沈括《梦溪笔谈》中的地质学知识与对地理学的认识

沈括《梦溪笔谈》中的地质学知识与对地理学的认识

我们今天所说的地学主要包括地质学和地理学,前者研究地球系统运动的规律和运动过程,比如大陆漂移、板块构造、火山地震、风化剥蚀等;后者研究地球系统运动的结果和表象,比如高原、平原、山脉、河湖、气候、植被等。 相对于地理学而言,地质学的研究更加困难,因为地质运动往往持续亿万年,在有限的人类历史中,无法看到明显的地质变化过程。 尽管如此,中国古代仍有一些杰出人士,通过敏锐的观察和朴素的唯物主义思想,对一些地质现象形成了正确的认识。

今天江西省南城县西有一座道教名山,名为麻姑山。 唐大历六年(771年),著名书法家颜真卿任抚州刺史时,登临麻姑山,留下了著名的书法作品《麻姑仙坛记》。 在这篇文章中,颜真卿写道:“东北有石崇观,高石中犹有螺蚌壳,或以为桑田所变。 ”颜真卿看到山峰峭壁中有海洋生物的化石,便猜测此处以前可能是大海。 今天看来,颜真卿的认识无疑是正确的。 300年后,北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中,记录了更多的地质现象并描述了自己的认识。

沈括,字存中,北宋钱塘(今浙江省杭州市)人。 沈括出身于官宦家庭,为官期间积极参与王安石变法,曾担任北宋政府负责财政事务的最高长官。 北宋历来有任命文官担任军事统帅的传统,1080年,沈括出镇延州(今陕西省延安市),担任防御西夏的西北边疆军政长官。 2年后,因军事行动失利,沈括遭到贬黜,晚年隐居润州(今江苏省镇江市),筑“梦溪园”,潜心著书。

沈括是一位具有实业兴国思想的技术官僚,他关心科学技术,在很多科技领域都有真知灼见。 《梦溪笔谈》是沈括晚年创作的一部综合性笔记体著作。 全书共26卷609条,255条属于科学技术范畴,其中记述了不少地学方面的内容。

据《梦溪笔谈》记载,北宋治平年间(1064—1067年),泽州(今山西省晋城)有人在打井时发现一具石化的蛇状生物骨骼,身上还能看到鳞甲的痕迹。 沈括认为,这是蛇类生物死后埋于地下,逐渐石化所致。 沈括的推测与古生物化石的形成过程相符。

沈括在书中回忆,在他担任延州知府期间,有一次延州境内河岸崩塌,露出一大丛竹类植物化石。 北宋时期,延州地区气候寒冷干燥,竹子根本无法生存。 他因此推测,延州很久以前的气候可能和当时的南方一样,适合竹子生长。 沈括通过观察思考,认识到地质历史上的气候变化现象。

同样在延州,沈括发现地下有黑色油脂涌出,当地人采集后作为燃料使用。 沈括将其称为“石油”,石油一词由此而来。 沈括还曾利用石油制作书写用的墨,大获成功。 当时,他敏锐地意识到“此物后必大行于世”,令人不得不佩服他的先见之明。

中国南方高温多雨,的侵蚀作用普遍而强烈。 雁荡山位于今天浙江省温州地区,属于中国南方常见的丹霞地貌,这种景观是流水不断侵蚀红色砾岩的结果。 沈括发现,雁荡诸峰都包在山谷之中,从下往上望是高岩峭壁,而顶部则与周围山地平齐。 沈括据此认为,雁荡山所在地原是一块平坦高地,由于水流不断冲刷,松散沙土逐渐被侵蚀,只留下峭壁般的巨石。 他还将此结论推广到豫西大峡谷,认为峡谷中的土山也是流水侵蚀形成的,区别只是豫西大峡谷中留下的是土状山峰,而雁荡山留下的是岩石山峰。

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