行控制,我们只能通过观察、预测来预防或减少它们所造成的损失。同时,面对这些人类无法控制的自然灾害也不要恐怖,应该主动掌握对自然灾害的认识,树立必要的防灾、救灾等安全意识,这样才可以防患于未然,以便更加从容地对待突发的自然灾害。海啸时掀起的巨浪

永不消失的“彩虹石拱桥”

位于美国犹他州南部的彩虹桥是世界上已知最大的天然石拱桥。这座天然石拱桥由砂岩构成,横跨在红岩沙漠区的科罗拉多河峡谷之上,桥长94米,凌空高达88米,桥顶宽10米,气势磅礴,精美绝伦,是天然石拱桥中最大最完整的一座,被称做最具有完美形态和色彩的自然界杰作之一,具有深远的地质意义。

天然奇景

雄踞于峡谷之上的彩虹桥造型优美雅致,雄奇绝伦,一端沿着峭壁边缘从河床上拔地而起,横跨85米宽的峡谷,在顶部形成一段几乎完整的1/4圆弧;另一端逐渐下弯到峡谷的底部,构成一个宽广的桥孔,远远望去,和大拱门的形状也有几分相似。因此,彩虹桥曾被罗斯福总统称赞为是“世界上最壮观的天然奇景”。

拱桥的形成

彩虹桥原本是红岩沙漠区中一截突出悬崖的砂岩石嘴,这种砂岩是一种砂粒含量占50%以上,其余为杂基或胶结物所组成的一种碎屑岩。由于科罗拉多河到了雨季河水迅猛暴涨,沿流而下的各种泥沙被拦截在石嘴处,不停打磨着石嘴的基部;再加上风化的作用,石嘴基部逐渐被掏空了,就形成了一个拱形的桥孔,桥面也被风雨打磨得光滑流畅了。

五彩的“彩虹桥”

彩虹桥本身的形状就像一座石拱桥,又是由橙红色的砂岩构成,这种砂岩在阳光的照射下有时还会透出淡淡的紫色;到了太阳快落山的时候,砂岩又会显现出褐色、棕色和红色,就像是一条五彩缤纷的彩虹,纳瓦霍人便给它取名为“彩虹桥”。这个石拱名叫“北窗”,是一个被称为“眼镜”的石拱中的一个。石拱名叫“美景石拱”,它被早期拓荒者起了个“老妇女的灯笼裤”的绰号,它左侧最薄处只有1.8米厚。“风景纤拱”是阿切斯最著名的石拱,它长100米,高三四十米,是世界上最大的岩拱之一。

色彩多变的岩石世界

大自然的创造力绝对能超出所有人的想象,它创造了无数令人难以置信的天然奇观,就连普通的岩石也不会放过。在大自然鬼斧神工的大手笔之下,坚硬的岩石不仅被它“雕刻”成了各种奇妙的形状,就连颜色也变得五彩缤纷,美不胜收。这种强大的创造力令人叹为观止,让人不由得感叹大自然的伟大和神奇。

波浪岩

在澳大利亚西部的海登城附近有一处非常奇特的自然景观,远远看去,就像是一排被冻结住的滔天巨浪,自然地高低起伏着,这就是著名的波浪岩。波浪岩长约100米,其实是一块大约在25亿年前形成的倒立的花岗岩石,由于风沙和地下水的侵蚀,波浪岩的表面被大自然刻画成了呈蜷曲状的顶部;岩石表面的化学物质和矿物质也在雨水的冲刷下,产生了化学作用,形成一条条灰色、红色、黑色、黄色和咖啡色的条纹。这些颜色和深浅各不相同的条纹,使得波浪岩一下子变得鲜活生动起来,就像是海边呼啸而来的海浪一样。

羚羊谷

羚羊谷位于美国亚利桑那州的最北部,因经常有野生羚羊出没而得名。羚羊谷十分狭窄,总长约400米,高十几米。羚羊谷由不同深度的红色岩层构成,阳光透过岩石之间的缝隙射入洞中,在曲折的岩层的折射下会呈现出五颜六色的色彩,甚至在每天的不同时间或不同角度所看到的颜色也不相同。

布莱斯峡谷

布莱斯峡谷位于美国犹他州南部的科罗拉多河北岸,是一个拥有色彩艳丽、造型奇特的岩石峡谷,其名称来源于摩门教先驱埃比尼泽·布莱斯。布莱斯峡谷就像是天然的大片石林,在峡谷内林立着无数形状奇异的高大石柱,这些天然形成的奇状怪石在风霜雨雪的侵蚀下分别呈现出黄色、棕色、红色、白色、橙色、灰色等60多种深浅不一的颜色,就像是大自然精心装扮出的七彩峡谷,显得格外美丽。更令人叹为观止的是波浪岩绚烂夺目的颜色,其色调会随着阳光的照射而发生不同的变化。羚羊谷由河水冲刷而成,阳光照射到谷底形成魔幻般的光影,被誉为全美洲最受摄影师欢迎的地方之一。从美国布莱斯峡谷高原上举目远眺,千千万万根石柱组成的石柱阵,气势磅礴,派非凡。

多姿多彩的沙漠

一提起沙漠,在人们的脑海中就会呈现出一片沉寂的茫茫黄沙,无边无际,黯然无光,就连古诗中也曾经有过“平沙莽莽黄入天”的描述。然而,世界上的沙漠颜色并非是千篇一律的,在大自然的精心描绘下,沙漠不仅是灰黄色的,同样还拥有绚丽的色彩。世界上著名的彩色沙漠有白色的路索罗盆地沙漠、黑色的卡拉库姆沙漠、五彩的亚利桑那沙漠等,真是艳丽多彩。

卡拉库姆沙漠

卡拉库姆沙漠位于里海东岸的土库曼斯坦,面积35万平方千米。这是一片呈棕黑色的大沙漠,就像一块覆盖在里海和阿姆河之间的其大无比的黑布,阴暗的色调有时会让慕名前来的游客感到不寒而栗。由于这里的黑色岩石随着时间的流逝逐渐风化,形成了黑色的沙粒,沙漠也就变成了棕黑的颜色。

路索罗盆地沙漠

在美国的新墨西哥州有一片奇特的白色沙漠——路索罗盆地沙漠。除了少数几种绿色的沙漠植物点缀以外,这里几乎是一个银白的世界。这是由于沙漠的沙粒中含有石膏质,石膏晶体被风化后就会呈现出白色,如同皑皑白雪。如果天气足够晴朗,当太阳光照射到沙漠时,白色的沙漠还会反射出一道道七彩的光辉,真是难得一见的自然奇观。

