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1、地球科学导论（最终）全册地球科学导论（最终）全册 配套最完整精品课件配套最完整精品课件 地球科学导论 Introduction to Earth Science 第一讲 绪论 基本问题基本问题 Essential Questions 1. Why we need Earth Science? 2. What does an Earth Scientist study? 3. How do Earth Scientists seek knowledge of the Earth? 4. What the usage of Earth Sciences to Material Scientists

2、 5. How to study this course? Why we need Earth Science? 2021-8-145 地球是人类在宇宙中生存、发地球是人类在宇宙中生存、发 展的唯一家园。展的唯一家园。 地球科学是研究地球科学是研究地球系统地球系统并预测并预测 其未来行为的唯一科学。其未来行为的唯一科学。 2021-8-146 当代社会面临人口、资源、环境三大问 题，涉及人类社会可持续发展的生死存 亡前景。 为了保证资源资源供应、改善生活环境环境和防 治自然灾害自然灾害，人类需要“地球母亲”的 哺育滋养，更需要关爱她的健康！因为： 我们只有一个地球。 具备地球科学基本知识，是2

3、1世纪的建 设者和决策者们必不可少的条件之一。 2021-8-147 2021-8-148 2021-8-149 What does an Earth Scientist study? The Earth Sciences 地质学地质学Geologythe study of the solid Earth 海洋学海洋学Oceanographythe study of the Earths oceans 气象学气象学Meteorologythe study of the Earths atmosphere 宇宙科学宇宙科学Astronomythe study of the Earths plac

4、e in the universe 2021-8-1412 数、理、化、天、地、生六大基础自然科学数、理、化、天、地、生六大基础自然科学 Earths Major Spheres The hydrosphere includes all liquid water on Earthboth saltwater and fresh water. The atmosphere consists of the gaseous envelope surrounding the Earth. Although the atmosphere extends more than 100km up, 90% i

5、s within 16km of the surface. Earths Major Spheres The biosphere includes all life on Earth. The biosphere is concentrated in a zone that extends from the ocean floor upward several kilometers in the atmosphere. The geosphere consists of the solid parts of the planet and is not uniform. Based on dif

6、ferences in composition it is divided into three main regions, the core地地 核核, the mantle地幔地幔, and the crust地壳地壳. 地球内部地球内部 Geosphere DivisionsGeosphere Divisions The dense corehas two parts; a solid inner core内核内核 and a liquid outer core外核外核. The rocky mantle is divided into an lower mantle下地幔下地幔 and

7、 upper mantle上地幔上地幔. The rock in the upper part of the upper mantle is somewhat flexible and pliableits called the asthenosphere软流圈子软流圈子 (weak sphere). 2021-8-1417 20世纪60年代板块构造学说板块构造学说的出现，首先在地 球科学研究领域中建立了全球观全球观概念。 Gravity acts as a force of erosion by causing a mass movement Mass movement- a process

8、 that moves sediment down a hill There are 4 ways a mass movement may occur Erosion- the process that wears down and carries away rocks and soil 地球表层地球表层 Earths Surface Earths Surface 2021-8-1419 全球性全球性 时空尺度时空尺度 技术革命与数字地球技术革命与数字地球 2021-8-1420 几小时到几年时间尺度变化几小时到几年时间尺度变化- -大气、海洋、大气、海洋、 生物科学生物科学 研究范畴。研究范

9、畴。 几十亿年至几十万年时间尺几十亿年至几十万年时间尺 度变化度变化-地球和生命起源、地球和生命起源、 板块构造、冰期出现、海陆板块构造、冰期出现、海陆 变迁、成矿作用等。变迁、成矿作用等。 空间尺度也可有极大的差异空间尺度也可有极大的差异- -局地、区域、全球。局地、区域、全球。 2021-8-1421 代代 纪纪(系系) 世世(统统) 显显 第四纪第四纪 近代近代 更新世更新世 晚第三纪晚第三纪 上新世上新世 中新世中新世 生生 早第三纪早第三纪 渐新世渐新世 始新世始新世 古新世古新世 中中 白垩纪白垩纪 生生 侏罗纪侏罗纪 代代 三叠纪三叠纪 古古 二叠纪二叠纪 宙宙 石炭纪石炭纪 生

10、生 泥盆纪泥盆纪 志留纪志留纪 代代 奥陶纪奥陶纪 寒武纪寒武纪 前前 元古代元古代 寒寒 太古代太古代 武武 冥古代冥古代 纪纪 地质年表地质年表 要求：背诵 How do Earth Scientists seek knowledge? 2021-8-1423 “Present is the key of past”(现在是过去的现在是过去的 钥匙钥匙)”成为普遍遵守的将今论古现实主义原成为普遍遵守的将今论古现实主义原 则和方法。则和方法。 Sir Charles Lyell(14 November 1797 22 February 1875) was a British lawyer a

11、nd the foremost geologist of his day. He is best known as the author of Principles of Geology, which popularised James Huttons concepts of uniformitarianism the idea that the earth was shaped by the same processes still in operation today. Lyell was a close and influential friend of Charles Darwin.

