第1章 地球一覽

宇宙大爆炸、宇宙塵、引力作用、核聚變、靜電力作用、陽光、液態(tài)水、

天體碰撞、月球、地軸傾斜……最終，一個適宜生命存在的獨特星球形成了。

在這個星球上，所有呼吸著的生命能夠存在皆因幸運。

人類上一次向獨自飄浮在漆黑太空中的美麗地球回眸已是50多年前的事了。自1972年阿波羅17號登月任務(wù)完成，人類就再也沒有過登月經(jīng)歷，再也沒有站在足夠遠的地方從特別的角度觀察我們的地球家園。人類后來所有的探索都在近地軌道上進行，一般距地球只有350千米，由于離直徑12 700多千米的地球太近，我們只能看見地球的弧面。而在月球上回望，我們能看見一個孤零零的藍色星球包裹在層層白云之中。透過云層，可以瞥見陸地上的些許綠色。我們都知道，綠色是生命的顏色。我們的星球在太陽系中是獨一無二的，因為生命只存在于地球上。這似乎僅是個小概率事件，但意義非比尋常。宇宙的骰子一經(jīng)擲出，我們的星球便得到運氣最好的結(jié)果。

幸運的星球

太陽系產(chǎn)生于50億至45億年前，它脫胎于宇宙大爆炸時產(chǎn)生的塵埃和氣體。受引力的作用，塵埃和氣體開始向其中心坍縮，并開始旋轉(zhuǎn)。在這個旋轉(zhuǎn)盤的中心，溫度不斷升高，氫氣聚變?yōu)楹ず耍谑蔷托纬闪颂枴＝酉聛恚瑝m埃顆粒在靜電力和其他力的作用下聚攏起來，并逐漸形成越來越大的巖石。引力再將這些巖石吸引聚攏起來，巖石越來越大，最終形成了各顆行星。離太陽最近的4顆行星—水星、金星、地球和火星，是擁有金屬內(nèi)核的巖石行星，其組成基本都是高熔點的固體物質(zhì)。而離太陽稍遠些的是氣體行星，包括木星、土星、天王星和海王星。

地球在形成初期，便從其自身分化出許多不同的層面。地球中心的放射性物質(zhì)經(jīng)過自然衰變，產(chǎn)生了巨大的熱量，將大多數(shù)巖石熔化，形成了“地幔”。地幔表面又形成了溫度較低的堅硬地殼，地殼的厚度之于地幔，相當(dāng)于桃的果皮之于果肉。因此時至今日，熔巖還是會定期地從“薄薄”的地殼之下噴涌出來。熔巖噴發(fā)伴隨著氮氣和二氧化碳等氣體的釋放，這些氣體是地球大氣層形成的基礎(chǔ)。水蒸氣隨著這些氣體大量排出，當(dāng)它冷凝之后，就形成了海洋。40億年前，正是在這片汪洋之中，進化產(chǎn)生了最初的簡單生命形態(tài)。

地球的鄰近星球上也存在熔巖活動及各種氣體（包括水蒸氣）的釋放現(xiàn)象，但據(jù)我們所知，太陽系里還沒有第二個星球存在生命。究其原因似乎這一切只是簡單的宇宙巧合：地球碰巧在恰當(dāng)?shù)能壍郎蠂@著太陽運轉(zhuǎn)。水星是離太陽最近的行星，通常測定距離為5 790萬千米，沒有大氣層。水星是所有行星里晝夜溫差最大的，白天的表面平均溫度有440攝氏度，而夜間則驟降至零下160攝氏度以下。難以想象，有任何生命形式能夠在如此極端的溫度下生存，更不必說還有如此之大的晝夜溫差。金星距離太陽1.082億千米，其大氣層厚實，富含二氧化碳。強烈的溫室效應(yīng)使得金星終年高溫，表面平均溫度可達480攝氏度。

對生命而言，如果說金星太過炎熱，火星可能就太過寒冷了。火星距離太陽2.28億千米，其大氣層非常稀薄，二氧化碳含量極少。火星的表面平均溫度常年維持在零下60攝氏度，即使其地表下或是極地有水存在，那也只可能是冰凍狀態(tài)的水。

