《地球科学概论》第一章地球的构成及特征课件.ppt

1、第一章第一章 地球的构成及特征地球的构成及特征第一节第一节 地球在宇宙的位置地球在宇宙的位置 古人称古人称“上下四方曰上下四方曰宇宇，古往今来曰，古往今来曰宙宙”。宇宙是宇宙是无限、永恒、不断运动变化的客观无限、永恒、不断运动变化的客观物质世界。物质世界。“宙宙”是时间的概念，是无始无终的。是时间的概念，是无始无终的。“宇宇”是空间的概念，是无边无际的；是空间的概念，是无边无际的；定义：定义：宇宙中物质是运动的，相互吸引和旋转，宇宙中物质是运动的，相互吸引和旋转，并有一定的分布规律的系统叫天体系统。并有一定的分布规律的系统叫天体系统。天体系统：天体系统：多个恒星系组成，如银河系统多个恒星系组成

2、，如银河系统恒星系：恒星系：自身发光的星球，如太阳系自身发光的星球，如太阳系恒星：恒星：如太阳如太阳行星：行星：自身不发光的星球中，围绕恒星运转的星球，自身不发光的星球中，围绕恒星运转的星球，如如九（十）大行星，九（十）大行星，地球地球。卫星：卫星：围绕行星运转的星球，如月亮。围绕行星运转的星球，如月亮。彗星：彗星：流星和陨石：流星和陨石：一、宇宙的构成一、宇宙的构成-天体系统（天体系统（sphere systemssphere systems）天体天体银河系统银河系统太阳系太阳系 银河系统银河系统大致大致呈扁球形，具旋呈扁球形，具旋涡结构，其直径涡结构，其直径大约为大约为1010万光年，万光

3、年，厚度大约为厚度大约为万万光年。光年。银河系有银河系有20002000亿亿颗恒星，并有颗恒星，并有大量的星云。太大量的星云。太阳距银河系的中阳距银河系的中心约心约万光年万光年。太阳系太阳系主要主要由太阳和九由太阳和九大行星（水大行星（水星、金星、星、金星、地球、火星、地球、火星、木星、土星、木星、土星、天王星、海天王星、海王星和冥王王星和冥王星）组成。星）组成。作为自然科学研究的具体对象，宇宙是一个有限的客观存在。这样一个宇宙，应该有它的开端。宇宙是怎样开端的呢？宇宙是怎样开端的呢？二、天体的起源二、天体的起源混沌初开，乾坤始奠。轻清者上浮为天，重浊者下凝为地”。中国古代的贤哲周易道生一：道

4、生出馄饨的道生一：道生出馄饨的元气元气一生二：气分为阴阳二气一生二：气分为阴阳二气二生三：二生三：阴阳二气的交感冲和而生阴阳二气的交感冲和而生天、地、物天、地、物三生万物：宇宙中的一切三生万物：宇宙中的一切道德经道德经-老子老子-2500-2500年前年前道德经道德经50005000字字,上下二篇上下二篇(道道/德德),81),81章章 道道-构成万物的本体、本原构成万物的本体、本原天地之天地之始，万物之源始，万物之源宇宇宙宙观观二、天体的起源二、天体的起源1 1、宇宙的起源、宇宙的起源一一 混沌初开混沌初开 -宇宙始于大爆炸？宇宙始于大爆炸？现代观点现代观点大爆炸理论大爆炸理论20世纪初，天

5、文学家斯里弗尔（V.M.Slipher,1875-1969)二、天体的起源二、天体的起源 在观测银河系外的仙女座大星在观测银河系外的仙女座大星云时，取得云时，取得1515个个星系的星系的光谱光谱资料，资料，经过研究，发现其中经过研究，发现其中1313个正在以每个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。们愈来愈远。1929年，哈勃(E.P.Hubble,1889-1953)根据观测到的河外星系正在退行的资料，根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：提出：一个星系退行的速度和它与我们一个星系退行的速度和它与我们(地球地球)的距离成正比，即离得愈远退行的距离

6、成正比，即离得愈远退行愈快。愈快。这个发现告诉我们，我们周围的这个发现告诉我们，我们周围的星系正在四散离开，也可以说我们已知星系正在四散离开，也可以说我们已知的宇宙正在膨胀。的宇宙正在膨胀。二、天体的起源二、天体的起源爱因斯坦爱因斯坦(Albert Einstien(Albert Einstien,1879-1955),1879-1955)在在19161916年提出的广义相对论年提出的广义相对论 演绎出宇宙在膨胀的理论演绎出宇宙在膨胀的理论。证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系证明宇宙在膨胀，曾测到有的河外星系之间，正以每小时之间，正以每小时2,500,000km2,500,000km的速度在的

