1.黄石公园
2.自然合金
3.土壤侵蚀
4.雪花
5.世界大峡谷
6.沼气
7.岩石
8.岩浆
9.厄尔尼诺现象
10.极光
11.甲烷水合物(燃烧的冰)
12.红海的盐份
13.臭氧
14.火山
15.季风
16.冰河
17.石化林
18.汞污染
19.海洋的上升流
20.钻石的形成
21.三角洲
22.白令海峡
23.海水成分的变化(镁，钙)
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YELLOWSTONE PARK
the world’s first national park. The area, a huge
craterlike volcanic basin, is a geological “hot
spot” and the site of several massive eruptions, the
most recent occurring 600,000 years ago. The plateau
is mostly formed from once-molten lava. Volcanic
activity is evidenced by nearly 10,000 hot springs,
200 geysers, and many vents and mud pots. The more
prominent geysers are unequaled in size, power, and
variety. The park also has petrified forests, lava
formations, and the “black glass” Obsidian Cliff.
The park has a wide variety of flowers and other plant
life. Bears, mountain sheep, elk, bison, moose, many
smaller animals, and more than 200 kinds of birds
inhabit Yellowstone, which is one of the world’s
largest wildlife sanctuaries. Fires in 1988 burned
about 36% of the park, but animal and plant life
rebounded quickly, as the nutrient influx in the ash
nourished the soil. *************************************************************************************************************
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ALLOY
Alloys are used more extensively than pure metals
because they can be engineered to have specific
properties. For example, they may be poorer conductors
of heat and electricity, harder, or more resistant to
corrosion. Alloys of iron and carbon include cast iron
and steels; brass and bronze are important alloys of
copper; amalgams are alloys that contain mercury; and
chromium is an important additive in stainless steel.
Because pure gold and silver are soft, they are often
alloyed with one another or with other metals. New
alloys are being engineered for use in new technology,
including materials for the space program. Metallic
glasses and crystalline alloys have also been
developed, and metal alloys are sometimes bonded with
ceramics, graphites, and organic materials as
composites. *************************************************************************************************************
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SOIL EROSION
In the United States 30% is natural erosion, while 70%
is because of human intervention. Suspended sediment
from erosion is one of the world’s greatest
pollutants. Sediment can fill reservoirs and navigable
waterways, impair wildlife habitats, increase flooding
and water treatment costs, and deplete valuable
topsoil. It can also concentrate harmful chemicals and
bacteria. Among the methods of preventing soil erosion
are reforestation, maintenance of fallow strips,
terracing, underdraining, ditching, deep plowing, and
plowing across slopes rather than up and down.
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SNOWFLAKE
Snowflakes form symmetrical (hexagonal) crystals,
sometimes matted together if they descend through air
warmer than that of the cloud in which they
originated. Apparently, no two snow crystals are
alike; they differ from each other in size, lacy
structure, and surface markings.
雪花
对于一片六角形雪片来说，由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面)，各面上的饱和水汽压力也不同，因此产生了相互间的水汽密度梯度，使水汽发生定向转移。水汽转移的方向是凸面→平面→凹面，也就是从曲率大的表面，移向曲率小的表面。六角形雪片六个棱角上的曲率最大，边棱部分的平面次之，中央部分曲率最小。这样，就使六角形雪片一直处在定向的水汽迁移过程中。由于棱角上水汽向边棱及中央输送，棱角附近的水汽饱和程度下降，因而产生升华现象。中央部分由于获得源源不断的水汽而达到冰面饱和，产生凝华作用。这种凝华结晶的过程不断进行，六角形雪片逐渐演变成为六棱柱状雪晶。
这是假定外部不输送水汽的理想状况。事实上，事物与周围环境保持着密切的联系，空气里总是或多或少存在着水汽的。如果周围空气输人水汽较少，少到不够雪片的棱角向中央输送水汽的数量，那么雪片向柱状雪晶的发展过程继续进行。在温度很低水汽很少的高纬和极地地区，便因为这个原因经常降落柱状雪晶。
空气里水汽饱和程度较高的时候，出现另外一种情况。这时周围空气不断地向雪片输送水汽，使雪片快速地发生凝华作用。凝华降低了雪片周围空气层中的水汽密度，反过来又促进外层水汽向内部输送。这样，雪片便很快地生长起来。当水汽快速向雪片输送的时候，六个顶角首当其冲，水汽密度梯度最大。来不及向雪片内部输送的水汽，便在顶角上凝华结晶；这时，顶角上会出现一些突出物和枝杈。这些枝叉增长到一定程度，又会分叉。次级分叉与母枝均保持60的角度，这样，就形成了一朵六角星形的雪花。
在高山或极地的晴朗天气里，还可见到一种冰针，象宝石一样闪烁着瑰丽的光彩，人们把它叫做钻石尘。冰针的生长有二种情况：一种是在严寒下(-30℃以下)湿度很小时水汽自发结晶的结果，另一种是在温度较高(-5℃左右)湿度较大时沿着雪片某一条辅轴所在的顶角特别迅速生长的产物，是雪花的畸形发展。 *************************************************************************************************************
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GLEN CANYON DAM
on the Colorado River. It is one of the world’s
largest concrete dams. The dam, completed in 1963 and
dedicated in 1966 after completion of its
power-generation facilities, regulates the flow of the
upper Colorado and its tributaries and produces
hydroelectricity (since 1964). The dam sharply reduced
the seasonal flow of the Colorado downstream,
dramatically altering the ecology of the river in the
Grand Canyon. Changes in water releases have been
experimented with in an attempt to ameliorate the
effects of the dam. *************************************************************************************************************
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METHANE
In 1996, an oceanographic team returned to the site
with underwater cameras to probe the seafloor
visually. To their surprise, pictures came back
showing methane hydrate covering the seafloor like
freshly fallen snow. Methane hydrate is a solid that
forms when high pressure and low temperatures combine
to squeeze water molecules into a crystalline cage
around a methane molecule. Cores drilled into the
sediments revealed radish-sized lumps of hydrates,
which fizzled and evaporated when brought onboard. *************************************************************************************************************
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ROCK
Igneous rock originates from the cooling and
solidification of molten matter from the earth’s
interior.