而我們的星球和太陽之間的距離卻恰到好處，適宜生命存在。地球距離太陽1.496億千米，大氣層厚度中等，二氧化碳含量適中，這些都有助于將地球的表面平均溫度維持在完美的17攝氏度。我們居住在一個“金鳳花”星球（譯者注：出自童話《金鳳花姑娘和三只熊》） ，就像童話里的那碗粥一樣，地球既不會太熱又不會太冷，而是“恰到好處”，適宜生命存在。

源自月球的生命

當(dāng)宇航員從月球上回望地球時，他們也許并沒有完全意識到，他們腳下的這顆衛(wèi)星對于地球上生命的產(chǎn)生和延續(xù)，曾經(jīng)扮演過并且依然扮演著多么重要的角色。月球是生命進化的設(shè)計師，如果沒有它，也許就沒有了今日的我們。宇宙巧合再一次站在了人類這一邊。人們普遍認為，月球形成于45億年前，由一顆火星大小的行星和早期地球相撞而產(chǎn)生。劇烈的碰撞將大量地殼殘骸拋射到宇宙空間，這些碎片相互吸引，逐漸結(jié)合起來，形成了圍繞地球旋轉(zhuǎn)的月球。而撞擊地球的行星碰巧也擁有一顆液態(tài)鐵的金屬內(nèi)核，它在碰撞的高溫作用下，與地球上已存在的液態(tài)鐵相結(jié)合，于是我們的星球就有了一個更為龐大的鐵核。正是這個鐵核產(chǎn)生了地球的磁場，其作用就如同防御盾牌，可以抵御諸如太陽風(fēng)這樣的從太陽上噴射出的粒子流。在地球的兩極，磁場強度有所減弱，太陽粒子得以穿透并進入大氣層，產(chǎn)生絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象，令人嘆為觀止，這就是北極光和南極光。不過，大多數(shù)情況下，大氣層都能保護地球免受致命的紫外線輻射，若非如此，地表就會被烤焦，所有生靈都將遭到毀滅。

這場撞擊還有其他的深遠影響。地殼殘骸的大量碎片被拋射到宇宙空間形成了月球，以至于地球上剩下的地殼大概只有原來的30%，而且剩下的部分過于稀薄，致使大陸板塊更容易向四處移動。大陸漂移說對于推導(dǎo)物種的進化起到了關(guān)鍵的作用。在過去的上億年間，自由漂移的陸地不斷地重塑地貌。它們相互碰撞，產(chǎn)生了像喜馬拉雅山這樣的巨大山脈；它們相互撕扯，又形成了像非洲大裂谷這樣的寬闊峽谷。在這一過程中，形形色色的生態(tài)環(huán)境層出不窮，各種各樣的生命通過發(fā)展進化，得以開拓利用不斷變化的環(huán)境資源。如果沒有這次碰撞，大陸板塊就將緊密地連接在一起，就像金星上那樣，那么地球上就不會擁有今天如此多樣性的生態(tài)環(huán)境了。

這場碰撞還產(chǎn)生了另一個戲劇性的結(jié)果。由于天體的撞擊，地球不再繞著垂直于公轉(zhuǎn)軌道面的軸旋轉(zhuǎn)。撞擊使得地軸傾斜，與該垂直軸形成了約23度的夾角，這一傾角維持至今。如果沒有這個傾角，地球上的生命將會大不相同。全球的白晝長度將會終年相等，太陽的升溫效應(yīng)也將在全年保持不變，季節(jié)變遷將不復(fù)存在。沒有了夏天的高溫，兩極地區(qū)將普遍變得更為寒冷，極地冰凍的影響也將進一步延伸至赤道地區(qū)。亞熱帶地區(qū)將不再出現(xiàn)干濕季節(jié)交替，地球的沙漠面積將更大。如此這般，動物也不必隨季節(jié)而遷徙，生物種類可能會因此少了許多。