7、速度在拉开距离。拉开距离。二、天体的起源二、天体的起源比利时天文学家勒梅特比利时天文学家勒梅特(G.E.Lematre,1894-1966)(G.E.Lematre,1894-1966)19271927年就提出：年就提出：宇宙为什么会膨胀呢？宇宙为什么会膨胀呢？膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？膨胀的宇宙会不会是爆炸的产物呢？二、天体的起源二、天体的起源BIG BANGBIG BANG大爆炸大爆炸 宇宙的全部物质，当初都集中在一个宇宙的全部物质，当初都集中在一个“原原始原子始原子”(或称或称宇宙蛋宇宙蛋)里，异常紧密里，异常紧密 温度约温度约10103232K K，绝对温度，绝对温度1 1亿亿亿

8、亿度亿亿亿亿度 显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平显然这只能维持极其暂短的平衡，一旦平衡破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨衡破坏，就发生大爆炸，原始原子迅速膨胀，逐渐扩展成为我们的宇宙。胀，逐渐扩展成为我们的宇宙。二、天体的起源二、天体的起源BIG BANGBIG BANG大爆炸大爆炸现在认识现在认识 大爆炸后大爆炸后1 1秒钟，温度降到秒钟，温度降到10101010K K，粒子，粒子间的强相互作用、弱相互作用、电磁力间的强相互作用、弱相互作用、电磁力和引力开始分开。和引力开始分开。在高温下处于基本粒子状态的物质，随在高温下处于基本粒子状态的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子。着温度的降低

9、，聚合成各类原子。二、天体的起源二、天体的起源约在大爆炸后50-100万年 首先由电子和质子合成氢原子首先由电子和质子合成氢原子 接着是氦原子也大量生成了接着是氦原子也大量生成了 随后其他所有元素的原子从轻到随后其他所有元素的原子从轻到重依次聚合而成。重依次聚合而成。二、天体的起源二、天体的起源爆炸后100万年到20亿年逐步形成各类天体星系二、天体的起源二、天体的起源怎麽能证明150亿年前发生过这样的大爆炸呢？爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到到4000040000K K以下时才开始形成以下时才开始形成 现在测得最老的星系的年龄都只有现在测得最老的星系的

10、年龄都只有100100多亿多亿年年，符合这个理论的推断。，符合这个理论的推断。特别是特别是盖莫夫盖莫夫(G.Gamow(G.Gamow，1904-1968)1904-1968)预言：预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温度应已降低到只有绝对温度几度。度应已降低到只有绝对温度几度。彭兹亚斯彭兹亚斯(A.A.Penzias,1933-)(A.A.Penzias,1933-)和威尔逊和威尔逊(R.W.Wilson,1936-)(R.W.Wilson,1936-)发现：发现：1964年，威尔

11、逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜，在各个方向都测得一种3K的微波背景辐射。大爆炸理论得到了有力的支持。为此他们得到了1978年的诺贝尔物理学奖金。其它证据：现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天现在测得的不同天体上氦的丰度，即它在天体中的含量，一般都达到体中的含量，一般都达到30%30%左右，仅仅太左右，仅仅太阳上那种氢合成氦的作用，是不能造出这么阳上那种氢合成氦的作用，是不能造出这么多氦的，而大爆炸能做到多氦的，而大爆炸能做到 因爆炸而使星系间的距离拉开，更已是熟知因爆炸而使星系间的距离拉开，更已是熟知的事实的事实 天文观测中已多次记录到超新星爆炸天文观测中已多次记录到超新星爆炸 另外新近

12、得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。都可以作为佐证。2 2、太阳系的起源太阳系的起源大爆炸发生约100亿年之后太阳系出现二、天体的起源二、天体的起源2 2、太阳系的起源、太阳系的起源 康德康德拉普拉斯星云假说：拉普拉斯星云假说：17751775年，哲学年，哲学家康德（家康德（I.kantI.kant）认为，在万有引力作用下，）认为，在万有引力作用下，原始弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内原始弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体；的各天体；17961796年，法国科学院院士拉普拉斯年，法国科学院院士拉普拉斯（P.S.LaplaceP.S.

