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不止于山与石：“地质多样性”究竟藏着多少地球的秘密？
上传时间：2025-08-05 15:39 来源：地质时空漫游馆
作者：戴蒙Damon
简介:
当我们漫步于山川湖海之间，惊叹于大自然的鬼斧神工时，往往只是触及了地球奥秘的冰山一角，我们脚下的这片大地，远不止是山与石的简单组合，其蕴含的地质多样性，如同一个深邃而神秘的宝藏库，收纳了地球数十亿年的演变历程。
当我们漫步于山川湖海之间，惊叹于大自然的鬼斧神工时，往往只是触及了地球奥秘的冰山一角。我们脚下的这片大地，远不止是山与石的简单组合，其蕴含的地质多样性，如同一个深邃而神秘的宝藏库，收纳了地球数十亿年的演变历程。“地质多样性”，这个或许有些陌生的词汇，实则是理解地球过去、现在与未来的关键密码。
一、什么是地质多样性？
地质多样性（Geodiversity）是地球表面和地下物质、形态和过程的非生物多样性，包括矿物、岩石、化石、土壤等物质、地形地貌形态及其形成过程。世界各地的联合国教科文组织世界地质公园是地质多样性的鲜活样例。
地质多样性的形成主要取决于地壳组成物质和地质活动为主的地质基础。地壳组成物质主要由各种化学元素以及其在一定地质环境中形成的多种矿物组成。矿物在各种地质作用下形成不同的岩石，主要包括岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩石又由于地质运动形成不同的地质构造，表现为地貌的多样性，表层岩石在风化作用下形成各种不同的土壤。在土壤和地理环境等共同的作用下形成了生物多样性，从而也导致人类活动的多样性。
地质多样性与生物多样性、气候多样性、海洋多样性等共同构成了自然多样性，共同供给和维护整个自然系统。
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小知识：生物多样性 生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。 |
1、岩石：地球历史的书页
岩石，无疑是地质多样性最直观的体现。从坚硬的花岗岩到细腻的页岩，不同种类的岩石就像地球历史的书页，各自记录着特定时期的故事。
岩浆岩：地球内部能量的结晶
岩浆岩，如花岗岩和玄武岩，它们是地球内部炽热岩浆冷却凝固的产物。当火山喷发，岩浆喷薄而出，在地表迅速冷却形成玄武岩，这见证了地球内部强大的能量释放。而花岗岩则多是岩浆在地下深处缓慢结晶而成，其纹理和矿物组成透露着形成时的温度、压力等信息，诉说着地下深处的秘密。
▲花岗岩
▲柱状玄武岩
▲杏仁状玄武岩
沉积岩：地表环境的时光胶囊
沉积岩的形成则与地球表面的环境息息相关。河流、湖泊、海洋中的泥沙、生物残骸等物质，经过漫长岁月的堆积、压实，逐渐形成了沉积岩。石灰岩，常常由化学沉积或海洋生物的骨骼堆积而成，它的存在表明这片区域在远古时期很大可能是一片汪洋大海。页岩中细腻的纹理，记录了沉积时水体的流速和环境的稳定性。通过对沉积岩中化石的研究，我们能知晓不同地质年代地球上生物的种类和演化情况，仿佛打开了一扇通往远古生物世界的大门。
▲灰岩
▲钙质泥岩
▲砂岩
变质岩：地质作用的改造成果
变质岩则是岩石在高温、高压等极端条件下发生变质作用的结果。原本的岩石在这些条件下，矿物成分和结构发生改变，形成了全新的岩石类型。页岩在一定条件下可以变质成板岩，石灰岩变质后成为大理岩。变质岩的形成过程反映了地球内部复杂的构造运动，是地球深部力量作用的见证。
▲板岩
