左卷健男

日本法政大学生命科学学院环境应用化学系教授。1949年出生于日本枥木县，本科毕业于千叶大学教育学院，后毕业于东京学艺大学研究生院（物理化学科学教育）。在初中、高中教书二十六年后，担任京都工艺纤维大学招生中心教授，后于2004年担任同志社女子大学教授。著有《有趣得让人睡不着的物理》《有趣得让人睡不着的化学》《奇妙的化学元素全彩图鉴》《水不知道答案》等。

在自然科学中，地理是一门覆盖面很广的学科，它囊括了我们脚下地球的内部结构、地球表面、覆盖地球的大气层，还有遥远的宇宙。此外还包括地震、火山、台风、暴雨等自然灾害，以及每天的天气等我们身边常见的现象。

这本书就是面向这样的朋友，总结了一些需要了解的地理相关知识。尤其是认为地理很无聊的朋友，请一定要阅读这本书，它可以向你展示动人的、有活力的地理学散发的魅力。

“流浪地球”会成真吗？

类似地球的红色行星

紧邻地球轨道外侧的第一颗行星就是火星。从地球上看火星是红色的，这是因为火星地表被富含赤铁矿（氧化铁）的岩石覆盖着。火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一。

火星的自转周期和地球相近，为24小时37分，而绕太阳的公转时间为687天。此外，火星的自转轴倾角为25度，和地球的相近，因此也有四季变化。

约46亿年前，太阳系诞生期间，围绕太阳旋转的气体和尘埃的圆盘中形成了高密度部分，以这些高密度部分为中心，直径为数千米的小行星就此诞生。随后，小行星之间反复碰撞，逐渐增大，最终形成了像火星、地球这样的行星。

虽然火星和地球是同一时段诞生的行星，但地球表面被丰富的水资源覆盖，而火星表面却是荒凉的沙漠。

改变地球和火星命运的是什么呢？

被认为最大的原因是星球大小的差异。火星的质量不到地球的十分之一，所以吸引大气层的重力只有地球的四分之一，水蒸气很容易逃逸到宇宙空间。火星的大气只有地球标准大气压的二百分之一。

火星也是“水的行星”？

以前的火星表面也富含水—这个观点自20世纪70年代以来一直受到重视。探测器的调查显示，火星表面上有的地方留有液态水大规模流动的痕迹。

科学家在相当于地球北极和南极的火星“极冠”和北极冠平原的火山口中都发现了冰块的存在。仅南极冠的冰块中蕴藏的水，几乎就可以覆盖整个火星表面11米，可见水量十分巨大。此外，NASA于2004年送上火星的两台无人探测器“勇气号”和“机遇号”发现了火星上存在大量水的证据。

火星上存在没有大量水就不可能形成的硫酸盐矿物，以及带有波纹层的岩石也表明火星上曾经有过水流。现在也有新的发现，如从火星内部喷出的液态水形成的堆积物痕迹等可作为证据。基于以上原因，我们可以预测以前的火星上存在大量液态水，曾经历过温暖、湿润的时代。现在可以确认的是，在火星的地下以冰的形式继续储存着水。也就是说，火星极有可能就是“水的行星”。水是孕育生命的关键物质。虽然也有某些研究者认为火星上存在类似细菌的生物，但目前大部分人持否认态度。

人类可以生存的唯一行星

你有没有听过外星环境地球化（Terraforming）这个词呢？

这个计划指的是，将现在生命体无法居住的行星改造成人类可以居住的、带有绿树青山的行星的宏伟计划。而作为后备星最有力的竞争者就是火星。

太阳到火星的距离是太阳到地球距离的1.5倍，所以火星表面接收到的太阳日照很少，改造的第一步就是需要使火星表面变暖。对此有两种具体的讨论方案。

第一个方案就是，增加火星地表吸收的太阳光，使火星温度上升。比如，在火星附近的宇宙空间放置一面巨大的薄镜子去吸收太阳光，然后反射到火星的极冠上使冰融化。极冠处的冰融化后，大气中的水蒸气和二氧化碳就会增加，产生温室效应，这样一来就可以保持暖和的气温了。

另一个方案就是，将覆盖火星表面的暗黑色碳质弄碎，并将其喷洒到火星表面，提高太阳光的吸收效率。第二步要做的，就是将火星的大气改造为适宜生物生活的成分。现在火星的大气主要成分为：95.3%的二氧化碳、2.7%的氮气、1.6%的氩气。

针对这个问题，目前专家讨论的是可以利用藻类这种简单生命体来操作。藻类可以吸收二氧化碳进行光合作用，释放氧气。在火星大气变暖、稳定地存在液态水后引进这种藻类的话，也许可以使火星大气中存在氧气。

想要顺利推行这个计划，就必须要利用基因工程学来培育出光合作用效率较高的藻类。当这个超大项目“外星环境地球化”启动后，数百年后诞生在火星的地球人将不再是梦。

自序

PART 1：生机勃勃的地球故事

亚特兰蒂斯传说的真相 003

原来的世界是一个整体？ 009

冰岛是地质学上的宝库 019

世界最高峰不是珠穆朗玛峰？ 025

喜马拉雅山脉还在变高？ 031

日本的火山是什么类型？ 037

热爱火山的邮局局长 043

成为化石并不轻松 049

地球是一块巨大磁铁？ 056

地球的磁极正在逆转？ 066

为什么会发生大规模灭绝？ 072

雪球地球假说的冲击 079

PART 2：有趣的气象学故事

拔掉浴缸塞子，水的旋涡向哪边转？ 087

为什么台风多发于8月、9月？ 095

晚霞漂亮代表第二天是晴天？ 101

喷射气流搬运的秘密武器 109

山顶的零食包装袋鼓起来的原因 117

为什么高处会冷呢？ 124

夏天下冰雹的奥秘 130

冬天新干线在关原附近行驶缓慢的原因 136

PART 3：奇妙的宇宙故事

地球原来是宇宙的中心？ 143

伽利略用望远镜看到的宇宙 151

宇宙的诞生与元素的合成 157

地球和金星的不同命运 163

月球曾是地球的兄弟？ 167

能看到流星的秘诀 173

太阳会永远燃烧下去吗？ 181

流浪地球会成真吗？ 187

后记 192

参考文献 194