13、Laplace）从数学和力学角度进行了阐述：太）从数学和力学角度进行了阐述：太阳系本是一团旋转的炽热气体，由于冷却收缩，越转阳系本是一团旋转的炽热气体，由于冷却收缩，越转越快，离心力加大，变得扁如圆盘；当外缘离心力大越快，离心力加大，变得扁如圆盘；当外缘离心力大于引力时，一部分物质被抛出，成为圆环；抛出物分于引力时，一部分物质被抛出，成为圆环；抛出物分离，凝结成行星；行星周围的卫星也有类似形成过程；离，凝结成行星；行星周围的卫星也有类似形成过程；星云中心成为太阳。星云中心成为太阳。哲学家康德(Immanuel Kant,1724-1804)星云说星云说 在献给普鲁士国王的在献给普鲁士国王的自然

14、通史和天体理论自然通史和天体理论中假定：最初中假定：最初“整个宇宙的物质都处于分散整个宇宙的物质都处于分散的状态，并由此造成一种完全的的状态，并由此造成一种完全的混沌混沌”，“构成我们太阳系的星球的物质，在太初时构成我们太阳系的星球的物质，在太初时都分解为基本微粒，充满整个的宇宙空间，都分解为基本微粒，充满整个的宇宙空间，现在已形成的星体就在这空间中运转现在已形成的星体就在这空间中运转”。他。他认为是认为是万有引力的万有引力的作用，使这些原始的弥漫作用，使这些原始的弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体。体。拉普拉斯拉普拉斯(P.S.Laplace(

15、P.S.Laplace,1749-1827),1749-1827)在一本科普读物在一本科普读物宇宙体系论述宇宙体系论述的附录中，的附录中，对太阳系的形成，作出了自己的解释并广为流对太阳系的形成，作出了自己的解释并广为流传传 拉普拉斯虽没看到过康德的书，但他自己独立拉普拉斯虽没看到过康德的书，但他自己独立提出的见解却与康德大同小异，而且充实了星提出的见解却与康德大同小异，而且充实了星云说云说 旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出来，并分别凝聚结成行星，行星周围的卫星也来，并分别凝聚结成行星，行星周围的卫星也有着类似的形成过程有着类似的形成过程 星云中心

16、部分则收缩成为太阳（不知热核反应）星云中心部分则收缩成为太阳（不知热核反应）星云假说星云假说-拉普拉斯拉普拉斯20世纪初期中期 灾变说灾变说 潮汐说潮汐说 俘获说（苏联俘获说（苏联 斯密特：斯密特：原始太阳随银河系公转，在经过有大量星原始太阳随银河系公转，在经过有大量星际物质弥漫的空间时，将它们吸引在周际物质弥漫的空间时，将它们吸引在周围，成为行星的物质来源的，用外来物围，成为行星的物质来源的，用外来物质形成的行星，角动量可以和太阳不同质形成的行星，角动量可以和太阳不同俘获假说俘获假说-施密特施密特3 3、地球的起源、地球的起源 二、天体的起源二、天体的起源 天，积气也；无处无气。地，积块天，

17、积气也；无处无气。地，积块（土）也；充塞四虚，无处无块（土）也；充塞四虚，无处无块”列子列子 天瑞天瑞 天是气的集合，地是土的集合天是气的集合，地是土的集合-古古代贤哲的卓识代贤哲的卓识地球的成分氢和氦的含量都很少而是铁占了第一位，其次是氧和硅，还有很多镁、镍和铝等金属地球的化学组成为何如此不同？形成地球的这团冷星云，在万有引力的作形成地球的这团冷星云，在万有引力的作用下，物质的微粒互相吸引，形成小的团块，用下，物质的微粒互相吸引，形成小的团块，也叫做星子。也叫做星子。星子再互相吸引，大的吃掉小的，不断碰星子再互相吸引，大的吃掉小的，不断碰撞、不断吸积，直至成为地球和其他行星撞、不断吸积，直至

18、成为地球和其他行星的前身。这个原始的地球是一个比今日的的前身。这个原始的地球是一个比今日的地球大得多的尘埃的集合体，大致沿着今地球大得多的尘埃的集合体，大致沿着今天的地球轨道自转。天的地球轨道自转。地球的形成地球的形成康德康德拉普拉斯假设拉普拉斯假设地球的形成地球的形成 在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，温度高，轻的气体被辐射到远处，散失温度高，轻的气体被辐射到远处，散失到太阳系的外部到太阳系的外部远处构成类木行星。远处构成类木行星。近太阳的地区，以尘埃中的固体物质为近太阳的地区，以尘埃中的固体物质为主，化学组成当然和原来的星云有显著主，化学组成当然和原来的星