▲大理岩
▲片麻岩
2、地貌：自然雕琢的杰作
地球表面的地貌丰富多样，这也是地质多样性的重要表现。雄伟的山脉、深邃的峡谷、广袤的平原、奇特的喀斯特地貌…… 每一种地貌都有其独特的形成原因和演化历史。
山脉：板块运动的雄伟丰碑
山脉的形成往往与板块运动紧密相连。当两个大陆板块相互碰撞挤压时，地壳发生褶皱、隆起，逐渐形成了高耸入云的山脉。喜马拉雅山脉就是印度板块与欧亚板块碰撞的产物，至今它仍在不断上升，见证着地球板块运动的持续进行。山脉不仅是地理上的高地，其复杂的地形还影响着气候、生物分布等多个方面。高山地区气候寒冷，形成了独特的高山生态系统，拥有适应低温环境的动植物物种。
▲印度板块撞击欧亚板块
▲喜马拉雅山脉形成示意图
峡谷：河流侵蚀的壮丽画卷
峡谷的形成则多与河流的侵蚀作用有关。河流在流动过程中，不断冲刷河床和河岸，经过数百万年甚至更长时间，将大地切割出深邃的峡谷。美国的科罗拉多大峡谷，就是科罗拉多河历经漫长岁月雕琢而成的杰作。峡谷两侧的岩石层清晰地展示了不同地质时期的沉积情况，成为研究地球历史的天然教科书。
▲美国科罗拉多大峡谷
▲长江三峡（瞿塘峡）
▲长江三峡（巫峡）
喀斯特地貌：水与岩的精妙合作
喀斯特地貌是一种独特的岩溶地貌，主要发育在石灰岩等可溶性岩石地区。雨水和地下水中的二氧化碳与石灰岩发生化学反应，溶解岩石，逐渐形成了溶洞、地下河、峰林等奇特景观。这种地貌的形成过程不仅改变了地球表面的形态，还塑造了独特的地下生态系统，许多洞穴生物在黑暗的洞穴环境中演化出了特殊的生存技能。
▲重庆武隆喀斯特（芙蓉洞）
▲重庆金佛山喀斯特（桌山）
3、地质过程：地球的动态脉搏
除了岩石和地貌，地质多样性还体现在各种地质过程中。地震、火山喷发、风化侵蚀、沉积作用等，这些地质过程如同地球的动态脉搏，持续塑造和改变着地球的面貌。
▲三大类岩石之间的转化
地震：地球内部能量的释放
地震是地球内部能量突然释放的结果，它能在瞬间改变地形。强烈的地震可以引发山体滑坡、地面塌陷等地质灾害，同时也可能使地壳发生错动，形成新的断层。1976 年的唐山大地震和2008年汶川地震，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，同时也在一定程度上改变了当地的地质构造。地震活动频繁的地区，往往是板块边界或地壳不稳定的区域，通过对地震的研究，科学家可以更好地了解地球内部的结构和板块运动规律。
▲地震形成示意图
▲汶川地震构造示意图
火山喷发：地球内部的 “呼吸”
火山喷发是地球内部炽热岩浆冲破地壳，喷发到地表的过程。火山喷发时，大量的岩浆、火山灰和气体被释放到空气中。火山灰可以在大气中扩散，影响全球气候；而岩浆冷却后形成的岩石，则为地球表面增添了新的物质。火山喷发还能创造新的岛屿，如夏威夷群岛就是由火山喷发形成的。火山地区往往拥有丰富的地热资源，这是地球内部能量的一种体现，人类可以利用地热资源进行发电、供暖等，为生产生活提供清洁能源。
▲五大连池火山群
▲维苏威火山
风化侵蚀与沉积：地表形态的塑造者
风化侵蚀作用则是地球表面岩石在风、水、冰、生物等外力作用下逐渐破碎、分解的过程。风化作用使坚硬的岩石变得松散，为侵蚀作用创造了条件。侵蚀作用将风化后的岩石碎屑带走，在这个过程中，高山被削低，峡谷被拓宽，海岸线被改变。沙漠中的风蚀蘑菇、海边的海蚀崖等奇特景观，都是风化侵蚀作用的杰作。沉积作用则与侵蚀作用相反，它是被侵蚀的物质在适宜的地方堆积下来的过程。河流携带的泥沙在入海口堆积，形成三角洲；在湖泊中，泥沙和生物残骸的沉积则可能形成湖泊沉积物。沉积作用不断塑造着地球表面的地形，同时也为化石的形成提供了条件。
