1、1第第六章章地球的物理特征及演化地球的物理特征及演化 2嫦娥三号及玉兔月球车登月视频嫦娥三号及玉兔月球车登月视频3第一节第一节 地球的现状地球的现状第二节第二节 地球的形成与演化地球的形成与演化4思考题思考题1、地球是一个扁球体，经线圈的曲率如何变、地球是一个扁球体，经线圈的曲率如何变化，纬差一定哪里的经线长些？化，纬差一定哪里的经线长些？2、简述大地水准面起伏的成因与规律、简述大地水准面起伏的成因与规律3、试述地球圈层结构的形成与演化、试述地球圈层结构的形成与演化5一、地球质量、大小和形状一、地球质量、大小和形状1、质量、质量 根据万有引力定律测根据万有引力定律测定出地球质量为定出地球质量为
2、5.9765.97610102727克。克。第一节第一节 地球的现状地球的现状6一、地球质量、大小和形状一、地球质量、大小和形状2、大小、大小 质量质量5.9765.97610102424 kg kg，赤道半径，赤道半径6,378.14 km6,378.14 km，平，平均密度均密度5.515 gm/cm5.515 gm/cm3 33、形状形状 地球赤道是一个近椭圆，可认为地球是一个三轴地球赤道是一个近椭圆，可认为地球是一个三轴椭圆球体，或精确些表述为地球是一个不规则的椭圆球体，或精确些表述为地球是一个不规则的扁球体。扁球体。7地球的形状地球的形状我国春秋时期，我国春秋时期，“天圆地方说天圆地
3、方说”（盖天（盖天说）说）东汉张衡，浑天仪东汉张衡，浑天仪大地是球体大地是球体891011人类对地球形状的认识人类对地球形状的认识（一）地球是一个球体（一）地球是一个球体(第一近似形状第一近似形状)1、依据、依据:在高处看海面是球状弯曲。在高处看海面是球状弯曲。太阳高度角因纬度而异。太阳高度角因纬度而异。月食时地影投在月面上呈圆形。月食时地影投在月面上呈圆形。2、证明、证明麦哲伦环球航行麦哲伦环球航行3、成因、成因:天体物质的刚度屈服于自引天体物质的刚度屈服于自引 球形是最低位能状态。球形是最低位能状态。（二）地球是一个扁球体（二）地球是一个扁球体(第二近似形状第二近似形状)1 1、依据、依据
4、1670年法国人发现每度经线越北越长。年法国人发现每度经线越北越长。2、解释、解释地球是一个扁球体地球是一个扁球体,赤道曲率大赤道曲率大,两极曲率小。两极曲率小。1213141516土豆状的火卫二17小 行 星18小行星系统19202122大地水准面大地水准面重力等位面重力等位面地球物理表面地球物理表面大地体大地体2324二、地球的重力及其特征二、地球的重力及其特征 通俗地说，地球上的任何质点，既受到地球引力作用，又通俗地说，地球上的任何质点，既受到地球引力作用，又受到地球自转所产生的惯性离心力的影响。这两个力的方受到地球自转所产生的惯性离心力的影响。这两个力的方向和大小是互不相同的，两者的合
5、力，称为重力。在精度向和大小是互不相同的，两者的合力，称为重力。在精度要求不高的情况下，地球的重力基本是地球引力。要求不高的情况下，地球的重力基本是地球引力。地面重力不仅因纬度而不同，还因地点而不同。某些地点地面重力不仅因纬度而不同，还因地点而不同。某些地点的重力大小，同所在地区的正常值比较起来，存在着明显的重力大小，同所在地区的正常值比较起来，存在着明显的差异，称为的差异，称为重力异常重力异常。其原因是由于地内物质分布不均，。其原因是由于地内物质分布不均，往往同地质构造和矿床的存在联系。往往同地质构造和矿床的存在联系。25三、地球的磁场及辐射带三、地球的磁场及辐射带 地球是一个磁化球体，地球
