1. 地球的地理變化。[簡介]
第二節 地貌演化概述
太陽系乃由一塊星雲(大恆星爆炸所成之殘骸)逐漸收縮而成,行星由偏遠處密度較大星雲收縮而成。一般成形之恆星系均有多個行星,每一成形類銀河星座中間均有較大黑洞。
地球開始形成時,局部星雲加速收縮,星雲初始形狀及速度決定其形成後之自轉狀態,星雲聚集成球體後,大部勢能化為動能,溫度驟升,熔融成液態球體,並有大量氣體圍繞(地球總質量及半徑大小最終決定物體逃離地球最小速度遠大於氣體分子均速,使得地球保有大量氣體),遠離中心之小部星雲收縮形成月球。
地球表面降溫凝固後,形成地殼,水凝結後成為海洋。地球內部液體旋轉不穩定(主要為內外物質保持穩定轉速時其角速度不同所致),加外來流星體之撞擊,導致地表局部變形,凹陷或隆起。每一稍大星體沖入地球內部都會引發一大渦流,渦流沖擊地殼,造成地表山巒起伏,沖擊中心部位之地表抬升為高原山川,劇烈形成時有火山噴發和劇烈地震相伴,其變化多為滄海桑田式巨變。渦流之形狀類似於噴泉,其邊緣部分冷卻下沉,造成其上地表岩層懸空,積累至一定程度,岩層斷裂形成地震,地表總體下陷。陸地不穩定,其主因乃地球內部岩漿渦流之變化,造成岩層與岩漿層之間有間隙或沖突。例,今之喜瑪拉雅山脈及青藏高原即地球內部岩漿渦流頂起而成,周邊環太平洋沿岸即渦流之邊緣部分,地表屬下陷地層。
久之渦流乃消退,整個地球旋轉趨於穩定,內外近於同步。隆起之陸地高山在自重壓力下漸沉,底部漸熔化陷沒於岩漿。因陸地多成一整體,形狀怪異,中間有支撐難以速沉陷沒,而邊緣臨海且地勢較低,沉沒易見,其下部漸消融於岩漿。其邊緣多有與大陸山脈相連而懸空翹起者,懸空日久岩層斷裂多引發地震而瞬間陷沒,亦有某處因翹起而升高者。大陸中山脈高地經水流沖蝕,其土多下積,久乃覆於邊緣已沒山石之上,成為大陸架。大陸日陷,積土日覆其邊緣,中裹有生物遺體,久乃接近熔岩,高溫高壓下熔融結晶而成為層岩,生物體所在處保有其形,乃為化石;繼續下沉,若土層中有機物含量多,其有機物在高溫高壓下分解成石油,石油多析出聚為一體;繼續下沉,高溫下分解出天然氣;繼續下沉,高溫高壓,碳氫分離,碳析出聚為一體(多含雜質),為液態煤炭;繼續下沉則整個熔化,成為岩漿,岩漿亦因各種物質液態密度不同而分層,相近者則融合。此時有小星體撞擊地球對面,沖擊波先將此處地表震碎起皺,隨後岩漿渦流將此處頂起,成為高山高原。岩漿凝固處為火成岩山,日久風雨沖刷,土層流失而層岩出,此為層岩山,層岩日久崩裂,則化石出,繼續崩沒,則堅石出,堅石者,熔岩凝固而成之石也,稱火成岩。液態煤凝固處,成為煤山(在下者為煤層)。石油被抬升上涌又流入低窪處,是為明油田,多數仍存於地下,其位置被抬升,成為普通油田。存有天然氣處被抬升成為氣田。其它各種金屬液體或含金屬液體溢出凝固,成為金山或礦山。《管子》雲:「凡天下名山五千二百七十,出銅之山四百六十七,出鐵之山三千六百有九。山上有赭,其下有鐵。山上有鉛,其下有銀。山上有銀,其下有丹。山上有磁石,其下有金也。」小星體撞擊處形成深洞,日久成盆地,岩漿大量噴涌處亦成深洞,久之亦成盆地。
此外,風吹日曬雷擊寒暑之變化漸侵蝕地表,造成地形漸變,此為地表成形之次因。此成因對於局部山脈而言,多為積累達一定程度後造成山崩,山崩塌數次後,即降低成為矮丘。普通山峰千餘年大崩一次,一次崩塌海拔降低幅度多為數十百米。火成岩之山石堅,崩塌需時較長。
冰川期之形成。此乃地球整體能態降低與大氣環流同時作用之結果。大氣於地球南北兩極冷卻下沉,其間水氣冷卻成雪沉積,積累達一定程度,兩極冰蓋遇星體撞擊崩潰,或自崩潰,所成之冰山隨洋流漂泊進入地球熱帶區域,帶來持續全球性大雪降溫天氣,地球即於短期內進入冰川期。其間大陸有部分峽谷盆地可躲過冰川襲擊。此後氣溫漸升,雪化冰消,地球進入間冰期。而今人以為全球以冰雪包裹而成之大冰川期在古則極難發生,除非太陽光變弱,或地球溫度益低,而此當發生於將來。今人所知冰川遺跡,其實多古山地高原冰川,日久陸沉(或緩慢自沉,或遇星體撞擊而沉),降低為低山矮陵,其冰川消融。
流星體之沖擊,海水之潮汐,內外物質保持穩定轉速時其角速度不同,三種現象對地球自轉施加影響,導致內部鐵核與地表岩層自轉角速度不同,進而引發地理南北極與地磁南北極不重合。地球之總體自轉亦因此而受影響,導致地理之南北極亦逐漸變化。只有遭受較大星體撞擊,地磁兩極方能產生劇烈偏轉甚至於短期內顛倒。磁極顛倒即地球內外層相對轉速方向改變,內外層旋轉之角速度相同日久則地表磁場消失。地球自轉軌道面與繞日公轉黃道面偏離較大亦因地球成形後遭遇多次星體撞擊而成。
自進入72帝王時代,人類歷經數次小冰川期。較大冰川期來臨後,全球可活人之地較少,其間最大者乃中國,此得益於眾多高山峽谷使得大氣環流受阻,造成局部山坳氣候溫和,可存活人數最多,而南北美洲近於全被冰雪覆蓋,幾乎不能活人,此亦是上古72帝王時代均定都中國之主因。
泰山始高,即當時之世界最高峰,華北平原相當於今日之雲貴高原,乃喀斯特溶岩地形,面積也遠大於今日。72帝王時代多定都於華北,其次乃河內關中,再次河南。
帝王時代初始時今青藏高原、新疆等亞洲中西部地區為西海,天下共有大洲九,各環海而成洲,神州面積最大,乃今中國所在地,帝王所轄, 其中山以泰山為最高。日久而陸沉,名山多有入海成島者。後有數次星體撞擊地球,有海抬升成山地高原者,亦有陸地陷沒成海者。神州漸沉,風侵雨蝕雷擊,近千年山即大崩一次,泰山日矮,今為小山。而西海隆起為高原陸地,海水四溢,此乃古之洪荒。海陸久變,乃成今日之形。古亞洲與北美洲相連,主因非古海面低而今海面高,實乃陸沉也。古地球整體溫度較高,海陸沉浮之變較快,日久則地球溫度日降變冷,海陸沉浮變緩。海陸沉浮之變,其速遠過今人之意料。若無其它星體撞擊,則地球原有之陸地日久皆沒,陸上生物則絕滅矣。且星體撞擊地球,其勢能化為動能,沒入地球,使其總體能態升高。
2. 地理環境的演化有什麼特性啊(要簡潔的)
自然地理環境的演化具有統一性是其根本特徵。也就是地理環境中的某一個地理要素要生變化就將引起其它因素相應變化的道理。
3. 地理系統演化
4.8.1 地理系統演化過程的動力機制
地理系統演化過程的動力來源主要包括4個方面,即來自固體地球內部的內營力、來自大氣圈和水圈的外營力、生物作用以及人類活動。在地理系統形成與演化過程的不同歷史時期,各種動力作用的過程及其表現形式各不相同。