月球是太陽系所有衛(wèi)星中相對所屬行星來說體積最大的衛(wèi)星，這使得它對地球產(chǎn)生了強大的引力影響。月球?qū)Φ厍蛩┘拥囊κ切纬沙毕F(xiàn)象的主導(dǎo)因素。較不為人所知但卻同樣重要的是，月球引力對地軸傾角具有穩(wěn)定作用。如果沒有這樣一顆近距離的大型衛(wèi)星，地球就會任由太陽和木星的雙重引力作用擺布。這種引力的大小會隨著木星運行時靠近和遠離而有所變化。如果沒有月球這個陀螺儀的穩(wěn)定作用，地球的地軸傾角將會變得混亂無序，與垂直軸的夾角有時甚至?xí)_到90度。這可能導(dǎo)致北極直接指向太陽，從而引起冰蓋融化，洪水泛濫于整個地球。因此，月球是至關(guān)重要的地球氣候調(diào)節(jié)器，它為物種進化提供了穩(wěn)定的生存環(huán)境。

陽光和水 生命之源

地球上所有生物的生存歸根結(jié)底都靠兩個關(guān)鍵要素—太陽和液態(tài)水。長久以來，這一觀點被廣泛接受。直到1977年，深海探險家在海底灼熱的火山口周圍發(fā)現(xiàn)了一種全新的動物生態(tài)系統(tǒng)。海底3 000米的深處一片漆黑，但這一群落卻像最豐富多樣的珊瑚礁一樣豐饒，當(dāng)時沒有人知道它們是如何獲取能量的。最終有人發(fā)現(xiàn)，有種特殊的細菌能夠從火山口噴發(fā)出的硫化物中攝取自身所需的能量。但即使是處于這一食物鏈中的動物，也不能完全脫離太陽生存。它們都需要利用氧氣來分解化合物獲取能量，這些化合物由細菌產(chǎn)生，動物也可以通過食用細菌本身來攝取。這些氧氣是由淺水中的植物利用光合作用制造的，而這些植物本身又通過太陽來獲取能量。乍一看，海底火山口的生物群落似乎不需要太陽，但它們終究只能在太陽可以照射到的星球上生存。

太陽能泵

地球上有各種各樣的生態(tài)環(huán)境，從富饒的熱帶叢林到貧瘠的極地荒原，生態(tài)的多樣主要源自陽光和水分這兩個關(guān)鍵要素的變化。地球各處接收到的太陽輻射能量各不相同。赤道附近獲得的太陽輻射能量較多，因為太陽光在此處經(jīng)過的大氣路程比在兩極的短。緯度越高，太陽高度角越小，這意味著等量太陽光所輻射的面積在兩極地區(qū)比在熱帶地區(qū)要大。

陸地上可以被生物所利用的水資源分布十分復(fù)雜，這種分布仍然很大程度上受到太陽的影響。地球上90%的淡水都來自海洋的蒸發(fā)，其中大部分來自近赤道的溫暖的熱帶海洋，其余10%則來自江河湖泊的表面蒸發(fā)或是植物的蒸騰作用。向上運動的熱空氣將水蒸氣送入大氣，水蒸氣在這一過程中冷卻凝結(jié)形成了云，然后被風(fēng)吹散到世界各地。云究竟會在何處下雨取決于許多因素，但山體的存在起了關(guān)鍵作用。山體的阻隔迫使云爬升并冷卻，水蒸氣因此冷凝成了雨水。又由于大部分的太陽輻射都落到了赤道地區(qū)，因此我們會發(fā)現(xiàn)，在這里上升的熱空氣絕大部分都攜帶著水汽進入了大氣層。隨著空氣的上升和冷凝，大量降水便傾盆而至。這部分因為降水而損失了水分的空氣，由于地球自轉(zhuǎn)而發(fā)生轉(zhuǎn)向，從赤道分別流向南北兩側(cè)。當(dāng)它到較冷的高緯度地區(qū)時，便會下沉，正是這樣的干燥空氣形成了南北回歸線附近的熱帶沙漠。

