自然环境与科学常识卷/21世纪中国少年儿童百科全书

读书，犹若加餐饭。餐者，在于长身体。书者，在于长智慧，长精神。读书不能改变人生的长度，单可以改变人生的宽度。读书不能改变人生的起点，但可以改变人生的终点。

少年儿童时期是一个人成长的必经阶段，也是其读书的黄金期。有句话说“一滴墨水可以引发千万人的思考，一本好书可以改变无数人的命运”。为了让少年儿童更全面、系统、及时、准确地获取知识，增长对世界以及科学文化技术等的了解，我们精心编撰了这套“21世纪中国少年儿童百科全乎”。

这套百科全书共包括五本，涉及十个方面的内容，它们分别是：

《历史事件与艺术纵览卷》

《动物百科与植物大全卷》

《生命人体与生活习惯卷》

《海洋世界与宇宙星球卷》

《自然环境与科学常识卷》

此系列的百科全书图文并茂，语言生动，力求为小读者们展现直观、全面而有趣的知识。希望小朋友们在阅读过此套图书之后，能够对世界有更深入的认识，对周边和未知的事物产生探究和发现的精神，也希望小读者们能够好的认识并保护自己的身体，同时树立起对生命的尊重和对自然的保护意识。

《自然环境与科学常识卷/21世纪中国少年儿童百科全书》是“21世纪中国少年儿童百科全书”中的一本，书中的“自然环境卷”分为6章，第1章为宇宙环境，主要介绍了宇宙中的各类星体、宇宙射线、太阳辐射等方面的知识；第2章为大气环境，这一章对大气的各层结构、大气的压强、运动以及发生在大气中的自然现象都进行了介绍；第3章为水环境，这一章将带领孩子们认识一下组成水环境的各类水体，以及水循环与水体自净方面的知识；第4章为地质环境，主要介绍了人类生存和发展所依托的地球表层岩石圈的特点及地质相关知识；第5章为生物环境，这一章对地球生命的生存空间、各生物之间的相互关系以及所组成的生态系统进行了详细的解读；第6章为土壤环境，这一章对土壤的功效、特点以及现状进行了阐述。并且在每一章中，还都对各个环境中所面临的灾难进行了讲解，为的是让孩子们增强环境保护意识，提高环境保护的自觉性。

书中的“科学常识卷”内容奇妙有趣，包括数学天地、物理万象、化学世界、电子科技、军事天地、航天科技等方面的科学知识，全卷既强调对基本概念的解释，又适当地拓展延伸，为高年级小学生对初中知识有一个初步了解提供参考。科学寓于生活，生活中的种种现象都印证了已知的科学知识，也包含着未知的科学道理。学习科学知识，让你的头脑更灵活，思想更深邃，未来更辉煌。

江乐兴，男，图书策划人，曾出版过《世界名校之旅》《不可不知的50所美国一流大学》《不可不知的50所欧洲一流大学》《哈佛锻炼学生的300个推理游戏》等。其中，《蚂蚁的生存哲学》被新闻出版总署推荐为2008年度100本优秀青少年读物。

宇宙环境

神秘莫测的外层空间

002 宇宙：无边无际的“大海”

003 星系：宇宙海洋中的“小岛”

004 银河：传说中的天河

005 恒星：熊熊燃烧的星球

006 太阳系：银河系中的一粟

007 太阳：太阳系的中心

008 行星：围绕恒星的不发光天体

009 地球：唯一存在生命的天体

010 卫星：围绕行星运转的天体

011 彗星：形象怪异的不速之客

012 流星：美丽瞬间的神秘天体

013 宇宙射线：看不见的宇宙飞弹

014 太阳辐射：光和热的主要源泉

015 太阳风暴：太阳黑子大爆发

016 太空垃圾：人类自设的隐患

大气环境

千变万化的气体圈层

018 大气圈：地球美丽的外衣019 对流层：云雾雨雪的加工厂

020 平流层：紫外线的吸收器

021 中间层：夜光云的形成区

022 热层：极光的诞生地

023 散逸层：大气层的最外层

024 臭氧层：生命的守护神

025 大气压强：空气的“力量”