亚利桑那沙漠

位于美国亚利桑那州的中北部、科罗拉多大峡谷东岸的亚利桑那沙漠,是世界罕见的彩色沙漠之一,具有粉红、金黄、紫、紫红、白、蓝等颜色,色彩十分丰富。亚利桑那沙漠是由远古的火山熔岩风化后的沙石形成的,沙石中含有火山熔岩中的多种矿物质,由于当地空气干燥、雨量稀少,沙石中的矿物质没有起任何化学变化,仍然保留了最初的颜色,这片沙漠也因此显得色彩缤纷,令人眼花缭乱。路索罗盆地沙漠索诺兰沙漠一反干热的沙漠常态,呈现出一派热闹的生命奇景。

美丽而神奇的极光

在地球南北两极附近地区的高空中,到了夜间经常会出现一种灿烂亮丽的光芒,变幻莫测,这就是极光。在17世纪以前,极光一直是人们孜孜不倦探索的天象之谜,爱斯基摩人甚至曾经认为极光是一道引导逝去人的灵魂前往天堂的火炬。直到17世纪,人们终于为极光正了名,在北极出现的称为北极光,南极出现的则称为南极光,南北极光泛称为极光。

极光的形态

极光是自然界中最美丽的光芒,它在夜空中轻盈地飘荡着,用优美的舞姿和严寒的南北极空气一起嬉戏,为极地的天空增添了几分神秘的色彩。极光的形态真可以说是千姿百态、婀娜多姿,人们按照不同的形态特征将极光大致分为五种:第一种是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光孤;第二种是有弯曲折皱的飘带状的极光带;第三种是如云朵一般的片朵状的极光片;第四是像面纱一样均匀的帐幔状的极光幔;第五种是沿磁力线方向的射线状的极光芒。

五彩的颜色

极光不但形态多样,而且五光十色。极光的色彩和亮度简直是绚丽多彩、千变万化,在自然界中没有哪一种现象能与之相媲美。极光的奇妙景象更是瞬息万变、变化莫测,在数分钟甚至几秒钟之内,就可以随意变幻亮度。那深浅浓淡、隐显明暗的五彩色泽就如同万花筒一般多姿多彩,令观看它的人们目不暇接、美不胜收。

极光的形成

极光是划过南北两极地区上空的耀眼的光象,这种美丽的光芒是由高空大气中的放电辐射造成的,太阳风、磁场和大气是形成极光的三个必不可少的条件。太阳风是太阳所创造出的能量之一,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。当太阳风在地球上流动的时候,其中的带电粒子沿着地球磁场进入到地球的南北两极区域中,两极中的大气在太阳风的袭击下发出耀眼的光芒,这就是我们所看到的极光。科学家发现太阳每11年左右有一个非常活动期,期间它会发出大量的高能粒子进入宇宙空间,这时出现的极光是最为瑰丽壮观的。挪威的北极光极光芒呈射线状,发出红色、绿色、紫色的光芒。极光变幻莫测,此图中的极光犹如彩绸或缎带抛向天空,上下飞舞、翻动。极光又软如纱巾,随风飘动,呈现出紫色、天蓝色。

它们要到哪里去

迁徙,是自然界绝大多数动物所固有的特性,甚至已经成为一部分动物一生当中不可分割的重要部分。无数的迁徙动物年复一年地离开自己生活的故土,前往遥远的异乡寻找可口的食物和温暖的阳光。动物的迁徙可以说是一场规模异常浩大的旅行,它们在跋山涉水之中面对艰辛所表现出来的毅力令人惊讶。恶劣的环境、天敌的追杀、甚至伤病的折磨对它们来说都不在话下,勇往直前才是它们行动的唯一目标。

鸟类的迁徙

鸟类的迁徙大多发生在南北半球之间,到了秋天,在北方繁殖的鸟类就会携家带口地飞往南方,在南方度过天气寒冷、缺乏食物的冬天;等到来年春暖花开的时候,这些鸟类又会返回北方老家,继续繁殖后代。这些每年需要沿着固定的路线、在繁殖区和越冬区之间来回迁徙的鸟类称为候鸟,大雁就是候鸟,它们每年都要成群结队地集体迁徙;而终年留在繁殖地区不动的鸟类是留鸟,北方常见的麻雀就是典型的留鸟。

哺乳动物的迁移

迁徙行为并不是鸟类所特有的本能活动,哺乳动物同样也有迁移的行为,而且大都是定期的、定向的、集体进行的。大规模的动物迁移场面十分宏大壮观,动物们成群结队地跨越高山、沙漠、河流和海洋,向着自己的目的地行进,它们坚忍不拔,一往无前。哺乳动物凭借每年固定的迁移活动,可以满足它们在特定的生活时期所需要的环境条件,使个体的生存和种族的繁衍得到可靠的保证。

鱼类的洄游

鱼类也有自己的迁徙方式,不过它们的迁徙有个专用词汇——洄游。大多数的鱼类都可以说是洄游鱼类,而且它们根据洄游的目的不同还可以分不同的种类:生殖洄游。鱼类在繁殖期间整群移动,以到达合适的地方进行产卵。觅食洄游。由于浮游生物的分布状况会根据季节和水流的状况有所变动,鱼类就要集体洄游到浮游生物丰富的地方进行觅食。季节洄游。水流的温度会随着季节的变化而升高或降低,鱼类在水温发生变化的时候,就要进行洄游以便于寻找到适宜生存的水温。在每年的11月份,都会有大约400种鸟类从欧洲东部飞往非洲过冬。成群的鱼浩浩荡荡地进行洄游,队伍十分壮观。蝗虫通常散居,但在迁徙时会群集在一起。每年5月,当塞伦盖蒂草原旱季即将来临之时,为了寻找水源和绿草,角马便聚集成浩浩荡荡的队伍,开始了迁徙之旅。

延/伸/阅/读【动物迁徙的定向方法】

在漫长而复杂的迁徙路途当中,动物们究竟是如何识别方向,避免迷失的呢?

