探索地球的秘密.docx

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探索地球的秘密

探索地球的秘密

谜！

去年2月23日中午，许多人在不同的地区收听中央人民广播电台的广播，正听得入神，突然广播停止了（指的是短波广播），一直过了36分钟才恢复正常。

电台的机器在正常地工作着，收音机连半点毛病也没有，这到底是什么原因呢？

气象工作者因为能预先推算出天气的变化，赢得了人们的赞许。

然而，他们有时却很苦闷：

因为预报不准而受到讥讪。

其实，这怎么能责怪他们呢，准确的天气预报需要足够的高空和地面的气象资料，需要知道大气环流的规律，而这些却恰恰是目前还没解决的问题。

祁连山、昆仑山、天山山顶的雪水灌溉着我国西北干早地区的农作物，因而那里才出现了“塞外江南”。

但是我们对这些积雪变成的冰川的厚薄大小竟是“茫茫然”。

人们最关心的事情是近百年来北温带和北寒带的气候变得暖和了。

有很多事实可以证明：

西伯利亚的冻土带在个别地区已经向北移动了40公里；北冰洋中司比次保根岛附近的航行期延长了好几个月；空中的侯鸟、海洋中的鱼群也在向北移动着；我国天山上的雪线四五十年来也上升了约

200尺。

这是什么道理呢？

另外，在热带高山上、在南极洲上的冰川是否在同样地退缩呢？

神奇的问题何止于这些！

诗人曾经歌颂过：

“地球，我的母亲！

”然而，对于这个“母亲”，我们了解得实在太少了。

地球上到处充满着神秘，许许多多问题，还在像谜一样地困惑着我们。

揭开这些秘密，不但会使我们的知识更加丰富，并会帮助我们解决许多实际问题：

从越过极地的空间交通到五谷丰登。

为着这个目的，全世界的科学家携起手来，对地球来个全面的调查和研究，这就是“国际地球物理年”。

“上穷碧落下黄泉”

白居易在他的长恨歌里有一句“上穷碧落下黄泉”。

今天，我们正好用来形容地球物理学的研究范围。

我们居住的地球大致可以分为水圈、陆圈、大气圈。

地球物理学者给自己规定的任务是：

研究发生在这三个圈里的物理现象，为的是进一步掌握它们的规律。

说得具体些，地球物理学包括气象学、海洋学、大地物理学等。

这是一门年青的科学，作为一门独立的科学还不到一百年；一直到最近三十年来，由于生产技术的不断革新和国防方面的需要，才有了较快的发展。

目前做到了什么程度呢？

可以这样概括地说：

火箭已经探测了400公里的高空大气层；海洋调查也已深达10800公尺，大陆上最深的石油钻井是5432公尺；假如用无线电波、声波、光波及地震波等间接的方法，研究高空大气状况、地球内部构造等，所达到的范围，就更为广阔深远了。

一台复杂机器想预报寒潮，怎么能不去注意西伯利亚和北极空气团的移动？

想预报台风几时光临，怎么能不去留意西南太平洋低纬度区域的气象动态？

尽管可以用地震仪把“微地震”记录下来，但是它发生的原因并不是来自地下，而是由海浪引起的。

而海浪呢，又是由风引起的。

发生在地球上的各种地球物理现象就是这样错综复杂而又互相关联的。

几乎是所有的地球物理现象，既不能按照人们的意志去发生或加以控制，也不可能在实验室里加以复制或简单化。

地球物理学中无论哪一门科学，都有一个共同的特点，就是都有时间和空间的概念，必须在同一时期内对全球进行观测，才能取得足够的数据；若有一个地段是空白，全盘的理论就无法成立了。