026 大气运动：天气变化的重要因素

027 极光：美丽的大气奇景

028 蜃景：大气折射的虚像

029 大气污染：危害健康的“杀手”

030 温室效应：地球在“发烧”

水环境

孕育生命的摇篮

032 水圈：地球的生命圈

033 海洋：生命从这里起源

034 河流：线形的天然水道

035 湖泊：陆地上的珍珠

036 沼泽：动植物的天堂

037 水库：贮水的“仓库”

038 冰山：宝贵的淡水资源

039 地下水：地下的海洋

040 水循环：永不停息的旅行

041 水污染：潜伏的“杀手”

042 水体自净：水的自我清洁功能

宇宙：无边无际的“大海”

一提起宇宙，人们总是会想到无边无际、广袤无垠等词语来形容它的博大。那么宇宙到底有多大？宇宙包含哪些物质？人们所理解的宇宙一般是指我们所存在的一个时空连续系统，它是由空间、时间、物质和能量所构成的一个统一体，是一切空间和时间的总和。

宇宙里有什么

自古以来人们对宇宙产生了无穷无尽的遐想，自从科学产生以来，人们对宇宙的探索就没有停止过。随着科学技术的发展，人们越来越迫切地想了解宇宙的奥秘。那么，宇宙里都有什么呢？宇宙是由无数的星系、星团所构成的，星系、星团又是由恒星、行星、彗星和少数特殊星体（中子星等）所构成的。恒星、行星又是由无数的分子构成，分子由原子构成、原子又是由原子核以及围绕它们运动的电子和一些特殊物质（如超子等）按照一定结构所构成的。在宇宙中，在一定的条件下，很多物质之间都可以发生化学反应，也就是说几种分子中的原子会重新组合而生成其他分子；很多物质也会出现衰变，也就是说它会失去质子、中子或电子而变成其他物质。在宇宙中每天都会有一些恒星、行星、彗星等星体从它们所在的星系中

消失。

宇宙目前的密度非常小，大约仅有9.9×10-30

克/立方厘米。其中有73%为暗能量，23%为冷暗物质，剩下的4%才是普通物质。人们对暗能量和冷暗物质的属性所知甚少。暗物质吸引普通物质，因此减慢宇宙的膨胀；相反的，暗能量加速宇宙的膨胀。

整个宇宙环境状况

自宇宙大爆炸之后，宇宙就在一直不断地膨胀，而且随着宇宙的不断膨胀，温度就不断降低。现在的宇宙是一个高寒地域，其平均温度为零下270.3℃。不仅如此，宇宙还是一个强辐射、高真空、微重力的环境。那么，究竟是什么使得宇宙环境这么独特呢？原来，在宇宙中，各种天体会向外辐射电磁波，许多天体还会向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。并且许多天体都有磁场，磁场能俘获上述高能带电粒子，形成辐射很强的辐射带。

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现代物理宇宙学一般认为，宇宙产生于大约138亿年前的一次大爆炸中。大爆炸后30亿年，最初的物质涟漪出现。大爆炸后的20亿～30亿年，类星体逐渐形成。大爆炸后90亿年，太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。当前估计的宇宙的年龄为137.98±0.37亿年。

星系：宇宙海洋中的“小岛”

宇宙是由无数的星系构成的，而星系是由无数的恒星、星际气体、尘埃和暗物质等构成的。对于茫茫的宇宙而言，星系就好比是宇宙海洋中的一个个由无数星体组成的“小岛”，它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。

星系的概况

星系是一个包含了恒星、气体、星际物质、宇宙尘埃和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统。典型的星系，从只有数千万颗恒星的矮星系到上兆颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。星系内部的恒星在运动，而星系本身也在自转，整个星系也在空间运动。目前，人们观测到的宇宙星系约有1000亿个。它们中有的离我们较近，我们可以清楚地观测到它们的结构；有的非常遥远，目前所知最远的星系离我们有将近150亿光年。