A.鸟类

● 鸟类依据观察太阳、月亮和星星的位置,以及感受地球的磁场变化来识别方向。

B.哺乳动物

● 哺乳动物依据地形和嗅觉来识别方向。

C.鱼类

● 鱼类依据气味源来识别方向。

D.昆虫

● 昆虫主要依据气流方向来识别方向。

昆虫的迁飞

不少昆虫也有迁飞的习性,其中不乏有一些能够创造奇迹的昆虫。蝗虫就是昆虫迁飞的典型代表之一,形体瘦小的蝗虫最喜欢成群迁飞,甚至可以飞出国界,做一次跨国旅行。昆虫的迁飞虽然是昆虫本身的遗传本能,但迁飞究竟能否实现还需要和当时的气象条件相结合。如果起飞时的温度不够适宜,光照的强度过高或过低,昆虫都不能够完成迁飞,很可能会被迫留在原地繁殖发育。

千奇百怪的动物睡姿

天下之大无奇不有,世界上的动物除了外表的差异之外,就连它们的睡觉姿势也各有不同,甚至称得上是千奇百怪呢!在动物睡眠的自然环境中随时都充满了危险,所以选择睡眠的方式就成了动物们必须要考虑的问题。既要保证自身得到充分的睡眠,又能够在熟睡中保证自己的安全,不同的动物还因此各自在残酷的生存考验下养成了自己独特的睡眠姿势,休息、安全两不误。

站着睡觉

非洲草原上的草食动物大都是站着睡觉,因为它们的体形太大了,身体过于笨重,面对草原上凶猛的猎豹、狮子等食肉动物的威胁,必须时刻警惕着,随时保持一种逃命的状态。长颈鹿就是站着睡觉的动物,最多将长脖子垂下来小憩一会儿,一有风吹草动马上拔腿就跑。非洲象也是站着睡觉的,如果你看见一头非洲象躺下睡眠,那毫无疑问这头象的身体一定出了什么毛病。

倒吊着睡觉

生活在岩洞中的蝙蝠睡觉姿势是十分特别的,它们是倒吊着睡觉的。睡觉的时候,蝙蝠用后脚爪紧紧地勾住岩石,头朝下,将身体倒挂起来睡觉。如果在睡眠中的蝙蝠感到有敌人进攻,它们可以随时松开脚爪,张开翅膀飞走。不过这种奇特的睡眠姿势也是由蝙蝠自身的身体条件所决定的,蝙蝠的后肢十分弱小,不能走路和站立,如果它掉在地上,身体就会贴在地面上,再也飞不起来了。蝙蝠白天成群地倒挂在树上睡觉,晚上才出来觅食。长颈鹿一般结成小群生活,便于共同抵御外敌。

自我防御

有的动物十分注意自身的安全,连睡觉的时候也不会放松警惕。猫头鹰睡觉的时候总是睁一只眼,闭一只眼,两只眼睛轮流着换班,时刻监视身边的环境,以防天敌的突袭。蜘蛛也是很敏感的动物,它在屋檐下睡觉时,会将蛛网上的一根丝连在脚上,只要蛛网稍有动静,蜘蛛就会立刻醒来。海里的章鱼更是自我防御的高手,除了会隐身术、断腕术之外,在睡梦中的章鱼还会伸出两条放风的长腕,敌人一旦触动了这两条长腕,章鱼就会立刻跳起,立即战斗或逃离。

站岗放哨

有一些动物总是喜欢成群地生活在一起,每当夜幕降临的时候,这些动物就会从群体当中挑选出一位“哨兵”,为大家站岗放哨。海象一般都是几百只聚集在一起睡觉,当负责站岗的“哨兵”坚持不住时,就会推醒身边的一位同伴,由它来接替自己的岗位。大雁的警惕性一点儿也不亚于海象,当大雁成双成对地进入睡眠的时候,雁群中的一只孤雁就要独自担当起“哨兵”的任务,让雁群安心入眠。蜘蛛遇到天敌时会采取自切、假死和威吓的手段来逃命。海象喜欢成群地在沙滩上晒太阳、休息,它们一般没有固定的“哨兵”,而是轮流放哨。

破译动物的叫声

我们都知道人类有语言,这也是人类与动物最大的区别之一。而在动物界当中,动物也有专属于自己的语言,它们的语言就是各种稀奇古怪的叫声。和人类的语言相比较,动物的语言要简单、单调得多,但在这些单一的叫声当中却能表达出丰富的含意,比如求偶的语言、觅食的语言、报警的语言等,还能表达出愉快、恐惧、生气等心情。这些单纯的语言在动物的生活环境中已经足够使用了。

沟通的语言

动物之间的交流都有自己特殊的语言,正是“人有人言,兽有兽语。”动物的声音语言千变万化,含义各不相同。当狗发现有陌生人接近房屋的时候,就会狂吠起来,告诉主人或其他的狗,要注意有陌生人来了,随时提高警惕。猫在春天出去寻找配偶的时候,通常会发出拖长了声调的叫声,这是猫类特有的寻找异性的语言。

发声的用意

不同种类的动物发出的声音所代表的意义是有区别的,这些意义都和该种类动物的生活习性以及生活环境有所关联,可以说是大相径庭。猴群的叫声是用来划分属于自己的生活领地;鸟类的叫声用来进行联络,表达集合、起飞、觅食、报警等信息,有时也用来吸引异性;昆虫的叫声主要是求偶,大多都是雄虫发出的;鲸的声音是寻找食物,有时也会和同伴进行联络;蝙蝠根据声音来判断方向和距离。猫以其独特的语言进行沟通。牛蛙丹顶鹤的鸣叫声十分响亮,尤其是求偶时,它们一唱一和,倾诉爱慕之情。

动物的方言

方言不仅存在于我们人类,在动物界中也有方言的现象发生。曾有人研究过乌鸦的语言,将美国乌鸦的叫声用录音机录制下来,然后进行播放,就会有乌鸦凑过来“交流”;而当在法国进行这个实验的时候,法国的乌鸦对美国乌鸦的叫声毫无反应,也可以说是一窍不通,看来动物的叫声也会受到地域的影响和限制。但经科学实验发现,海豚的语言,不仅有通用的普通话,也有特殊的方言。

发声方式

动物发出的声音不同,那是因为它们的发声系统各不相同。各种动物发声器的结构都是在种属进化中发生和发展起来的,但是与呼吸器官、消化器官、循环系统等比起来,动物的发声器官出现得还比较晚。鸟类的叫声最为多样化,语言最丰富,是因为鸟类长有鸣管,能发出富于变化的声音;鲸不是通过嘴巴发声,而是用肺将空气挤出振动声带,气管处的发声器直接和喷水孔连接起来进行发声;青蛙是将吸入的空气从喉中经过,使发声器官震动,从而发出叫声;老虎响亮的吼叫声和人类有些相似,是先从肺送出空气,然后用咽喉、口鼻组合成的空间共鸣,发出吼声。在海面上人们经常可以听见海豚发出各种响亮的叫声,那是它们在向同伴发出信号。海豚非常聪明且具有灵性,常被人训练进行特技表演。

