20世纪60年代,我国科学家在青藏高原海拔5 900米处发现一块阔叶树的树叶化石。经鉴定,这是高山栎树叶化石,年龄为200多万年。然而这类阔叶树现在在同纬度生长的海拔上限是3 000米。这一重要发现表明,青藏高原在近200多万年中发生了大幅度抬升。是什么力量驱使青藏高原大幅度抬升的?
在山区,我们经常可以看到裸露地表的岩层,它们有的倾斜弯曲(图2.13),有的断裂错开(图2.14)。这些岩层的变形和变位,称为地质构造。褶皱和断层是常见的地质构造。
在地壳运动产生的强大挤压力作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列波状弯曲,叫作褶皱。褶皱是由背斜和向斜组成的。背斜岩层一般向上拱起,形成山岭;向斜岩层一般向下弯曲,形成谷地(图2.15)。
在外力长期作用下,背斜、向斜的地表形态也会出现倒置现象。背斜顶部因受张力产生裂隙,容易被侵蚀成谷地;而向斜槽部由于受到挤压,岩石致密,不易被侵蚀,相对高耸形成山岭(图2.16)。
当岩层受到的压力、张力等超出所能承受的程度,岩层就会断裂并沿断裂面发生明显的位移,称为断层。断层的位移方向有水平和垂直两种(图2.17),并由此形成不同方向上的地貌错断现象。
如果断层位移以水平方向为主,会使岩层在水平方向上被错断(图2.18)。如果断层的位移以垂直方向为主,上升的岩块经风化侵蚀常成为断块山或高地,如我国的华山、庐山、泰山;相对下降的岩块,则常形成谷地或低地,如我国的渭河平原、汾河谷地。在山地,断层沿线岩石破碎,易受风化侵蚀,常常发育成沟谷、河流。
位于美国西部的圣安德列斯断层是地球表面最长和最活跃的断层之一,大致呈西北—东南走向,长度超过 1 200千米,深度约16千米。断层两侧的地壳相对发生水平位移。
岩层的变形、变位往往是地壳运动的反映。图2.19所示变形的岩层出露在美国圣安德列斯断层所经区域。
1.在图中找出褶皱,并判断背斜和向斜。
2.在图中找出断层,判断断层两侧岩层的相对运动方向。
3.分析褶皱和断层的形成过程。
陆地上大规模的山系、高原,海底延绵的山脉和狭长的海沟是如何形成的呢?科学家用板块构造学说做出了较为合理的解释。
板块构造学说认为,地球岩石圈是刚性的,破碎成为多个不规则的块体,即板块(图2.20)。这些板块覆盖于熔融的软流层之上,一直处于缓慢的、不断的运动之中。板块间的相互运动主要有相向、相离等形式,并因此产生不同的地貌形态。板块内部相对稳定,两个板块之间的交界处是地壳比较活跃的地带。
板块相向运动使得在边界处发生碰撞或俯冲,由此形成巨大山系、海沟、岛弧等不同的地貌形态(图2.21)。板块相离运动形成裂谷、海洋。
案例:红海的形成及扩张
红海是非洲东北部和阿拉伯半岛之间的狭长海域。早在2000万年前,阿拉伯半岛整体还与非洲大陆连在一起,红海自然也不存在。之后,阿拉伯半岛从非洲板块中分裂出来,它们之间形成裂谷带。大陆继续开裂,裂谷变长变深,成为带有通向大洋出口的海峡。红海还在不断扩张(图2.22),有人预测几千万年后红海将成为新的大洋。
构造地貌对人类的生产、生活影响很大,其中,山地对交通的影响尤为显著。
与平原相比,山地相对高度和坡度大,不利于人类通行。一方面,在山区修建交通运输线路,不仅成本高,难度也比较大。另一方面,山地地质构造复杂,坡地稳定性差,洪水形成快,水流急,都对交通运输设施和人员安全构成威胁。因此,科学合理的交通运输布局,不仅可以降低工程造价,还能够最大限度地保证交通运输线路和通行的安全。
山区交通运输布局需要合理选择交通运输方式。人们通常优先建造成本较低、难度较小的公路,其次才是铁路。
山区交通运输布局还应该合理选择交通运输线路。为了降低修建难度,人们通常会在地形相对和缓的山麓、山间盆地和河谷地带选线(图2.23),线路往往需要迂回前进。需要翻越山岭时,为减低道路的坡度,一般采用盘山曲折的线路设计。因此,同样的直线距离,山区的线路弯曲程度和总长度一般要大于相应的平原地区。山区交通线的建设,还需要有效防范自然灾害,尽量减少对山地景观的破坏和对耕地、林地的占用,最大限度地保护生态环境。
随着科技的进步和生产力水平的提高,在山区交通线路建设中,越来越多地采用了桥(梁)隧(道)相结合的方式(图2.24),不仅能够缩短里程,提高通行速度,减少通行时间,而且能够有效地避免自然灾害的威胁。但是,桥隧比例的增加,也会大幅度增加建设费用。
图2.25是某山区公路走向示意。根据此图分析如下问题。
1.公路选线时考虑了哪些自然因素?又是如何处理与这些自然因素的关系的?
2.山区的人口主要集中在哪个地形单元中,与公路线的选择是否有关?这种现象说明了公路线的选择还受哪些因素的影响?