海洋生物的豐富度和數(shù)量也主要取決于太陽輻射能量的多少。太陽光能夠照射到海面以下大約100米的深處，在這一深度以上，生存著90%的海洋生物。海洋生物群落的形成，主要取決于重要養(yǎng)分——尤其是磷和氮——的多少，并不取決于水源。盡管熱帶海洋接收的太陽輻射能量最多，但除了珊瑚礁和海草場之外，大部分熱帶海域的生物種類并不豐富。這是因為這里的海水過于平靜，大部分營養(yǎng)物質(zhì)都沉于海底。海洋中資源最豐饒的往往是波濤洶涌的溫帶海域，或是可以提供豐富營養(yǎng)物質(zhì)的上升流海域。

富饒的赤道 貧瘠的兩極

由于全年陽光充足，淡水資源豐沛，赤道附近的熱帶地區(qū)自然而然地擁有地球上最豐富多產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。熱帶雨林孕育著非常豐富的生物資源，與其他生態(tài)環(huán)境相比，這里的植物最為繁盛。在熱帶雨林，0.01平方千米的面積上可能生長著多達200種樹木；而在溫帶森林，相同面積上僅有10～20種樹木。盡管目前熱帶雨林僅占全球陸地總面積的3%，但人們普遍認為它所孕育的動植物種類超過了已知物種的50%。這里有得天獨厚的植物生長條件，全年氣溫保持在20～28攝氏度，氣候溫暖，雨量充沛，年平均降水量2 500毫米。

植物是初級生產(chǎn)者，幾乎所有的動物從根本上都依賴于植物所提供的能量，因此，植物每年通過光合作用固定的碳總量可以很好地衡量一個生態(tài)系統(tǒng)的總生產(chǎn)率。根據(jù)這種衡量標準，熱帶雨林可謂陸地上的紀錄創(chuàng)造者，每平方米熱帶雨林每年可固定1 000～3 500克碳。從另一項針對生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)率的衡量指標—動植物總質(zhì)量（即生物量）來看，熱帶雨林也獨占鰲頭，每平方米的生物量達到4 500克。

珊瑚礁只能生長在同樣的熱帶地區(qū)，被稱為“海洋中的熱帶雨林”，其高生產(chǎn)率使這種贊譽名副其實。每平方米珊瑚礁每年可固定1 500～3 700克碳。考慮到珊瑚礁生長在熱帶淺海海域，在那里像氮和磷這樣的重要營養(yǎng)元素含量非常低，這個數(shù)字已經(jīng)是相當(dāng)驚人了。在該生態(tài)系統(tǒng)中共同生長的珊瑚礁和其他動物，憑借對所需養(yǎng)分的高效循環(huán)，最終實現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的高生產(chǎn)力。

干旱的熱帶地區(qū)

如果從赤道出發(fā)，分別向南北半球的熱帶地區(qū)前進，氣候會發(fā)生明顯變化。這里盡管陽光依舊充足，氣候依舊常年溫暖，但雨量卻沒有那么充沛了，且一年之中干濕季分明，植物不得不適應(yīng)這種氣候變化。生長在印度北部和東南亞的季雨林就是典型的例子。在這里熱帶雨林特有的常青樹被柚木、烏木這樣的落葉樹種所取代，它們通過每年落葉來減少水分流失。相比熱帶雨林中的樹種，這些樹要矮一些，但它們地域分布廣泛，根系更為發(fā)達。作為葉猴和老虎的棲息地，在每年11月到次年4月，在季雨造成洪澇災(zāi)害之前，這里都會經(jīng)歷一個旱季。在澳大利亞北部等較干旱地區(qū)都會大量種植桉樹這類樹木來改善兩個“大濕季”之間的旱情。