在漫长的生物进化过程中,生活在地球上的动物,都有其各具特色的生存智慧和技能,甚至在面对残酷的生存环境时,动物的智慧比人类更加简单、有效。大自然是残酷无情的,在“物竞天择,适者生存”的自然规律下,那些不符合自然规律的动物早已被淘汰出局,留下的动物不只是具有健壮的身体,更多的是具有适应环境的聪明才智。

会使用工具

人类因为会使用工具而逐渐成为了世界的统治者,但是黑猩猩同样也会使用工具。研究人员多次发现黑猩猩会借助工具的帮助,为自己获得更加可口的食物。白蚁是黑猩猩可口的美食之一,但白蚁都生活在地下的巢洞中,再加上身体过于袖珍,黑猩猩用手很难捕捉得到。聪明的黑猩猩会从树上折下一根细树枝,然后将细树枝伸进白蚁巢口,白蚁见到树枝就会纷纷爬上去。这时,黑猩猩只要将树枝从白蚁的巢洞中抽出来就可以美食一顿了。黑猩猩是最聪明的哺乳动物,会做出各种表情和动作。聪明的黑猩猩会用树枝或草茎做“垂钓”的工具,钓食白蚁。

组织严密

有些动物的组织非常严密,就和人类的军队组织一样,有着细致而明确的分工。蜜蜂更是以组织严密而闻名,一般一个蜂群由3万~5万只蜜蜂组成。这么庞大的队伍却时时刻刻保持着严谨的工作状态,具有良好的工作秩序:蜂王负责产卵,雄蜂负责交配,工蜂负责筑巢、采集食料、哺育幼虫和清理巢室等繁多的工作。就连蜜蜂在采集花粉的时候,也有独特的传递信息的舞蹈动作,真是各司其职,条理有序,值得人类借鉴。

模仿力强

会模仿人类的声音和动作也算是动物的聪明才智之一。众所周知,鸟类是最好的声音模仿者,它们甚至还会模仿人说话的声音。鹦鹉是鸟类中的佼佼者,在人类的调教下,鹦鹉能学会叫物品的名称,会叫人的名字,有的还会与人进行比较简单的语言交流,例如“你好”、“早上好”之类的语言。猩猩对语言的模仿没有鹦鹉那么出众,但它们对动作的模仿能力特别强,可以用简单的手势与人交流,还可以用手势表达自己的心情。

聪明伶俐

海豚是最聪明的水生动物,它的大脑中有许多和人脑一样的曲折的回沟,所以大脑很发达,和人的智力有接近的地方。海豚非常善于学习各种灵活的技巧。在海洋公园里海豚是最受欢迎的表演明星,它能够按照训练师的指示行事,正确理解训练师所想要传递的信息,并迅速采取行动,表演各种美妙的跳跃动作。当人类递给它食物或是抚摸它的时候,海豚还会主动和人亲近,显出很亲昵的样子。鹦鹉口舌灵巧,不仅能模仿人类说话、唱歌,还能模仿二胡、小号的演奏声。蜜蜂是一种社会性昆虫,集体生活在蜂巢中,它们等级分明,分工明确。海豚

揭秘动物的逃生绝招

生活在自然界中的动物为了生存,除了从植物和其他动物身上获取维持生命所需的能量之外,还必须随时做好逃生的准备,以躲避天敌的追捕,防御其他动物的侵害。在残酷的生存环境下,动物们各自利用自己身体的优势和先天的条件,创造出了属于自己的逃生绝招,和天敌一起斗智斗勇,其乐无穷。

保护色

动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色,就叫做保护色。斑马身上的黑白两色条纹就是最好的保护色,当斑马在树林中奔跑的时候,阳光照射在斑马的身体上,黑白条纹会分散和破坏斑马身体的轮廓,天敌就很难发现斑马的身影。生活在冰雪覆盖的北冰洋的北极熊身体长满了白色的体毛,这样就可以将身体和周围的冰雪融合在一起,很难引起敌人的注意。变色龙是使用保护色的高手,它可以根据周围的环境随意改变身体的颜色,肆意伪装自己。

装死逃命

有些动物在受到攻击或惊吓时,会十分逼真地装出一副已经死亡的架势,好借此来逃避敌人,保住性命。这就是动物“装死”的本领。狐狸很会装死,如果它被猎人击中,就会迅速倒下,躺在地上一动也不动。如果猎人误认为狐狸已经被打死了,放松警惕再去寻找其他猎物的话,狐狸就会乘机一跃而起,迅速逃跑。生活在美洲热带地区的负鼠在受到惊吓的时候也会装死,它会张开嘴巴,双眼紧闭,就连呼吸和心跳也会暂时停止。当敌人放弃了它的“尸体”以后,负鼠就会爬起来溜走。科学家根据变色龙变色的特点,发明了迷彩服。斑马身上的黑白条纹,看上去很像一幅抽象派的绘画,可以模糊它们的身体轮廓。赤狐

分泌臭液

放臭气也是动物逃生的绝招之一。这些动物的体内有一种可以分泌臭液的腺体,有抵御敌害的功能,而且效果很明显。黄鼠狼的肛门处就长有一对臭腺,当它遇到敌人的时候就会从臭腺里放出一股臭气,将敌人熏晕过去或者熏走,自己趁机逃命。喜欢在黄昏和夜晚进行活动的臭鼬也长有臭腺,它遇到敌人的时候,会先竖起尾巴,用前爪跺地发出警告。如果对方不理睬它的警告,继续侵犯它的话,臭鼬就会转过身去,喷射出一种异常难闻的恶臭的液体,这种液体能催人落泪,从而令敌人望风而逃。

自切逃生

有些动物在受到天敌的袭击或者受到惊吓的时候,会截断身体的一部分抛给敌人,以此转移敌人的注意力,争取逃命的机会。这种自我保护的方法就叫做“自切”,不过动物自切掉的身体部分以后还会重新长出来。壁虎在受到蛇的攻击时,会迅速挣断自己的尾巴,转移蛇的注意力。海参的逃生绝招是把体内的肠子、肺等内脏喷射出来,自己趁机逃走。大约50天以后,海参的新内脏就会再生长出来。海星遇到敌人时也会断掉自己的一只腕来逃命,而每一只断掉的腕都能够重新长成一只完整的海星。