在原始地理系統形成的初級階段(主要指太古宙),由於原始的大氣圈、水圈尚在形成階段,促使系統形成和演化的源動力主要是來自於固體地球內部的內營力。當大氣圈和水圈形成以後,地理系統的演化過程開始受內營力和外營力的共同作用與影響。從作用方式來看,內營力的作用方式主要表現為地震活動、火山爆發、岩漿活動、變質作用等,其作用結果表現為地殼的抬升和下降、大陸的分離和重新組合,以及固體岩石結構、構造或化學成分的變化等;而外營力作用的方式主要表現為分化作用、地面流水作用、地下水作用、冰川作用、海水作用、湖水和湖沼的作用等,其作用結果表現為侵蝕、搬運、沉積及地表物質結構、構造或化學成分的變化。內、外營力的共同作用為各類不同生物的生存創造了必要的地理環境,在外界能量(太陽能)輸入的條件下,生命過程也開始了,通過漫長的生物進化過程,在地球表面又形成了生物圈。當地球上出現生物以後,地理系統的演化除了受到內營力和外營力的控制和影響外,還受到來自於生物圈的生物作用。生物作用對地理系統的演化有著不可忽視的影響,譬如,微生物及自然生態系統中其他還原者使土壤圈中的成土過程大大加速,從而為森林及其他植被的生長提供了良好的土壤環境,而大面積原始森林的出現,又使大氣中的氧氣大量增加,氣候環境得到改善,從而為人類的產生和發展創造了優良的條件。
在地球史上,人類的出現是較晚的事情,但是人類活動卻是地理系統演化過程的一個重要的動力來源,它對於地理系統的演化起著重要的作用。可以說,如果沒有人類活動,則地理系統演化的結果絕對不會出現今天的格局,就不會有今天的人文地理環境(系統)。就人類活動的性質來看,它既不同於內、外營力作用過程,也不同於生物作用過程。在人類產生的初期,人類活動只是機械地適應自然,更多地體現了人的自然屬性,這個時期,人類活動對地理系統演化的影響並不十分顯著。但是,隨著人類生產力水平的提高,人類具備了改造自然的能力,並且隨著科學技術的進步,這種改造自然的能力越來越強大,從而使人類活動更多地具有目的性、能動性和社會性的特點。人類活動的參與,使自然的地理系統演化過程發生了改變,原來由純自然要素構成的自然地理系統,由於人類活動的干擾和影響,已被深深地打上了人類活動的烙印,今天我們所看到的一切地理景觀都是經過人類活動改造的景觀,就是在高山、極地、海洋底部也留下了人類的足跡。
目前,隨著人類活動范圍的擴大、活動強度的增加,人文地理系統的內涵(構成要素)愈來愈豐富,其結構也愈來愈復雜。然而,人類活動所引起的地理系統演化過程是具有繼承性的。人類活動對地理系統的改造是在內、外營力作用過程、生物作用過程的基礎上進行的,人類活動雖然能夠部分或局部地改變來自於大氣圈、水圈的外營力作用過程和來自於生物圈的生物作用過程,但卻不能改變來自於固體地球內部的內營力作用過程和來自於地球外界的太陽能輸入過程。
4.8.2 地理系統演化過程的自組織途徑
地理系統的演化過程,就是通過與外界環境的物質和能量交換以及子系統的相互干擾作用,經歷著從無序的混沌狀態轉換為有序結構,然後再周而復始的一種過程。地理系統演化過程的機理就是這種自組織機制。譬如,地質史上泛大陸的形成與分離過程,冰期與間冰期的交替出現過程,以及地表生物群落的演替過程和地域結構的形成與演化過程等等,都是地理系統的自組織過程。在地理系統的演化過程中,自組織途徑主要有以下兩條。
(1)控制參量的變化引起自組織
控制參量的變化可以分為緩慢變化和突變兩種情形。當外界環境對系統的作用緩慢發生時,即系統的控制參量逐步改變,系統逐漸接近於發生質變的臨界點時,系統就會從舊態變為新態。尤為引人注意的是,在控制變數的緩慢變化引起自組織的過程中,在臨界點上,外界環境對系統的作用並未改變,但系統卻發生了質變。而且,環境向系統輸入的能流、物流並不是有序的固定量,而是無規則的,但系統卻「創造」出了某種有序結構。譬如,在遠古代時期,隨著大氣中含氧量的逐漸增加,生物對環境的適應能力也隨之逐漸變化,當大氣中氧氣的濃度達到0.1%(自阻止的臨界點)的時候,厭氧生物就轉化為喜氧生物,使生物圈經歷了一次自組織,從而對地理系統的演化過程產生了深刻的影響。另一種情形是控制參量的突變,即突發性變化引起自組織。這種自組織過程在地理系統的演化過程中也是經常發生的,譬如,地震、火山的爆發等都是由於來自於固體地球內營力的突發性變化所引起的。
(2)系統要素的質與量的變化引起自組織
地理系統是由眾多的地理要素構成的,當某一地理要素發生質變時,系統本身也要發生變化,在一定的條件下就會發生自組織現象。一方面,一部分要素會離開系統,而某些新要素會進入系統,這就從本質上改變了地理系統要素的質的構成;另一方面,可能是由於諸要因素內部的原因,即是說任何要素由於內部矛盾終究要轉變為另一種東西。
1)要素數目的變化引起自組織。地理系統要素數目的變化會使系統在宏觀上產生一種全新的行為,這已是眾所周知的事實。這里所要強調的是地理要素數目的增加為所出現的自組織模式數目的增加提供了可能性。也就是說當地理要素增加時,地理系統可能出現的狀態個數也會增加。
2)要素運動量的變化引起自組織。例如,山間物質經過侵蝕搬運,形成沖積扇;人口的定向擴散形成城鎮聚落等。地理系統的這種變化,從本質上講,是與地理要素運動量的變化有關。任何地理要素運動量的變化會引起各要素的重新排列,並在一定條件下形成自組織。
在地理系統的演化過程中,上述幾種自組織方式通常相互交織,聯合作用,從而規定和影響著整個系統的自組織過程。
4.8.3 地理系統演化過程的熵標志
為了建立地理系統的熵的概念,許多學者從不同的途徑作了一些具有十分有益的嘗試性工作。其中,一條途徑就是從熵概念產生的源出發,建立地理系統的「熱力學熵」。首先,地理學家們從物質擴散和能量運動的角度,將地理系統與熱力學系統作了比較,其結果表明,地理系統與熱力學系統有著驚人的相似。就地球表面的物質擴散過程而言,其發生的機理與熱傳導過程有著驚人的相似。地貌學家的研究表明,地貌發育過程完全可以用熱傳導方程描述:
耗散結構、自組織、突變理論與地球科學
式中:H(x,y,t)為地表的高度,它是地平面坐標(x、y)及時間坐標t的函數;f(x,y,t)為地球內動力的作用,它相當於熱傳導過程中的熱源項。據此,地貌學家將地貌參數與熱力學參數相類比,如熱力學場是由溫度T和熱量Q來表現,而地貌場則可以類似地用高度H和質量M來表現,即:T←→H,dQ←→dM,進而地貌系統的熵被定為
耗散結構、自組織、突變理論與地球科學
總之,通過與熱力學系統相似性的類比,揭示了地理系統的「熱力學本質」,並建立了地理系統的熱力學熵的概念,從而證明了地理系統演化過程的熵標志具有「時間之矢」的特性,為地理學家運用耗散結構理論、協同學理論等研究地理系統的演化過程提供了依據。
4. 漢語方言的地理演變有什麼特點
漢語方言有一個長期的形成和發展過程.遠古時候的漢族先民生息的地域范圍不大,語言也比較單純,後來隨著社會的發展,他們的活動空間越來越大,有些人更遷徙到較遠的地方,和其他民族發生接觸,古代漢語因此而慢慢發生分化,產生了分布在不同地域上的方言.