原理、学说、假说等理论是系统化的理性认识。科学理论是对事物本质及其规律的正确反映,其形成需要大量证据的检验,比如板块构造学说就是地球科学的重要理论,它的形成过程也不例外。在本章的学习中,你将和你的同学一起,了解板块构造学说的发展演变,最后完成主题为“认识板块构造学说”的全班汇报。
课题目标:查阅地球科学的相关史学资料,了解板块构造学说的发展演变,按时间顺序梳理板块构造学说逐步完善的过程,绘制“认识板块构造学说”过程的时间轴,最后在全班汇报。
课题准备:为完成这一课题,你要做好以下准备。
◆查阅相关资料,了解阿尔弗莱德·魏格纳并整理大陆漂移假说。了解魏格纳提出大陆漂移假说的背景、论证过程以及他所找到的证据。
◆查阅相关资料,了解哈雷·赫斯和迪茨以及海底扩张学说。了解海底扩张学说的内容、论证的过程以及他们所找到的证据。
◆查阅相关资料,了解板块构造学说的内容。了解其理论依据、理论体系和动力模式,以及板块构造学说是如何将大陆漂移、海底扩张、火山和地震等地质现象纳入到统一的模型中来的。
◆分组讨论并整合你们的资料,汇总成主题为“认识板块构造学说”的报告,并在全班汇报交流。
检查进度:在学习本章内容的同时,进行该课题的研究。为了按时完成课题,你要在以下各阶段检查课题研究的进度。
第一节第40页:展示搜集到的大陆漂移假说和海底扩张学说的相关资料,并做出相应的解释和说明。
第二节第49页:展示搜集到的板块构造学说的资料,并做出相应的解释和说明,小组汇总成主题为“认识板块构造学说”的报告。
总结:本章结束时,在课堂上展示你们小组的汇报,分享交流你们的成果。
岩层在形成时一般是水平状的。岩层因受力而发生弯曲,形成褶曲。如果形成的是一系列褶曲,就称为褶皱。岩层发生褶皱,就会出现高山和谷地等地貌形态,所以褶皱是形成地貌形态的基础。世界上绝大部分山脉都是褶皱山脉。
褶皱的基本形式分为背斜与向斜。从形态上来看,背斜是岩层向上突出的弯曲,向斜是岩层向下凹陷的弯曲。一般背斜成山,向斜成谷。但是,背斜顶部受张力作用而破碎,物质疏松,易被侵蚀而形成谷地;而向斜槽部受到挤压,岩层坚实不易被侵蚀,反而可能成为山岭。
如果岩层受到的强大压力或张力超过岩石的承受力,岩层就会破裂断开,形成断裂构造。其中断裂面两侧岩块有明显相对位移的叫断层,岩层断裂错开的面叫断层面。在自然界中,断层很少单独存在,往往以组合的形式出现。几条走向平行的断层,两侧的岩块差异升降。中间岩块相对上升,断层面相背倾斜的组合形式叫地垒,常形成块状山地,如我国的华山、庐山等。中间岩块相对下降,断层面相向倾斜的组合形式叫地堑,常形成狭长的凹陷地带,如我国的渭河谷地、著名的东非大裂谷等。地垒和地堑常常相伴而生。
板块构造学说是20世纪60年代后期发展起来的一种关于全球构造的理论。板块构造学说认为,整个岩石圈并不是整体一块,而是被一些活动带(如海岭、海沟等)分割成了许多单元,这些单元叫作板块。如图2-1-11所示,全球岩石圈可以分成六大板块和若干小板块。六大板块包括太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。其中,只有太平洋板块几乎全是海洋,其余板块既包含陆地又包含海洋。这些板块漂浮在软流层之上,处于不断运动之中。一般来说,板块内部地壳相对比较稳定,而板块与板块交界的地方则是地壳运动比较活跃的地带。
板块相对移动而发生的彼此碰撞或张裂,形成了地球表面的基本面貌。在板块张裂的地区,常形成裂谷或海洋,如东非大裂谷和大西洋就是这样形成的。在板块挤压的地区,常形成山脉。当大洋板块和大陆板块相撞时,大洋板块因密度较大,位置较低,俯冲到大陆板块之下,常常形成海沟;大陆板块受到挤压上拱,隆起形成岛弧和海岸山脉。在两个大陆板块相碰撞处,则形成巨大的褶皱山脉,喜马拉雅山脉就是亚欧板块和印度洋板块碰撞形成的。地球上海陆的形成和分布,陆地上大规模的山系、高原和平原的地貌格局,都是板块构造运动的结果。
海底扩张学说是由哈雷·赫斯和迪茨提出的,它是板块构造学说形成的理论基础之一。海底扩张学说认为,新的洋壳形成于洋中脊,并且在深海海沟处消融。地幔物质从洋中脊顶部缓慢涌出并冷凝,从中间向两侧推移,不断形成新洋壳。洋壳的推移,推动了大洋板块的移动。
随着科学技术的进步、生产力水平的提高以及社会经济发展的需要,人类对岩石圈的开发和利用的形式逐渐增多。例如,开凿水渠、钻井、采矿和修建海底隧道等。海底隧道是修建于海峡、海湾或河口等处的海底之下,用于沟通陆地的交通管道技术工程。与其他隧道相比,海底隧道具有运输速度快,不受天气影响等特点。从工程规模和现代化程度来看,英法海底隧道是当今世界上最具代表性的跨海隧道工程之一。英法海底隧道的修建历时8年多,于1994年5月6日开通。它由三条长51千米的平行隧洞组成,总长度153千米,其中海底段的隧道长度为114千米。
■隧道建设在哪种岩层?为什么?