硬壳护身

还有的动物天生就长有一个坚硬的外壳,这个硬壳自然就成为了它们保护自己和逃生的武器。乌龟背上背着的甲壳特别坚硬,当乌龟感到有危险的时候,它就会把头和四肢缩进甲壳里,把自己严严实实地包裹起来,牢不可破。蜗牛同样背有一个外壳,如果遇到天敌,蜗牛的头和足便会迅速缩回到壳里,并分泌出一种黏液把壳口封住,将自己藏在壳里。壁虎的尾巴不仅可以帮助它逃命,还可以贮藏营养物质。臭鼬长着一身黑白相间的毛皮,异常醒目。蜗牛

动物的计划生育

动物学家研究发现,世界上某些种类的动物在漫长的进化过程中,为了顺应“适者生存”的自然法则,竟然开始巧妙地实行“计划生育”。野生动物这种节制生育的本能,不仅有利于它们种族自身的生存繁衍,也有利于自然环境的良性发展,使动物的数量和自然环境保持着相对的平衡,以维持一种相对和谐的关系。

食物控制繁殖

栖息在埃及尼罗河两岸的非洲大象,会根据当地食物的供求状况来决定生育情况。如果尼罗河两岸的树林里植物繁茂、食物丰富,那此地的母象就会每隔4年生下一胎幼象。可是如果母象所居住的地带在地理环境和气候等原因的影响下,树木稀少,食物比较贫乏,那母象就一定会主动控制生育,大约要每隔9年才生育一次。

选择分娩时间

非洲羚羊实行“计划生育”的本领实在是令人称奇。如果雌非洲羚羊怀孕的时间比较超前,刚好赶在严冬或旱季进行分娩的话,雌羚羊就会把即将分娩的胎儿继续留在腹内,自动推迟分娩时间,直到恶劣的季节过去之后,春暖花开、草木丰盛了才让胎儿出生。雌羚羊这种特殊的本领在动物界中恐怕是再无人能出其左右了。

缓解食物威胁

生活在瑞典南部的赤狐更是深谙“控制人口”的重要性。野兔是赤狐最主要的食物来源,如果野兔的数量减少了,那么赤狐就将面临饥饿的威胁,于是它们就会采取补救措施。赤狐的补救方法不是远离家园,也不是减少自己的食物量,而是通过控制繁殖数量的方法来补救。在食物有限的年代里,赤狐只允许一半数量的赤狐进行交配繁殖,这样既缓解了食物缺乏对自身的威胁,又保障了种族的生存和繁衍,真是一举两得。大象一胎只能生一头小象。小羚羊刚出生不久,就能站立起来。赤狐采取减少生殖数量的办法来对付饥饿的威胁,以保障狐群的生存繁衍。

优生优育

狼群除了实现“计划生育”以外,而且还做到了“优生优育”。每一个狼群中都有一只通过武力竞争取胜的狼王,以及若干只自身条件比较优异的雌狼,只有这只狼王能和这些雌狼进行交配、繁殖,其余具备生育能力的雄狼和雌狼都不能进行生育,这样就有效地控制了狼群的繁殖数量。由于进行交配繁殖的雄狼和雌狼都是这个狼群中的佼佼者,繁殖出来的后代自然先天条件十分杰出,为种族的繁衍打下了良好的基础。小狼之间经常相互撕咬、追逐,一起学习搏杀、逃跑的技能方法。

专心哺育幼崽

像虎、豹、狮之类的动物也都严格遵循了“计划生育”的原则,在雌兽刚刚产下幼崽和哺育这段时间内,雄兽绝对不允许接近雌兽进行交配。直到一年或两年之后,等幼崽长大了,雄兽才能重新回到雌兽的身边,进行新一轮的交配和繁殖。不过如果幼崽在哺乳期间不幸意外死亡的话,那雌兽就会迅速寻找雄兽开始新的繁殖。幼狮一出生就会得到狮妈妈的精心照料,为了幼狮的安全,狮妈妈总是每隔三四天更换一次住所。

不停运动的植物

有人可能不知道植物也会运动,而且还是在不停地运动着。虽然植物的根系深深地扎在地下,不能像动物那样主动地整体移动,但植物体各个部分的细胞都在不停地进行着各种运动,只不过这些生长运动通常极为缓慢,不易被人察觉。除了植物的细胞运动之外,植物在自身生长素的影响下,还会产生一些比较明显的运动方式,这也是植物在长期进化过程中对生长环境的一种适应。

向光性运动

向日葵是植物向光性运动的典型代表。每天清晨向日葵都会面向东方,迎接升起的太阳;到了傍晚又转向西方,目送夕阳下山;到了向日葵果实成熟的时候,花盘还会向着阳光充足的那一面弯曲。向日葵向阳是植物运动的一个常见现象,向日葵在阳光的作用下,背光面的生长素多,生长较快;而向阳面的生长素少,生长较慢,于是就逐渐向着有阳光的那一面弯曲了。

向地性运动

植物还具有向地性运动,分为“正向地性运动”和“负向地性运动”。植物的根总是向着地下生长的,这样可以获得地底深处的水和肥料,给植物提供充足的营养物质,这种运动就叫做“正向地性运动”。而长在地面上的植物的茎叶需要得到充分的阳光来帮助进行光合作用,就需要向上生长,茎的这种运动就称为“负向地性运动”。植物的根总是避开干燥的、水分分布不够均匀的土壤,朝着有水、潮湿的地方生长,这其实也是植物的向水性运动。向日葵开花时,有朝向太阳的习性,因花常随太阳旋转而得名。

向触性运动

含羞草在受到外界的触动时,羽状小叶会随即闭合,叶片会低垂下去,就像是一个害羞的少女,故名“含羞草”。含羞草是向触性运动的代表,当它的叶子受到刺激合拢的时候,会产生一种生物电,把刺激信息传递给其他的叶片,其他叶子也就合拢起来了。其实,含羞草的这一反应也是自我保护本领的体现。含羞草是南美地区的产物,那里经常出现疾风骤雨,细弱的含羞草为了保护自身的叶片不被风雨所侵袭,就会迅速合拢叶片,垂下叶柄,这也是被环境训练出来的一种自我保护技巧。牵牛花的卷须一碰到竹竿、绳索或篱笆等物时,就能很快弯曲缠绕上去,这也是向触性运动的表现。

感夜运动

还有一些植物在太阳升起的时候会舒展开叶片,等到太阳下山、夜幕降临之后就主动闭合叶片开始“睡眠”,这种叶片昼开夜合的运动就是植物的“感夜运动”或“睡眠运动”。我们熟悉的睡莲就是这样的植物。当夕阳西下的时候,睡莲就会合上自己的花瓣,做好睡眠的准备;等到第二天清晨又伴随着太阳的光辉,缓缓展开花瓣,开始新的一天。睡莲艳丽动人,在一池碧水中宛如冰肌脱俗的少女,而被人们赞誉为“水中女神”。牵牛花,又名“喇叭花”,为旋花科,属一年生攀缘花卉,花冠呈喇叭形,花色有粉红、蓝紫、白及复色多种。含羞草的花朵是粉红色的,呈球形。