6、是一个磁化球体，地球和近地空间都存在地球和近地空间都存在磁场，有磁力线，有南、磁场，有磁力线，有南、北两个磁极，连结南北北两个磁极，连结南北两磁极的直线称为地磁两磁极的直线称为地磁轴。现代磁北极位于北轴。现代磁北极位于北半球高纬地区，地磁轴半球高纬地区，地磁轴与地球自转轴并不重合，与地球自转轴并不重合，有有11多的交角。多的交角。26三、地球的磁场及辐射带三、地球的磁场及辐射带 由于地球不是均匀的磁化球体，个别地区的地磁要素的量由于地球不是均匀的磁化球体，个别地区的地磁要素的量值，可以大大不同于周围地区的正常数值，这种现象，称值，可以大大不同于周围地区的正常数值，这种现象，称为为地磁异常地磁异
7、常。27三、地球的磁场及辐射带三、地球的磁场及辐射带 在高空太阳风的影响下，地磁场的磁力线都向后弯曲，在在高空太阳风的影响下，地磁场的磁力线都向后弯曲，在朝太阳方向的最前沿形成一个包层，在背太阳方向延伸到朝太阳方向的最前沿形成一个包层，在背太阳方向延伸到很远的空间，这个被太阳风包围的、彗星状的地磁场区域很远的空间，这个被太阳风包围的、彗星状的地磁场区域叫做地球磁层。叫做地球磁层。28四、地球结构及其特征四、地球结构及其特征1、圈层结构、圈层结构 地球是一个非均质体，内、外部具有分层结构，各层物质地球是一个非均质体，内、外部具有分层结构，各层物质的成分、密度、温度各不相同。即地球结构的第一个重要
8、的成分、密度、温度各不相同。即地球结构的第一个重要特点，就是地球物质分布形成同心圈层，这种以地心为中特点，就是地球物质分布形成同心圈层，这种以地心为中心的若干球形圈层所组成的圈层结构的特点是地球长期运心的若干球形圈层所组成的圈层结构的特点是地球长期运动和物质分异的结果，是一种全局性特征。表现为地球内动和物质分异的结果，是一种全局性特征。表现为地球内部由里向外分为地核、地幔和地壳；地球的外部主要有岩部由里向外分为地核、地幔和地壳；地球的外部主要有岩石圈、水圈、大气圈、生物圈，还有磁场层。石圈、水圈、大气圈、生物圈，还有磁场层。29四、地球结构及其特征四、地球结构及其特征30四、地球结构及其特征四
9、、地球结构及其特征2、地球的内部结构、地球的内部结构 了解地球内部主要是通过体波在地球内部不同深度地带的了解地球内部主要是通过体波在地球内部不同深度地带的传播特点、传播速度来划分的。根据地内三大不连续面，传播特点、传播速度来划分的。根据地内三大不连续面，把地球内部分成三个圈层，即地核、地幔和地壳。各层物把地球内部分成三个圈层，即地核、地幔和地壳。各层物质的成分、密度、温度是不同的。地震波波速一般随深度质的成分、密度、温度是不同的。地震波波速一般随深度增大而增加，而且这种随深度的增加通常是逐渐而缓慢的。增大而增加，而且这种随深度的增加通常是逐渐而缓慢的。31四、地球结构及其特征四、地球结构及其特
10、征3233四、地球结构及其特征四、地球结构及其特征3、地球的表面结构、地球的表面结构 地球水圈的主要部地球水圈的主要部分分“海洋海洋”和地壳和地壳露出水面的部分露出水面的部分“陆地陆地”构成表面的基构成表面的基本轮廓，即海陆分布本轮廓，即海陆分布是地球表面结构的基是地球表面结构的基本形态。本形态。3435五、地球上的生命及成因探讨五、地球上的生命及成因探讨1、日地距离与地面温度、日地距离与地面温度 地球表面接受的太阳辐射比较适中，使地表的平均温度高地球表面接受的太阳辐射比较适中，使地表的平均温度高于水的冰点、低于水的沸点，大部分水以液态存在，为生于水的冰点、低于水的沸点，大部分水以液态存在，为