Sedimentary rocks originate from the consolidation of
sediments derived in part from living organisms but
chiefly from older rocks of all classes (ultimately
the mineral elements are derived from igneous rocks
alone). Sedimentary rocks are commonly distinguished,
according to their place of deposition, by a great
variety of terms, such as continental, marine (i.e.,
oceanic), littoral (i.e., coastal), estuarine (i.e.,
in an estuary), lacustrine (i.e., lakes), and
fluviatile, or fluvial (i.e., in a stream).
Metamorphic rocks originate from the alteration of the
texture and mineral constituents of igneous,
sedimentary, and older metamorphic rocks under extreme
heat and pressure deep within the earth (see
metamorphism). Some (e.g., marble and quartzite) are
massive in structure; others, and particularly those
which have been subject to the more extreme forms of
metamorphism, are characterized by foliation (i.e.,
the arrangement of their minerals in roughly parallel
planes, giving them a banded appearance). A
distinguishing characteristic of many metamorphic
rocks is their slaty cleavage.
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LAVA
Lava is magma that breaks the surface and erupts from
a volcano. If the magma is very fluid, it flows
rapidly down the volcano’s slopes. Lava that is more
sticky and less fluid moves slower. Lava flows that
have a continuous, smooth, ropy, or billowy surface
are called pahoehoe (pronounced pah HOH ee hoh ee)
flows; while a a (pronounced ah ah) flows have a
jagged surface composed of loose, irregularly shaped
lava chunks. Once cooled, pahoehoe forms smooth rocks,
while a a forms jagged rocks.
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"厄尔尼诺"现象
是指南美赤道附近（约北纬4度至南纬4度，西经150度至90度之间）幅度数千公里的海水带的异常增温现象。
原来，太平洋洋面并不是完全水平的。在南半球的太平洋上，由于强劲的东南信风向西北横扫，将海水也由东南向西推动，结果是位于澳大利亚附近的洋面要比南美地区的洋面高出约50厘米。与此同时，南美沿岸大洋下部的冷水不停上翻，给这里的鱼类和水鸟等海洋生物输送大量养料。
令人不解的是，每隔数年，这种正常的良性环流便被打破。一向强劲的东南信风渐渐变弱甚至可能倒转为西风。而东太平洋沿岸的冷水上翻也会势头减弱或完全消失。于是太平洋上层的海水温度便迅速上升，并且向东回流。这股上升的厄尔尼诺洋流导致东太平洋海面比正常海平面升高二三十厘米，温度则升高2-5摄氏度。这种异常升温转而又给大气加热，引起难以预测的气候反常。经如，厄尔尼诺曾使南部非洲、印尼和澳大利亚遭受过空前未有的旱灾，同时带给秘鲁、厄瓜多尔和美国加州的则是暴雨、洪水和泥石流。那次厄尔尼诺效应造成了1500余人丧生和80亿美元的物质损失。关于厄尔尼诺现象的成因，迄今科学家们尚未找到准确的答案。
有人认为，可能是太平洋底火山爆发或地壳断裂喷涌出来的熔岩的加热作用造成洋流变暖，进而导致信风转弱和逆转。另有人则推断，也许是因为地球自转的年际速度不均造成的。他们说，每当地球自转的年际速度由加速变为减速之后，便会发生厄尔尼诺现象。令人忧虑的是，厄尔尼诺现象的出现越来越频繁。原来认为5年、7年乃至10年来临一次，后来又以3至7年为周期出现。但进入90年代以来似乎每两三年就降临一次。