在最干旱的亞熱帶地區(qū)，樹木被草地所取代—廣袤無垠的草原地貌。這樣的棲息地適合大型動物大規(guī)模棲息。這里全年溫暖，但是動植物壽命的長短在很大程度上受到每年干濕季循環(huán)交替的影響。一年中的大部分時候，東非大草原都被炙烤成金黃色，但隨著雨季的到來，這里又重新萌發(fā)綠意。一年一度的塞倫蓋蒂牛羚大遷徙緊隨草原的新生而至。熱帶草原的生產(chǎn)率只及熱帶雨林的一半，每平方米每年能固定200～2 000克碳，考慮到其生物總量只有熱帶雨林的1/10，這個數(shù)字仍然十分可觀。熱帶草原也是地球上最高效的生態(tài)系統(tǒng)之一。

干涸的土地

當(dāng)你到達南北回歸線，你也就到了地球上最干旱的地方。這兩處地方受高壓控制，干熱空氣下沉，雨水極少，年平均降水量不足100毫米。到了真正的沙漠地區(qū)，其降水量甚至不足50毫米。這里并不缺少陽光，由于空氣濕度低且少有云層遮蓋，90%的太陽輻射都直接抵達地面。白天，氣溫經(jīng)常能超過38攝氏度；夜間，由于熱量迅速散發(fā)回大氣，氣溫在短短幾小時內(nèi)就能降低44攝氏度甚至更多。盡管大部分沙漠都是常年高溫，但是有一些高海拔沙漠，如蒙古戈壁，則異常寒冷，其冬季溫度能低達零下21攝氏度。這些低溫沙漠一般深處內(nèi)陸，且位于山脈的陰面，來自海洋的潮濕空氣很難抵達。生活在沙漠地區(qū)的動植物既要忍受極端的溫度，又要面對淡水稀缺的困境。這里植被稀少，碳固定量相當(dāng)少，每平方米每年僅能固定300克碳。

高緯度地區(qū)及無冰水域出口處的碳固定量和這里一樣少。大片藍色、荒蕪的熱帶海域能接收到充足的陽光，但養(yǎng)分的缺乏又一次限制了絕大多數(shù)海洋食物鏈的基礎(chǔ)—海藻等浮游植物的生長。熱帶海域是著名的無風(fēng)帶，因此深海中的養(yǎng)分很少能被攪動到海水表層上來。這里也不像大陸架的淺海地區(qū)，能時常得到河流帶來的養(yǎng)分。

溫和的氣候

橫亙在熱帶和極圈中間的區(qū)域，就是地球的溫帶。在這里，你能看到北歐的草地和闊葉林，還能看到北美洲的大草原和針葉林。這里的太陽輻射能量沒有熱帶地區(qū)多，但夏季依然溫暖潮濕，年降水量能達到500～1 500毫米。溫帶地區(qū)盛行季節(jié)性氣候，這里的動植物需要適應(yīng)四季分明的氣候。冬季氣候非常惡劣，尤其是北部溫帶地區(qū)的冬季，絕大多數(shù)淡水都被封凍成了冰雪。

在歐洲，橡樹、山毛櫸、白蠟樹和栗樹等闊葉樹成為野豬、鹿和松鼠的遮蔽所，森林結(jié)構(gòu)也比熱帶地區(qū)更簡單，僅有兩層樹冠，陽光可以輕易地穿透樹木，照到灌木、花草和青苔遍生的林地表層，令這些植物得以繁茂生長。如此多產(chǎn)的森林生態(tài)系統(tǒng)，平均每平方米能保有3 000克的生物量。

在北美洲，針葉林也很常見。其中最壯觀的是太平洋海岸的巨杉林，溫暖濕潤的海岸氣候在這里孕育出了地球上最高、最大的樹木。

繼續(xù)往北走，針葉林越來越常見。貫穿北美北部和歐亞大陸的針葉林帶，被稱為北方森林或泰加林。地球上每3株樹木就有一株出于此，這里更是狼、猞猁、麋鹿和馴鹿等動物的棲息地。這里的冬天漫長而凜冽，一年中在長達9個月的時間里大部分可用水都被凍成冰雪。