19、云有显著的不同（铁、硅、镁、氧为主）的不同（铁、硅、镁、氧为主）近处构成类地行星。近处构成类地行星。冷 热 冷 尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作用，体积收缩，压力加大，会用，体积收缩，压力加大，会释放出大量释放出大量的热量的热量。放射性元素的蜕变和陨石的撞击，。放射性元素的蜕变和陨石的撞击，也都要放出热能也都要放出热能 尽管原始的星云物质是尽管原始的星云物质是冷冷的，后来地球曾的，后来地球曾经历过一个高温时期，至少是局部物质处经历过一个高温时期，至少是局部物质处於於热热的熔融状态，以后收缩停止，才又逐的熔融状态，以后收缩停止，才又逐渐渐冷冷却凝结。却凝结

20、。地球圈层的形成地球圈层的形成 重力的作用与高温的影响，地球里面的物质重力的作用与高温的影响，地球里面的物质发生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮，出发生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结构向外，物质密度从大到小的圈层结构 铁和镍比较重，含量也多，分离出来成为液铁和镍比较重，含量也多，分离出来成为液态的金属向中心聚集地核态的金属向中心聚集地核 较轻的硅酸盐物质形成地幔和地幔之上的地较轻的硅酸盐物质形成地幔和地幔之上的地壳壳 气体和水等轻物质被吸引在固体球的外围气体和水等轻物质被吸引在固体球的外

21、围4 4、现代地球环境的逐渐形成现代地球环境的逐渐形成 4646亿年前，整个地球的温度都很高，表面也亿年前，整个地球的温度都很高，表面也接近于熔融的状态接近于熔融的状态 各类岩石的块体（以星子为基础）各不相属各类岩石的块体（以星子为基础）各不相属地分布在地球的表面地分布在地球的表面 后来构成大陆的地壳后来构成大陆的地壳二、天体的起源二、天体的起源冥古宙（4638亿年前）大约在40亿年前后，越来越多的较轻的硅酸盐成分迁移到上部冷凝 地球终于有了一个虽然还比较薄、但已是连续完整的地壳原始地球表层原始地球表层 一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结，或涌出地面，表

22、现为广泛分布中凝结，或涌出地面，表现为广泛分布的火山活动的火山活动 另一方面物质又在向下流动，把上面已另一方面物质又在向下流动，把上面已固结的地壳撕裂，并将其部分碎块拽向固结的地壳撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地幔物质之中深处，使它再次熔入地幔物质之中 与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击下，形成大量陨击坑下，形成大量陨击坑最初的大气成分主要是水蒸汽，还最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等氢和氯化氢等 直到距今直到距今3838亿年前，地球上的大气仍是亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性

23、的。缺氧和呈酸性的。随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于低（低于100100C C），大气中的水蒸汽陆），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成了广阔的海洋，海水续凝结出来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有许多酸性物质中也缺少氧，而且也含有许多酸性物质 38 38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出现最原始的原核细胞生物从出现最原始的原核细胞生物-蓝绿藻，蓝绿藻，32-29 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后者能消耗二氧化碳，产生出氧气。殖，后者能消耗二氧化碳，产生出氧气

24、。大约到大约到2727亿年前，游离氧在海洋中出现。亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展。展。元 古 宙（距今18亿年前到6亿年前）大陆不断扩大大陆不断扩大 大气变成以二氧化碳为最多大气变成以二氧化碳为最多 海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中的二氧化碳减少，氧和氮底，使大气

25、中的二氧化碳减少，氧和氮的含量逐步增加。的含量逐步增加。显生宙显生宙-6-6亿年来亿年来 大气圈的成分渐渐接近目前的状况大气圈的成分渐渐接近目前的状况 大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相互作用时，将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，互作用时，将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成多镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成多种盐类（以氯化物为主），海水的成分也种盐类（以氯化物为主），海水的成分也慢慢变成与今天相近的了。慢慢变成与今天相近的了。在这种环境中，生命加速发展，海洋中的在这种环境中，生命加速发展，海洋中的生物迅速繁荣起来（化石证据较多）。生

