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完成学业后,尼古拉·哥白尼回到普鲁士,担任他叔叔卢卡斯·瓦岑罗德(Lucas Watzenrode)的秘书,卢卡斯当时是瓦姆米亚的主教。在此期间,他住在Lidzbark Warminski(海尔斯堡)的主教城堡里,开始了他对宇宙日心说模型的研究。哥白尼在波西米亚弗罗茨瓦夫(布雷斯劳)的圣十字架学院教堂获得了一个瓦尔米亚市民的职位,他一生中大部分时间都保持着这个职位,同时作为业余天文学家进行研究。哥白尼是一位博学的学者,在1516年至1521年期间担任瓦米亚的经济行政长官,并在1519年至1521年的波兰-条顿战争中,当奥尔斯廷(Allenstein)城堡被条顿骑士团围困时担任波兰皇家军队的首领。他还曾代表瓦姆米亚主教担任外交官,并担任普鲁士阿尔伯特公爵的顾问,特别是在货币改革领域,他负责决定和谈判谁有权铸造硬币。哥白尼的医术也受到人们的欢迎,他甚至诊断并挽救了阿尔伯特公爵的一位顾问的生命。

哥白尼最著名的是提出了日心说模型。在他著名的六卷本著作《论天体轨道的革命》(De revolutionibus orbit coelestium)于1543年出版之前,他首先在一篇六页的手写文本《注释》(Commentary -mentariolus)中阐述了这一理论,该书历时30多年出版,尽管《注释》的确切日期尚不清楚。“Commentariolus”包含七个主要假设:

•所有的天圆或球体都没有一个中心。

•地球的中心不是宇宙的中心,而只是重力和月球的中心。

•所有的球体都以太阳为中点旋转,因此太阳是宇宙的中心。

•地球到太阳的距离与天空高度之比比地球半径与太阳距离之比小得多,以至于与天空高度相比,地球到太阳的距离难以察觉。

•苍穹中出现的任何运动都不是来自苍穹的任何运动,而是来自地球的运动。地球和它周围的元素在每天的运动中在固定的极点上完成旋转,而苍穹和最高的天空则保持不变。

•对于地球上的观察者来说,太阳的运动不是来自于它的运动,而是来自于地球和它的球体的运动,它像任何其他行星一样围绕太阳旋转。那么,地球有不止一种运动。

•行星明显的逆行和直线运动不是来自它们的运动,而是来自地球的运动。因此,仅仅地球的运动就足以解释天空中许多明显的不平等现象。

在哥白尼的两部主要著作出版之前,他的思想被当时的许多学者和神职人员讨论,包括卡普阿大主教尼古拉斯·尚伯格(Nicholas Shonberg),他鼓励尼古拉将他的工作和发现与学者交流,并尽早分享他的作品。

当哥白尼还在完成《天体轨道革命论》时,一位名叫格奥尔格·约阿希姆·雷提克斯的数学学生在普鲁士(后来的德国)教授菲利普·梅兰顿的安排下与他一起工作。在两年的时间里,Rheticus跟随哥白尼学习,并写了一本关于哥白尼作品的书,《第一叙述》(Narratio prima),许多学者读了这本书,从而开始欣赏哥白尼的作品。在此之后,李提克斯在1542年写了一本广受欢迎的关于三角学的书,概述了哥白尼在这一领域的思想。哥白尼看到他的思想被普遍接受,没有受到当时神职人员的批评,他同意通过纽伦堡的约翰内斯·彼得雷乌斯印刷商出版他的主要作品。他在1543年出版了《论天穹的革命》共六卷,按以下分类:

•日心说的总体观点,以及对他的世界观的概括阐述

•主要是理论,提出了球状天文学的原则和一个恒星列表(作为在后续书籍中发展的论点的基础)

•主要致力于太阳的视运动和相关现象

•对月球及其轨道运动的描述

•新系统的具体阐述

哥白尼在长期患病后于1543年5月24日去世,同年他的论文出版。传说哥白尼从中风引起的昏迷中醒来,看着放在他手中的书,然后平静地去世了。他被安葬在波兰北部的Frombork大教堂。