■海底隧道的优点有哪些?
冰岛地处亚欧板块和美洲板块之间,有近300座火山,其中包括约50座活火山,所以火山不断喷发是冰岛的常态。因此组成冰岛的岩石都是岩浆岩,这为冰岛的地理景观定下了基调。
从空中俯瞰,两大板块交界处形成了壮观的裂谷景观。自第四纪以来,大西洋洋中脊裂谷溢出了大量火山喷发物。全岛遍布深色玄武岩,海岸边管风琴般的玄武岩山体壮观而异样,呈整齐的棱柱形逐一排列,好像是人为刻凿和拼接而成的艺术品。这种地质结构叫作柱状节理,每个柱状节理径宽10~20厘米,高1米多,是火山熔岩遇海水冷却凝固过程中收缩形成的产物。
火山频发的冰岛,有壮观的地热景观,火山口、温泉、间歇泉、滚烫的泥浆、蒸汽、热水潭和喷气孔一应俱全。地热资源是冰岛重要的能源。
冰岛的火山一般都被厚厚的冰川所覆盖,一旦火山爆发,炽热的岩浆将覆盖在火山上的冰川融化,形成洪水。洪水从山顶冲刷而下,流经地面的火山灰,绘就了一幅幅波澜壮阔的冰水河流美景图。
1.冰岛为什么火山多?火山与洋中脊的关系如何?
2.组成冰岛地表的岩石有什么特征?为什么冰岛会形成这样的景观?
根据给出的材料和图片,完成下列各题。
东非大裂谷北起西亚,南抵非洲东南部。它跨越50多个纬度,总长超过6500千米。研究表明,肯尼亚裂谷带两侧断层和火山岩的年龄,随着离开裂谷轴部的距离的增加而增大。根据美国“双子星”号宇宙飞船的测量,裂谷北段的红海扩张速度达每年2厘米;在非洲大陆上,裂谷每年加宽几毫米至几十毫米。如果按照这种速度持续下去,再过2亿年左右,东非大裂谷就会被彻底撕裂开。
(1)东非大裂谷位于哪两个板块交界处?这两个板块在做怎样的运动?有什么证据?
(2)如果2亿年后,东非大裂谷被彻底撕裂开,形成新的大洋时,海底地质年龄的分布是怎样的?
课题2:检查进度
展示搜集到的板块构造学说的资料,并做出相应的解释和说明,小组汇总成主题为“认识板块构造学说”的报告。
不同的地表形态会不同程度地制约人类活动,随着科学技术的发展,人类活动对地表形态的影响也越来越明显。
地表形态对人类活动的影响地表形态对城市、交通线路、人口分布和农业生产等方面产生重要影响。
平坦、开阔、地势稍高的平原,利于建筑物、道路等基础设施建设,也利于城市的进一步扩大发展,还可以减少建设成本。平坦的土地利于农耕,可满足城市居民对农副产品的需求。世界人口100万以上的大城市,绝大多数位于海拔200米以下的濒海、濒湖或沿河平原地区;我国大城市也大部分位于第三级阶梯。这充分说明地表形态对城市区位的影响。
由于水源充足,水运条件便利,在山区河谷两岸较平坦的区域,也常形成一些城市,但是这些城市的进一步发展常受到地表形态的制约。
地表形态影响着交通线路的走向。就铁路线而言,地表形态的影响最为明显,由于不同地表形态单元(平原、丘陵、山地等)的地表起伏状况存在差异,因此要在这些地形单元上修建同样技术标准的铁路,其线路的弯曲程度和相应的总长度也有很大差异。例如,京包线南口—康庄段和宝成线宝鸡—凤县段分别采用“人”字形和“8”字形的复杂线路走向,线路的弯曲程度和总长度,比平原和丘陵区大得多。
不同地表形态单元甚至同一地表形态单元的不同部位,交通线路建设所需的工程量与造价也有很大差别。因此在没有特别需要的情况下,线路往往都选建在自然条件较为有利或便于修建的地表形态单元和地表形态部位上,如平原、缓丘、山间盆地、河谷和山口等处。而这些地方大多也是较适于人们生活和从事各种生产活动之处,人口较为密集,经济发展水平相对较高,对交通运输的需求也较大。地表形态也在不同程度上直接或间接地影响着交通运输网的分布与密度。
板块构造学说是近几十年来解释大地构造运动和海陆分布规律较为盛行的一种学说。该学说认为,地球的岩石圈并不是整体一块,而是被一些断裂构造带,如海岭、海沟等,分割成六大板块,而且每个大板块内部还可以划分为若干小板块。这些板块不是静止的,而是处于不断运动之中。板块运动是内力作用的重要表现之一。
板块运动形成了板块之间的两种基本关系:板块与板块之间互相碰撞,或者相邻板块彼此分离。它们对于宏观地形的形成和变化具有重大影响。
板块构造学说由美国摩根、英国麦肯齐、法国勒皮雄等人于1967年提出,到1973年基本成形,直到现在仍在继续完善。