难怪地球物理学家喜欢把地球比做是一台极其复杂的机器。

这台机器有着很多的零件，并且是互相关联的。

光是一个国家的科学家，是难以了解这台机器的工作和构造的，更谈不到驾驭它了。

只有各国科学家共同携起手来，才能全面探索地球的秘

密。

而事实上，他们在过去已经有过两次合作了

还是在上一世纪两次国际极年以前，很多国家已经开始注意了南极和北极。

可是当时他们感觉兴趣的是开疆辟土，而忽略了南北级在科学研究上的意义。

十九世纪五十年代，地球物理学者魏仆奢乃向各国政府建议，规定一个年分，在这一年里在南北极，建立一些观测台站，再配合各国已有台站，对气象、地磁、极光等地球物理现象，作不断的观测记录。

他的建议受到了国际气象学会的支持。

于是，在1882―

1883年，有11个国家派遣了15个考察队，按照预先制定好的计划，在北冰洋上建立了27个气象站和地磁站）进行了为期13个月的观测，

共同研究了极地气象学、地磁、极光等现象。

这一个极地区的综合考察就被称为“国际极年”。

这次极年的举行，使人们增进了不少地球物理现象的系统知识，如确定了极光带以及极光和地磁的关系。

过了五十年，地球物理学家们重提旧事，在1932—1933

年叉举行了第二届国际极年。

参加的国家比上次多了，气象台站和地磁台站增加到94个，研究的范围也比上一次极年大了许多。

尽管那时，我国在半封建半殖民地制度下，科学很落后，设备很简单，还是参加了活动，在泰山、峨嵋山建立了高山观测站，上海徐家汇观象台和青岛观象台还参加了经度和纬度测定，佘山观象台参加了地磁和太阳辐射的观测工作。

那时候，地球物理学已经有了很大发展，尤其在高空观测和电离层观测方面，已使用气球带着无线电探空仪探测高空了。

因而第二届国际极年收获很大，主要是明了了一些太阳和地球的关系，例如电离层的扰动，无线电通讯衰落、磁暴现象和太阳喷焰（日珥）的密切关系。

为期18个月的一“年”从今年七月一日零时起，在我们这个地球上将有几千所

电台、天文台站、气象台站，开始国际地球物理年的观

测工作。

为了揭开高空的秘奥，火箭、飞机、无线电探空仪，还有人造卫星将要升上天空。

这是科学家对地球的第三次综合研究了。

从这天起，地球真象被拿进了一个特别的实验室，经受着各种精密的、详细的研究。

上两次的地球物理方面的国际合作，只是偏重于极地的观测和研究，所以称为“极年”。

而这一次呢，除了仍继续极地和高纬度的研究外，在赤道地带，其它中低纬度地带也将配合观测。

活动区域几乎已遍全球。

显然，“极年”这个字眼已经不能代表它的真正意义了，所以有必要改称“国际地球物理年”。

目前已经确定的研究项目有气象学、地磁学、极光和大气晖光、电离层、太阳活动、宇宙线、经度和纬度测定、冰川学和气候学、海洋学、火箭和人造卫星、地震学、重力测定、大气放射性物质，以及南极和北极的勘探。

