1.一般我们所说的物质循环是宏观的物质循环,超出了地球表层范围。20世纪60年代以后,地质力学认为岩石圈的构造是由板块组成的。在大洋中脊轴部断裂谷中涌出的玄武岩熔岩构成新的海底,使原来的海底向两侧扩张,这种扩张的速度为0.2~10厘米/年。扩张到边缘时,海陆两个板块相遇,海洋板块向陆地板块下俯冲,在大陆侧形成岛弧,海洋侧形成海沟。两个块板相撞处,地壳活动激烈,经常发生火山和地震,如日本列岛—冲绳—台湾岛就是环太平洋岛弧火山带的一环,是亚洲板块和西部太平洋板块相撞形成的。当海洋板块俯冲完后,大陆板块相遇,发生褶皱、断裂,形成线状山系,如喜马拉雅山脉就是印度板块和亚洲板块相撞形成的。下俯冲的板块熔入地幔中,通过地幔对流在大洋中脊重新露出形成新的岩石,这种运动周而复始、形成循环,每个周期约需2亿年到3亿年时间。
地球板块在发生变化,地球内部岩石的岩性也产生周期性变化。地球板块地表的晶质岩风化破碎松散后,被流水、风力带走沉积到低洼处形成沉积岩。沉积岩没入板块底部熔于地幔中,在循环中露出地表又重新变成结晶岩,然后再在外力作用下形成新的沉积岩。1858年在巴黎出版了一本名叫《揭开创造的神秘》的书,法国地理学家施奈德以其丰富的想象力,发现地球各大陆似乎原来是连成一体的,他运用“北美洲和欧洲植物化石在石炭纪时几乎一致”的事实做了说明。在1912年,德国地理学家魏格纳发表论文,引用古生物化石的证据,系统地阐述了大陆移动的地质历史过程,但是在科学水平还较低的当时,他的观点只能作为一种假说存在,并且引起很多非议。现代科学发展迅速,板块学说很有力地解释了大陆漂移说的正确性。
现在科学家通过探测发现,在大洋中央没有一亿五万年以上的沉积物,大洋中央海岭两侧的地磁分布相近,并与大洋中央海岭走向平行,而且发现各大洲915米深的大陆斜面有多处重合。可见,对科学发展来说,最初的天才思索、丰富的想象与后来严谨的科学证明都是很重要的。
2.地球表层的物质循环的第二个方面就是水循环。地球上的水总是在不断地变化,首先水受太阳能的影响,从水面、陆面和植物叶面蒸发,化成水汽升到高空,被气流带到其他地方,水汽在适当条件下凝结,又以降水形式落到地表形成径流,注入海洋、湖泊,水的这种蒸发、输送、凝结、降落、径流的往复过程叫水循环。水循环分为大循环、陆地小循环和海洋小循环。水循环运动是地表外力的主要动力,也是地球化学迁移的载体,具有重要的地理意义。
3.大气循环是地球表层的物质循环的第三个方面。太阳辐射会影响地表增温,它让各个地方的地表增温产生差异,辐射强的地方增温快,形成上升气流,构成低压区,地面其他地方的空气向这里运动,以补充这里的上升空气。高空中上升的空气向外移动,当来到较冷的地方便下沉,高压区得以形成,从而构成了大气环流。有时高气压不完全是温度造成的,空气的集聚、堆积也可形成高气压。
4.生物循环也是很关键的物质循环,它指的是生态系统中的生产者、消费者和分解者之间形成的有机界与无机界的循环。