尽管厄尔尼诺的成因尚未查清，但人类并未在它面前听天由命、无所作为。1986年国外科学家成功地提前一年预报了厄尔尼诺现象的来临，并积极探索温室效应与厄尔尼诺现象之间的联系。可以预言，人类终将能解开这一肆虐人类的大自然之谜，并找出办法，避免它的危害。 *************************************************************************************************************
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极光aurora
在北极圈内，经常可以看到一种绚丽壮观的「北极光」（aurora borealis）；在南极圈内所见的类似景象，则称为「南极光」（aurora australis）（图1、2）。但在人口稠密地带却不常见。这是多少世纪以来引起人们猜测和探索的天象之谜，古代的中国人、日本人、希腊人、罗马人都有文字描述。从前爱斯基摩人以为是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，许多民族也有他们不同的极光传说。长期以来，极光的成因一直未能得到满意的解释。在相当长一段时间内，人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。一种看法认为，极光是地球外面燃起的大火，因为北极区临近地球的边缘，所以能看到这种大火。另一种看法认为，极光是夕日西沉以后，透射反照出来的辉光。还有一种看法认为，极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，到了夜晚释放出来，便成了极光。总之，众说纷纭，没有定论。直到本世纪60年代，将地面观测结果与卫星、火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。
现在人们认识到，极光一方面与地球高层大气和地球磁场的大规模相互作用有关，另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关，这种粒子流通常称为太阳风（solar wind）。由此可见，形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风，缺一不可。具备这三个条件的太阳系其他行星，如木星、土星和水星周围也会产生极光（图4、5），这已被实验观察的事实所证明。
地球磁场分布在地球周围，受太阳风的吹拂而被包裹着，形成一个棒槌状的腔体，它的科学名称叫做磁层（magnetosphere） 。为了更具体一点起见，我们可以把磁层看成是一个巨大无比的电视映像管，它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束，聚焦到地磁的极区，极区大气就是映像管的萤光幕，极光就是电视萤幕上移动的图像。但是，这里的电视萤幕却不是20吋或是29 吋，而是直径为40000公里的极区高空大气。通常，地面上的观众在某个地方只能见到画面的五十分之一。在电视映像管中，电子束击中电视萤幕，因为萤幕上涂有发光物质，会发射出光，显示成图像。同样，来自空间的电子束，打入极区高空大气层时，会激发大气中的分子与原子，导致发光，人们便见到了极光的图像显示。在电视映像管中，是一对电极和一个电磁铁作用于电子束，产生并形成一种活动的图像。在极光发生时，极光的显示和运动则是由于粒子束受到磁层中电场和磁场变化的作用所造成的。
极光不仅是个光学现象，而且是无线电现象，可以用雷达进行探测研究，它还会辐射出某些无线电波。有人还说，极光能发出各种各样的声音。极光不仅是科学研究的重要课题，它还直接影响到无线电通讯、长电缆通讯，以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候，影响生物学过程。当然，极光也还有许许多多没有解开的谜。
长期观测统计结果显示，极光最经常出现的地方是南北地磁纬度67度附近的两个环带状区域内，分别称为南极光区和北极光区。在极光区内，差不多每天都会发生极光活动。在极光区所包围的内部区域，通常称为极盖区，在该区域内，极光出现的机会反而比纬度较低的极光区来得少。在中低纬度地区，尤其是近赤道地区，很少出现极光，但并不是说完全观测不到极光，只不过要数十年才难得遇到一次。1958年2月10日夜间的一次特大极光，在热带地区都能见到，而且显示出鲜艳的红色。这类极光往往与特大的太阳耀斑爆发和强烈的地球磁爆有关。
在寒冷的极区，人们举目瞭望夜空，常常可见到五光十色、千姿百态、各式各样形状不同的极光。毫不夸大地说，在世界上简直找不出完全一样的极光形体来。从科学研究的角度，人们将极光按其形态特征分成五种：一是底边整齐微微弯曲的圆弧状极光弧（或称为弧状极光）（图6、7）；二是有弯扭折皱的飘带状极光带（或称为带状极光）（图8、9）；三是如云朵一般的片朵状极光片（或称为片状极光）（图10、11）；四是像面纱一样均匀的帐幔状极光幔（或称为幕状极光）（图12、13）；五是沿磁力线方向的射线状极光冕（或称为放射状极光）（图14、15）。