12、2. Hypothesis Once observations have been made and data gathered, Geoscientists try to work out a possible explanation called a scientific hypothesis. 地学研究的4个步骤 1. Observation Geological Survey: field work, sampling, measurments 3. Experiments Modern Experiments are being applied to verify hypothesi

13、s. 4. Theory The hypothesis is elevated to a Scientific Theory once it has been well tested and accepted by the scientific community as the best explanation of observable facts. 2021-8-1426 传统地学研究方法传统地学研究方法 地质观测与调查：地质锤、罗盘、放大镜地质观测与调查：地质锤、罗盘、放大镜 钻探技术钻探技术 现代技术现代技术 新新3件：件：GPS、笔记本电脑、相机、笔记本电脑、相机 卫星遥感实时监测卫

14、星遥感实时监测 计算机与互联网技术计算机与互联网技术 地球物理与地球化学（包括同位素年代学）地球物理与地球化学（包括同位素年代学） 超深钻与深海探测技术超深钻与深海探测技术 地球系统科学 Earth System Science Earth system science aims to study the Earth as a system made up of numerous interacting parts, or subsystems. A system can be any size group of interacting parts that form a complex wh

15、ole. Earth as a System The Earth system is powered by two sources of energy: The Sun which drives external processes in the atmosphere, hydrosphere, and at the surface. The Earths interior heatwhich drives plate tectonics. 2021-8-1429 数字地球数字地球 (Digital Earth) 一种可以嵌入一种可以嵌入海量海量（百兆至千兆级）地理（百兆至千兆级）地理 数据的

16、、多分辨率的、多维地球表示，将成数据的、多分辨率的、多维地球表示，将成 为管理地球的重要工具为管理地球的重要工具。 是一个用数字形式的关于地球的巨系统巨系统。 2021-8-1430 精度达到米厘米级。可应用于军事上的灵敏炸弹 What the usage of Earth Sciences to Material Scientists？ 1、Most materials we are used is originally come from the Earth Graphite：电池阴极材料、密封材料、润滑材料：电池阴极材料、密封材料、润滑材料 Kaolinite: 陶瓷材料的基础，药用、造

17、纸材料陶瓷材料的基础，药用、造纸材料 Quartz：单晶硅、多晶硅的原料：单晶硅、多晶硅的原料 Carbonate Diamond: 超硬切割材料超硬切割材料 Fluorite: 氟化工原材料、光学材料氟化工原材料、光学材料 2、A wide spectrum of different material has been created through a variety of P-T-C conditions in the Earth, which is need to be understand by materials scientists. 3、The distinguishing f

18、eature of Our specialty and most of our faculty members are focused in geomaterials. How to study this course？ 认真听讲，记好笔记认真听讲，记好笔记 参观地质博物馆、自然历史博物馆参观地质博物馆、自然历史博物馆 上网查资料，尤其是英国自然历史博物馆，美上网查资料，尤其是英国自然历史博物馆，美 国自然历史博物馆。国自然历史博物馆。 本课程结束后，为开卷考试。本课程结束后，为开卷考试。 课程安排课程安排 鲍征宇，绪论，地球形成、结构与演化，鲍征宇，绪论，地球形成、结构与演化， 地质构造，板

19、块理论地质构造，板块理论 雷新荣，结晶学与矿物学，岩石学雷新荣，结晶学与矿物学，岩石学 王永钱王永钱, 古生物与地质历史，大气圈、水古生物与地质历史，大气圈、水 圈、生物圈与土壤圈圈、生物圈与土壤圈 2021-8-1435 1. 什麽是地球系统科学？研究范围的 时空尺 度和研究方法有何特点？ 2. 怎样估计人-地关系面临的现状? 3. 举亲身经历事例，说明地球科学与 人类生 活的密切关系。 参考文献 1. 新泽西城市大学（New Jersy city University）地质学课程ppt http:/web.njcu.edu/sites/faculty/dfreile/Content/geo

20、s_111.asp 2 英国自然博物馆http:/www.nhm.ac.uk/，地球的演化，化石，矿物、岩 石标本 3 Monroe J S, Wicander R, Physical Geology: Exploring the Earth, 3rd ed., Wadsworth Publishing Co. 1998 4刘本培、蔡运龙主编，地球科学导论。北京：高等教育出版社，2000， 绪论，17。 2021-8-1437 2000年4月出版 2001年4月 2002年2月 2002年7月重印 定价：19.9元 （文辉书店7.8折优惠） 2002年10月 获教育部全国优秀教 材二等奖 推荐使用