5. 古生物地理演化
晚白堊世至古近紀在印度大陸北緣和岡底斯南緣發育了豐富的底棲大有孔蟲動物群。這類微體動物具有特殊的生態和地理分布特徵,使之成為研究古地理演化的有力手段。一般泛指個體大於2mm的有孔蟲動物為底棲大有孔蟲,它不是一個分類單元。這種動物生活在淺海透光的底質上,喜歡含氧量充足和溫暖的條件。追索這類動物在地質歷史中的地理分布特徵,可以推測和恢復不同時期的古地理演化,進而為板塊的運移提供證據。
1.白堊紀中期圓笠蟲古地理
圓笠蟲(Orbitolininids)是一類砂質膠結殼類型的底棲大有孔蟲。因其外形類似斗笠而得中文譯名。該類生物常見於世界許多地區白堊紀中期的海相地層中,從早白堊世Barremian晚期開始出現,至晚白堊世Cenomanian期末消亡。它地理分布廣、演化迅速,對地層劃分具有重要作用。從生態學角度來看,Orbitolinids生活於溫暖近岸的淺海環境,常見於碳酸鹽豐富的沉積區,又能適應濁度較高的水體環境。在淺海環境中,其形態常隨海水深淺和近岸帶水動力強弱不同而變化,其殼體結構也常隨生活周圍物質的不同而不同。在清潔的海底,它可以吸附細粒的碳酸鹽顆粒構建自己的外殼,而在陸源物質大量注入的渾濁水底,它又以周圍粗大的類型各異的顆粒組合殼體。這類生物的生存環境局限於溫暖近岸的淺海地帶,其古地理分布不僅受氣候緯度分帶的影響,而且更嚴格地受深海洋盆和陸地環境的阻隔。因此,對其地理分布的研究有助於恢復其生存時期古地理位置的演變。
白堊紀西藏處於特提斯海的東部。構造意義上的特提斯通常是指歐亞大陸南部一條全球性緯向展布的構造域,地質學家將其稱為勞亞大陸與岡瓦納大陸之間的、略呈東西走向的寬闊海洋,它最終閉合消亡而形成現今大陸上的巨型特提斯造山帶(劉增乾等,1990)。這一造山帶是地球上地殼結構和岩石圈結構最復雜、造山帶類型最多的構造域,它不但記錄了南方岡瓦納大陸裂解、亞洲大陸的增生以及最終匯聚拼合並隆升的地質歷史,而且也記錄了特提斯洋發生、發展和消亡過程中的一系列重大地質事件。一般認為青藏高原是由一系列微板塊及板片組成的,它們之間以深海殘體、蛇綠岩和混雜岩等共同組成的板塊消減帶——縫合線為界,在三度空間上,青藏高原呈現出以活動的「條」與穩定的「塊」相間的大地構造格局,並且主體呈東西向展布(王乃文,1983 a、b;劉增乾等,1990;潘裕生等,1998)。班公錯 怒江縫合帶是中侏羅世的一個中特提斯洋,而印度河-雅魯藏布江縫合帶則是從晚三疊世出現大規模張裂,經侏羅紀、白堊紀的擴張而形成的中生代特提斯大洋。它至晚白堊世開始收縮,古近紀完全閉合。王乃文(1983 a和b)將兩縫合帶之間的區域稱為藏北陸塊,一般用拉薩地塊(或地體)來代表這一東西向延展的地區(麥爾西葉等,1984;潘裕生等,1998)。本地塊內,前寒武系為中、深變質岩系,構成結晶基底,之上為以海相穩定型為主的古生代至古近紀的沉積蓋層。白堊紀中期Orbitolinids動物群主要生活在拉薩地塊內,其北側羌塘盆地的局部地區亦有發現。古構造格局的變化能影響生物區系的分異,反而言之,對古生物地理的研究將恢復大陸板塊的相對位置。
(1)拉薩地塊和羌塘盆地的圓笠蟲
在拉薩地塊,白堊紀中期沉積分布在三種類型的沉積盆地中,由南向北為:岡底斯南緣弧前盆地、岡底斯-念青唐古拉弧內盆地和藏北弧背盆地(餘光明、王成善,1990)。在這三個沉積盆地中均產有豐富的圓笠蟲(Orbitolinids)動物群,據目前研究結果,該動物群在西藏的分布僅限於這三個沉積盆地中。
岡底斯南緣弧前盆地位於拉薩地塊以南沿印度河-雅魯藏布江縫合帶之北長約550km,寬約20km的范圍內。其古構造環境北依岡底斯岩漿弧,南接雅魯藏布江蛇綠岩帶及蛇綠混雜岩帶。盆地呈東西向延伸,沉積了主要源於大陸鄰區的巨厚陸源碎屑復理石相。沉積地層主要包括桑祖崗組和昂仁組。桑祖崗組為一套灰色厚層狀生物碎屑灰岩及塊狀生物灰岩,富含有孔蟲、珊瑚和厚殼蛤等化石,Orbitolinids動物群主要見於桑祖崗組的灰岩中。昂仁組是主要源於大陸鄰區的巨厚陸源碎屑復理石相,在其底部的部分層位也見到Orbitolinids的化石(萬曉樵等,1997)。桑祖崗組所含 Orbitolinids 經何炎等(1976)研究,有Orbitolina aperta,O.conica,O.scutum,O.lamina,O.concava等,據O.concava的出現,將化石組合時代定為Cenomanian期。在隨後的研究中,更多研究者對這一化石名單作了修正。根據重新鑒定,認為該化石組合時代為早白堊世Aptian期至Albian早期(王思恩,1988;尹集祥等,1988b)。筆者對桑祖崗組化石做了再次研究,鑒定有Orbitolina conica,O.scutum,O.texana,O.aperta和O.discoidea等,同時根據其上覆昂仁組底部的Orbitolina和菊石化石的層位控制,進一步確定桑祖崗組的Orbitolinids動物群時代為Aptian期至Albian早期(萬曉樵等,1997)。
岡底斯-念青唐古拉弧內盆地是指岡底斯岩漿弧區內存在的一系列以斷裂為邊界的拉張盆地,其形成與局部的火山 構造沉陷作用有關。盆地內的白堊系包括下統的林布宗組、楚木龍組、塔克那組和上統的設興組。該盆地沉積地層在拉薩以北的林周一帶出露最好,向西在謝通門、打加錯等地也有發現。Orbitolinids動物群繁盛於塔克那組中,該組是以一套雜色粉砂岩、石英砂岩為主夾較多砂礫岩、板岩、頁岩和灰岩的地層,產菊石、珊瑚、海膽、雙殼類、腹足類、植物和有孔蟲化石,其中Orbitolinids極為豐富。筆者對林周和謝通門兩地的化石作了鑒定,有Orbitolina tibetica,O.minuta,O.trochus,O.scutum,O.planoconvexa和O.texana等。化石組合時代為Aptian至Albian期。