极光形体的亮度变化也是很大的。从刚刚能看得见的银河星云般的亮度，一直亮到满月时的月球亮度。在强极光出现时，地面上物体的轮廓都能被照清楚，甚至会照出物体的影子来。最为动人的当然是极光运动所造成的瞬息万变的奇妙景象。有些人形容事物变化得快时常说：「眼睛一眨，老母鸡变成鸭。」极光可真是这个样子。名符其实的翻手为云，覆手为雨，变化莫测，而这一切又往往发生在几秒钟或数分钟之内。极光的运动变化，是自然界这个魔术大师，以天空为舞台演出的一出光的话剧，上下纵横成百上千公里，甚至还存在近万公里长的极光带。这种宏伟壮观的自然景象，好像沾了仙气似的，颇具神秘气氛。令人叹为观止的则是极光的色彩，早已不足以用五颜六色去描绘。说到底，它的本色不外乎红、绿、紫、蓝、白、黄，可是大自然这一超级画家用出神入化的手法，将深浅浓淡、隐显明暗搭配组合，一下子变成天际的万花筒啦！这些色彩完全掌控在高层大气的气体成份，氧和氮是最重要的主角。根据非正式的统计，目前能清楚分辨的极光色调已达一百六十余种。 *************************************************************************************************************
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Gas Hydrate
又称甲烷水合物（Methane Hydrate）系水分子与甲烷于低温高压（0℃，26大气压或10℃，76大气压下）形成类似冰状物质，在常温常压下即分解成水与甲烷，Gas Hydrate在水深数百公尺的大陆边缘地区存在如太平洋海域之大陆边缘，大西洋的大陆斜坡，南极大陆周边海域，Kvenvoden 1996年估计Gas Hydrate总储量为1 x 1016(m)3，如能够开采将成为重要之能源，因为甲烷为温室效应气体，故其与全球气候之变化将为海突候之变化将为海洋钻探研究之重点。Gas Hydrate之存在与海底之稳定性亦有密切之关系。
什么是甲烷水合物
「可燃烧的冰块」，这是许多人在介绍甲烷水合物时很喜欢引用的标题。在实验中人工合成的甲烷水合物就像一块不透明的冰块般纯白、洁净，在室温下一点火，它就自我燃烧起来（图一）。严格说来，甲烷水合物指的是甲烷气体分子在高压及低温的状态下，被呈笼状晶结架构的水分子所包合，而形成一种类似冰晶的化合物。这种气体分子和水分子的结合并不依靠化学的键结，纯粹是气体分子被包裹在水分子的笼状架构空隙中，与一般化学反应所产生的水合物性质并不相同。有的学者因而认为应称其为「甲烷气水包合物」（methane clathrate），以别于一般以化学键方式结合的水合物。另外，大自然中与水分子结成笼状包合物的气体分子并不限于甲烷，乙烷、丙烷等烷氢类气体，甚至二氧化碳、氮气等常见气体，在适当的高压低温条件下，均会与水分子结合成气水包合物。事实上，这类气水包合物的英文名称为「gas hydrate」，直译应为「天然气水合物」或「瓦斯水合物」。由于自然界中的天然气水合物其气体成份以甲烷为主（超过90%），因此一般人常把气水包合物称为「甲烷水合物」。本文随俗，用「甲烷水合物」代表学理上较严谨的「天然气气水包合物」一词。
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红海的盐份
世界上地质年代最年青的内陆海。位于亚洲阿拉伯半岛和非洲大陆之间﹐为印度洋的地中海。南以曼德海峡与阿拉伯海的亚丁湾相接﹐北经苏伊士湾和苏伊士运河﹐与大西洋的地中海相连。全长2253公里﹐东西最大宽度为306公里﹐总面积为45万平方公里﹐平均水深558米﹐最大水深3039米。1869年开辟了苏伊士运河后﹐使北欧-北印度洋航线缩短了9000公里﹐红海成为直接沟通印度洋和大西洋的重要国际航道。在通常情况下﹐红海海水呈蓝绿色﹐有时当红海束毛藻大量繁盛时﹐海水便转变为红褐色﹐故称“红海”。
地质地形 岸滨陆架水深大多浅于50米﹐且多礁石。红海沿岸广泛发育着珊瑚礁﹐两岸几乎全由珊瑚礁形成的曼德海峡﹐宽仅26～32公里﹐水深约 150米。海峡中散布着浅滩﹑暗礁和小岛﹐以丕林岛最大(面积仅13平方公里)。海峡下部还有一道海槛。这些都限制了红海与亚丁湾的水交换。红海的中轴线为中央海槽﹐大部深于1500米。海槽中部出现几处深邃的“V”形裂谷﹐为红海最深的地方。
海盆是大陆分裂的产物﹐非洲板块与阿拉伯板块之间的裂谷沿海盆轴通过。如将两侧大陆的轮廓线并合在一起﹐恰能密切啮合。研究证实﹐非洲大陆与阿拉伯半岛开始分离约在2000万年前﹐而在近300～400万年来﹐由于海底扩张﹐红海两岸仍以每年2.2厘米的平均速度继续分离。因此﹐红海是地球上最年青的海域﹐是个未发育成熟的大洋。海底沉积物﹐主要由珊瑚礁和其他钙质生物碎屑组成﹐并含有少量由风带来的陆源物质。
自20世纪60年代初以来﹐在裂谷底层水中﹐发现了若干水温和盐度特别高的地点﹐那里近底层水温达34～56 C﹐盐度达74～310﹐比其他深层海水盐度约高2～9倍。研究查明﹐这是由于裂谷扩展时﹐涌上来的熔岩加热了沿裂隙下渗的海水﹐而富含溶解盐类和矿物质的热水重新上升所至。
气候 干热的热带沙漠气候﹐并兼有季风气候特征。冬半年﹐北部盛行西北风﹐南部盛行东南风﹔夏半年﹐全海区多东北风﹐风速为3.4～10.7米/秒。全海区多尘埃﹐明朗的日子少。月平均气温2月最低(北部15.5 C)﹐8月最高(南部32.5 C)。降水多集中于冬季﹐年平均降水量北部28毫米﹐南部约127毫米。年平均蒸发量2100毫米。由于无径流入海﹐通过苏伊士运河与地中海的水交换也极微。只是由于从印度洋流入红海的水量超过红海流出的水量﹐才使红海不致因为强烈的蒸发而干涸。
水文特征 红海为世界上盐度最高﹑水温很高的海域之一﹐其平均值分别为40.35和22.67 C﹐月平均水温以2月最低(18 C)﹐8月最高(35.5 C)﹐年变幅为9～10 C。年平均盐度北高(>41.0)南低(36.5)﹐年变幅为2.0～2.5。主要水团有﹕红海表层水﹐位于 50～100米以浅的水层﹐温﹑盐度的时空变化较显著﹔变性亚丁湾水﹐分布于中部以南的次表层﹐由曼德海峡流入的亚丁湾水变性而成﹔红海深层水﹐只限于200～2000米的深层﹐温﹑盐度分布较均匀﹐季节变化和逐年变化也很小。