植物为何爱听音乐

音乐能够陶冶人的情操,可是,植物也同样喜欢听音乐,能够感应到音乐的各种旋律。给植物欣赏音乐后还能够产生奇妙的效果,可以促进植物的生长、开花和结果。不过,植物对音乐也有自己的喜好,它们比较喜欢那些柔和、缓慢、刺激性不强的音乐。只有符合植物的“口味”的音乐,才能触动植物,从而产生一些相应的变化。

口味挑剔的西红柿

西红柿喜欢听音乐,给西红柿的枝干上挂上耳机,放出悠扬动听的乐曲,西红柿就会长得又高又壮,结出丰硕的果实来。而且西红柿对音乐是有自己独特的喜好和选择的,它们比较喜欢听一些轻松、舒缓的音乐,这些音乐可以放松西红柿的心情,使它们更加茁壮地成长;而那些声音嘈杂、喧闹的摇滚音乐是西红柿的敌人,听了摇滚乐的西红柿会生长缓慢,甚至枝叶变得枯黄,最后干枯而死。

生长迅速的玉米

有一位美国的农学家在自家的温室里先后种下了一些玉米,随后在温室里放上录音机,24小时连续播放一些经典的音乐乐曲。不久以后,农学家惊讶地发现听音乐比较多的玉米比听音乐较少的玉米长得粗壮得多,而且生长更快,颗粒更匀称。有人因此尝试着在农田里播放轻音乐,结果农作物的收成比听音乐之前多得多。每天听轻松舒缓的音乐的西红柿不仅长得快,果实甜,并且耐虫害。玉米不仅会“听”音乐,还能“鉴赏”音乐。它们爱“听”古典音乐或是优美的轻音乐,不喜欢“听”摇滚乐,讨厌刺耳的尖啸声和噪声。

破解音乐的奥秘

科学家认为音乐是一种有节奏的弹性机械波,当柔和的音乐对植物细胞产生刺激后,其声波能够加速植物的光合作用,促进细胞分裂,同时促使细胞内的养分受到声波的振荡而分解,从而加快了植物的生长速度,但是刺激性较强的声波对植物细胞产生刺激后,会导致植物细胞破裂,以致坏死。

喜欢轻松的乐曲

几乎所有的植物都喜欢在轻松的乐曲中茁壮成长。巴赫或贝多芬舒缓的音乐会让枯萎的玫瑰重新水灵起来;卷心菜会在悠扬的音乐中迅速生长;萝卜、南瓜、大豆也都是忠实的音乐爱好者。伴着音乐生长的植物其根系和叶绿素都会增多,个头也会增大。不过植物这些令人欣喜的变化可都是轻音乐的功劳,疯狂的摇滚乐对大多数植物的生长毫无作用,只能是使其枯萎,甚至死亡。经常给玫瑰听些贝多芬的小提琴演奏曲,玫瑰会长得特别好,花朵会特别大,特别鲜艳。给红萝卜听些轻松的音乐,根系会更发达,并且水分充足,萝卜也会更脆甜。多听音乐的卷心菜长得比一般不听音乐的卷心菜要舒展、嫩绿。

植物世界的“爱恨情仇”

将“爱恨情仇”用在植物身上似乎不是很恰当,但并不是只有人类和动物才有复杂的感情,植物与植物之间也有“爱”和“恨”的感情纠纷。不过植物的“爱”和“恨”是体现在它们的生长状况上面的,有些植物种类能够“和平相处”,有些植物种类则“水火不容”,只有掌握了植物的不同习性,防止植物之间的相生相克才能使得“天下太平”。在葡萄树旁边种上紫罗兰,会使葡萄香甜可口。

和睦相处

有些不同种类的植物由于习性互补,叶片或根系的分泌物可相互影响,这些植物聚在一起就会和睦相处,互助互爱。紫罗兰欣赏葡萄,它能使结出的葡萄香味浓郁,香甜可口;百合和玫瑰是最好的搭档,如果把它们种在一起,都可以变得花繁叶茂;玉米和豌豆是最好的邻居,将它们相间种植,真是“你好我也好”。玫瑰花为蔷薇属花卉植物,喜阳光,耐旱、耐寒,适宜在有机质丰富、排水良好、保水保肥力强的土壤上种植。百合和玫瑰能和睦相处,种植在一起,能促进双方的生长。

互帮互助

有些植物彼此的习性可以互相帮助,感情深厚。大豆喜欢与蓖麻相处,蓖麻散发出的气味可以赶走专门危害大豆的金龟子;胡萝卜爱和洋葱在一起,它们发出的气味可以相互驱赶害虫;把大蒜和月季花变成邻居,就能防止月季得白粉病;旱金莲如果和柏树作为搭档,那它的花期不再是一天即逝,至少可以延长三四天。

冤家对头

有些植物由于种类不同,习性各异,会从叶面或根系分泌出一些对其他植物有杀伤作用的有毒物质,以此来争夺营养空间,这样的植物遇到一起,真可以说是“冤家对头”。在苹果树、松树、桦树、西红柿、马铃薯等植物的附近千万不能种上核桃树,因为核桃树的根系能分泌出一种叫“胡桃醌”的物质,这种物质在土壤中水解氧化后,毒性极强,种在附近的植物根系吸收到这种毒性物质后可以致死。而向日葵、小麦、玉米等植物也不能和白花草、木樨在一起生长,否则,其结果只能是一无所获。

相生相克

有的植物习性天生是相生相克的,彼此之间水火不容,对待这类植物要趋生避克、就利去害,以免同室操戈。水仙花和丁香花不能长在一起,丁香花散发出的香气对水仙花来说就是一种毒气,对它的危害性极大;紫罗兰、丁香花、勿忘我和郁金香也是相克的对手,遇到一起只能争个头破血流,两败俱伤;而铃兰是最不友善的花卉,它只能自己独立生长, 几乎跟其他一切花卉都不能和谐相处。将大蒜与月季花种在一起,能防止月季得白粉病。如果把核桃树和苹果树种植在一起,苹果树会受到伤害,甚至死亡。地水仙丁香的香味对水仙花不利,甚至会危及水仙的生命。