春季冰雪終于開始融化時，由于永久凍土只有表層吸水，地面會迅速變成一片澤國。植物的腐爛速度很慢，酸性土壤會將植物生長所需的養(yǎng)分鎖在土中。短暫的生長季和這樣惡劣的環(huán)境使得闊葉樹根本無法存活，而針葉樹卻長勢良好。因為，針葉樹錐狀的樹形和裹有蠟質(zhì)的針狀葉子能夠助其安然度過這里寒冷而干燥的冬天。這里的年均降水量僅有400～600毫米，部分地區(qū)甚至低至150毫米。這樣的降水量幾乎接近有些半沙漠地區(qū)，但在寒冷的環(huán)境下，因蒸發(fā)而損失的水分要少很多。不過這片北方森林每平方米的碳固定量只有200～1 500克，只有南方溫暖地區(qū)闊葉林碳固定量的一半。

大草原

在北美和歐亞大陸的廣闊內(nèi)陸上，你將體會到顯著的大陸性氣候。這里沒有海洋的溫和調(diào)節(jié)和水分的滋潤，所以冬天寒冷，夏天炎熱干燥。樹木在這樣干涸的環(huán)境中難以適應(yīng)，只能讓位于廣闊的溫帶草原。

在北半球，北美大草原上活躍著大量叉角羚、草原土撥鼠和少量殘存的北美野牛群，這種野牛的數(shù)量曾一度多達幾百萬頭；在歐洲，俄羅斯大草原上不久前還有大量漫步的賽加羚羊。而南半球的南美潘帕斯草原和南非草原，和北半球的草原幾乎如出一轍。同樣的光照和雨水條件創(chuàng)造出環(huán)境相似的棲息地，它們就像鏡像一樣分布在赤道的南北兩邊。

溫帶草原和赤道附近的熱帶草原差不多，都以一種堅韌的幸存者—草—為主角。草憑借對氣溫變化及缺水環(huán)境的極強忍耐力，已成為地球上數(shù)量最多的一種植物。如今，草已經(jīng)覆蓋了地球陸地面積的1/4，其供給的大型動物數(shù)量比其他任何類型的棲息地都要多。

生猛而富饒的海洋

熱帶地區(qū)的陸地一片生機盎然，海洋中卻恰恰相反。由于受洋流等局部因素的影響，海洋中的生物分布非常不均衡，但總體來說，溫帶海洋是最多產(chǎn)的。北上的赤道氣流與南下的極地氣流在這里相遇，造成了這里多變的天氣。

北大西洋氣流的鋒面切入歐洲，給西海岸帶來劇烈的風(fēng)暴。尤其是大陸架上的淺海地區(qū)，這些風(fēng)暴能夠攪動深達200米的海水。每年春季，風(fēng)暴將深海里的磷和氮攪動上來，使得浮游植物得以大量繁殖。這些養(yǎng)分到夏末即被消耗殆盡，但到了冬季，海水會被再次攪動，重新為海洋補充“給養(yǎng)”。

冰凍的兩極

在北緯65度我們越過了森林線，進入了陰冷而貧瘠的苔原地界。這里的冬季漫長而黑暗，溫度能低至零下30攝氏度。由于地處高壓帶，在冷空氣的控制下，這里的降雨很少。冬季過低的氣溫使得樹木無法生長，故這里的生產(chǎn)能力和南方的沙漠一樣低，每平方米每年僅能固定100～400克碳。冬季只有少數(shù)幾種動物能夠留在這里過冬，如麝牛和北極狐；而到了短暫的夏季，很多動物，如雪雁和馴鹿，便從南方遷徙而來，趁機享受這里長時間的白晝和短暫的生長季。

南北緯66.5度以上分別是南北極圈，極圈內(nèi)地區(qū)每年至少有一天極晝。越靠近極點，極晝的天數(shù)就越多，到了南北極點，太陽每年只升落一次。而更糟糕的是，冰雪將本就稀少的陽光中的85%都反射回去了。南極洲海拔高，和其他大陸不接壤，因而這里更加寒冷，年均氣溫在零下60攝氏度到零下55攝氏度，每年只有約50毫米的降雪。在這片被冰原覆蓋的大陸上，僅有幾處冰山頂部長有地衣。南極洲幾乎是一片不毛之地，碳固定量接近于零。