藏北弧背盆地位於岡底斯岩漿弧北側,是以陸殼為基底的一種沉積盆地。該盆地沉積類型復雜,白堊系包括下統的多尼組、郎山組和上統的競柱山組。Orbitolinids動物群在這三組中均有發現,其中郎山組化石最為豐富,常構成圓笠蟲灰岩。藏北弧背盆地在郎山組沉積時期達到了海侵高潮,形成了以郎山組灰岩為代表的碳酸鹽台地沉積。該碳酸鹽台地廣布於日土至納木錯一帶,地層厚度從盆地邊緣的300m到盆地中心的4000m。在西部的革吉地區,厚度最大,達4300m左右。厚度向東逐漸減薄,至納木錯僅厚300m左右。該弧背盆地在區域上亦顯示為一東窄西寬的楔形盆地,西部的革吉一帶為沉積盆地的中心。章炳高(1982、1986)對該盆地的化石作了細致的研究,對Orbitolinids作了新的分類和描述。他所研究的化石遍布在獅泉河、噶爾縣、日土縣、革吉縣、改則縣、措勤縣、申扎縣和班戈縣等地區,主要是 Orbitolina(E.)prisca,O.(E.)robusta,O.(C.)microsphaerica,O.(C.)parva,O.(C.)scitula,O.(C.)rutogensis,O.(C.)orientala,O.(C.)miniscula,O.(C.)alticonica,O.(C.)lepida,O.(P.)lenticularis,O.(P.)umbellate,O.(P.)discoidea,O.(P.)megasphaerica,O.(P.)complanata,O.(O.)aliensis,O.(O.)birmanica,O.(O.)deltoids,O.(O.)bangoinica,O.(O.)concava等。據夏代祥和劉世坤(1997)的地層總結,在多尼組頂部的灰岩夾層中所見的Orbitolinids時代較早,應屬於Barremian 晚期,郎山組灰岩中所含大量化石的時代為Aptian—Albian期,競柱山組中產Orbitolina bangoinica和O.concava等,時代已進入Cenomanian期。
在班公錯 怒江縫合帶以北的羌塘盆地,以往工作沒有海相地層的報道。近年的地質調查在盆地中部的土門一帶發現了白堊紀中期的海相地層,化石主要有珊瑚和有孔蟲。經筆者鑒定,有孔蟲為Orbitolina birmanica,Orbitolina trochus,O.sp.和Textulariasp.等。
印度河-雅魯藏布江縫合帶以南的沉積區屬於喜馬拉雅被動陸緣盆地(餘光明、王成善,1990)。白堊紀中期該區處於陸棚海環境,西藏境內有孔蟲化石豐富,在崗巴-定日盆地廣泛發育有以Rotalipora-Dorothia為代表的浮游 底棲混合型的小有孔蟲動物群(萬曉樵,1990、1992),同時代的Orbitolinids沒有出現。向南至尼泊爾,在Thakkhola地區也發育有良好的白堊紀中期海相地層。Aptian早期地層中含海扇、牡蠣和菊石等門類化石,其上出現豐富的有孔蟲動物群,以 Hedbergella和 Globigerinelloides為主(Gibling 等,1994)。印度 Spiti 地區的海相白堊系發育完整(Mamgain and Sastry,1975;Nagappa,1959),岩性和有孔蟲化石組合均可與西藏崗巴-定日地區直接對比。巴基斯坦的印度河下游地區海相白堊系中也保存有與西藏崗巴-定日地區相近的有孔蟲動物群(Nagappa,1959;Kureshy,1977)。
(2)全球分布的圓笠蟲
圓笠蟲在全球許多地區均有發現,一般分布在白堊紀中期環特提斯洋的陸棚淺海地帶,主要見於西藏、緬甸、日本、馬來西亞、印度尼西亞、克什米爾、阿富汗、中東地區、西歐、南歐、非洲北部和加勒比海等地區(圖6-1)。據已有報道統計,該動物群主要發現於北半球,僅非洲中部的Tanganyika 地區是一例外(Berthou et Schroeder,1978;Cita,and Ruscelli,1959;Desio,1959;Drooger,1984;Douglass,1960、1961;Hasimoto,and Matsumaru,1974、1977;Hofker,1963、1966;Mamgain and Rao,1965;Nagappa,1959;Mehes,1971;Moullade,et al.1985;Schroeder,1975;Schlager,1984;Yabe and Hanzawa,1926)。據統計,在西半球,它一般分布在0~30°N之間,但在北歐地區,其分布可向北發展至50°N。在東半球,它一般分布在5°S~40°N的區域內。
圖6-1 白堊紀中期Orbitolinids的全球分布圖
圓點表示Orbitolinids的產出位置,主要限於5°S~40°N的緯度帶內;虛線代表印度與歐亞大陸生物分區的界線
如上所述,在西藏Orbitolinids限於拉薩地塊和羌塘盆地之內,在西藏境外這一構造單元東西兩端的延續地段仍有大量出現(圖6-2)。向東至緬甸一帶,該類群生物十分豐富。緬甸被分為東西向的四個構造單元,由西至東分別是:Rakhine Coastal 帶、Western Ranges帶、Central Cenozoic 帶和 Shan-Tanintharyi 地塊(Thein,1973)。據仰光大學 Chit Saing教授的未發表資料及與其個人交流,Orbitolinids發育於緬甸中—東部的Central Cenozoic帶和Shan-Tanintharyi地塊。在Central Cenozoic帶,Orbitolinids出露於北部的Hukawng山谷和 Chindwin-Hkamti 地區,以 Orbitolina texana和 O.concava為代表。在 Shan-Tanintharyi地塊,Orbitolinids見於Ayeyarwady和東岸的Tagaung地區。該區含Orbitolinids的厚層灰岩地層夾於蛇綠岩和火山岩層中,化石主要有Orbitolina birmanica,O.concava,O.texana,O.lenticularis,O.minuta,O.parva等。產化石地層的時代被認為是Albian—Cenomanian期。緬甸Orbitolinids所分布的廣大地區屬於歐亞大陸的西南緣,該地區以西由Rakhine Yoma和Chi Hills的褶皺復理石帶與印度板塊相隔(Thein,1973)。其西側屬於印度板塊的東北緣,那裡沒有出現Orbitolinids,而產有浮游和底棲小有孔蟲動物群。
圖6-2 雅魯藏布江縫合帶兩側白堊紀中期生物地理分區示意圖
1—Orbitolinids分布區;2—印度河-雅魯藏布江縫合帶;3—印度型小有孔蟲 介形蟲分布區
向西至克什米爾一帶,Orbitolinids見於印度河縫合帶北側的Ladakh和Kohistan地區。在該區的Dras島弧火山岩中,含Orbitolinids的灰岩以透鏡體或條帶狀產出。據Mamgain和Rao(1965)描述,化石主要有Orbitolina trochus,O.discoidea,O.bulgarica和 Orbiqiadrasensis等。對Ladakh和Kohistan地區的Orbitolinids化石有較多報道,一般認為其時代為Aptian—Albian期(Pudsey,Schroeder and Skelton,1985;Nagappa,1959;Garzanti,Baud and Mascle,1987)。
(3)西藏圓笠蟲的沉積環境
圓笠蟲的生存環境可與現今底棲大有孔蟲的生活區域相似,它生活於熱帶和亞熱帶的沿岸淺水帶內。其殼體大小和形態變化比較大。個體大小一般1~7mm,最大者可達60mm。形態由高圓錐狀至低圓錐狀、圓盤形、鍾形和周邊向上翹起的圓斗笠形均有出現。其外形和殼質成分復雜,且多受外界環境因素的影響而變化,與自身演化關系不大。所以,給憑借外形而進行的生物分類造成了困難。現將此類生物分類的依據放在了內部構造上,重點考慮其胚殼構造及演化,以此確定屬和種一級的分類特徵。而其多變的外形和殼質成分對外界環境的恢復又是有用的依據。在白堊紀,它常與厚殼蛤類生物共生,進一步反映這類生物限於鹽度正常、溫暖的近岸環境。