植物的生命曲线

世间万物都有自己的独特属性,植物也不例外,我们常见的大多数植物都是直向生长的,目标明确,笔直冲天;还有少部分的植物却脱离了笔挺的生长路线,采取螺旋缠绕的生长方式。这类盘旋生长的植物并没有单一的生长方向,有左旋缠绕的,有右旋生长的,还有左右螺旋兼顾的,随性而行。植物的这种生长螺旋线曾被英国著名的科学家科克称为“生命的曲线”。

植物的螺旋现象

植物生长的螺旋现象在自然界中很常见,农田里的“杀手”菟丝子就是螺旋缠绕生长的,它的藤蔓就像螺丝一样盘旋着,按顺时针方向左旋缠绕着向上生长;金银花也是左旋生长的典型范例,只要细心观察,就可以发现它的藤蔓缠绕方向无一例外是向左旋转的。牵牛花也是攀缘植物,但它的藤萝却是逆时针向右旋生长的;猕猴桃和牵牛花的生长方向保持一致,呈逆时针方向旋转。螺旋缠绕方向最特别的植物要非葡萄莫属了。依靠卷须的缠绕攀缘生长的葡萄,其方向毫无规律可言,忽左忽右,想怎么旋转就怎么旋转。

遗传的产物

植物为什么会出现左右方向螺旋的生长现象呢?科学家普遍认为这种奇特的现象是受到植物体内的生长素影响的,植物的生长素能够控制植物茎叶的生长,并控制了攀缘植物攀登的生长方向,从而出现了不同植物螺旋缠绕的方向差异。据研究发现,植物的左旋或右旋生长其实也是遗传的产物,如牵牛花等右旋性植物起源于南半球,五味子等左旋性植物则起源于北半球,而那些旋转方向左右逢源的植物应该是来自赤道。牵牛花盘绕在竹竿上的细茎,全部沿逆时针方向右旋着朝上攀缘。菟丝子是一年生缠绕性寄生草本,没有叶片,茎细长,可达1米左右,左旋缠绕向上生长。

探索植物的老祖先

说起植物的螺旋缠绕遗传,还要从大约亿万年以前说起。攀缘植物的老祖先一种生长在南半球,一种生长在北半球,它们的生长环境大相径庭。这两种植物为了能够给自己提供充足的阳光,产生光合作用,就需要紧紧跟随东升西落的太阳踪迹转移生长。经过长时间的适应和进化过程,两类植物各自固定形成了适合自己生长的旋转缠绕方向,由于南北半球的地理位置差别,这两种植物的旋转方向刚好是相反的,就出现了左旋和右旋。而那些生活在地球赤道附近的攀缘植物条件比较优越,太阳正好照射在头顶上,它们就可以随意地旋转缠绕,没有必要形成固定的旋转方向,这类植物就是后来左右旋转兼顾的植物的祖先。

固执的脾性

植物的旋转缠绕规律是很固执的,不管是左旋缠绕还是右旋缠绕的植物,都不可能人为地改变它们的缠绕方向。如果有人强行将这些植物的藤蔓以相反的方向缠绕,它们新生出的藤蔓却仍然会回到原来的方向上来。只有那些左右缠绕皆可的植物,它们的茎本身没有固定的旋转规律,才可以在外力的作用下改变缠绕方向。葡萄缠绕攀缘生长的方向可以左旋,也可以右旋。何首乌随心所欲地旋转,有时左旋,有时右旋。五味子的缠绕方向为顺时针方向。探索发现大百科

植物种子旅行的奥秘

自然界的生活是丰富多彩的,无论是植物还是动物,各种生命都会用自己独有的方式来繁衍后代,生存发展。植物由于自身的条件限制,不能随意地安家落户,只好想尽各种办法,在外界的帮助下将生命的延续——种子传播到地球的每一个角落,让种子在四处“旅行”的同时,在世界各地传宗接代。植物各种巧妙的传播方式真是让人类拍案叫绝。

动物传播

人类和动物无形中也会成为帮助种子传播的媒介。有些植物的果实颜色艳丽,味道甜美,深受人和动物的喜爱。如樱桃就经常成为人和鸟类的食物,而被丢弃的樱桃核就会随着人和鸟类的行踪传播到四面八方,重新生根发芽。苍耳、鬼针草、窃衣等植物的种子或者外面长有带有挂钩的刺毛,或者能够分泌出一种黏液,当人的衣服或动物的毛皮无意中碰到它们的时候,这些种子就会立即依附上来,随着人和动物的行动范围旅行到新的地方。

风传播

对于那些身体细小、轻盈的种子来说,风是最好的旅行工具,可以把它们吹送到远方去。如柳树的种子表面生有絮毛,这种特殊的结构在风力的推动下能够悬浮在空中四处漂浮,自由飞翔;杨树也是依靠杨絮来传播种子的,杨树的果实一裂开,杨絮就会四处飞扬,寻找新的家园;槭树的种子上长有一对小小的“翅膀”,可以借助风的力量飞到遥远的地方去安家。松树球果包着的种子随风飘落下来。苍耳的种子外面长满了刺,能粘在人的衣服或动物的皮毛上,随着他们去新的地方。蒲公英的种子像一把把降落伞,随风飘扬。

水传播

在沼泽地或水中生长的植物,传播种子的方式就必须借助水的力量了。如莲的果实莲蓬体积轻巧,呈圆锥形,在成熟以后就会随着水流的方向四处漂流。包藏在莲蓬里的莲子也会从组织疏松的莲蓬里掉出来,借水的流动漂浮到各处。在岸边生长的椰子树也需要借助水来传播种子,椰子的果实果皮中富含纤维,可以在水中漂浮,而且在结实的外壳的保护下,种子也不会受到水的破坏。当椰子成熟以后,椰果就会落到海里,随海水漂洋过海,在新的海岸边生长落户。

弹射传播

还有一类种子的传播方式是借助自身的力量来进行弹射传播的,如大豆就是最善于弹射的植物,当豆荚成熟以后,干燥的外皮会“啪”的一声爆裂开来,豆荚内成熟的种子就会像飞出枪膛的子弹一样,被弹射到远方。在地中海沿岸和非洲北部还生长着一种属于葫芦科的植物,成熟的果实就像一个带毛刺的瓜,只要稍有触动,这个“瓜”就会迅速脱落下来,并且在瞬间内从顶端将瓜内的种子喷射出去,自行传播种子,射程可达几米远。莲蓬成熟后就会随水漂流,种子就会寻找合适的地方生长。