在板块相撞挤压的地区,常形成山脉。当大洋板块和大陆板块相撞时,大洋板块因位置较低,俯冲到大陆板块之下,这里往往形成海沟;大陆板块受挤上拱,隆起成岛弧或海岸山脉。太平洋西部边缘的深海沟—岛弧链,就是太平洋板块和欧亚板块相撞形成的。
在两个大陆板块相碰撞处,则形成巨大的山脉,如喜马拉雅山脉。在板块张裂的地区,常形成裂谷或发育为海洋,如东非大裂谷、大西洋。
活动
2.设计模拟实验或绘制示意图,说明太平洋西部边缘的深海沟—岛弧链是怎样形成的。
在山区河谷或公路两侧的裸露岩壁上,经常可以看到岩层倾斜弯曲,甚至是断裂错开的情形。这些由地壳运动留下的“痕迹”,叫作地质构造。从地质构造与地形的关系中,能够看出地质构造对地形的形成和发育的影响。
岩层在形成时一般是水平的。在地壳运动产生的强大挤压作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列的波状弯曲,叫作褶皱。地壳发生褶皱隆起,常形成山脉。世界上许多高大山脉都是褶皱山脉。
褶皱的基本单位是褶曲,即褶皱的一个弯曲。褶曲有背斜和向斜两种基本形态。从形态上看,背斜岩层一般向上拱起,向斜岩层一般向下弯曲。在地形上,有时候背斜成为山岭,向斜成为谷地。
但是,在野外,我们常能见到背斜成为谷地、向斜成为山岭的情况。这种地形与褶皱构造不相吻合的现象,称为地形倒置。
当地壳运动产生的强大作用力超过岩石的承受能力时,岩层就会破裂。岩层发生破裂后,如果两侧的岩块沿破裂面发生明显的位移,就形成了断层。在地形上,有些断层常形成平直的陡崖。
伸直手臂后再曲臂,衣袖会皱起来。这些日常现象可帮助我们理解褶皱的形成。
两条平行断层之间的岩块相对上升,两边岩块相对下降,相对上升的岩块叫作地垒,它常形成断块山,如我国的华山、庐山、泰山等。两条平行断层之间的岩块相对下降,两边岩块相对上升,相对下降的岩块叫作地堑,它常形成狭长的凹陷地带,如我国的吐鲁番盆地、渭河谷地、汾河谷地等。
活动
1.读图2-34、图2-35,完成相关任务。
(1)在图2-34中,用虚线绘出背斜部位缺失的岩层。
(2)议一议,背斜谷和向斜山分别是怎样形成的?
2.读图2-32,完成相关任务。
(1)断层面是指岩体断裂错开的面,断层线是指断层面与地面的交线。在图中找到断层面、断层线,并将它们标注出来。
(2)想一想,岩体发生破裂就会形成断层吗?
(3)议一议,沿断层线常发育成什么地形?
火山喷发是地球内部能量强烈的释放形式,岩浆喷出地表即为火山喷发。根据喷发状况,可分为裂隙式喷发和中心式喷发两种类型。裂隙式喷发的火山,熔岩物质往往形成宽广的玄武岩高原,如美国哥伦比亚高原、印度西部高原等。中心式喷发的火山,常在地表形成火山锥、火山口等火山地貌,如富士山、长白山主峰等。没有破坏的火山口是一个中央低凹的封闭洼地,有时候会积水成湖,如长白山天池。
冰岛拉基火山就是沿裂隙喷发形成的,1783年喷发时,熔岩从16千米长的一段裂隙上的22个喷口中喷出,熔岩覆盖面积达565平方千米。
活动
1.世界上的火山主要分布在环太平洋带、地中海—喜马拉雅带和洋中脊带。读图2-28,试运用板块构造理论进行解释。
2.根据活动情况,火山可分为三类:一是现代尚在活动或周期性喷发的火山,称为活火山;二是保持有火山形态和喷发物,但无喷发历史记录,也无活动性表现的火山,称为死火山;三是长期没有喷发,但将来还会喷发的火山,称为休眠火山。查阅相关资料,举出上述三类火山的实例。
3.读图2-36、图2-37,议一议,火山地貌在形态上有何特点?尝试用等高线绘制一幅有火山口湖的火山地形图。
河南辉县郭亮村地处太行山深处,背靠高山,前临绝壁,一条长约2000米的巨大悬崖隔开了村庄与外界的联系。自1972年开始,村民们花了5年多时间在绝壁中凿出一条长约1300米的挂壁公路——郭亮洞,终于打开了村庄与外界交流的通道。如今,郭亮村已成为知名旅游地,当地独具特色的村落和民风民俗,吸引着各地艺术家前来创作。
1.挂壁公路开凿前,郭亮村是一个极端贫困的村庄。想一想,是什么原因限制了当地村民的活动,制约了该村的发展?