26、物迅速繁荣起来（化石证据较多）。三叶虫时代5亿6亿年前恐龙时代2亿-6500万年前人类时代10万年至今一、地球的形状与表面形态一、地球的形状与表面形态 1 1、地球的形状与大小、地球的形状与大小 我们通常说的地球形状指大地水准面所圈我们通常说的地球形状指大地水准面所圈闭的形状。闭的形状。大地水准面（大地水准面（geoidgeoid）由平均海平面所由平均海平面所构成并延伸通过陆地的封闭曲面。构成并延伸通过陆地的封闭曲面。第二节第二节 地球的基本特征地球的基本特征天道圜(圆)，地道方，圣王法之，所以立上下(上君下臣)。公元前3世纪 吕不韦 主持编成的吕氏春秋解释 天圆地方日月交替，东升西降，变换有

27、序。如果大地是一个平面，那日月星辰又落到何处呢？板状的大地靠什么依托？大地的另一面又是什么样子？1 1、地球的形状与大小、地球的形状与大小 世界各地人们最初都有类似的错觉敕勒川，阴山下。天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫。风吹草低见牛羊。地球参数地球参数 极半经为极半经为 6 356.8km6 356.8km 赤道半经为赤道半经为6 378.2km6 378.2km 平均半经为平均半经为6 371km6 371km 扁率为扁率为 1/2981/298 赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，加赤道一带稍微凸出，南北半球也不对称，加上表面凹凸不平，地球是一个不规则的旋转上表面凹凸不平，地球是一个不规

28、则的旋转椭球体椭球体 基本上仍是一个圆球基本上仍是一个圆球1 1、地球的形状与大小、地球的形状与大小 1 1、地球的形状与大小、地球的形状与大小 地球的真地球的真实形状略呈实形状略呈梨形梨形，南极，南极向内下凹向内下凹30m30m，北极向上凸北极向上凸出约出约10 m10 m。2 2、地球的表面形态、地球的表面形态 两部分：两部分：陆地（陆地（30%30%）、海洋（海洋（70%70%）；陆地多分；陆地多分布在北半球；海洋多分布布在北半球；海洋多分布在南半球；在南半球；世界屋脊（世界屋脊（第三极第三极）珠穆朗玛峰海拔珠穆朗玛峰海拔8848.13 8848.13 m m；太平洋西侧的马里亚太平洋西

29、侧的马里亚纳纳深海沟深海沟，海拔，海拔-11034 m-11034 m。陆地地形陆地地形1 1）山地）山地(mountains)(mountains)：海拔高程大于：海拔高程大于500m500m，相对高差大于相对高差大于200m200m的地形。的地形。500m500m1000m 1000m 低山，低山，1000m1000m3500m 3500m 中山，中山，3500m 3500m 高山高山2 2）丘陵）丘陵(hills)(hills)：海拔小于海拔小于500m500m，相对高差，相对高差数十米的低矮浑园地形。数十米的低矮浑园地形。3 3）平原）平原(plain)(plain)：海拔海拔200m

30、200m，相对高差数，相对高差数不超过数十米。不超过数十米。陆地地形陆地地形4 4）高原）高原(plateau)(plateau)：拔拔500m500m，表面比较平坦。，表面比较平坦。5 5）盆地）盆地(basin)(basin)：周围高，中央低的地区。：周围高，中央低的地区。6 6）大陆裂谷）大陆裂谷(continental rift)(continental rift)：宏伟的线宏伟的线状洼地，如东非裂谷，是地壳上拉张的结果，状洼地，如东非裂谷，是地壳上拉张的结果，呈呈“之之”字型。字型。东非大裂谷海底地形特征海底地形特征 大陆边缘大陆边缘大洋盆地大洋盆地洋中脊洋中脊海底地形特征海底地形特

31、征 1 1）大陆边缘）大陆边缘(continental margin)(continental margin)：大陆架大陆架(continental shelf)(continental shelf)：海与陆地：海与陆地接壤的浅海平台，坡度小于接壤的浅海平台，坡度小于0.30.3。大陆坡大陆坡(continental slope)(continental slope)：大陆架外：大陆架外侧坡度明显变、陡部分，平均坡度侧坡度明显变、陡部分，平均坡度4.34.3。大陆基大陆基(continental rise)(continental rise)：大陆坡与大：大陆坡与大洋盆地之间缓倾斜坡地，坡度为