海流受控于海面的蒸发过程。冬﹑春季﹐源于亚丁湾进入红海的补偿流﹐在盛行东南风的影响下比较发达﹔夏季﹐风向相反﹐该海流只能在曼德海峡的中层流入。而在红海表层则出现一支由红海流向亚丁湾的风海流。在曼德海峡底层还经常有一支从红海流出的底层密度流。这支高温﹑高盐水体越过曼德海峡后向南扩展﹐成为印度洋次表层高盐水的主要源头。另外﹐在红海中还有相当显著的横向海流。
潮汐属半日潮性质﹐南北两端潮汐位相几乎相反﹐当南端为高(低)潮时﹐北端为低(高)潮﹔潮差不大﹐南北两端大潮潮差分别为1.0米和0.6米。潮波由印度洋经曼德海峡传入﹐协振潮特征较为典型。
生物和资源 海洋生物具有印度洋 -太平洋热带生物的区系特征。植物种类较少﹐动物种类颇多﹐鱼类有400余种﹐海豚﹑儒艮﹑鲨鱼和大型龟鳖等均属常见。初级生产力较低﹐叶绿素含量为19毫克/米 ﹐约与大西洋的马尾藻海相当。矿物资源有石油和蒸发盐矿床﹐以及在裂谷洼地底层软泥中新发现的重金属
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*************************************************************************************************************Ozone
A blue gaseous allotrope of oxygen, O3, formed naturally from diatomic oxygen by electric discharge or exposure to ultraviolet radiation. It is an unstable, powerfully bleaching, poisonous oxidizing agent with a pungent, irritating odor, used to deodorize air, purify water, treat industrial wastes and as a bleach.
臭氧一种气态氧气的同素异形体，O3在紫外线辐射下通过电子放射或暴晒从双原子氧气自然形成。它是一种不稳定的具有强漂白性的，有毒的氧化剂，有臭的刺激性的气味，用来除去空气的异味，净化水，处理工业废物和作为漂白剂 *************************************************************************************************************
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火山
世界上60％以上的活火山都分佈在太平洋沿岸新形成不久的巨大山脈和島嶼；另外有集中在地中海、非洲東部和大西洋中部的地殼發生巨大破裂的地方。因為這些區域的岩漿可以很容易的持續流出，所以成為活火山。
噴出的岩漿經過冷卻凝結，如果將火山口堵塞，則需要一段時間，在這段期間，地底的運動仍然活躍的進行著，因為火山口塞住，所以這股力量便在地底累積，等到累積到相當的程度，就又產生另一次的火山爆發，此種類型的火山就稱為休火山。
如果在地殼堅硬的地方，所有的裂縫都被堵住了，地底的岩漿再也不能爆發出來，這類的火山就稱為死火山。
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季风
现代人们对季风的认识有了进步，至少有三点是公认的，即：（1）季风是大范围地区的盛行风向随季节改变的现象，这里强调“大范围”是因为小范围风向受地形影响很大；（2）随着风向变换，控制气团的性质也产生转变，例如，冬季风来时感到空气寒冷干燥，夏季风来时空气温暖潮湿；（3）随着盛行风向的变换，将带来明显的天气气候变化。
季风形成的原因，主要是海陆间热力环流的季节变化。夏季大陆增热比海洋剧烈，气压随高度变化慢于海洋上空，所以到一定高度，就产生从大陆指向海洋的水平气压梯度，空气由大陆指向海洋，海洋上形成高压，大陆形成低压，空气从海洋海向大陆，形成了与高空方向相反气流，构成了夏季的季风环流。在我国为东南季风和西南季风。夏季风特别温暖而湿润。
冬季大陆迅速冷却，海洋上温度比陆地要高些，因此大陆为高压，海洋上为低压，低层气流由大陆流向海洋，高层气流由海洋流向大陆，形成冬季的季风环流。在我国为西北季风，变为东北季风。冬季风十分干冷。
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glaciers
Glaciers exist where, over a period of years, snow remains after summer's end. They exist in environments of high and low precipitation and in many temperature regimes; they are found on all the continents except Australia and they span the globe from high altitudes in equatorial regions to the polar ice caps. There is a delicate balance between climatic factors that allows snow to remain beyond its season. ...