2.一条公路,改变了一个村庄的命运。议一议,挂壁公路的开凿对郭亮村具有哪些重要意义?据此讨论地表形态与人类活动的关系。
(一)地表形态对聚落分布的影响
聚落是指人类从事生产生活活动而聚居的场所。聚落包括房屋建筑的集合体,以及与人们生产生活相关的各种设施。在聚落形成和发展的过程中,地形因素的作用尤为突出。不同的地形条件,对聚落的类型、分布、规模和发展有着深刻的影响。
在我国北方平原地区,村落的规模一般较大,多呈团聚型、棋盘式的格局,聚居的人口较多。在我国南方地形复杂的丘陵地区和山区,村落的规模一般较小,空间分布相对分散,聚居的人口较少。
(二)地表形态对交通线路分布的影响
古往今来,交通线路一直是人们相互联系的纽带。影响交通线路分布的因素有许多,如自然因素中的地形、气候、水文等,社会经济因素中的人口、资源、城镇分布、工农业生产水平、科学技术等。在自然条件中,地形对交通线路分布的影响尤为深刻。
我国地势西高东低,呈阶梯状分布,交通线路的空间分布表现出西部稀疏、东部稠密的特点,存在着显著的区域差异。
当我们考察地形对交通线路分布的影响时,可以看出,在不同的地形区内,交通线路呈现出不同的布局和形态特征。
在平原地区,地形对交通建设的限制较少。在人口稠密的平原地区,交通线路一般呈网络状。山区地形起伏较大,交通建设的限制性因素较多。为了减缓道路坡度,山区公路多呈“之”字形分布。
在进行交通线路的选线时,要充分考虑沿线的自然、经济、社会、交通、技术、生态等因素的综合影响,选择有利地形,避开不利地段,尽可能降低工程造价,设法减少对生态环境的破坏。
随着科学技术的进步,人们掌握了越来越多的工程技术,能够在崇山峻岭中和大江大河上修建现代化的交通设施,如瑞士与意大利之间穿越阿尔卑斯山的铁路,我国的青藏铁路和港珠澳大桥,连接英国与法国的海底隧道等。
半坡村落
半坡村落遗址位于陕西省西安市东郊,建于距今6800~6200年前的新石器时代,是先民在接近水源又不会被洪水淹没的河流阶地上,建造的相对集中的居住场所。该遗址表明,当时的村落已经有了初步的功能分区,如居住区、公共活动区、制陶区、墓葬区、防御壕沟等。在我国,类似的遗址还有许多。这些遗址大都坐落在河流阶地上,这说明先民在选择居住地时,已充分考虑到地形和水源对聚落的影响。
蜀道如今变通衢
四川盆地地形封闭,对外联系不便,素有“蜀道难,难于上青天”之说。在历史上,出入四川盆地主要依赖南、北两条线路。北线剑阁蜀道是过剑门关、棋盘关后,穿越米仓山,再往汉中去的山路,以“剑门天下险”闻名;南线出夔门,
经长江三峡,到达湖北,以“夔门天下雄”著称。如今,随着宝成、成昆、襄渝、成渝、川黔、西成等铁路以及一系列公路的建成,从根本上改变了以往四川盆地对外交通联系困难的封闭格局。
雅西高速从四川雅安到西昌,全长240千米,于2012年4月全线通车。雅西高速由四川盆地边缘向横断山区高地爬升,线路展布于崇山峻岭之间,平均每向前延伸1千米,海拔就上升7.5米,被称为“天梯高速”“云端上的高速公路”。
西成高铁全长658千米,于2017年12月全线开通运营,是我国第一条穿越秦岭的高速铁路。西成高铁自西安南下,穿越关中平原、秦岭山脉、汉中平原、
巴山山脉,进入四川盆地到达成都,全程运行时间约4小时。成贵高铁从成都到贵阳,全长648千米,被称为“世界第一条山区高速铁路”,于2019年12月建成通车。这两条铁路的建成,大幅度加强了四川盆地与西北地区和华南沿海的交通联系,促进巴山蜀水融入全球经济一体化的大潮中。
1.读图2-52、图2-53,完成相关任务。
(1)图2-52、图2-53中,哪一个是山区的聚落,哪一个是平原地区的聚落?简要说明它们的主要差异。
(2)试从地形角度,分析两种聚落类型形成的主要原因。
2.阅读下列材料,完成相关任务。在滇西北纳西族聚居地,有一座被列入世界文化遗产的古城——丽江。古城坐落在丽江坝子西北部,海拔2400余米,北依象山、金虹山,西枕狮子山,东、南两面比较开阔。源于玉龙雪山的玉河水,在城北玉龙桥附近被分为三股干流(东河、中河和西河)引入城中,再分多股支渠流贯大街小巷。古城、老街和纳西文化,造就了独具风情的高原水乡。
(1)丽江古城为什么冬无严寒、夏无酷暑?
(2)丽江古城的建设,利用了当地哪些有利的地形条件?
3.阅读下列材料,想一想,在塔里木盆地中,城镇的空间分布与地形、河流和交通线路有什么关系?
塔里木盆地是我国最大的内陆盆地,面积约56万平方千米。盆地地形封闭,四周高山环绕,气候特别干旱。塔克拉玛干沙漠位于盆地中部。绿洲呈串珠状分布于盆地边缘,多位于山前冲积扇、洪积扇中下部,这些地方地形较平坦,土壤肥沃,水源条件好,人口集中,农牧业较为发达。
1.图2-57反映了我国地形大势对交通线路密度的影响。读图,完成相关任务。
(1)对比分析我国地势三级阶梯上的交通线路密度。
(2)讨论我国地形大势与交通线路密度之间的关系,并分析其原因。
2.四川省地形复杂,大致上分为两部分:西部是川西高原,东部是四川盆地。盆地中部又有平原、丘陵和低山等。不同的地形区,交通线路布局方式不同,交通线路形态也各有差异。读图2-58,简要说明四川省不同地形区交通线路的布局特点和形态特征。
活动3
阅读下列材料,完成相关任务。兰州市是一个典型的河谷型城市黄河自西向东流贯该市西固、安宁、七里河、城关四区。城区南北两侧山峦对峙。城市主体集中于黄河河谷,并沿着河谷向外围扩展。
1.为什么兰州城区沿黄河分布?