岡底斯南緣弧前盆地桑祖崗組的碳酸鹽岩主要為微亮晶和泥晶膠結的生物碎屑灰岩和圓笠蟲灰岩,Orbitolinids外殼物質主要是外界底質中的碳酸鹽顆粒和少量陸源細粒物質,反映當時沉積環境為弧前盆形成之前的局部碳酸鹽台地,水體清潔,陸源物質較少。Orbitolinids殼體以扁平形態為多,顯示當時海水很淺,水動力較強,扁平的殼體有利於在這一動盪的底質上生存。
岡底斯-念青唐古拉弧內盆地是一種構造盆地,岩石類型復雜,各種陸源碎屑岩、火山碎屑岩均有出現。Orbitolinids動物群生存時期火山活動相對較弱,沉積物以碳酸鹽岩和陸源碎屑岩為主,其殼體多由膠結的碳酸鹽顆粒組成,個體相對較小。推測塔克那組的沉積水深可能稍小於桑祖崗組的沉積深度。
藏北弧背盆地代表白堊紀的一個廣闊淺海環境,Orbitolinids動物群生存時期盆地主體為碳酸鹽台地沉積組合,盆地南北邊緣帶為狹長分布的陸源粗碎屑岩與碳酸鹽岩混合沉積的邊緣相組合。Orbitolinids動物群類型多樣,扁平形、錐形、鍾形均有出現。在西部盆地中心地區多表現為較細顆粒的膠結殼類型,而在東部和盆地邊緣地帶則以陸源碎屑顆粒為殼質的主要成分,反映了盆地總體西深東淺的格局。
Orbitolinids動物群的生態特徵限定它只生存在濱淺海環境中,這一特點影響其古地理的分布。白堊紀中期拉薩地塊普遍出現碳酸鹽岩沉積,富含淺海相的Orbitolinids動物群。全球Orbitolinids的分布反映其生存地區為環特提斯洋的濱淺海地帶,當時它沿這一濱淺海區廣泛擴散。
(4)圓笠蟲及相關生物的古地理意義
以印度河-雅魯藏布江縫合帶為界,白堊紀中期Orbitolinids動物群繁盛於北側的拉薩地塊和羌塘盆地的局部地區,而在南側的印度板塊卻沒有出現。根據當時有孔蟲的分布特徵,可以識別出以印度河-雅魯藏布江縫合帶為界的兩個生物地理分區(圖6-2)。生物地理區系的形成和演化受控制分類單元的地理因素的影響。西藏Orbitolinids生物區的局限性受古大陸構造位置的控制。它限於拉薩地塊和羌塘盆地、東側緬甸的Central Cenozoic帶和Shan-Tanintharyi地塊,以及西側的Ladakh和Kohistan地區,明顯沒有向南跨越印度河-雅魯藏布江縫合帶,使該縫合帶成為生物分區的界線。
從板塊構造的觀點來看,白堊紀中期Orbitolinids生物地理區系的形成與中生代新特提斯洋形成和拉薩地塊與印度板塊的地理位置有關。一般認為,岡瓦納大陸在古生代以來解體,其北緣裂解成數個地塊,由南向北漂移,不斷增生到北方勞亞大陸的南緣。拉薩地塊在晚三疊世晚期與北方的歐亞大陸拼合。該板塊及其北側羌塘盆地內分布的Orbitolinids與西特提斯及東亞日本形成一個完整的生物區系(圖6-3),說明拉薩地塊在白堊紀早期之前已完成它的北移,與歐亞大陸拼合為一個整體,成為歐亞大陸的南緣。這時的班公錯-怒江縫合帶對Orbitolinids的向北遷移已不形成阻隔。白堊紀中期Orbitolinids動物群沿歐亞大陸的東緣—南緣廣泛擴散。岡瓦納大陸北緣裂解的地塊與岡瓦納大陸之間形成中生代的特提斯洋,而介於印度板塊與拉薩地塊之間的北喜馬拉雅海域最遲在晚侏羅世張開,形成以蛇綠岩套為主體的洋中脊,隨後發展成為洋殼(劉增乾等,1990)。白堊紀中期該大洋是陸生和淺海底棲生物遷移的障礙,使拉薩地塊與印度板塊之間出現生物區系的分異,Orbitolinids動物群始終沒能向印度大陸擴散。圖6-3表明,在東半球Orbitolinids分布在5°S~40°N的區域內,它在印度大陸的缺失一方面說明該板塊當時所處的位置遠離這一分布區,應在較高的南緯度地帶。另外,新特提斯洋在形態上呈東寬西狹的海域,東部海域覆蓋赤道兩側的熱帶—亞熱帶區,南北兩岸具有對應的相似氣候條件。如果只有氣候為控制因素,Orbitolinids動物群在40°S以北的區域均有條件出現,但事實不是如此。所以,氣候不是生物分區的唯一制約因素。東部寬闊的大洋無疑對生物遷移形成了障礙,但西端狹窄的淺海可構成南北兩岸淺水動物遷移的通道,非洲北部和東北部Orbitolinids的出現就說明了這一事實。然而,該動物群卻沒有通過非洲大陸東側進入印度板塊,這說明印度板塊當時已與非洲大陸分離並向北漂移,其間形成的海洋成為生物遷移的阻隔(圖6-3)。
圖6-3 白堊紀中期板塊構造位置與Orbitolinids分布的關系
圓點表示化石的分布地點,主要位於環特提斯洋地區;當時印度板塊位於南半球,已脫離岡瓦納大陸向北漂移,北側由特提斯洋與歐亞大陸相隔,出現不同的生物區系
2.晚白堊世以後的生物古地理
晚白堊世晚期底棲大有孔蟲的類群發生了很大變化,但雅魯藏布江縫合帶兩側動物群的特徵仍存在根本性的差異。在南側的崗巴-定日海盆發育著圓片蟲-圓臍蟲(OrbitoidesOmphalocyclus)動物群,代表類型為Orbitoides media,O.apiculata和Ompalocyclus marcroporus。在北側的仲巴一帶則以鱗片蟲 假圓片蟲(Lepidorbitoides-Pseudorbitoides)動物群為特徵,主要有Lepidorbitoides minor,L.blanfordi,Pseudorbitoide sp.和Sigmomorphiasp.。這時南北兩區的生物面貌已比較相近,代表類型均屬於圓片蟲科。但在屬以下的分類中,兩地底棲大有孔蟲的地理分區繼續存在(表6-1)。整個白堊紀南北兩側古生物地理的差異說明印度與歐亞兩大陸之間存在一深海洋盆。白堊紀晚期印度大陸已向歐亞大陸靠攏,深海洋盆不斷縮小。然而,直至白堊紀末兩大陸之間的深海環境仍然存在。江孜至拉孜一帶床得組下部出露含Campanian—Maastrichtian期放射蟲和浮游有孔蟲的深水沉積地層(吳浩若等,1977;吳浩若,1987;萬曉樵、丁林,2002),可識別為Globotruncana Abathomphalus生物區,證明在雅魯藏布江縫合帶南側直至白堊紀末期仍存在一狹窄的深海—半深海條帶。受這一條帶阻隔的南北兩側,生物古地理繼續保持明顯的分異(圖6-4a)。
表6-1 雅魯藏布江縫合帶兩側晚白堊世—早始新世生物地層的對比
圖6-4 晚白堊世晚期至始新世生物地理圖
1—Lepidorbitoides 生物區;2—Globotruncana-Abathomphalus 生物區;3—Orbitoides 生物區;4—Nummulitid 殘留海;5—非海相區;6—岡底斯弧