季節(jié)變換

形成月球的那一次偶然碰撞使得地球開始傾斜旋轉(zhuǎn)，由此給野生動植物帶來的改變遠超其他任何因素。在地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，不同的地區(qū)輪流朝向太陽。北極在12月離太陽最遠，此時的北極將經(jīng)歷一個漫長而寒冷的冬季。地球年復(fù)一年沿著軌道持續(xù)運行，北極開始慢慢朝向太陽，每過一天，太陽便升得高一點，白晝的時間也長一些。到了3月的春分，太陽剛好直射赤道，所有地方晝夜等長。

太陽對于北半球的影響越來越強烈，到6月21日前后的夏至達到最大，這一天太陽直射北回歸線，北半球的夏天達到最盛，北極圈以內(nèi)有極晝現(xiàn)象。從這以后，北極便開始遠離太陽，白晝時間變短。時節(jié)由夏入秋，到了9月23日前后的秋分，太陽再次直射赤道。此后，南半球開始漸漸偏向太陽，到12月22日前后的冬至這天，太陽直射南回歸線，這標志著北半球的冬天和南半球的夏天達到最盛。

兩極地區(qū)的冬夏交替突然而劇烈，比如南極海冰封凍后，整個南極洲的面積能在短短幾個月內(nèi)擴大一倍。這無疑是地球上最劇烈的季節(jié)變換。絕大部分野生動物都別無選擇，不得不追隨變化的太陽高度而北遷。

極圈和熱帶地區(qū)之間的溫帶地區(qū)是季節(jié)變換最明顯的地方。這里四季分明卻又不極端，生活著很多能適應(yīng)四季變化的永久定居生物。溫帶海洋也要經(jīng)歷四季的更迭。在淺海，春季白晝?nèi)找孀冮L，浮游植物得以大量繁殖，從而促進了整個海洋食物鏈的發(fā)展。即使在完全黑暗的深海底部，季節(jié)性循環(huán)依然存在。科學(xué)家們利用延時攝影技術(shù)，發(fā)現(xiàn)“海洋雪花”（上層海水沉淀下來的腐屑）的數(shù)量隨季節(jié)循環(huán)變化。這種數(shù)量變化和陽光照射范圍內(nèi)海水的運動情況緊密相關(guān)。

熱帶地區(qū)附近晝長幾乎常年不變，因此只形成了兩個季節(jié)—濕季和干季，而這也是地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的結(jié)果。當(dāng)太陽直射時，海洋蒸發(fā)出更多的水分，這些水分被熱空氣帶入大氣層，形成更多的云、風(fēng)暴和雨水。6月，太陽直射北回歸線，北半球熱帶地區(qū)進入雨季；到了12月，太陽直射南回歸線，南半球便迎來雨季。只有在太陽升落時間終年不變的赤道上才不存在這種季節(jié)變換。

對于地球上的億萬動物來說，棲息地的季節(jié)變換意味著它們要不停地遷徙，以跟上溫暖的太陽或多變的珍貴淡水補給。每年秋季，大量赤蛺蝶都要離開北歐，長途飛行將近3 200千米到北非避寒。每年夏季，300萬頭北美馴鹿都會跋涉3 000千米去尋找新鮮的牧草，這是陸地哺乳動物里最遠的遷徙之路。歐洲雨燕則要一成不變地飛行18 000千米，去追隨溫暖的太陽和它們的昆蟲獵物。它們先是飛越撒哈拉沙漠至西非，等食源變少后便轉(zhuǎn)戰(zhàn)東非，最后再飛回歐洲繁衍后代。在海洋中，大部分須鯨都要遷徙很長的路程，從熱帶溫暖海域中的繁衍地一直游到高緯度的夏季覓食點。事實上，地球上所有動植物的生命完全有賴于一場偶然的宇宙事件—這場碰撞使我們的幸運星球傾斜了23.5度，并在隨后的過程中改變了地球的整部生命史。