2.根据相关知识,推断兰州城区主干道的走向。
3.以兰州城区为例,讨论地形对聚落和交通线路布局的影响。
人类活动对地表形态的影响是明显的。为了谋求生存和发展,人类从来没有停止过改造周围环境的活动。随着生产力水平的提高和人类社会的进步,人类活动对地表形态的影响也逐步增大。例如,填海造陆、开挖河道、修筑梯田、修建水库等,人类活动不断地塑造着新的地表形态。
人类对地表形态的改变,有些是合理的,有些是不合理的,有些甚至是有害的。
阅读:元阳梯田
元阳梯田位于云南省元阳县哀牢山南部。元阳梯田随山势地形变化,因地制宜,坡缓地大则开垦大田,坡陡地小则开垦小田,甚至沟边坎下石隙也开田,因而梯田大者有数亩,小者仅有簸箕大,往往一坡就有成千上万亩。元阳梯田是哈尼族人民1300多年来生生不息地“雕刻”的山水田园画,是哈尼族人世世代代留下的杰作。元阳梯田是红河哈尼梯田的核心区。2013年,红河哈尼梯田被列入《世界遗产名录》。
1.我国山区多梯田。想一想,在开垦的梯田上耕作,与在坡地上直接耕作相比,哪一种方式更有利于水土保持?为什么?
2.阅读下列材料,完成相关任务。
山东半岛蓬莱沿岸水下2米深处有一片浅滩,它是全新世(距今1.17万年至现在)以来形成的落潮流三角洲的浅滩边缘坝。该坝使北偏东方向的波浪31%在浅滩上破碎,能量衰减77.8%,对沿岸村庄、道路、农田起到保护作用。蓬莱西庄自1500年建村以来,从未受到过海浪威胁。为整治航道,自1985年以来不断开挖水下浅滩,至1990年浅滩水深达2.6~3.1米,个别地方深达4米,使水下浅滩失去防浪作用,1990年1月29—30日和2月23—24日的两次大风浪,就造成海岸线后退20米,并冲毁民房24间和农田300多亩。
(1)简述材料中海岸被严重侵蚀的原因。
(2)有人认为,有时对地表形态的微小改变,所引发的灾难往往意想不到。你
认同这一观点吗?结合材料,谈一谈你的看法。
(3)上网查找资料,举例说明人类活动对地表形态的影响。
耸立在中国与尼泊尔边境的珠穆朗玛峰是世界最高峰,2005年测定的高度为8844.43米。研究表明,珠穆朗玛峰现在每年大约升高0.33~1.27厘米。
问题:是什么力量使珠穆朗玛峰高度还在增加?又是什么力量使它如此“尖峭”?
地表形态处在不断的变化过程中。引起地表形态变化的作用力,按其能量来源可分为内力与外力。
内力是指来自地球内部的作用力。内力作用主要表现为构造运动、岩浆活动、变质作用等。在自然界中,有些内力作用表现得很剧烈,如火山喷发、地震等,可以在瞬间改变地表形态;有些内力作用则进行得非常缓慢,短时期内不易察觉,但是经过长期的作用,会使地表形态产生显著的变化。
构造运动是内力作用的重要表现形式。按照构造运动的方向和性质,可以将其分为水平运动和垂直运动。水平运动是指地壳或者岩石圈块体大致平行于地球表面的运动,常形成巨大的褶皱山系或断裂带。垂直运动是指地壳或者岩石圈块体垂直于地球表面方向的上升或下降运动,它使地面发生大规模的隆升或下沉。这两种运动往往是相互伴生的。
构造运动引起岩层永久性的变形或变位,称为地质构造。最常见的地质构造是褶皱和断层。
褶皱
构造运动产生的强大挤压力,使岩层发生弯曲变形,形成褶皱。世界上许多高大山脉,如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉、安第斯山脉等,都属于褶皱山脉。
褶皱有背斜和向斜两种基本形态。背斜岩层向上拱起,在地貌上常形成山岭;向斜岩层向下弯曲,在地貌上常成为谷地或盆地。但是,有时背斜顶部因受张力作用,裂隙比较发育,反而容易遭受侵蚀而成为谷地;而有时向斜槽部因受挤压,岩层变得紧实,不易遭受侵蚀而成为山岭。
断层
构造运动产生的强大压力、张力等作用力,超过了岩层所能承受的强度,致使岩层发生断裂,并沿断裂面发生明显的错动、位移,就形成断层。断层可以形成断块山、沟谷、陡崖等地貌。
研究地质构造,对于找矿、找水、工程建设等具有指导意义。例如,石油、天然气多储存于背斜构造中;在向斜盆地中往往较易找到地下水;隧道、水库建设应尽量避开断层。
活动:举办褶皱与断层照片展搜集、征集褶皱与断层的照片,利用所学知识对其进行介绍和说明,举办一次褶皱与断层照片展览活动。
板块构造学说较好地解释了构造运动的规律和机制。该学说认为,地球的岩石圈不是整体一块,而是被海岭、海沟等断裂构造带分割成若干单元,称为板块。全球岩石圈可分为六大板块及若干小板块。板块处于不断的运动之中。一般来说,板块内部构造运动比较平缓,板块交界处构造运动比较活跃,火山、地震主要集中分布于板块交界处。
板块相对移动,彼此碰撞或张裂,形成地球表面的基本面貌。在大洋板块和大陆板块聚合带,大洋板块俯冲到大陆板块之下,会形成深邃的海沟,如马里亚纳海沟;大陆板块受挤压上拱、隆升,会形成岛弧或海岸山脉,如东亚岛弧链、北美洲的海岸山脉等。在大陆板块与大陆板块碰撞处,则形成高大的山脉和高原,如阿尔卑斯—喜马拉雅山系的形成。在板块张裂地区,常形成裂谷或大洋中脊,如东非大裂谷、大西洋中脊等。全球海陆分布和陆地上的宏观地貌格局,大都是板块运动的结果。
活动:探究青藏高原的形成
青藏高原平均海拔4000多米,是世界上海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”。读图2-2-8、图2-2-9,查阅资料,分析青藏高原的形成原因,并简述其形成过程。
蜀道之难,难于上青天!……黄鹤之飞尚不得过,猿猱欲度愁攀援。青泥何盘盘,百步九折萦岩峦……——李白《蜀道难》
问题:在古代,为什么“蜀道”那么难?现在的“蜀道”还那么难行吗?