国际地球物理年的时间是从今年七月一日开始，直到明年年底。

选择这个时间作为国际地球物理年并不是偶然的，因为太阳活动在这个时期更加剧烈，而一切地球物理现象将随之加多，要是错过了这个机会就要再等11年――1970年前后。

上一次极年时，太阳黑子最少，而这次最多，两相对照，在科学研究上是很有意义的。

研究太阳的活动比起上两次国际极年来，这一次地球物理年所包括的范围广阔多了。

研究的范围不光是包括了地球内部、地壳、海洋、大气，还包括了实质上控制着地球上一切生命的太阳。

科学家已经知道，地球上所发生的现象，有些是和太阳活动有关的。

比如说，二十世纪以来，北半球变暖，引起了气候学家的普遍关心。

很多科学家探讨过变暖的原因。

据说，这和太阳活动发生了关系。

因为太阳的变化比过去剧烈，这样就使得地球与太阳间的宇宙尘减少，太阳的热量不被阻拦，因而能有较多的热量直接落到地球上。

另外，由于地球二氧化碳的加多，以及地球自转轴和公转轴交角的变化，都使得地球表面有了从太阳那儿接受较多的热量的可能。

现在连一个小学生都能说得出指南针常指南北，可是使人惊奇的却是有时候指南针突然不听话了，它不再指南北了，不停地乱摆起来。

原来这是因为发生了“磁暴”，地球磁场被扰乱了。

人们摸到了地磁的这种性格的变化也和太阳活动有关系。

磁暴总是出现在太阳活动高潮期间的。

极光的样子真是丰富多采。

有时好像探照灯的光芒，冲向天空；有时像一块白色的云；有时又现出绿色的、黄色的光弧，悬在天空，犹如天空的彩桥；还有时像是一幅夹杂着紫红色、淡紫色和玫瑰色的帷幕，并且仿佛在迎风飘动；又有时好似数以万计的珍珠宝石，连成一串，珠光四射，总之极光是忽隐忽现、闪烁不定、变幻无穷的，真是美丽极了。

为什么会出现极光呢？

这和太阳活动也有关系。

据说，太阳上面有许多带电的小粒子，每秒钟以3—4千里的速度，射

进大气层，和空气分子剧烈碰撞，发出闪光，许多闪光合在一起就是极光。

极光出现在一千公里左右的高空，证明那里仍有大气存在一一观测极光，可以了解700—1100公里高空大气成分和密度。

太阳还跟我们生活中越来越显得重要的无线电联络有关系。

我们把离开地面80公里到800公里的大气圈称为“电离层”，太阳放射出的强烈的紫外线在这儿，把太气中的氧和氮的分子击破了，使它们带上了电。

这样一来，电离层就好像变成了一面镜子，从地面上跑来的无线电短波碰上了它就好像光线碰上了镜子一样，立刻被反射回来。

这样再而三的反射，即使是隔了半个地球，也仍然可以收到从远处发表

的电波

太阳一面为无线电通讯创造了条件，但是，另一方面也破坏了无线电通讯。

去年2月23日，整个亚洲和澳洲某些地区在36分钟里，无线电联系中断了，短波广播也听不见了。

为什么？

事后查明，知道那时候太阳上发生了一次巨大的爆炸。

无线电联系的中断，是和太阳上的爆炸有关系的。

据说，这次太阳爆炸的威力相当于100万个氢弹的爆炸力。

为什么“太阳活动”会这样严重地影响到地球上来呢？

原来，太阳上产生了猛烈的漩涡（从地球上看去就是太阳黑子），大量带电微粒射向地球，冲乱了电离层，甚至可以使上层的电离层变得无影无踪，对于电波当然

也就不再反射，于是无线电波任意地向宇宙深处跑去，一去不复返！

难怪去年2月23日许多地方收听不到中央人民广播电台的短波播音，难怪无线电通讯要中断。

但是，以上这些解释并不是唯一的，也并不完全可靠、精确，有些现象迄今没有得到解释，所以有必要来作进一步的研究。

火箭和人造卫星第二届国际极年以后，在科学技术上有了飞跃的进展。

在这次国际地球物理年里，由于各种电子仪器和火箭的应用，对于观测效果将有很大提高，这也是第三届国际地球物理年的一个特色，也可以说是地球物理学家所以要提前25年举行地球物理年的又一理由。