西藏和印度大陸其他生物的分布也具有相似的特點。拉薩地塊的改則一帶產早白堊世雙殼類動物群,包括Isodomellachoinbaensis Caestocorbula(Parmicorbula)perlonga,Noetia(Incanopsis)cf.lebanonensis和Anomiacf.subobliqua等9種(文世宣,1992)。Isodomella屬於北溫域生物地理大區日本-東亞亞省的特有分子,Noetia(Incanopsis)cf.lebanonensis和Anomiacf.subobliqua所比較的原種見於黎巴嫩Aptian期的雙殼類動物群,生物地理區都屬於特提斯域東地中海亞省。這一生物地理區系特徵與Orbitolinids動物群的分布完全相同,均說明白堊紀拉薩地塊與歐亞大陸為一個整體。當時歐亞大陸的生物群已擴散到拉薩地塊,卻沒有再向南越過印度河-雅魯藏布江縫合帶,而在印度大陸北緣的崗巴盆地,產Astartoides-Yaldioides雙殼類動物群(文世宣,2000)。該動物群顯示出明顯的地區性的特點,與雅魯藏布江縫合帶以北同時期的動物群不同。
印度 Kuchchh 地區產有白堊紀晚期非海相介形蟲,屬於 Limnocythere falsocarinataFrambocythere tumiensis-Gomphocythere gomphiomatos 動物群。這是一個印度地方性的動物群,與中國北方和蒙古的動物群截然不同(Whatley and Bajpai,2000)。印度白堊紀介形蟲動物群強烈的地方性色彩,說明當時印度大陸孤離於周圍大陸,四面大洋的阻隔使非海相的生物無法遷移擴散。
有孔蟲、雙殼類和介形蟲等類群的地方性區系特徵均說明白堊紀中—晚期印度大陸已完全脫離岡瓦納大陸向北漂移,與北方的歐亞大陸存有特提斯洋盆的阻隔。
古新世以後,雅魯藏布江縫合帶兩側的動物群類型趨於相同。古新世Danian期輪蟲類(Rotalia-Lockhatia-Smoutina)動物群在崗巴-定日海盆十分繁盛,這時的仲巴地區由於近海相磨拉石的堆積使化石記錄缺失。古新世Selandian—Thanetian期縫合帶兩側的動物群已不存在差異,發育有相同的畸殼蟲-戴維斯蟲(Miscellanea-Daviesina)動物群。始新世早期縫合帶兩側的動物群完全一致,以共同發育貨幣蟲-圓旋蟲(Nummulites-Discocyclina)動物群為特徵。這一動物群在印度大陸北緣的崗巴—定日—札達一帶大量發育,在岡底斯南緣的仲巴、岡仁波齊峰、達機翁、葛爾等地也廣泛出露。化石證據說明,古生物地理的分異從古新世開始逐漸消失,表明沿雅魯藏布江的深海環境已基本結束。盡管大洋阻隔消失,而沿雅魯藏布江縫合帶南側混雜帶的一些地區還零散地分布著古新世早期床得組上部的紅色岩層和蹬崗組的碎屑岩(萬曉樵、丁林,2002;萬曉樵等,2005),代表一種局限的深海或半深海環境。古新世晚期之後大部分地區已不存在深海沉積,主要出露海退相的碎屑岩(如甲查拉組)。
至始新世,雅魯藏布江縫合帶兩側仍然有特提斯封閉前的殘留海,淺海動物群的遷移已完全脫離了深海環境的阻隔,形成Nummulitid生物區(圖6-4b)。
6. 地理變遷
從地球形成後的幾次大的構造運動來找吧
那樣對於了解氣候和地質方面都比較好的
7. 「地理」一詞的詞義演變是怎樣的
「地理」一詞最早見於中國《易經》:仰以觀於天文,俯以察於地理,是故知幽明之故。
隨著人類社會的發展,地理知識的積累,逐步形成一門研究自然界和人與自然界關系的科學,分為自然地理和人文地理。簡單地說,地理學就是研究人與地理環境關系的學科,研究的目的是為了更好的開發和保護地球表面的自然資源,協調自然與人類的關系。
geography一詞源自希臘文geo(大地)和graphein(描述)。描述地球表面的科學。最早使用"geography"的人為埃拉托斯特尼,他此用詞來表示研究地球的學問。地理學描述和分析發生在地球表面上的自然、生物和人文現象的空間變化,探討它們之間的相互關系及其重要的區域類型。
8. 自然地理系統是如何演化的
一、自然地理系統的演化
按唯物辯證法的觀點:
「自然界的變化主要是由於自然界內部矛盾的發展」
,任何
事物的變化總是要經歷發生、發展到衰亡的過程。舊過程衰亡後,
「新過程就代替舊過
程而發生。新過程又包含著新矛盾,開始它自己的矛盾發展史」
(《矛盾論》),宇宙萬物概莫能外。以太陽為例,它形成至今已有6×109年的歷史,目前處於「主序星」階段。它與其同類恆星一樣,將再經過紅巨星階段、白矮星階段最終衰亡,而進入新的某種演變過程。科學家們認為太陽大約還能「存活5×109年左右。作為太陽系行星之一的地球,其形成至今已約有4.56×109年的歷史。作為地球的一部分,自然地理系統的形成與演變也與地球的演化歷史密切聯系在一起。自然地理
系統的產生應當起於地球發展史的某個階段,也是地球演化進程的產物。如按前面所
述耗散結構的理論,開放的具耗散結構的自然地理系統,其發展過程必然是由低級向
高級、由無序向有序逐漸進化的。我們知道,自然地理系統是由岩石圈、大氣圈、水
圈的一部分和生物圈共同組成的一個完整的自然綜合實體,
如果缺失其中任何一部分,
顯然就不能稱其為完整的自然地理系統。地史古生物資料表明,生物圈的形成晚於岩
石圈、大氣圈和水圈,地球上生物的出現應是自然地理系統誕生的標志。基於這一觀
點,可依據生物界的發展進程將自然地理系統的演化分為四個階段:即原始環境、亞
自然地理環境、全自然地理環境和人地環境階段,
(一)原始環境階段
又可稱之為「前自然地理環境階段」
,即岩石圈、大氣圈和水圈形成階段。構成原
始太陽系的物質包括氫、氦、碳、氮、氧、氖、鎂、硅、硫、鐵等元素。其中由氫、
氖、氮、氧等元素構成的氣體物質約占總量的98.5%;由硅、鎂、鋁、硫、鐵等及其氧化物SiO2、MgO、MgSiO2、Fe3O4和石墨等構成的土物質及由氫、氮、氧的化合物如水、水化甲烷(NH3·7H2O)等構成的冰物質,只佔總量的1.5%。
地球誕生之初,土物質和冰物質聚集成接近均質的球形體,尚無分層現象。當地
球體積逐漸聚集增大,重力作用逐漸顯現,比重大的土物質向球內部收縮匯聚,收縮
位能轉化為熱能,加之放射性元素蛻變中釋放的熱能,共同促使地球內部不斷增溫,
以致鐵鎳物質熔融沉向球心,形成內核;硅酸鹽類密度低、熔點高的物質相對上升,
形成地殼;其餘鐵鎂酸鹽物質構成中間地幔層。固體地球部分形成圈層分化。
地球圈層分化之初,由氫、氦、氧組成的原始氣體仍為地球的主要組成,由於地
球初期質量小、重力小,不足以俘獲氣態物質,氫、氦、氧等極易散失於太空,故氣
體稀薄。隨地球體積逐漸增加,重力作用增大,在圈層分化過程中,地球內部的氣體
成分,隨地殼運動與火山活動被釋放於空中並已不能輕易脫離地球,從而形成一定厚
度的原始大氣層,它們主要由甲烷(CH4),氨(NH3)和氣態水組成。隨著紫外線作
用於大氣上層的水分子上,由「光致離解」將其分裂為氫和氧,氫原子繼續逃逸出地