不同的地表形态对人类活动有很大的影响,主要表现在人口分布、聚落形成、工农业生产、交通运输、风俗习惯、文化传播等方面。
1.对人口分布的影响
平原地区地势平坦、土壤肥沃,便于农耕与交通联系,成为人类理想的居住地。今天,世界上的人口密集区多分布于中低纬度的沿海平原。相反,地表崎岖的山地、寒冷干燥的高原人烟稀少。在山区生活的人们,一般将居住地选择在河谷或山间盆地。
2.对农业生产的影响
地表形态对农业生产的影响非常深刻。海拔较低的平原对农业生产的限制较小。山地由于地面坡度大,不太适合大面积耕作,其中海拔低、水热条件好的地方适合发展林业。海拔高、水热条件不足的高原地区,只能因地制宜发展高寒农牧业。
地表坡度越大,土壤越易受到侵蚀,通常坡度超过7°,就要修筑梯田才能耕作;如果超过25°,就不适宜发展种植业,而应发展林业或进行自然保护。坡向会造成太阳辐射和水分条件的差异,从而影响植物生长。
3.对运输方式的影响
地表形态对交通运输方式及线路布局的影响非常显著。一望无际的平原最有利于陆路交通线的建设,无论是古代的马路,还是现代的公路、铁路,其建筑成本都比较低,因此线路密度较大。在河网密布的平原,修筑公路、铁路需要架设桥梁,避开沼泽地。但是,这些地区内河航运比较发达,如欧洲的莱茵河下游地区、我国的长江三角洲地区,都形成了密集的水运网。
与平原地区相比,山区地面起伏大,修建公路、铁路的成本及技术难度要大得多,交通运输受到较大的限制。铁路建设对地形坡度以及弯度的要求更高,山区铁路建设受到更大限制。为达到线路修筑的坡度要求,山区的交通线往往迂回前行,所以在坡度较陡的山地常见到“之”字形的公路。随着桥梁、隧道施工技术的进步,如今山区铁路与公路的建设难度已经大大降低。
1.图2-3-3至图2-3-6分别展示了什么样的农业景观与生产特征?这些农业景观的形成与地表形态有什么样的关系?
2.根据你的观察,说出家乡地表形态的特征。议一议家乡地表形态对农业景观所产生的影响。
活动2:
1.说明我国耕地主要成片集中分布在哪几个区域,分析其与地形的关系。
2.分析我国林地分布的特征,说明其与地形的关系。
宝成铁路宝成铁路北起宝鸡市,向南穿越秦岭到达成都市,全长669千米。宝成铁路是我国连接西北地区与西南地区的第一条山岳铁路,也是我国第一条电气化铁路。这条铁路的建成,改变了“蜀道难”的局面。铁路全线隧道304座,桥梁1001座,桥隧长度占全线总长的17%。
铁路穿越秦岭时,从杨家湾站到秦岭大隧道的直线距离只有6千米,但升高却达680米,坡度达到33°。为了将坡度降至每千米只升高40米,只能将铁路线以三个马蹄形和一个螺旋形的迂回展线形式进行盘绕,最终形成全长27千米、三层铁路重叠的景象。火车上坡时需要三辆电力机车前拉后推方可驶上秦岭站,下坡时一路刹车,火花四起,蔚为壮观。
1.直接塑造地表形态
人类活动能够直接塑造地表形态,或干预地貌发展过程,改变地貌发育方向。例如,在丘陵地区修建梯田,可减缓流水的侵蚀作用;修筑堤坝,会改变下游河道的水沙条件,从而改变下游河道的侵蚀、堆积过程及其形态,并改变和影响冲积平原的发展方向;填海造陆、建设人工岛、修筑海堤,不仅改变了海岸线的形态,而且形成了新的人工地貌;工程建设中挖方或填方会人为造成陡坡或洼地;采石、采矿会改变地表形态,而堆放矸石、废矿石等会形成人造丘冈等。
2.间接影响地表形态
人类活动能够改变地表形态发育的条件,间接加速或延缓地表形态变化的过程。例如,破坏植被会加速地表侵蚀,植树种草则能降低地表侵蚀的速度;大量引用河水,会导致河流水量减少,使河流侵蚀、沉积状况发生改变;营造防护林,会抑制风沙的侵蚀与沉积,减缓甚至终止风沙地貌的形成与发展等。
总之,人类活动既受到地表形态的影响,也在不断地改变着地表形态。此外,地表形态演化过程中产生的各种地质灾害严重威胁着人类的生存和生活,人类对地表形态的改变又可能加剧地质灾害的发生。随着世界人口增长和生产力水平的提高,人类活动对地表形态的影响将变得更加广泛与深刻。人类必须认识和遵循地表形态发展变化的客观规律,因地制宜,趋利避害,使地表形态的改变向着有利于人类与自然和谐相处的方向发展。