Scientists and skiers alike can note that within a few days of falling, snowflakes have noticeably begun to change. ... The snowflakes are compressed under the weight of the overlying snowpack. Individual crystal near the melting point have slick liquid edges allowing them to glide along other crystal planes and to readjust the space between them. Where the crystals touch they bond together, squeezing the air between them to the surface or into bubbles. During summer we might see the crystal metamorphosis occur more rapidly because of water percolation between the crystals. By summer's end the result is firn -- a compacted snow with the appearance of wet sugar, but with a hardness that makes it resistant to all but the most dedicated snow shovelers! Several years are usually required for the snow to settle and to season into the substance we call glacier ice. ...
We can best determine the health of a glacier by looking at its mass balance. Each year glaciers yield either a net profit of new snow, a net loss of snow and ice, or their mass may remain in equilibrium. Scientists divide each glacier into upper and lower sections termed the accumulation area, where snowfall exceeds melting during a year; and the ablation area, where melting exceeds snowfall. An equilibrium line, where mass accumulation equals mass loss, separates these areas. You can see it as the boundary between the winter's snow and the older snow or ice surface. Its altitude changes annually with the glacier's mass balance. To find mass balance, scientists measure the area of each region and observe amounts of accumulation and ablation relative to preset stakes. After density measurements are made they may calculate how much water has been added or lost to the glacier. ...
After a series of positive mass balance years, the glacier may respond to the increased thickness by making a glacial advance downvalley. A series of negative years may cause a glacial retreat, meaning that the terminus is melting faster than the ice is moving downvalley. ...
Glaciers have been likened to mighty rivers of ice. Although they move many times more slowly, glaciers have equivalent changes in flow rate and often form falls of fast-moving ice above slow-moving ice pools. Glaciers flow faster down their centers than at ice margins, and more quickly at the surface than at the bed. ...
How fast a glacier moves is mostly dependent on the thickness of the ice, and on the angle of its surface slope. Glacier speeds vary when changes are made in this geometry. They respond to excessively high seasonal snow accumulations by generating bulges of thicker ice that may move downvalley many times faster than the glacier's normal velocity. ...