球,而氧相對存留下來,與甲烷作用形成二氧化碳和水,與氨作用形成氮和水。所以
這一階段的大氣主要成分變作二氧化碳、氮和水汽,構成第二代大氣(還原性大氣)
。
而相當一部分水汽又轉化為液態水,在地表匯集形成原始海洋——水圈。
從地球的誕生,到岩石圈、氣圈和水圈的初步形成大約從4.56×109年延續到3.5×109年前,這一階段持續約1×109年,
即為原始環境階段。這一階段是物理過程與化學過程共同主導著地球表層緩慢演化的階段,也是為自然地理系統的誕生奠定基礎的階段。
(二)亞自然地理環境階段
亞自然地理環境階段開始於距今約3.5×109年。地史古生物資料表明,在距今約3.5×109
年的原始海洋里,開始出現原始的原核生命體。在南非的岩石中發現距今約3.2×109年前的古桿菌(Eobactrium)化石。因此,距今約3.5×109年原始生命的出現,意味著地球自然界發生從無機界進化為有機生命界的質的飛躍。同時,有機生命的誕生標志著生物圈的始起,也標志著地球開始進入自然地理系統產生的階段。恩格斯說「生命的起源必然是通過化學的途徑實現的」
(《反杜林論》)。1953年,美國學者米勒(S·L·Miller)和尤里(H·Urey)首次模擬地球原始大氣成分,用甲烷、氨、氫和水汽,通過火花放電,合成了11種氨基酸。其中有4種(甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸)存在於天然蛋白質中。此後不少學者又陸續合成了核糖與脫氧核糖、核苷酸 脂肪酸等多種有機物質,從而證明了生命起源的化學進化過程,從無機物轉化為簡單有機物,是地球發展歷史的必然產物。
如前所述,隨著地殼強烈的火山活動,大量水汽釋放於大氣中,氧與甲烷和氨不
斷作用形成水、大氣中的氮與地殼中的礦物質作用形成硝酸鹽類化合物。大氣中的大
量水以降水形式一方面持續不斷地使原始海洋的范圍和規模不斷擴展,另一方面又將
各種原始有機物質帶入海洋。同時,大氣降水又在原始陸地上形成徑流,將大量無機
鹽類的溶解質最終匯集於海洋,使海水成為多種無機物與有機物混合的「營養豐富」
的液體(broth)
,為生命的產生創造了有利的環境和物質基礎。
海洋是生命的搖籃。這是由於地球早期在第二代大氣中氧和臭氧均極稀少,太陽
的紫外線輻射還相當強烈,原始生命體在大氣中和原始陸地上根本無法存活,而只有
海水能對紫外輻射有一定的屏蔽作用,從而為原始生命的誕生提供防護條件。海洋中
的生命是如何生成的?科學家們對此問題仍在探索之中。
從理論上推算,
要使
2000
個
以上的氨基酸分子形成排列有序、具有自養和自我復制功能的原始細胞,其概率為
1/40000
。生命的形成似乎是不可能的。然而不管怎樣,事實上就在距今
3.5
×
10
9
~
3.0
×
10
9
年這段漫長的
5
×
10
8
年中,
地球的海洋中終於出現了原始的細菌生命體。
此後球
藻、藍綠藻類生物陸續生成。例如在美國加州東部發現距今
2.0
×
10
9
年前更為進化的
細菌化石,其中有類似於藻類的生物,內部已含有細胞核。細菌和藻類的出現,開始
了一種新的生命作用即光合作用,使大氣中出現氧與臭氧,在大氣圈上部逐漸形成抵
御紫外輻射的臭氧保護層。至距今
1.4
×
10
9
年前,海洋中特別是淺海地區綠藻類大量
繁殖,光合作用加強,大氣中氧與臭氧日益增加,二氧化碳逐漸減少,大氣的組成在
逐漸發生變化。隨著臭氧層的發展,地表紫外線輻射逐漸減弱,更高級生命的生存漸
有保證,使海洋生物得以進一步發展。從寒武紀到
5
×
10
8
年前的奧陶紀初,海洋無脊
椎動物已大量生存,海洋已成為生物世界。直到距今
4
×
10
8
年前泥盆紀之初,生物進
化史上又發生了一次飛躍,植物開始登上陸地。至此,自然地理系統結束了亞自然地
理環境發展階段。這一階段大約經歷了
3.0
×
10
9
年的時間,是自然地理系統演變歷時
最長的階段。
(三)全自然地理環境階段
全自然地理環境階段即海洋和陸地自然地理環境進入全面發展的階段。
距今
4
×
10
8
年泥盆紀之初,加里東造山運動使地球上的陸地范圍大增。由於地理
環境的急變,生物界發生重大變革,陸生植物開始發展,以裸莖類植物裸蕨為代表大
量出現。海洋生物中的無脊椎動物相對衰落,脊椎動物魚類隨之大量繁衍,海陸交界
灘塗地帶開始出現兩棲動物。至距今約
3
×
10
8
年的石炭紀,陸地上已是森林廣布和爬
行動物出現。全球茂密的森林植被使光合作用急劇加強,使大氣中的二氧化碳日益減
少,而游離氧日益大增,最終以氮、氧為主要成分的第三代大氣(氧化大氣)
,即作為
自然地理系統組成之一的現代大氣層終於形成。
隨著陸生動植物的發展,生物圈也逐漸進入全面發展階段。生物物種日趨進化、
豐富和多樣化,一個完整的生物圈已告形成。同時,從植物由海登陸的時期起,陸地
風化殼也開始了成土過程。換言之,陸地上如無生物,便不可能有真正的土壤。生物
在陸地上的迅速發展,也加速了土壤圈的形成。至此,作為自然地理系統的各組成部
分,均經歷了從簡單到復雜,從低級到高級,從不完整到完整的發展階段,完成了從
海洋到陸地,從岩石圈、大氣圈、水圈、生物圈到土壤的全面進化的過程,即真正意
義上的自然地理系統終於形成。到距今約
3.5
×
10
6
年前後人類開始出現為止,全自然
地理環境演化階段大約經歷了近
4
×
10
8
年。
(四)
「人—地環境」階段
距今約
3.5
×
10
6
年前後,
新第三紀晚期,
生物演化歷史上又發生了一次重大事件,
地球上最高級的生物—人類的始祖如阿法爾南方古猿
(
Australopithecus afarensis
)
出現。
生物界開始進入了一個新的時期,
自然地理環境隨即開始了受人類活動影響的新階段。
隨著人類從古猿經猿人演化為真人,在極其短暫的數百萬年間(與漫長的數十億年的
地球發展歷史相對而言)
,人類在勞動生產過程中,對自然地理環境的影響日益突出。
迄今為止,人類已創造出一種全新的、使自然面貌發生重大變化的人為環境,成為自
然地理環境的最新組成部分。並且,人為環境在自然地理環境中所佔的比例和重要性
在日益增加。人類的活動從完全受自然地理環境制約的階段,發展至今已能在一定程
度上改變自然地理環境的階段。換言之,人在與其生存環境的相互關系中,即人地矛
盾的對立統一關系中,已經由非主要的矛盾方面逐漸轉化為主要的矛盾方面。因此,
我們把生物發展史上人類出現後的階段,作為自然地理系統發展過程中以人為主的新
階段,並稱其為「人—地環境」階段。
(五)自然地理系統演化過程的特點
通過對自然地理系統演化過程的分析,便可發現有如下特點:
1
.自然地理系統演化過程中,其圈層結構具有一定的演變順序。首先進行的是岩
石圈和大氣圈的分化,其次是水圈的產生,最後是生物圈和土壤的形成,該過程的完
成即是自然地理系統組織結構不斷完善的過程。
2
.