活动:寻找人类活动改造地表形态的“印迹”
1.读图2-3-11至图2-3-14,说一说人类分别通过什么活动改造了地表形态,并分析这些活动对地表形态产生了什么样的影响。
2.结合自己家乡的实际情况,议一议家乡有哪些人工活动影响了原有的地表形态,这些影响是利大还是弊大。
库布其沙漠治理模式库布其沙漠是中国第七大沙漠,位于内蒙古鄂尔多斯高原北部,总面积1.86万平方千米。过去,这里风沙肆虐、寸草不生。现在,1.1万平方千米的流动沙丘被固定,绿化面积已达6460平方千米,成片的胡杨林、沙柳、樟子松伸进了沙漠腹地,生物多样性得到了明显恢复。库布其的治沙工程开始于1988年。30年来,遵循“锁住四周、渗透腹部、以路划区、分割治理、丘间湿滩、点缀治理”的策略,采取水气种植、甘草固氮、飞播绿化、草方格与乔灌草相结合等多种方法防风固沙,使沙漠出现了大面积的黑色土壤。同时,积极发展生态农牧业、生态光伏项目,努力推进脱贫工作,实现了“治沙、生态、产业、扶贫”平衡驱动的可持续发展模式。
库布其治沙模式已成为世界沙漠治理的一个成功典范,2017年被联合国授予“环境与发展奖”。
地质图可表示区域的地质现象、岩石分布、地层顺序等信息,也可用于分析地质构造、地质演化的特征,预测地下矿藏的位置、储量及开采条件等。
阅读地质图,首先要学会读取地层的时代。地层的单位从大到小通常用“宇、界、系、统”来表示,对应的时间单位分别是“宙、代、纪、世”。如“中生代”的地层称为“中生界”,其中“侏罗纪”的地层称为“侏罗系”。地层的新老关系可按照地质年代顺序确定,如中生界地层比古生界地层新,比新生界地层老。
在地质图上,不同时代的地层用不同的代号表示,如侏罗系代号为“J”,第四系为“Q”。如果代号后面有下标,说明是对该时代地层的进一步细分。如C1、C2分别表示“下石炭统”“上石炭统”,数字从小到大代表岩层从老到新。
地层的新老关系可以按照三个规律来判断。一是地层层序律,一般情况下,原始地层接近水平,下面的地层年龄较老,上面的地层年龄较新;二是生物层序律,即地层越老所含的生物化石越简单;三是切割律,即新的侵入岩切割老的地层。
活动:根据图2-4-1中的地层代号及其关系,完成下列任务。
1.说出图中各个地层形成的地质年代。
2.说出甲、乙、丙、丁四个地点中地质年代最老与最新的地点。
1.断层的判读
在地质剖面图上,可以根据地层的错断情况确定断层的位置和年代。如图2-4-1丁处附近,地层被错断,分布不连续,说明该处存在断层,断层上方的地块相对上升,下方的地块相对下降。
2.褶皱的判读
在地质剖面图上根据岩层的弯曲状况可以判断褶皱类型。如图2-4-1中,丙处岩层向上拱起,为背斜;乙处岩层向下弯曲,为向斜。
此外,也可根据地层的新老关系来判断,若地层中间老、两侧新,则为背斜,若中间新、两侧老,则为向斜。
活动:读图2-4-2,判断黄龙山、东山、华村的地质构造类型。
在地质平面图上只能根据地层的新老关系判断褶曲的类型。一般情况下,可在平面图上绘制一条辅助线,沿此线分析岩层的新老变化情况即可推知地层发生褶皱的情况。如图2-4-3中,沿AB线考察,地层形成年代从下志留统(S1),依次经过上奥陶统(O3)、下志留统(S1)、中志留统(S2)、上志留统(S3)、泥盆系(D)、石炭系(C)、泥盆系(D)。各岩层中,上奥陶统地层最老,石炭系地层最新,说明岩层由新到老,再到新,再到老。因此,沿AB剖面线的地质构造依次为背斜、向斜。
活动:读图2-4-3,完成下列任务。
(1).根据地层分布的新老组合关系,画出背斜、向斜分布区。
(2).根据等高线分布,判断该区域的地形类型。
(3).判断AB剖面沿线的构造地貌类型。
3.构造地貌的判读
由构造运动形成的地貌叫构造地貌。常见的构造地貌中,山地类型有背斜山、向斜山、断块山,谷地类型有背斜谷、向斜谷、断陷谷地等。
将地质图与地形图结合,就可以判别构造地貌的类型。如图2-4-1中,丙地为背斜山,乙地为向斜谷;图2-4-2中,华村谷地为背斜谷。