哥白尼的思想不仅是革命性的,而且与天主教会所提倡的思想截然不同。尽管如此,这些书一开始只引起了很小的争议,直到三年后的1546年,多明尼加牧师乔瓦尼·玛丽亚·托洛萨尼谴责了这部作品,他说如果当时天主教会的首席审查官(巴塞洛-梅奥·斯皮纳)没有在审查时去世,它会更早被谴责。1616年,罗马天主教会发布了一项法令,暂停了“革命论”或“虚无论”,直到它被纠正为止,理由是它反对《圣经》。支持哥白尼思想的意大利天文学家伽利略(1564-1642),在教皇保罗五世的命令下,被红衣主教贝拉明调查,并于1633年被判有严重的异端嫌疑,因为“追随哥白尼的立场,违背了圣经的真正意义和权威”(教皇对伽利略的谴责[判决],1633年6月22日,Giorgio de Santillana, The Crime of Galileo, University of Chicago Press, 1955)。伽利略被软禁在家中度过余生。在这个时代,教会的影响力很大——另一位哥白尼思想的追随者佐丹奴·布鲁诺(Giordano Bruno)被判为异教徒,并于1600年2月17日被绑在火刑柱上烧死。对哥白尼观点的审查持续了几个世纪,1758年天主教会出版的《论革命论或虚无论》(De revolutionibus orbim coelestium)的原作仍在禁书索引中。这本革命性的书在首次出版近300年后,终于在1835年版的禁书中被删除。

参见天文学;伽利略,伽利略;太阳系。

进一步的阅读

阿米蒂奇,安格斯。哥白尼的世界。纽约:导师图书,1951年。

Bienkowska,芭芭拉。哥白尼的科学世界:纪念他诞辰500周年,1473-1973。纽约:施普林格,1973年。Koyre,亚历山大。天文学革命:哥白尼-开普勒-博雷利。纽约州伊萨卡:康奈尔大学出版社,1973年。

罗森,爱德华。哥白尼和他的继承者。伦敦:汉布尔登出版社,1995。

珊瑚是刺胞动物门的无脊椎海生化石,其特征是径向对称,缺乏组织成器官的细胞。它们与水母、水螅类动物和海葵有关,这些动物都有刺细胞。珊瑚是这个门中保存最好的,因为它们分泌坚硬的钙质骨架。这种动物基本上是一个简单的囊,中央有一个口,周围有触手,这导致了一个封闭的胃。刺胞动物是被动的捕食者,用它们的触角捕捉游荡的食物。珊瑚和其他刺胞动物交替产生两种身体形态。水母是有性繁殖形成珊瑚虫的形式,珊瑚虫是无性繁殖的形式,水母可以从中发芽。珊瑚属于珊瑚虫刺胞动物的一个亚纲,被称为珊瑚虫纲。水母属于水螅纲,水螅纲包括淡水和盐水刺胞动物,以水螅期为主。

珊瑚可以生活在从浅潮汐池到19700英尺(6000米)深的各种条件下。它们有一个圆柱形或圆锥形的骨架,由息肉期生物分泌,生活在结构的上部暴露部分。骨架的特征是径向脊,称为间隔,连接骨架的外墙(膜),可能有扁平的地板,由息肉周期性分泌。

珊瑚从早奥陶世的Tabulata形式,到中奥陶世的ruse珊瑚。它们都在晚泥盆世经历了一次大灭绝,从那以后,褶皱形式恢复得更强。这两种形式都在早三叠纪灭绝,被称为硬珊瑚的现代珊瑚形式所取代,这种珊瑚显然是由不同的软体生物独立产生的。

大多数珊瑚生长在群落中,形成的珊瑚礁提供了许多优势,包括幼虫和幼体的庇护所。珊瑚礁是由分泌碳酸盐的生物或在某些情况下建造的由框架支撑的碳酸盐土丘

珊瑚礁
红海的珊瑚礁,埃及(Specta, Shutterstock, Inc.)

浅海:靠近水面的浅海岩脊珊瑚礁含有大量的生物,它们共同构建了一个抗波结构,达到海水的低潮水位以下,为鱼类和其他生物提供庇护。框架之间的空间通常由骨骼碎片填充,它们与框架一起粘合在一起,形成抗波特征,保护架子免受高能波的影响。现代珊瑚只能在浅水区温度范围为77 - 84°F(25-29°C),深度不到300英尺(90米)。珊瑚礁生物(目前主要由虫黄藻组成)只能在深海中生存透光区因此,珊瑚礁生长限制在海水上方328英尺(100米)处。珊瑚礁有各种形式,包括边缘礁、屏障礁和环礁。

珊瑚礁是由各种各样的生物组成的,包括红藻、软体动物、海绵和刺胞生物(包括珊瑚)。目前主要的是殖民地的硬石珊瑚礁建造者,产生一个钙质的外部骨架,其特征是被称为间隔的径向分区。在骨架内部是被称为珊瑚虫的软体动物,其中含有共生藻类,对珊瑚的生命周期和构建珊瑚礁结构至关重要。珊瑚虫含有碳酸氢钙,可分解为碳酸钙、二氧化碳和水。碳酸钙被分泌到珊瑚礁中构建其结构,而藻类光合作用二氧化碳为珊瑚虫生产食物。