火箭和人造卫星的应用恰恰说明了这一点。

火箭可以射到高空去测量太阳辐射、大气压力、温度、风速、电离层的密度以及宇宙线等现象。

不过，火箭在空中总共才能停留10小时。

不能对高空的情况进行连续记录。

放射人造卫星正是为了要解决这一问题。

不久以后，天空将出现不止于一颗任何星图和星表上都没有过的星星，这是人们在地球上制造好以后，放到天空去的星星――人造卫星。

苏联和美国都准备在国际地球物理年里放射人造卫星。

人造卫星带着特别的仪器，能把高空中的许多现象如温度、气压、宇宙线、陨石的构成等自动记录下来，并立刻用无线电向地球上报告。

人造卫星被火箭送上天空以后，就以每小时约为29000公里的速度绕地球运转，大的每隔90分钟即可从西到东绕地球转一次。

在晨光曦微和天气良好的黄昏，在我国关内各省及新疆西藏等地用双筒望远镜可以看到这个人造卫星。

火箭和人造卫星的任务在现在还是比较简单的，然而研究它的意义，已经远远超出了地球物理学的范图，它直接联系着人类征服无垠的宇宙的事业――星际航行的伟大理想的实现。

星际航行科学幻想小说家，常常把星际空间说成是完全黑暗的。

不久前，科学家也还是如此解释。

但应用了火箭以后，人们才知道整个地球的极高空却是明亮的。

它的亮度，甚至比夜间从地面上看去的星空还要亮一万倍！

关于这种

“大气晖光”的由来，我们现在知道的，还是微乎其微，在这次国际地球物理年里，用火箭、人造卫星以及其它仪器的夜间观测，也许会揭开这个谜！

“预备”

这样大规模的活动，必须步调一致，才能获得良好的效果，因此，在国际地球物理年里，参加这次国际合作的科学家们将按照一个特别规定的时间表进行工作。

此外，为了能找到更多的全球的同时观测的数据，国际地球物理年观测又规定了“世界观测时间”，就是世界日。

其中又分正规的，特殊的和气象的三种。

在这一“年”里，每月将有三天的时间做为“正规世界日”，其中有二天为阴历的“朔日”，一天接近“上弦”，正规世界日，是事先规定好了的。

它们之中也包括为人类所能预测发生日食的日子。

有些地球物理现象，例如异常磁暴、极光及电离层扰动等的发生，我们还没办法进行长期预报，只能在几小时以前，由中心预报机构发出“预备！

”讯号，而后再把观测时间用电讯通知全球各地，这就是“特殊世界观测时间”。

由于世界气象组织的建议，又有“世界气象观测时间”的规定，每季十天，在春分、夏至、秋分和冬至附近。

在这些规定的时间里，要比平常更加强观测。

比如，对于电离层的观测，平常在高纬度地带是一刻钟一次；在中纬度，因为电离层的变动比较小，每个钟头一次；可是在这些规定的时间里，就要每五分钟观测一次，甚至连续不断地进行测观。

国际地球物理年和中国前年，我国已经做为一个会员参加了国际地球物理学年专门委员会，并且组成了以中国科学院副院长竺可桢为主席的中国委员会。

我国参加的项目有气象学、地磁学、电离层、太阳活动、宇宙线、经纬度测量和地震学。

此外，还要做一些海洋调查和极光观测工作，对于天山、昆仑山、祁连山的冰川也将有计划地进行调查。

现在我国的一百多个台站已经开始了国际地球物理年的工作。

其中包括气象台站90个，地磁观测站4个、电离层观测站6个、太阳活动观测站4个、宇宙线观测站2个、经纬度观测站4个、地震站7个，还有23个气象台站担任极光的观测工作。

此外，交通部和海军司令部拨给一千吨的轮船一艘，作为海洋调查之用，并派海洋工作人员赴苏联“勇士”号轮上参加深海探测工作。

参加国际地球物理年，说明了我国对于国际上的科学合作是积极赞助的。

由于我国幅员广大，将会提供很多宝贵的资料。

比如西藏拉萨，在海拔3500公尺以上，又是科学上的空白点，我们将在那里进行地震和地磁的观测，这对世界最大高原的地球物理现象的研究将有很大帮助。

另外，西藏高原的特殊地形，在研究气象科学的基本问题一一大气环流方面，有十分重要的意义。

我国的积极参加，将促使国际地球物理的圆满成功。

也将促使我国科学事业的发展和提高。

这是我们新中国的科学家在这一方面第一次和世界科学界人士合作，他们的努力正是为了给全世界的人类创造幸福的明天。