32、洋盆地之间缓倾斜坡地，坡度为553535。海底地形特征海底地形特征 1 1）大陆边缘）大陆边缘(continental margin)(continental margin)：岛弧岛弧(island arc)(island arc)：大洋边缘延伸距：大洋边缘延伸距离很长，呈弧形展布的群岛。如阿留申、离很长，呈弧形展布的群岛。如阿留申、千岛、日本、琉球。千岛、日本、琉球。海沟海沟(trench)(trench)：大洋边缘的巨型带状：大洋边缘的巨型带状深渊，长度达深渊，长度达1000km1000km以上，宽度大于以上，宽度大于100km100km。大陆边缘分两类：大陆边缘分两类：大西洋型大西洋型大

33、陆边缘：大陆边缘：由大陆架、大陆坡和大陆由大陆架、大陆坡和大陆基组成，主要分布于大西洋基组成，主要分布于大西洋；太平洋型太平洋型大陆边缘：大陆边缘：由大陆架、大陆坡和岛由大陆架、大陆坡和岛弧弧海沟组成，主要分布于太平洋。海沟组成，主要分布于太平洋。海底地形特征海底地形特征 1 1）大陆边缘）大陆边缘(continental margin)(continental margin)：2 2）大洋盆地（）大洋盆地（oceanic basinsoceanic basins）：）：于大陆于大陆边缘与大洋中脊之间的较平坦地带，平均水边缘与大洋中脊之间的较平坦地带，平均水深深400040005000m500

34、0m。海底地形特征海底地形特征 3 3）大洋中脊（）大洋中脊（midmideanicridgeeanicridge）：）：绵延在绵延在大洋中部（或内部）的巨型海底山脉，常发大洋中部（或内部）的巨型海底山脉，常发生地震和火山。大洋中脊轴常有一条纵向延生地震和火山。大洋中脊轴常有一条纵向延伸的裂隙状深谷，称中央裂谷。伸的裂隙状深谷，称中央裂谷。二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分1 1、地球内部的主要物理性质地球内部的主要物理性质 密度（密度（densitydensity）：）：0km0km处密度约处密度约2.6g/cm32.6g/cm3；33km33km处密度约处密度约2.9g/cm32.9

35、g/cm3；33km33km处密度约处密度约3.32g/cm33.32g/cm3；2885km2885km处密度约处密度约5.56g/cm35.56g/cm3；2885km2885km处密度约处密度约9.98g/cm39.98g/cm3；内核处为内核处为12.51 g/cm312.51 g/cm3；总体规律是：总体规律是：从地表到地心，密度逐渐增大，从地表到地心，密度逐渐增大，在在33km33km、2885km2885km以及其他深度，密度突然增以及其他深度，密度突然增高。高。压力（compressive stress）静岩压力，即压强（intensity of pressure）随深度增加压

36、力不断增加；33km处为1200Mpa，2885km处为135200Mpa，地心处可达361700Mpa。二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分地球内部的温度，压力分布 温度（温度（temperaturetemperature）变温层（外热层）变温层（外热层）:地表受太阳影响，温度地表受太阳影响，温度一年四季，白天黑夜呈周期变化的表层。一年四季，白天黑夜呈周期变化的表层。常温层常温层:外热层之下，地温常年保持不变的外热层之下，地温常年保持不变的地方。地方。增温层：增温层：在常温层以下，地下温度开始随深在常温层以下，地下温度开始随深度增大而逐渐增加。大陆地区常温层以下至约度增大而逐渐增加。大陆

37、地区常温层以下至约30km30km深处，大致每往下深处，大致每往下30m30m，温度会增加，温度会增加1 1大大洋底到洋底到15km15km深处，大致每加深深处，大致每加深15m,15m,地温增高地温增高1 1二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分温度（温度（temperaturetemperature）地热增温率或地温梯度地热增温率或地温梯度（geothermal geothermal gradientgradient）:常温层之下，每向下加深常温层之下，每向下加深100m100m所升所升高的温度，平均高的温度，平均33。地热增温级地热增温级：温度每增加温度每增加11所增加的深度，所增加的

38、深度，是地温梯度的倒数。是地温梯度的倒数。3333kmkm处约处约40040011001100，28852885kmkm处为处为37003700，地核高达，地核高达45004500。二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分 地球吸引力和离心力的合力。具有随地球吸引力和离心力的合力。具有随纬度增高而增加的规律。纬度增高而增加的规律。33km-33km-983Gal983Gal 2885km-2885km-1069Gal1069Gal 0km 0km2885km-2885km-递增，且达最大值；递增，且达最大值；2885km2885km地心递减，最终变为地心递减，最终变为0 0。二、地球内圈层的划