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石化林
石化林存在于美国亚利桑那州的彩绘沙漠内，是广泛散布的石化木和石化树的集聚地。来自火山灰的氧化硅溶于水并且渗入树木中，变成晶体，此时石化木便形成了。人们现在所见到的石化木的鲜艳色彩是由其他矿物质所添加而形成的。
有些石化木看上去仿佛曾被斧子砍断以用作木柴，但它们可能是因地震断裂而形成的。玛瑙桥（玛瑙是一种半宝石）是跨越在一条12米宽的溪流上方的单根石化木。它在跨度上没有支撑，但两端埋在砂岩中。
宝石收藏者过去曾对石化林造成极大的破坏，如今石化木已受法律的保护，无人能再取走哪一片石头。
土著美洲人有一个解释石化林如何产生的故事。一位女神为生火做饭集木头，但木头很湿不能燃烧。女神很生气，便对一些木头施以恶咒语，把这们变成了石头，不能再为任何人所使用。
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汞污染
汞和砷都是自然界存在的金屬，因此兩者污染地下水 及飲用水的問題不能不特別注意。砷可分成有無機砷 與有機砷兩類，無機砷的毒性比有機砷要強，例如砒霜 是無機砷，它的毒性就很強。急性砷中毒時，腸胃道的 症狀類似霍亂的徵候，即上吐下瀉。長期飲用有少量砷 污染的水源，會造成慢性中毒，例如肝臟腎臟病變，血色 素過低，及皮膚病變，例如烏腳病，嚴重時會造成肺癌 及皮膚癌。因此地區性的水源不能不注意砷的污染，至 於工業砷污染來源則以半導體及玻璃製造業的廢棄物為 主。砷中毒時，應該使用金屬的蛪合劑 (chelator)，例如 Dimercaprol (BAL)來治療。
常溫時汞是具有高揮發性的液態金屬，在室溫即可產生蒸 氣，所產生的汞蒸氣可以殺死細胞。汞進到人體有三個主 要途徑，第一個途徑是具揮發性的汞蒸氣經過鼻腔，直接 進到人體。第二個途徑是汞蒸氣揮發到空中，經過降雨作 用到湖泊水庫等水源，經由飲用水而進到人體內。第三個 途徑是汞蒸氣揮發到空中，經過降雨作用到湖泊大海後，進 入魚類的體內，日積月累的在魚類體內把汞囤積起來，然後 經由生物鏈被吃進到人體內。由於在人體的腸胃道中有很多 細菌，可以把吃進體內的汞轉變成更具毒性的甲基汞，因此 汞的毒性立刻變成了數百倍之多。而且經由魚類體內累積而 進入人體的汞含量，比起直接吸入人體內要大了許多倍。同 時甲基汞比汞對人體腦細胞的親合力，也強了許多倍。因而 會造成腦神經系統的障害，特別是容易造成智力及情緒受損。
目前已知道的汞中毒症狀有種，短期或輕微汞中毒症狀包括了 嘔吐，胃發炎，大腸炎，腹痛，口水過多，憂鬱，容易憤怒，失 眠，頭痛，暈眩，言語障害，疲勞等等。急性大量中毒嚴重者，會 造成死亡。治療時 可使用金屬的蛪合劑 (chelator)，例如 2,3-dimercapto-1-propane-sulfonic acid (DMPS) 來治療。
在我們日的常生活中，常見的汞污染來源有水銀溫度計，舊式 日光燈管，塑膠化學工廠，石油輕裂廠，魚類，甚至包括了牙醫 治療蛀牙所用的銀汞假牙或填充物等等。由於汞蒸氣不容易控制，因 此處理汞污染問題時，特別是工業界的汞廢料或汞污泥時，不能不特 別謹慎，因為汞污染的問題遠比砷污染要嚴重得多了。
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上升流(upwelling) 的背景知识
上升流是指海水緩緩上升的現象，其速度約為10-5～10-2公分／秒，若以10-3公分計，一天才不過上升1公尺左右。其速度雖慢，卻是一種重要現象，因其會將二、三百公里深富含營養鹽的次層冷海水帶到表面來，這些高養分的海水帶來大量的浮游生物，會引來魚群，在當地形成良好的漁場。 早在西元1604年，就有人注意到南美洲秘魯沿海的異常海水，當地人還把酒瓶捆好投入海水中冰冷，其後人們又陸續在美國加州等地的沿海也發現異常的冷海水，但直到1844年，才有人知道這些冷海水是由上升流所帶來，並進一步探討上升流的原因。
1. 風 力 |
北美、南美及南非等處西海岸所發現的上升流，主要就是由風力造成的。
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在北美洲25°～46°的太平洋海岸，尤其是加州沿海，每年三月西北風開始沿岸吹送時，上升流的現象就逐漸顯著，到了七、八月夏季時達到最盛，到了冬季，西北風不再吹送，上升流也消失了。
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2.地 形 效 應 ：
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海底地形的變化往往會造成洋流方向的改變，如果此種改變在北半球引致逆時針方向的渦漩（南半球則為順時針方向），易造成上升流。台灣東南沿海附近上升流的形成原因，便是受到海底地形的影響。
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3.冷、暖流交會：
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當冷、暖水團交會時，冷水團較暖水團重，所以冷水團下沉而暖水團上升。日本東部海域的上升流就是由南而來的黑潮暖水團與由北而來的親潮冷水團相遇所造成。上升流所帶來的大量營養鹽，引來大量的魚群而成為世界五大漁場之一。
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如何研判上升流？？
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1.溫度
上升流會將次層的低溫海水帶到海平面，所以上升流存在的海域一般會較附近其他海域表層海水的溫渡低2℃、3℃，但也有可能低了7℃、8℃。因此，海域出現反常低溫海水，就成了判斷上升流存在與否的指標之一。美國舊金山海岸的表層海水一年中的最高溫，須等到九月分上升流停止後才會出現，而不是七、八月盛夏的時候。