▲爱尔兰海蚀柱
二、地球秘密的宝库
地质多样性对于地球的重要性不言而喻。它不仅是生物多样性的基础，为各种生物提供了适宜的生存环境，还对气候调节、水资源循环、矿产资源形成等方面有着深远影响。
人类的历史进程与地质多样性密不可分。这种关联使我们能够从石器时代进入青铜和铁器时代，后来更成为各种技术革命的驱动力，从根本上提高了我们的生活质量，如蒸汽机、能源、电力、电器、芯片等。
地质多样性存在于我们日常生活的各个方面，存在于我们使用的物品和各项服务中。它是构成所有物品的原材料的来源——包括集镇和城市的建造，也包括太阳能电池板和风力发电机的建造。地质多样性通过提供土壤和水成为了所有农业系统的支撑。同时它也是一种能源，如煤、石油、天然气、地热能等。凭借其多样化的地质地貌景观，使得游客为其着迷。
1、支撑生物多样性的基石
从生物多样性角度来看，不同的地质环境孕育了不同的生态系统。山区丰富的地形和多样的岩石类型，为众多动植物提供了栖息和繁衍的场所。在热带雨林地区，深厚的土壤和适宜的气候条件，使得这里成为生物多样性最为丰富的地区之一。而在干旱的沙漠地区，特殊的地质条件让耐旱的植物和动物得以生存。地质多样性还影响着生物的演化，不同的地质环境促使生物不断适应和进化，形成了如今丰富多彩的生物世界。
▲土壤里的小动物
2、维系水资源循环的关键
水资源循环也与地质多样性密切相关。岩石的孔隙和裂隙是地下水储存和流动的通道，不同类型的岩石对地下水的储存和传导能力不同。喀斯特地貌地区独特的岩石特性，使得这里地下河系统发达，地下水与地表水相互转化频繁。合理利用地质多样性，可以更好地保护和管理水资源，确保水资源的可持续供应。
▲地下水剖面示意图
3、孕育矿产资源的摇篮
矿产资源的形成更是离不开特定的地质条件。金属矿产如金、银、铜、铁等，往往在岩浆活动、变质作用等地质过程中富集形成。石油、天然气等能源矿产则与沉积岩密切相关，它们是古代生物遗体在特定地质条件下经过漫长的演化形成的。了解地质多样性，有助于我们寻找和开发更多的矿产资源，满足人类社会发展的需求。
▲煤的形成
4、助力农业生产的天然保障
地质多样性对农业生产的支撑作用同样不可忽视。不同的岩石类型经过风化等作用形成的土壤，在肥力、酸碱度、透气性等方面存在差异，适宜种植的农作物也各不相同。比如，由火山灰发育而成的土壤富含钾、磷等矿物质，肥力极高，非常适合种植葡萄、蔬菜等经济作物，意大利的维苏威火山周边就因肥沃的火山土成为著名的葡萄产区；而黑土地区因土壤中有机质含量丰富，是种植小麦、玉米等粮食作物的理想之地，我国东北平原的黑土就孕育了丰富的粮食产量。同时，地质构造形成的地形差异也为农业生产提供了多样化的条件，山区可以发展林业、畜牧业，平原地区则适合大规模的种植业，这种因地质多样性形成的农业布局，提高了农业生产的整体效率和稳定性。此外，地质过程形成的地下水系统，为农业灌溉提供了稳定的水源，保障了农作物在不同气候条件下的生长。
▲东北黑土地
▲土壤剖面示意图
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小知识：地质多样性的价值 地质多样性具有重要的经济价值、文化和审美价值、教育和科研价值、生态价值和遗产价值。 经济价值主要表现在矿物、岩石、土壤、景观多样性资源、可再生能源等方面，如矿物可以用作燃料、建筑材料、工业原料等；土壤资源是人类赖以生存的物质基础和条件。 文化和审美价值主要表现为民俗和地质神话价值、考古和历史价值、宗教价值、地理环境社会价值和文化差异性等。 