39、分二、地球内圈层的划分重力（重力（gravitygravity）地震波（地震波（earthquake waveearthquake wave）二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分 莫霍面莫霍面（mohomoho discontinuity discontinuity）：前南斯）：前南斯拉夫学者莫霍洛维奇首先发现（拉夫学者莫霍洛维奇首先发现（19091909年）地年）地壳与地幔的不连续面，平均深度为壳与地幔的不连续面，平均深度为3333kmkm。古登堡面古登堡面（Gutenberg discontinuityGutenberg discontinuit

40、y）：）：美国地球物理学家古登堡首先发现（美国地球物理学家古登堡首先发现（19141914年）年）地幔与地核的分界面，平均深度为地幔与地核的分界面，平均深度为28852885kmkm。2 2、地球内部圈层的划分、地球内部圈层的划分 根据根据地球地球内部内部各种各种物理物理性质性质划分划分地壳(crust)地壳类型：033km，大陆型地壳（SiAl层）；大洋型地壳（SiMg层）二、地球内圈层的划分二、地球内圈层的划分地壳地壳(crust)(crust)0 033KM33KM 地壳的重力均衡分布：地壳厚度各处不同：一般地壳厚度较大的地方，地势较高；地壳越薄的地方，地势越低。二、地球内圈层的划分二、

41、地球内圈层的划分地幔（地幔（mantlemantle）-33km 2885km上地幔上地幔：33km33km650km650km 上部（上部（B1B1）-固态（固态（33km33km60km60km），由固态），由固态与地壳组成的圈层统称为与地壳组成的圈层统称为岩石圈岩石圈 ；中部中部(B2)-(B2)-部分熔融状态（部分熔融状态（60km60km200km200km）为）为岩浆发源地，低速层，由此构成的圈层称为岩浆发源地，低速层，由此构成的圈层称为软软流圈流圈；下部下部(B3)-(B3)-固态（固态（200200250km250km）。）。过渡层（过渡层（C)-C)-固态（固态（250250

42、670km670km）。）。地幔（地幔（mantlemantle）-33km 2885km下地幔下地幔(D)(D)：670670kmkm-2885km-2885km，为固态。，为固态。中中间间圈圈层层上地幔下部上地幔下部(B3)-(B3)-固态（固态（200200250km250km）。）。过渡层（过渡层（C)-C)-固态（固态（250250670km670km）。）。下地幔下地幔(D)-(D)-670km-2885km670km-2885km，为固态。，为固态。地核（地核（corecore）-2885-6371km2885-6371km外核外核（2885km2885km4170km4170k

43、m）-液态地核；液态地核；过渡层过渡层（4170km4170km5155km5155km）-固液态过固液态过 渡带；渡带；内核内核（5155km5155km6371km6371km）-固态地核固态地核。内内圈圈层层1 1、大气圈、大气圈 三、地球外圈层的划分三、地球外圈层的划分 大气圈（大气圈（atmosphereatmosphere）是因地球）是因地球引力而聚集在地表周围最外部的气引力而聚集在地表周围最外部的气体圈层。体圈层。大气的组成大气的组成 恒定组分：恒定组分：氮（氮（78.09%78.09%）、氧（）、氧（20.94%20.94%）、）、氩（氩（0.93%0.93%）。）。可变组分：

44、可变组分：二氧化碳二氧化碳、臭氧臭氧和和水蒸气水蒸气,随随季节、气象、和人类活动的影响而发生变季节、气象、和人类活动的影响而发生变化。化。不定组分：不定组分：在大气中含量变化非常大，如在大气中含量变化非常大，如尘埃尘埃、硫化氢硫化氢、煤烟煤烟、金属粉尘等。一是、金属粉尘等。一是来源自然界，二是来自人类生产、生活活来源自然界，二是来自人类生产、生活活动。动。1 1、大气圈、大气圈 大气圈的结构大气圈的结构 1 1、大气圈、大气圈 大气圈的结构大气圈的结构 1 1、大气圈、大气圈 对流层（对流层（tropospheretroposphere）特征：）特征：温度随高度增温度随高度增加而降低、空气具有