11、生命的孕育创造了条件。命的孕育创造了条件。2、地球的形状及黄赤交角、地球的形状及黄赤交角 太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低，从而造太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低，从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象的地带性分布。现象的地带性分布。3、地球运动及其效应、地球运动及其效应 由于宇宙天体，尤其是太阳与太阳系行星的引力作用，使由于宇宙天体，尤其是太阳与太阳系行星的引力作用，使地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。这是地球表层环境形成的基础与背
12、景。度。这是地球表层环境形成的基础与背景。36六、地球的危机及防范六、地球的危机及防范 来自太阳的高能带电粒子流与地球磁场作用，地球磁场俘来自太阳的高能带电粒子流与地球磁场作用，地球磁场俘获了来自太阳的部分带电物质，粒子沿着磁力线作螺旋运获了来自太阳的部分带电物质，粒子沿着磁力线作螺旋运动，其中有许多粒子可由地球极区上空向地表运动。动，其中有许多粒子可由地球极区上空向地表运动。太阳的演化后期对地球有影响，宇宙小天体，尤其是近地太阳的演化后期对地球有影响，宇宙小天体，尤其是近地小行星、彗星对地球有潜在威胁，人类不能掉以轻心。小行星、彗星对地球有潜在威胁，人类不能掉以轻心。人类面对地理环境恶化问题
13、（如温室效应加剧、土地沙漠人类面对地理环境恶化问题（如温室效应加剧、土地沙漠化，酸雨，水体污染、空气污染、能源危机、臭氧洞出现、化，酸雨，水体污染、空气污染、能源危机、臭氧洞出现、野生生物惨遭危害或灭绝等）一定要遏制。野生生物惨遭危害或灭绝等）一定要遏制。保护现在地球环境势在必行，在开发利用地球资源的同时保护现在地球环境势在必行，在开发利用地球资源的同时要可持续发展的观点。要可持续发展的观点。37一、太阳系的形成与演化的主要假说一、太阳系的形成与演化的主要假说1、二十世纪的各种星云说、二十世纪的各种星云说 灾变说：灾变说：认为行星物质是因某一偶然的巨变事件认为行星物质是因某一偶然的巨变事件从太
14、阳中分出的。从太阳中分出的。俘获说：俘获说：认为太阳从恒星际空间俘获物质形成原认为太阳从恒星际空间俘获物质形成原始星云，后来星云演变成行星。始星云，后来星云演变成行星。共同形成说：共同形成说：认为整个太阳系所有天体都是由同认为整个太阳系所有天体都是由同一个原始星云形成的。一个原始星云形成的。第二节第二节 地球的形成与演化地球的形成与演化38一、太阳系的形成与演化的主要假说一、太阳系的形成与演化的主要假说2、康德和拉普拉斯、康德和拉普拉斯星云说星云说 太阳系所有天体太阳系所有天体都是由同一原始都是由同一原始星云按照客观规星云按照客观规律逐步演变形成律逐步演变形成的。的。39一、太阳系的形成与演化
15、的主要假说一、太阳系的形成与演化的主要假说3、戴文赛关于太阳系起源的学说、戴文赛关于太阳系起源的学说原始星云的收缩和扁化原始星云的收缩和扁化 星云盘的垂直截面星云盘的垂直截面 行星形成示意行星形成示意 40二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化1、从地球的演化进程来看、从地球的演化进程来看 行星地球的演化受太阳这颗恒星演化的影响。作行星地球的演化受太阳这颗恒星演化的影响。作为恒星的太阳目前正处在中壮年时期，太阳正常为恒星的太阳目前正处在中壮年时期，太阳正常发光、发热从现在起至少还有发光、发热从现在起至少还有5050亿年的时间。一亿年的时间。一旦太阳演化到晚年红巨星阶段，可能就要占据地旦太阳演