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2.溶氧量
表面海水的溶氧量一般都極近飽和，但隨深渡遞減，到了中層海水達到最小。上升流帶來的次層海水含氧量較少，所以上升流存在的地區，表面海水的溶氧量自然比較少。如秘魯洋流的上升流區域，表面海水的溶氧量僅為飽和時的65％而已。
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3.營氧鹽（主要是指磷酸鹽）
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钻石的形成
天然钻石如何形成在地壳下面超过一百五十公里处的地方，温度达到一千二百摄氏度，压力高达五十千巴。在高温和高压下，地表里丰富的碳从柔软并呈黑色的石墨状态变成坚硬纯净的晶体。当地球发生熔岩爆发时，这些钻石晶体会被带到地面的泥土，并在此形成内含钻石的角砾云母橄岩。
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三角洲
三角洲是一片平坦的河口沉積地，它的平面形狀呈三角形，頂端指向上游，底邊為湖海之濱。 
河流在入海或入湖的河口區，因坡度平緩，水流受到頂托，流速降低，水流分散，動能減弱，便將搬運的泥沙漸次沉積下來；此外，河水與海水混合，也引起膠體顆粒的凝聚和結合。這樣，在河口附近便形成扇形堆積體。開始時是淺灘，然後逐漸形成三角洲，最後形成低平的陸地，與泛濫平原連結在一起。
三角洲的結構有清晰的層次。三角洲表面的薄沖積層稱為頂積層（top-set bed）；其下為傾斜向海的厚層沖積物，稱為前積層（fore-set bed）；最後為水底的薄層細小沉積物、貼著水底伸展向外的底積層（bottom-set bed）。
三角洲形成的基本條件有三：一要有大量的河流沖積物；二要河口位於淺水區域，坡度平緩，便於沉積泥沙；三要水面平靜，無強大的海流或波浪把河流的沖積物帶走。若河口有植物生長，或有沙洲沙咀等擋隔波浪，三角洲的形成更快。 |
 泥涌
由於三角洲上的汊河在數量、大小、分佈和含沙量幾方面的變化較大，加上海洋動力如波浪、潮汐等的影響，因而使三角洲的形態複雜多樣，一般是分為三類。 |
扇形三角洲（arcuate delta）
河流分為許多汊道入海，沉積物散佈在汊河河岸及河口，三角洲全面向外突出呈扇子狀，如非洲尼羅河及中國黃河三角洲，以及本地從前的林村河及錦田河三角洲。 |
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鳥足狀三角洲（bird's foot delta）
河道分為數支，但水流仍強，各自攜帶大量泥沙，呈鳥足狀向海伸出，如美國密西西比河三角洲；注入湖泊的河口也常見鳥足狀三角洲。 |
溺谷河口三角洲（estuarine delta）
發展於曾經下沉的河口，因河口水深或波浪較強，主流以單股入海，或祇有很少的分汊，所以祇有主流出口處的沉積量超越波浪的侵蝕量，使三角洲以主流為中心而向外伸展，如法國塞納河（Seine）和中國長江三角洲；本港的三角洲多為此類，但是規模很小，如大嶼山東涌的三角洲。
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*************************************************************************************************************白令海峡
 白令海峡位于亚洲的东北端、北美洲的西北端，把北冰洋和太平洋连在一起，把亚洲的西伯利亚和北美洲的阿拉斯加分割开来，宽度为35到86公里，深度达42米。然而，以前这里并不是这个样子。
在冰期时期，北半球被冰川覆盖着，这些巨大的冰块聚存了地球上的大量水分。在冰期中最冷的时候，白令海的水面降低了90米以上。露出水面的陆地形成了一座 “桥”，把两块大陆连接了起来。这就是白令海陆桥。在那个时期，很多欧亚大陆上的动物通过陆桥进入了美洲大陆。考古学家们认为，印第安人的祖先是一些猎人，他们在跟踪兽群的时候也通过这座陆桥到了北美洲。
过了陆桥之后，他们并没有能够马上进入美洲的腹地。这是因为当时正处在冰川时期，整个北美大陆都被冰覆盖着，最冷的时候这些冰的厚度曾经达到1.6公里。在后来一些不同的历史时期中，气候发生了一些变化，有时天气变得比较暖，北美洲的两块主要的大冰川之间出现了一条通路，他们这才逐渐到了北美洲的中部和南部，在那里定居下来。
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海水成分的变化
一般認為海水的化學成分在過去的6億年來沒有太大改變。然而，紐約州立大學Binghamton分校的地質學家Tim Lowenstein及其研究小組，從保存在石鹽（Halite）中的海水得到第一個強而有力的反證。
Lowenstein收集蒸發時保留在石鹽結晶中的海水，將其凍結後切片，再利用X-ray分析其化學成分，結果顯示海水的化學成分其實已經有了很大的改變。例如：從現今澳洲、中東及美洲等地收集來的，跨越了過去5億5千萬年的石鹽結晶，經過分析後顯示海水的鎂鈣比例（Mg2+/Ca2+）有約5 倍大的長期變化。寒武紀、志留記及白堊記的鎂鈣比例最大約2.3（震幅從1.0~2.3），遠低於現今海水的 5.2。而前寒武紀、二疊紀及第三紀的海水則擁有較高的鎂鈣比例（大於2.5，有時可大於4）。
Kansas大學的地質學家Robert Goldstein表示，石鹽結晶只在一些特殊的環境下形成，例如：潟湖。因此，藉由這些結晶來反應真實的海水成分需要很多假設。除了這個缺點，這些石鹽結晶大概是目前最好的地質記錄。目前的研究課題是，哪些地質作用可以改變海水的化學成分呢？Lowenstein發現海洋板塊的擴張有可能會增加海水的Ca2+；而海洋生物的成長則會吸收Ca2+。其他如：火山及全球海平面的變化也有可能會造成影響。
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发表于 2005-4-25 02:20:00
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