延/伸/阅/读【植物独特的生殖方式—— 胎生】

哺乳动物都是胎生繁殖孕育后代, 但是在热带、亚热带海岸边生长着一种特殊的植物群落——红树林,其中包括红树、秋茄、木榄等植物,它们以一种很独特的繁殖方式——胎生,繁殖下一代。胎生的红树林植物,也是经由开花、结果,产下种子,但是种子成熟后不从树上脱落,而是包藏在果实体内部的胚芽开始发育,渐渐地变为带有胚茎的“笔状胎生苗”。胎生苗从母株吸收营养,并利用胚茎上的皮孔呼吸,继续成长到成熟可脱离母树,尖尖长长的“笔 ”像一个小锥子,直直落下并插入软泥中, 并迅速生根发芽, 展开生命中新的一页。如果这些胎生的小苗没有插入泥中,也能乘着潮水,漂流他方,重新落地生根。

植物也有时间表

时间对人类的重要自不必多言,而时间对于植物同样具有非常重要的意义。单从植物的开花来说,每种植物都有属于自己的开花时期,并分别选择固定的时期开花。植物的这种生活习性是经过长期的适应选育和淘汰而遗传下来的,是植物长期适应自然选择的结果。开花植物都严格地遵循着属于自己的时间表,把握属于自己绽放的那一刻。

植物花钟

不同植物的开花时间各不相同,如果把这些植物按照开花的时间顺序排列起来,就可以组成一个富有自然情趣的“花钟”。蛇床花在凌晨3点开放,牵牛花在黎明4点开放,蔷薇花在黎明5点开放,荷花在清晨6点开放,蒲公英在清晨7点开放,半丈莲在上午10点开放,马齿苋在上午11点开放,太阳花在中午12点开放,万寿菊在午后3点开放,茉莉花在下午5点开放,烟草花在下午6点开放,剪秋箩在傍晚7点开放,夜来香在晚上8点开放,昙花在晚上9点开放。桃花的花期因地区、气候不同而有差异,但一般是3月份开放。菊花是中国传统栽培名花之一,在园艺工作者的辛勤选育栽培下,菊花已逐渐发展成为世界上品种最多、造型最丰富的名花。菊花为短日照植物,可以通过遮光或延长光照而促其提前或推后开花。

植物的花期

花期内的植物在一天中的开花时间几乎是固定的,而植物进入花期的月份也几乎是不变的,也有固定的花期时间表。腊梅花的花期在1月,梅花的花期在2月,迎春花的花期在3月,牡丹花的花期在4月,芍药的花期在5月,栀子花的花期在6月,荷花的花期在7月,凤仙花的花期在8月,桂花的花期在9月,芙蓉花的花期在10月,菊花的花期在11月,一品红的花期在12月。

昼开夜合的植物

为什么大部分植物都选择在白天尽情绽放呢?这是因为植物的开花需要温度和光线两种条件的影响,在白天温暖的阳光照耀下,花的表皮细胞会迅速膨胀开来,促使花朵盛开;而到了晚上,温度降低再加上光线变弱,植物就会进入睡眠,将花朵闭合起来。还有些植物需要在外力的帮助下进行授粉,白天开花花朵的香味在阳光下容易挥发出来,能够吸引各种小昆虫前来传授花粉。而那些依靠风来传授花粉的植物则可以不分昼夜地开花。

夜间开花的植物

少数植物比较害怕强烈的阳光,灼热的阳光会对这类植物娇嫩的花朵造成伤害,因此它们就选择了白天闭合,晚上开花的生活习性,如昙花、月光花、夜来香等。在夜里开花的植物,花朵大多数是白色的。因为白色的花朵在夜间的反光率最高,最容易吸引昆虫前来授粉;而那些夜里绽放红花、紫花的植物,都因为降低了传授花粉的几率,逐渐被大自然淘汰了。梅花的总品种达300多种,其花色多为白色、粉色、红色、紫色、浅绿色。迎春花的花朵着生在上年生枝条的叶腋,有绿色苞片,花冠六裂片,黄色,于早春2~3月开花,故名迎春花。倭海棠花色有大红和粉红色,花期是3~4月。每簇花由数朵组成,紧贴在枝上,艳丽妩媚。双色茉莉又叫“鸳鸯茉莉”,一年开花二次,第一次在早春,花多而香;第二次在金秋十月,花较少。牡丹花朵硕大,形态艳丽,有着很高的欣赏价值。

奇奇怪怪的根

植物的根是植物体向土中或水中伸长的部分,用以支持植物体和由土壤中吸取水分和养料的器官,还有合成和贮藏有机物质,以及进行营养繁殖的功能。正常的根主要分为直根和须根两种形态和类型,直根是有垂直向下生长的主根,须根是无垂直向下生长的主根。植物的根因种类不同与受外界环境的影响,还经常产生很多变态根。

贮藏根

贮藏根是一种着生于地下的根,这种根形体肥大,贮藏有大量的营养物质,可以分为肉质直根和块根两类:我们常吃的萝卜的根就是肉质直根,主要由主根和胚轴发育而成,每株植物上仅有一个肥大的直根,内部贮存了大量的养料,植物越冬之后发育时就要用到其中的养分,人类食用的也是这一部分。块根是由侧根或不定根发育膨大而成的,在一株植物上可以形成许多块根,甘薯的根就是块根。

气生根

我们常见的吊兰则属于气生根,这种根是生长在地面以上的、暴露在空气中的不定根,没有根冠和根毛的结构。气生根分为支柱根、攀缘根、呼吸根和寄生根四种类型。支柱根是由茎节上长出的一种变态根,具有支持作用,可以防止植物倒伏。榕树的树枝上就长有许多须状的不定根,垂直向下生长,入土以后起到了强大的支持和吸收作用,就和榕树的树干一样,使得榕树的树冠广为发展,独木成林。常春藤是常绿攀缘藤本植物,它利用自己的攀缘根不断地向上攀缘生长。红薯有地下块根,块根呈纺锤形,外皮为土黄色或紫红色。萝卜的根是肉质直根,有长圆形、球形或圆锥形,根皮呈绿色、白色、粉红色或紫色。榕树的气生根落地生根,最终会形成一片榕树林。

攀缘根

攀缘根也是气生根的一种,这种根能分泌出大量的黏液,固着在其他物体之上,植物就可以在根的支持之下,借助物体的力量向上攀缘生长。长有攀缘根的植物通常都有细长的茎,不能直立,在茎上生有无数不定根,依附外部力量爬上树干或者墙壁。常春藤、凌霄花都是长有攀缘根的植物。

呼吸根

呼吸根常见于生长在湖沼或热带海滩地带的植物,这些植物的根

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