地球表面的"五步流水线"

一、三位"总导演"：大气、水、生物

1. 大气：看不见的雕刻刀

大气没有明确上界，成分以 N₂、O₂、Ar、CO₂ 为主。按温度变化自下而上分五层：

图1 大气垂直分层与人类活动范围示意图

大气为什么会流动？

四个因素叠加：太阳辐射形成的热力环流、地球自转引起的地转偏向力（科里奥利力）、地球表面海陆分布不均、大气内部南北之间热量与动量的交换。

科里奥利力有一个必须记住的结论：北半球运动的物体向右偏。因此河流自南向北流时，科氏力持续作用于右岸（东岸）——这与"凹岸侵蚀、凸岸堆积"是两个不同层面的规律，别混淆。

大气的地质作用可概括为四点：①氧、二氧化碳等是地球化学作用的重要物质；②臭氧层吸收紫外线，是生命的保护层；③造就适宜温度与各种气候现象，直接驱动外力地质作用；④流动的大气（风）是塑造地表形态的动力。反过来，沙尘暴、温室效应、臭氧层空洞，正是人类活动对这个保护层的破坏。

2. 水：外动力的主力军

地球表面四分之三以上被海洋、冰层、湖泊、沼泽、河流覆盖，加上土壤与岩石缝隙中的地下水，共同构成连续而不规则的水圈。

一组要记住的数字：全部水体中海洋水占 96.538%，冰川与永久积雪占 1.736%；淡水总量只占约 2.5%，其中冰川占 68.7%、地下淡水占 30.1%。也就是说，人类真正容易利用的河湖淡水，在全部水体中占比不到千分之一。

图2 全球淡水构成图

水的循环动力来自太阳辐射能和重力能。水是外动力地质作用最主要的动力来源：它破坏岩石——干寒带以机械破坏为主，温湿带以化学破坏为主（CO₂ 是关键角色）；它搬运岩石——通过降水、径流、地下水、冰川这一整套循环完成。

图3 水循环示意图

3. 生物：会改造地表的生命

生物圈是地球表层生命物质组成的封闭圈层，总质量约 114 800 亿吨，分布范围上可达大气圈 10 km 高空，下可至地表以下 3 km 深处和深海底部——生物圈与大气圈、水圈的界线并不截然分开。

光合作用（植物）、呼吸作用（动物）与微生物作用共同构成生物地质作用，能改变地壳表层的物质成分和结构，本身还可以成矿（煤、石油、生物岩）。

二、三种能源

● 太阳辐射能：驱动大气循环、水的运动、生命活动——外动力的第一能源；

● 重力能：源于地球引力，空气、水、生物的存在与运动都离不开它；

● 日月引力能：造成海水、湖水的潮汐。

三、五个连续动作：风化 → 剥蚀 → 搬运 → 沉积 → 固结成岩

这是外动力地质作用的"流水线"，也是本章的总纲。

图4 风化作用示意

搬运的粒级对应关系：滚动搬运 >2 mm（砾石）；跳跃搬运 2–0.1 mm（砂）；悬浮搬运 <0.1 mm（粉砂、黏土）；此外还有以真溶液和胶体形式进行的化学搬运。

图5 沉积物的水体搬运

机械沉积受重力支配，产生三种分异：粒度分异、比重分异、形状分异。

图6 机械分异示意图

化学沉积分两类：①胶体沉积——胶体质点带电荷，Al₂O₃、Fe₂O₃ 等带正电（正胶体），SiO₂、MnO₂、黏土等带负电（负胶体）；大陆淡水携带的胶体与富含电解质的海水混合时发生沉淀，浅海相沉积铁矿、锰矿多由此形成。②真溶液沉积——溶解物质因溶解度、溶液性质、温度、pH 不同而先后沉淀，称化学沉积分异作用。

化学沉积分异次：氧化物（Fe、Mn 氧化物、SiO₂）→ 硅酸盐（海绿石）→ 碳酸盐（石灰岩、白云岩）→ 硫酸盐（石膏、硬石膏）→ 卤化物（岩盐、钾盐、镁盐）。

可按"氧—硅—碳—硫—氯"五字串联记忆。

固结成岩有四条路径：①压实作用——上覆沉积物增厚、压力增大，水分排出、孔隙减少、体积缩小；②胶结作用——孔隙中的矿物质（硅质、钙质、铁质、黏土质）把分散颗粒粘结起来；③重结晶作用——非晶质变结晶质、细粒变粗粒；④新矿物的生长——不稳定矿物溶解或发生化学变化，组分重新组合成新矿物。

图8 固结成岩作用示意图

本节记忆主线：三个因素（大气、水、生物）→ 三种能源（太阳辐射能、重力能、日月引力能）→ 五个动作（风化、剥蚀、搬运、沉积、固结成岩）。抓住这条主线，第一节的零散知识点就串成了一条链。