描述大氣中水的流動。討論導致凝結的條件。為何凝結過程經常在香港出現?

在初期的地球上，最重要的是地球在緩慢的演化過程中，發展了某些機能，它既能保護自己不受太陽輻射的破壞，又能利用太陽能維持生物的生命。在過去無數億萬年中，全部的太陽輻射能，通過毫無阻礙的空間，普遍地照射在地球上，它的頻率高達每秒1022周，其威力足以毀滅一切生命。但是這個無生命的地球隨著時間的推移逐漸地產生了防護和調節作用，創造了有助於有生命物質誕生的周圍環境。蘇聯物理學家弗拉基米爾．伊凡諾維奇．維爾納德斯基對此稱之為“生物圈”（包括人類在內的一切生物所賴以生存的地球表層（包括大氣圈、水圈和巖石圈）的生物學環境，稱為生物圈。--譯者注）。

　　生命最初的保護是依靠水的作用。由於熔融的地球的熱量，使水在華氏212度時化為蒸汽，變成包圍地球的、輻射線不易穿透的雲層。在雲層之下，地球的溫度開始急速地下降，雖然地球中心仍是熔融狀態，但地殼表面逐漸冷卻凝固、擠壓、褶皺和斷裂，從而形成深谷和高峰。隨著地球的繼續冷卻，雲中的蒸汽變成水就開始降雨。大雨連續下了幾千年。雨水填滿了所有裂縫和鴻溝，淹沒了窪地，而且也漫到山區，幾乎覆蓋了全部南半球。於是誕生了生命的起源地--海洋。

　　大約30億年前，大雨停止後，地球進入了第二個發展階段。由於水流沖擊地球上不穩定的和有火山活動的地表，把巖石顆粒、碎塊和含有化學溶解物質的“湯液”，夾帶流入海洋。在放電和太陽輻射作用下，這些化學物質開始構成復雜的分子。其中具有四價鍵的碳，特別能同其他元素結合而形成多種物質。現在約有2000種以上的有機化合物中都含有碳（現在已知各種有機化合物約200萬種。──譯者注）。如果沒有碳的存在，也就沒有生命的誕生了。

　　近幾十年來，科學家曾用射線輻射具有與海洋的原始“湯液”成分相似的混合物，由此產生了少量的在生命的基礎物質中也具有的有機分子。正如生命的起源至今還是個謎一樣，生命如何向前發展的問題也還是個謎。不過有一點卻可以肯定，如果地球上空最初沒有出現一種屏蔽物的話，那麼生命或許仍然停留在非常原始的階段。最初是從地球上放出含有氧和臭氧的保護性的大氣層，介人水和太陽的致命輻射之間。在這層屏蔽物下面，一種新的生命演進過程，光合作用發生了。光合作用使有生命的細菌和藻類，利用太陽輻射能，創造出許多有機物質並釋放出更多的氧氣。

　　光合作用使光能微妙地轉變為碳水化合物（或醣類）。它是所有生物必需的食品。在細菌的光合過程中，葉綠素（由碳、氫、鎂、氮組成）受到太陽光的照射時，就釋放出能量。葉綠素再運用這種能量，吸收並分解水的分子，此時產生的氫再與碳及其他化合物化合而成醣。同時又把氧釋放到大氣中。這個過程比現代石油化學合成物的生產過程要精巧得多。這種合成過程是在大小還不到十億分之一的一組細胞內進行的。

　　同時，通過微小的海生植物的呼吸作用，開始吸進氧氣，排出二氧化碳，最後產生了水及可用的能量。因此，在光合作用開始時吸進的水和碳，最後又被放了出來；而光合作用放出來的氧，又通過呼吸作用重新吸收回去。地球上全部動植物生命的源泉，就是這兩大循環：碳的循環和氧的循環，再加上少量的氮、硫及磷的循環。

　　生物細胞有這樣驚人的化學轉變能力，顯然已演化到遠遠超過了在南非發現的約30億年前的原始細菌化石所具有的簡單分裂作用了。這類更為進化的又演變了十億年的原始細菌化石，在美國加利福尼亞州東部也曾被發現過。其中類似海藻的生物，已被証明內部含有細胞核。又經過十億年演化之後，在溫暖的有蔭蔽的海岸和河流出口處的水中，這些類似海藻的生物，大量繁殖了起來，通過它們的光合作用放出大量的氧氣。今天，我們呼吸的氧氣總量的四分之一，就是由海洋中的最微小的浮遊生物所產生的，而水和空氣相接觸的海面正好是這些浮遊生物的棲居地。但是，令人遺憾的是，這些海面現在經常遭受油輪排出的油的污染。

　　生物細胞在新的條件下繼續進一步演化。在澳大利亞的愛迪阿加拉群山附近新發現的“蠕節虫”化石，証明7億年前已有多細胞的生物存在。這是多細胞生物的首次發現。所有復雜的生物都是多細胞生物。我們還不很清楚，更為復雜的生物器官是如何演化而成的。僅在最近20年間，我們才懂得，基因這個遺傳單位，通過脫氧核糖核酸（DNA）的雙重螺旋體，如何將確切的指示傳遞到細胞中，使生命繁殖。這種現象，對於人類和最簡單的細菌都一樣。人體中有600萬億個細胞。這些細胞自行繁殖，相互影響，抵御外感，並能在其自身的DNA 的確切指示下，對每天從環境中所遇到的各種情況作出反應。