45、强烈的对流运动、天气现加而降低、空气具有强烈的对流运动、天气现象复杂、象复杂、受人类活动影响最显著，污染严重、受人类活动影响最显著，污染严重、占大气圈总质量的占大气圈总质量的70%70%75%75%。平流层（平流层（stratospherestratosphere）特征：）特征：从对流层顶从对流层顶至至353555km55km高空的大气层，质量约占大气圈总高空的大气层，质量约占大气圈总质量的质量的20%20%、气流以水平方向运动为主、不存在、气流以水平方向运动为主、不存在对流层中各种天气现象、该层上部存在多层对流层中各种天气现象、该层上部存在多层含含臭氧的层臭氧的层，能吸收紫外线，因而是生物的

46、保，能吸收紫外线，因而是生物的保护伞、随高度增加温度升高。护伞、随高度增加温度升高。大气圈的结构大气圈的结构 1 1、大气圈、大气圈 中间层（中间层（mesospheremesosphere）：）：平流层顶至平流层顶至85km85km高空高空的大气层，气温随高度增加而下降，故又称冷的大气层，气温随高度增加而下降，故又称冷层，空气又出现对流。层，空气又出现对流。暖层（暖层（thermospherethermosphere）：）：从中间层顶到从中间层顶到800km800km高空的大气层，温度随高度增加而上升，氧、高空的大气层，温度随高度增加而上升，氧、氮被分解成电离状态，又称氮被分解成电离状态，又

47、称电离层电离层。散逸层（散逸层（exosphereexosphere）：）：位于位于800km800km以上至以上至200020003000km3000km的高空，地球引力作用弱，气体的高空，地球引力作用弱，气体质量不断扩散，亦称外逸层。质量不断扩散，亦称外逸层。2 2、生物圈、生物圈 生物圈（生物圈（biospherebiosphere）：）：是指地球是指地球表层由生物及其生命活动地带所构表层由生物及其生命活动地带所构成的连续圈层。成的连续圈层。三、地球外圈层的划分三、地球外圈层的划分2 2、生物圈、生物圈 原核生物界：原核生物界：单细胞，无真正的细胞核，单细胞，无真正的细胞核，如细菌和蓝绿

48、藻。如细菌和蓝绿藻。原生生物界：原生生物界：单细胞，有细胞核，如藻单细胞，有细胞核，如藻和原生动物。和原生动物。真菌界：真菌界：低等真核生物，如蘑菇，木耳低等真核生物，如蘑菇，木耳等。等。植物界植物界 ：动物界：动物界：3 3、水圈、水圈 指由地球表层水体所构成的连指由地球表层水体所构成的连续圈层，以气态、固态和液态三种续圈层，以气态、固态和液态三种形式为主。海洋占形式为主。海洋占97%97%，冰川占，冰川占2.15%2.15%，地下水占，地下水占0.6%0.6%。三、地球外圈层的划分三、地球外圈层的划分海水海水 海水（海水（sea watersea water）：盐度介于）：盐度介于3337

49、37之间，以之间，以3535代表海洋的标准代表海洋的标准盐，如果明显高于盐，如果明显高于3535的海洋称为的海洋称为咸化咸化海海，如红海（，如红海（4040），低于），低于3535的为的为淡化海淡化海，如波罗的海（，如波罗的海（10)10)。3 3、水圈、水圈海水海水波浪、海啸波浪、海啸(tsunami)(tsunami)：潮汐（潮汐（tidetide）：）：洋流（洋流（ocean currentocean current）：）：大洋中沿一定大洋中沿一定方向有规律移动的海水。方向有规律移动的海水。浊流（浊流（turbidity current turbidity current）：）：海洋或海

50、洋或湖泊中载有大量悬浮物质的高密度水下重力湖泊中载有大量悬浮物质的高密度水下重力流，具有较大的剥蚀、搬运能力，常形成冲流，具有较大的剥蚀、搬运能力，常形成冲槽、冲沟、铸模等槽、冲沟、铸模等3 3、水圈、水圈陆地水（陆地水（continental watercontinental water）1 1）地表流水）地表流水 暂时性流水：暂时性流水：片流（片流（sheet flowsheet flow）：）：刚下雨后，沿山刚下雨后，沿山体斜坡无固定水道的面状流水。体斜坡无固定水道的面状流水。洪流（洪流（flood flowflood flow）：下雨后沿山谷或：下雨后沿山谷或河道流动的暂时性线状流水。