在自然地理系統不斷完善的過程中,
其各組成部分的內部也經歷了不斷變化的
過程。如岩石圈實現圈層分化,並形成了全新的沉積岩成分;大氣圈發生圈層分化的
同時,其組成成分和性質也發生重大變化;水圈的發展不僅形成了海洋和陸地水的地
域分異,同時水的化學組成也因地而變異,海洋最終形成化學組成相對穩定的鹹水環
境;生物界經歷了從無到有,從簡單到復雜,從低級到高級的不斷進化;土壤經歷了
從無到有和地域分布差異的演變。整個自然地理系統的組織結構、內部動態與功能實
現了在時間與空間上由簡單到復雜,由無序到有序,由低級水平到高級水平的不斷進
化。
3
.分析自然地理系統的發展過程曲線(參見圖12),不難發現其各個演化階段的時間歷程不均勻:其開始的亞自然地理環境階段歷時最長約3.5×109年,其後的發育完全階段歷時約3.6×108年;而人—地環境階段發展至現今才經歷了約3×106年,自然地理系統各階段的演化歷時大約在按照10:1:0.01的比率遞變。這可能暗示著自然地理系統的發展過程同樣符合S形邏輯斯蒂過程線的規律。
除歸納以上特點外,還應指出,自然地理系統演化的現階段人—地環境階段的發
展趨勢尚不明了。就是說,現階段是仍處於整個演化過程的迅速發展階段?還是即將
進入
「後自然地理環境」
的發展速率逐漸趨緩的新階段?人—地環境階段究竟有多長?
我們的有關自然地理系統演化階段的劃分是以生物界的進化過程為基礎的,那麼,以
人類發展為主體的
「靈生代」(Antropogen或Antropozoic Period)
將於何時終結?這些
問題決定著自然地理系統未來發展階段的性質。
9. 什麼叫地理沿革
沿革地理學是歷史地理學的分文學科之一。研究疆域政區消長和古今地名演變。從現代學科分析,沿革地理學主要屬於歷史人文地理學,是歷史政治地理研究的重要內容,也是歷史地理研究的基礎工作之一,但不是它的重要研究對象和最後目的。歷史地理的研究深入開展,必將推動沿革地理研究的發展。作為歷史地理學前身的沿革地理在中國具有悠久的歷史。公元1世紀,西漢的劉向寫過疆域地理著作《域分》,給疆域地理志創立了端緒。東漢班固撰寫的《漢書·地理志》,也以疆域政區為主體,是為歷代正史記述疆域政區、建置沿革的濫觴。以後正史幾乎都有地理志。地方地理志起源很早。自唐以降,更出現全國性的地理總志。唐代李吉甫所修《元和郡縣志》、宋代樂史所修《太平寰宇記》,以至元明清三朝所修《一統志》,從內容到規模,都較正史地理志有所擴展。宋元以來的地方誌,都把建置沿革作為重要的記載內容。山川地理志上溯可及《山海經》、《禹貢》,但記載較略。北魏酈道元的《水經注》以水道為綱,闡述歷代政區的分合、城邑興衰等,構成研究沿革地理的一個體系。疆域地理志、地方地理志和山川地理志構成我國古代沿革地理的三大分支。沿革地理成為專門學科,始於北宋。臨川人吳澥著《歷代疆域志》,通考宋以前歷代地理志的材料而成。其後學者研究成果很多。沿革地理在我國有著特殊地位,一向為歷史學家所重視。研究歷史,對歷史事件認真、徹底的剖析,必然牽涉到疆域政區的變遷、都邑的興衰、地名的更易等,因此我國傳統的「輿地之學」從來就是史學的一支。但沿革地理側重於沿革,局限於古今異同的考訂,很少超出這個范圍。20世紀30年代中期,顧頡剛等倡導組織的禹貢學會,提出了擴大、改造沿革地理,建立現代地理學一個組成部分的歷史地理學,使沿革地理研究進入一個新的階段。
10. 歷史地理學的演變
歷史地理學的發展大致可劃分為三個階段:古代沿革地理的起源和發展;沿革地理向歷史地理的演變;現代歷史地理學的形成和發展。
古代沿革地理的起源和發展
沿革地理研究在中國起源很早,東漢班固於公元一世紀撰寫《漢書·地理志》已開其端。此後歷代相繼,至宋代已形成一項獨立的研究,代表性著作有王應麟的《通鑒地理通釋》;到清朝早期,顧祖禹的《讀史方輿紀要》,晚期楊守敬的《歷代輿地圖》,代表了封建時代中國沿革地理研究的最高成就。
在西方,沿革地理的研究無論在內容上還是在數量上,都難以與中國相比擬。1848年出版的麥考利《英國史》第一卷第三章關於1685年英國歷史地理的描述,雖然有人認為它是歷史地理學的「典範」,但該章及其以後出版的一些以「歷史地理」命名的著作,實際上仍以記述疆域或政區變遷為主。
沿革地理向歷史地理的演變
被稱為俄國歷史地理奠基人的18世紀地理學家塔季謝夫對歷史地理任務的解說,也只限於歷史時期疆域、位置、地名、邊界、民族、移民、村落以及地方行政機構的描述,與中國傳統的沿革地理研究內容基本一致。總之,19世紀及其以前「歷史地理」一詞在西方雖已廣為應用,但實質內容仍屬於沿革地理的范圍。
近代地理學始於西方,德國地理學家康德於18世紀中,在科尼斯堡大學開始講授自然地理課程,洪堡德與李特爾又分別為自然地理學和人文地理學的早期發展作出了重要貢獻。當時直接影響到歷史地理學發展的,是李特爾在柏林皇家科學院的演講《地理科學的歷史因素》,以後是德國拉采爾的《人類地理學》。美國女地理學家森普爾在她去世之前寫成的《地中海地區的地理及其與歷史的關系》,是代表歷史地理研究方法的一部重要著作。法國維達爾·白蘭士針對地理環境決定論提出了可能論,其著作《人文地理學原理》對於現代歷史地理學的理論發展有一定的影響。歷史地理學名稱在20世紀初由日本傳入中國。但其內容仍未超越沿革地理的范圍。1917~1919年張相文在北京大學主講《中國地理沿革史》,這是沿革地理第一次被列入大學課程,且在課程內容上已不限於疆域與政區的演變。
現代歷史地理學的形成和發展
20世紀20年代末到40年代是現代歷史地理學的形成時期。德國赫特納1927年出版的《地理學—它的歷史、性質和方法》一書,有專節論述歷史地理學,指出歷史地理學不同於地理學發展史,它是對「過去時代進行的地理考察」。
一些重要的歷史地理專著的出現,為現代歷史地理學的發展奠定了基礎。1935年出版的英國伊斯特《歐洲歷史地理》敘述了歐洲羅馬帝國至19世紀鐵路興起時期的聚落地理、政治地理和經濟地理的歷史演變,內容上已完全不同於過去以研究疆域政區為主的同一名稱的專著。
1936年一部更為重要的歷史地理專著問世,即英國達比主編的《1800年以前的英格蘭歷史地理》。達比在本書序文中簡明扼要地說明了歷史地理學的性質、特點和方法,對於後來歷史地理學的發展有很大影響。 1948年,美國布朗的《美國歷史地理》出版,該書描述了從15世紀末北美大陸被發現後直到19世紀20年代,美國國土由東向西逐漸開發過程中的地理變遷。上述三部著作,標志著現代歷史地理學的形成。