16、化到晚年红巨星阶段，可能就要占据地球的轨道，那是地球也将走向晚年。球的轨道，那是地球也将走向晚年。原始地球形成后，就处于不断的运动发展中，而原始地球形成后，就处于不断的运动发展中，而发展表现在时间上有阶段性，空间上有地域性。发展表现在时间上有阶段性，空间上有地域性。41二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化2、地球年龄的估算、地球年龄的估算 现在科学界所公认的测定地球年龄的方法是放射现在科学界所公认的测定地球年龄的方法是放射性同位素半衰期法。其方法是测定古老岩石中放性同位素半衰期法。其方法是测定古老岩石中放射性衰变的母元素和一些子元素的含量关系来推射性衰变的母元素和一些子元素的含量关系来推断
17、地球的年龄。用这种方法测定地球上最古老的断地球的年龄。用这种方法测定地球上最古老的岩石得到的地球的年龄约是岩石得到的地球的年龄约是38-3938-39亿年。现在科学亿年。现在科学界所认为的地球年龄界所认为的地球年龄45.445.4亿年实际上是从太阳系亿年实际上是从太阳系中的最古老的陨石年龄推断的。中的最古老的陨石年龄推断的。42二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化 地球演化的地质年代确定主要有三种方法地球演化的地质年代确定主要有三种方法 利用同位素测定获得地球物质形成的绝对年利用同位素测定获得地球物质形成的绝对年龄；龄；利用沉积成因的岩石中的古生物演化特征，利用沉积成因的岩石中的古生物演化
18、特征，确定沉积地层形成的相对时间；确定沉积地层形成的相对时间；利用地层叠置关系和各种地质、构造交切关利用地层叠置关系和各种地质、构造交切关系确定相对时间顺序。系确定相对时间顺序。43二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化3、大陆漂移和板块构造、大陆漂移和板块构造 薄薄地壳下面的一层仍旧被放射性衰变持续地加薄薄地壳下面的一层仍旧被放射性衰变持续地加热。衰变产生的热量不足以把所有的物质完全熔热。衰变产生的热量不足以把所有的物质完全熔化，但也使它们不能完全成为固体，可以称为化，但也使它们不能完全成为固体，可以称为“塑性层塑性层”。塑性层上面的固体层称为。塑性层上面的固体层称为“岩石岩石圈圈”，岩石
19、圈破碎成板块漂浮在塑性层上。，岩石圈破碎成板块漂浮在塑性层上。因为板块是漂浮着、慢慢地移动。在它们移动的因为板块是漂浮着、慢慢地移动。在它们移动的同时，又带着大陆一起运动，所以可以称这种运同时，又带着大陆一起运动，所以可以称这种运动为动为“大陆漂移大陆漂移”或或“板块构造（活动）板块构造（活动）”。44二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化45二、地球的形成和演化二、地球的形成和演化 地球是永恒发展的，是运动而不是静止的，其发地球是永恒发展的，是运动而不是静止的，其发展是有规律的。从而，地球演化既是可以认识，展是有规律的。从而，地球演化既是可以认识，又是可以预测的。板块构造理论提到的岩石层板又是可以预测的。板块构造理论提到的岩石层板块之间的相对运动导致大洋启闭与大陆离合，从块之间的相对运动导致大洋启闭与大陆离合，从而在时间上和空间上出现的阶段性和地域性的地而在时间上和空间上出现的阶段性和地域性的地质演化史。岩石层板块的运动机制有如传送带，质演化史。岩石层板块的运动机制有如传送带，新的岩石层产生于洋脊，老的岩石层消亡于海沟，新的岩石层产生于洋脊，老的岩石层消亡于海沟，表现出新陈代谢的演化旋回。所以，研究地球必表现出新陈代谢的演化旋回。所以，研究地球必须在运动中对其加以考察和认识。须在运动中对其加以考察和认识。
