地质环境

人们把岩石、土壤、水和大气这些地球表层物质组成的体系叫地质环境。地质环境由岩石圈、水圈和大气圈等组成。岩石圈也称地壳，是地球表

面的固体部分，最大厚度为 65 千米以上，最小厚度为 5～8 千米，平均厚度为 30 千米。人们能直接观察和接触到的只是地质环境外层很浅的一部分，目

前，最深的矿井为 3000 米，最深的钻井也只有 8000 米。据估计在岩石圈外

层 16 千米厚的岩带中，氧、硅、铝、钠、铁、钙、钾、镁等 8 种元素占这个岩石带总重量的 98％以上。岩石圈内物质的分布是不均匀的，因而不同的地球化学环境产生不同的生态系统，不同地区的不同的岩石中蕴藏着不同的矿产，生长着不同种类的生物。

水圈是由地壳表面的液态水层组成，大约是在 30 亿年前形成的，其中海

洋约占地球表面水体的 97.2％，而河流和湖泊只占地球表面水体的不足 3

％，可供人类直接利用的淡水就更少了。

大气圈是地球表面的气体圈层。地球大气分布在从地表至 80～90 千米的空间，在这以上，大气极为稀薄，没有明显的上限。按大气温度随高度的变化，大气圈可分为对流层、平流层和电离层等层次。对流层是指运动显著、靠近地面的底层大气，它与地表的关系极为密切，对人类和其它生物的生存有着重大的影响。干洁的空气其化学组成为恒定成分，主要是氮和氧两种气体，按体积计算约占大气总体积的 98％以上。其次为氩气、二氧化碳、氖、氦等气体。

我们人类生活的地球，是人们休养生息的地方，科学家们称之为“生物圈一号”。为了试验人类离开地球能否生存，美国从 1984 年起在亚利桑那州

建造了一个几乎密封的“生物圈二号”实验基地，它占地 1.3 万平方米，容

积 20.4 万立方米，设计及建设花费 2 亿美元，每年的维护费达数百万美元。“生物圈二号”内有土壤、水源、空气和各种各样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水和空气，供 8 名进入“生物圈二号”工作的研究人员生活两年。

然而，几年以后的事实表明，“生物圈二号”的设想是失败的，它证明了在现有的科学技术条件下，地球是人类唯一的家园，人类离开了地球就无

法生存，人类应当努力保护它而不是破坏它。 “生物圈二号”的失败主要是由于大气环境的恶化。在“生物圈二号”

中，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈二号”用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致“生物圈二号”中氧气含量从 21％降到 14％，二氧化碳含量猛增。另外，一氧化碳的含量也猛增到79％，足以使人体合成维生素 B12 的能力减弱，危害大脑健康。

在“生物圈二号”中，除了藤本植物比较繁盛外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也奄奄一息，昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡， 人造海洋中生物生存情况略好于地面。最近，由一个专家委员会对该实验进行了总结，他们认为，目前人类还无法用人为方法保持地球的活力，没人知道怎样建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。