形状各异的星系

历史上，星系是依据视觉上的形状分类的。椭圆星系有着椭圆形状的明亮外观；旋涡星系是圆盘的形状，加上弯曲的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近的其他星系影响的结果。邻近星系间的相互作用，也许会导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所谓的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则被称为不规则星系。

星系不但形状各异，在大小上也有很大的差异。通常，椭圆星系的直径在3300光年到49万光年之间；旋涡星系的直径在1.6万光年到16万光年之间；不规则星系的直径在6500光年到2.9万光年之间。

星系的形成

星系的形成和演化向来都众说纷纭，有些已经被广泛接受，但仍然有不少人质疑。星系的形成主要有两种学说，一种学说认为：星系乃由一次宇宙大爆炸中形成，发生在147亿年前。另一个学说认为：星系乃由宇宙中的微尘所形成。原本宇宙有大量的球状星团，后来这些星体相互碰撞而毁灭，剩下微尘。这些微尘经过组合，而形成星系。

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恒星除了以单个的形式，或组成双星、聚星的形式出现外，还有以更多的星体聚集在一起的。星数超过10颗以上，彼此具有一定联系的恒星集团，就被称为星团。使这些恒星团结在一起的是引力。星团的成员多的有几十万颗。它们又可以分成疏散星团和球状星团两类。疏散星团是指由十几颗到几千颗恒星组成的，结构松散，形状不规则的星团；球状星团是指由上万颗到几十万颗恒星组成，整体像圆形，中心密集的星团。

银河：传说中的天河

在晴朗的夜晚，当我们抬头仰望星空的时候，就可以看到天空中有一条乳白色的亮带横亘在天空之中。这就是传说中的“天河”，也就是由数量众多的恒星和星云组成的银河。自古至今，人们就赋予了这条“天河”许多美丽的色彩。那么，它的真实面目又是怎样的呢？

银河的真实面目

我们平常所看到的那条横跨星空的光带，是银河在天球上勾画出的一条宽窄不一的带，这条带称为银道带，它的最宽处达30°，最窄处超过10°，平均约20°。银河实际上只是银河系的一部分，银河系是太阳系所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。在银河里有许多小光点，就像撒了白色的粉末一样，辉映成一片。实际上一颗白色粉末就是一颗巨大的恒星，银河就是由许许多多恒星构成的。在银河系中，像太阳这样的恒星有2000多亿颗。在太空中俯视银河，看到的银河像个旋涡。而当我们置身其内侧视银河系时所看到的就只是它布满恒星的圆面。加之恒星发出的光离我们很远，数量又多，又与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带，十分美丽。

银河到底有多大

当我们看到海洋的辽阔、山川的宏壮时，我们不禁要感叹地球的巨大。而相较于太阳，地球简直是微不足道，太阳的体积比地球大130多万倍，质量是地球的30多万倍。我们把地球放在太阳的表面，只是一个小黑点而已。但把眼光再放大一点，太阳也是不足为奇，它不过是银河系里一颗极普通的恒星，银河系里有2000多亿颗和太阳类似的恒星，比太阳质量大几十倍，光度比太阳强100万倍的星比比皆是。银河之广更是不可思议，假如说我们要想到银河系的中心去，用光的速度来旅行，也要走3万多年（距离约3万光年），假设真有这样一个太空船，我们现在出发，那么到达那里的已经是我们千代之后的子孙了。众所周知，地球及其他行星绕着太阳旋转，太阳和其他银河系的星球也是一样地绕银河系的中心旋转。地球自转一圈要一天，地球绕太阳一圈要一年，太阳绕银河系中心一圈要一星系年，一个星系年等于2.5亿年。可见，银河是多么的广大。但是在整个宇宙里，如此巨大的银河却不过只是一粒沙而已。

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银河系是一个由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘。银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘，叫作银盘，银盘中心隆起的近似于球形的部分叫核球。在核球区域恒星高度密集，其中心有一个很小的致密区，称银核。银盘外面是一个范围更大、近于球状分布的系统，其中物质密度比银盘中低得多，叫作银晕。银晕外面还有银冕，它的物质分布大致也呈球形。

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