　　最原始的第一批細胞大概是在水的保護下演化出來的。當時火山和地震還震撼著地球，海嘯還沖擊著陸地。這種自然界的變動過程，正好為生命躍進到第二個階段做了準備。有些海生植物被沖到巖石上，並在那裡生存了下來。迄今發現的最原始的陸上植物是頂囊蕨的化石，約生存在4.5億年以前。越來越多的植物在高低不平的地面上生長，大概也跟著出現了動物。魚類逐漸演變成了兩棲動物，鰭像腿一樣幫助它們爬過被海水沖刷的湖泊沼澤地。魚鰓後來也發展成為肺，能呼吸氧氣。約在3.5億年以前，生物大規模地向陸地移居。大量植物覆蓋了地球的多石的表面，在整個地球表面上遍布了生有綠葉的新型植物，進行光合作用和呼吸作用。大氣中不可缺少的氧氣，有四分之三就是經過植物的光合作用產生的，從而供給地球上所有生物呼吸所需的氧氣。

　　當植物滋生蔓延到炎熱的赤道地帶或南北溫帶時，樹木和植物都使自己適應了氣候的變化，並開始形成了生物群落。典型的植物滋生群，有北方的針葉樹，澳大利亞的桉樹，熱帶的棕櫚樹等。植物的根部的生長使巖石碎裂，再加上多年的風雨侵蝕作用，造成一層薄薄的寶貴的覆蓋土壤，養育了所有植物和各種形態的生物。有些土壤細菌，能固定空氣中的氮氣，為植物提供了養分，這種氮也成為所有生物的脫氧核糖核酸的基礎。氮通過空氣、土壤及生物的循環，不過是地球上生物圈中所常見的自然循環的一例而已。這種自然循環是生物圈的體系中所不可缺少的。實際上，所有生物的養分都連續不斷地在大氣、水和土壤之間循環。

　　只要是有空氣、水和土壤的地方，生物就能在那裡生長。生物圈的范圍在大氣中不能超過1.7萬以上，在海洋中深度也很少超過1萬以下，而一般有用的巖石圈部分除了深挖的礦井以外，只是幾厚的土壤。正是由於生物與空氣、水和土壤三部分之間，連續不斷地彼此交替，才構成了維持生命的生物圈。

　　所有的生物為了謀取自身的生存和繁殖，都必須適應他們生活的環境。不適應環境的就要被自然淘汰。但是，僅僅是自然淘汰作用，還不足以說明生物的無窮多樣的適應性能。實際上，各種生物都有他們不同的生存場所，並且具有各種各樣的外形、顏色、動作以及各種求偶、避險和攻敵的方法等。所有這些，構成了生物圈內豐富多彩的景象。

　　自然淘汰當然還包含著生物對有限食物和有限空間的競爭。在整個自然世界中都存在著這種競爭。但是，在查理．達爾文發表了《物種起源》一書之後，生物的競爭，並不像19 世紀有些思想家曾設想的那樣極端殘酷。在生物界，克制謹慎、互相合作、各不相犯、寄居生活等等，這些情況全都存在。成群的動物常以一致行動互相保護。人們知道，一小群鵪鶉在夜間總是尾對尾地棲息在一起，如果聽到一點點帶危險的聲音，就立即爆發出喳喳鳴聲，振翼飛逃。成群野獸在自然條件下，很少互相殘害，而經常共同求食或相互保衛。

　　穩定的環境關系，表示自然界存在著互相聯貫的各種食物鏈和食物網，通過這些食物鏈或食物網提供了生命所需的能量。典型的食物鏈就像金字塔那樣。最底層是植物，利用土壤中的無機物和從日光獲得的能量，制成自身的組織。第二層是食草動物，只吃植物。再上一層是食肉動物，在數量上比食草動物為少。最後在塔頂的是人類，是全部生物中最能幹的獵手。

　　從植物和動物的最初出現直到今天，這種提供食物和取得食物的連鎖關系，基本上沒有改變。例如森林裡的一個典型的食物鏈可供說明：從樹上落下的大量果實，養活著較少量的松鼠；松鼠被更少量的狐貍所食；最後獵人殺死了狐貍，因為人類過去曾吃過狐貍。再舉一例，動物的排泄物落在森林中的土地上，繁殖了微生物；再利用微生物形成腐植土；在腐植土上生長了樹木；樹木又長出果實。這樣種類繁多的食物鏈，在森林裡到處都有。在被稱為具有完整生態體系的古老森林裡，各種食物鏈都能自身維持下去。從理論上說，完整生態體系能使其生命具有強大的活力，並維持億萬年。

　　森林只不過是自然界無數食物鏈中的一個例子而已，每種食物鏈都有它自己的組成和復雜性。鏈彼此交織聯成網，食物網包含的動植物品種十分廣泛。有些鏈甚至能從一個洲伸延到另一個洲，例如，通過飛鳥，就能構成這種洲際食物鏈。關於滴滴涕的傳播方式，至今還不太清楚。這種殺虫劑原是在溫帶和熱帶國家中使用的，但卻發現被帶進南極洲企鵝的脂肪組織中。這一事實突出地表明，在全球范圍內，事物之間是相互關聯的。