教育和科研价值在于其保存了地质科学研究上具有的重要科学价值的证据，它记录了古生物、古地质、古构造、古地理、古气候方面的自然信息，为人类了解地球46亿年的发展历史提供基础资料。 地质多样性是所有生态系统的基础，为生态系统的稳定性提供保障，也是人类与景观互动的基础，影响着景观、栖息地和物种。 地质多样性，尤其是地质遗迹，是地球演化的漫长地质历史时期，由于各种内外动力地质作用，形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质自然遗产，具有重要的遗产价值。 |
三、地质多样性保护
普遍认为，岩石和地貌相当坚固，不容易被人类活动改变或破坏，因此不需要采取特殊措施来保护它们。然而事实并非如此，它们既受到自然威胁，也受到人类干预。
自然生态系统中，地质多样性和其他多样性同样受到威胁和破坏。虽然自然生态系统中生物和非生物的形成和过程时间尺度相差甚远，但是面对破坏和威胁时，生物和非生物的特征是同时发生的，重要的岩石、矿物和化石遗址一旦被破坏就无法恢复。地质多样性面临的威胁来自场地和景观尺度的城市规划和土地利用变化，人类活动对地质多样性的影响不仅仅是局部的和当地的（例如社会的工业、食品、建筑施工和废物运输），人类活动已经成为全球地貌变化的主要驱动力。人类通过运移岩石和土壤，通过建造城市、高速公路和水电站，通过用水泥路障固定海岸，通过加速毁林和水土流失，重塑着地球表面。人类对自然过程的改造，加剧了局部和区域性灾害，也造成了更大空间尺度的破坏和灾害。
随着地质多样性理论的不断深化，一些国家和国际权威机构制定地质多样性章程或计划，地质多样性也越来越多地服务于自然资源管理和可持续发展的决策，取得了不少实质性进展。
目前，我国也已经意识到维护自然生态系统所有生物和非生物特征的重大意义。2019年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》指出，建立自然保护地，其目的就是保护生物多样性与地质地貌景观多样性。
习近平总书记在联合国生物多样性峰会上的重要讲话中强调指出，人与自然是命运共同体。我们要同心协力，抓紧行动，在发展中保护，在保护中发展，共建万物和谐的美丽家园。
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小知识：国际地质多样性日 2021年11月23日，第41届联合国教科文组织大会通过决议，将每年的10月6日设立为“国际地质多样性日”，旨在提高全社会关于无生命的自然界部分对地球所有生物福祉和繁荣的重要性的认识和保护。 |
地质多样性，这一地球赋予我们的宝贵财富，远不止于山与石的表象。它是一部记录地球历史的宏伟巨著，每一页都书写着地球的沧桑巨变；它是一座自然雕琢的艺术殿堂，每一件杰作都展示着大自然的神奇创造力；它是一个维系地球生态平衡的关键系统，为地球上的生命提供了不可或缺的支持。随着科学技术的不断进步，我们对地质多样性的认识也在不断深入。然而，地球的秘密无穷无尽，地质多样性中仍有许多未知等待我们去探索。或许在未来的某一天，我们能从一块普通的岩石中解读出更多关于地球起源和演化的奥秘，从一种独特的地貌中发现新的生态规律，从一个地质过程中找到应对气候变化、解决资源问题的新方法。让我们怀揣着对地球的敬畏之心，继续探索地质多样性的奥秘，因为这不仅是对地球的了解，更是对我们人类自身生存与发展的深刻关怀。
编辑：张希阳
校对：张 凡
审核：陈 萍
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