有几种不同类型的珊瑚礁,根据它们的形态和与附近陆地的关系进行分类。边缘礁沿着陆地的海岸生长,通常是不连续的。它们通常有一个陡峭的外坡,一个藻类山脊,在珊瑚礁和主海岸线之间有一个平坦的、充满沙子的通道。堡礁形成于离海岸较远的地方,通常比边缘礁更宽和更连续。它们是地球上最大的生物结构之一——例如,澳大利亚的大堡礁长1430英里(2300公里)。一个宽而深的泻湖将堡礁与大陆分开。所有这些珊瑚礁都在珊瑚礁的外侧或迎风侧显示出一个高能量的分区,通常生长得很快,并且有一个光滑的外部边界。相比之下,礁的另一边接收到的波浪能量很少,可能是不规则的,不发达的,或倾斜一个湖.许多珊瑚礁也显示垂直分带从深海到靠近海面的浅层,都有不同种类的生物存在。

环礁或环礁形成圆形、椭圆形或半圆形的岛屿,由珊瑚礁从深水中升起;环礁围绕着中心泻湖,通常内部没有陆地。一些环礁确实有小的中心岛屿,这些岛屿,以及部分外环礁,在某些情况下被森林覆盖。大多数环礁的直径从半英里到80英里(1-130公里)不等,在太平洋盆地西部和中部以及印度洋最常见。环礁上半圆礁的外边缘是珊瑚生长最活跃的地方,因为它从环礁边缘上涌的海水中吸收了最多的营养。在许多环礁的外部边缘,珊瑚生长得如此强烈,以至于珊瑚形成了一个悬垂的礁石,许多珊瑚块在风暴中脱落,在环礁的底部形成了一个巨大的距石斜坡。火山岩,其中一些位于半英里(1公里)以下当前海平面,在环礁下面。由于珊瑚只能在小于65英尺(20米)深的浅水中生长,火山岛一定是在海平面附近形成的,生长出珊瑚,随着时间的推移而下沉,珊瑚的生长速度与火山岛下沉的速度一致。

查尔斯·达尔文在1831年至1836年乘坐比格尔号探险的基础上,于1842年提出了环礁的起源。他认为火山岛最初形成时,其山峰暴露在海平面以上。在这个阶段,珊瑚礁形成了围绕火山岛的边缘礁群。他认为,随着时间的推移,火山岛下沉并被侵蚀,但珊瑚礁的生长跟上了下沉的步伐。就这样,当火山岛沉入海平面以下时,珊瑚礁继续生长,最终形成一个环,围绕着前火山岛的位置。当达尔文在1842年提出这一理论时,他并不知道古代的侵蚀火山山脉在他研究的环礁下面。100多年后,钻探证实了他的预言,在几个环礁的珊瑚岩下面会发现火山岩。

随着20世纪70年代板块构造学说的出现,火山下沉的原因变得显而易见。当海洋地壳在创建洋中脊在美国,它通常低于海平面1.7英里(2.7公里)。随着时间的推移,随着海洋地壳远离大洋中脊,它冷却并收缩,下沉到海平面以下约2.5英里(4公里)。在海底的许多地方,地壳的主要部分在洋中脊形成后不久,小火山就在海洋地壳上形成了。这些火山可能高出海平面几百米。当海洋地壳远离大洋中脊时,这些火山就沉降到海平面以下。如果火山恰好在珊瑚可以生长的热带地区,如果下沉的速度足够慢,珊瑚的生长可以跟上下沉的速度,那么在火山岛原来的地方就可能形成环礁。如果珊瑚不能生长或无法跟上下沉的速度,那么岛屿就会下沉到海平面以下,岛屿的顶部会被海浪侵蚀,形成一个平顶山,继续下沉到海平面以下。这些平顶的山被称为guyots,其中许多都是在第二次世界大战的军事行动中,在海底勘探中由军事调查绘制的。

珊瑚礁是极其敏感和多样化的环境,不能容忍温度、污染、浑浊度或水深的巨大变化。为了航行,珊瑚礁也遭到了采矿和破坏,甚至在太平洋上也成为了核试验的地点。因此,人为和自然对海岸线环境的改变对珊瑚礁环境构成了重大威胁。

礁体富含有机质,原生孔隙度高,是油气勘探的重要目标。珊瑚礁在地质记录中有很好的代表性,例如德克萨斯州西部的二叠纪珊瑚礁;欧洲阿尔卑斯山的三叠纪,加拿大西部、欧洲和澳大利亚的泥盆纪;和前寒武纪加拿大和南非。产生珊瑚礁的生物随着时间的推移发生了巨大的变化,但令人惊讶的是,珊瑚礁的总体结构基本保持不变。

另请参阅不同的板利润的过程。

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