第一章地球概况 第一节地球的演化 、宇宙、太阳系、地球的起源 宇宙在空间上是无限的,在时间上无始无终的,天体总是处与不 断的运动之中,天体之间既相互吸引又相互排斥,并按一定的规律组 合在一起,按一定的速度和周期进行自转和公转。 包含大量恒星的天体体系称为星系,地球所在的星系叫银河系, 由1400多亿颗恒星组成,是一个巨大的旋涡状星系,众多的恒星围绕 银河系中心旋转,银河系就像一个铁饼,中间厚,四周薄。 太阳是银河系中的一颗普通恒星,以太阳为中心的天体系统称为 太阳系,它以巨大的引力吸引着太阳系中的所有成员。太阳系中共有 九大行星,上万个小行星,其中已定轨道的小行星有4千个。 地球的起源与太阳系的起源是密不可分的,关于太阳系起源的各 种学说已不下四十多种,一般归纳为三大类: 星云说:认为太阳系是由一个星云物质组成的,其附近有超新 星爆发提供核能量: 二灾变说认为先有一个原始的太阳,在后来被另一个天体的吸引 或撞击下分离出大量的物质而形成行星和小行星等天体; 俘获说:认为先有一个原始太阳,以后太阳俘获了银河系中的 其他物质而形成的。 二、地球的早期演化(录像一一天体的来龙去脉) 第二节地球的形状、大小
11 第一章 地球概况 第一节 地球的演化 一、宇宙、太阳系、地球的起源 宇宙在空间上是无限的，在时间上无始无终的，天体总是处与不 断的运动之中，天体之间既相互吸引又相互排斥，并按一定的规律组 合在一起，按一定的速度和周期进行自转和公转。 包含大量恒星的天体体系称为星系，地球所在的星系叫银河系， 由1400多亿颗恒星组成，是一个巨大的旋涡状星系，众多的恒星围绕 银河系中心旋转，银河系就像一个铁饼，中间厚，四周薄。 太阳是银河系中的一颗普通恒星，以太阳为中心的天体系统称为 太阳系，它以巨大的引力吸引着太阳系中的所有成员。太阳系中共有 九大行星，上万个小行星，其中已定轨道的小行星有4千个。 地球的起源与太阳系的起源是密不可分的，关于太阳系起源的各 种学说已不下四十多种，一般归纳为三大类： 一 星云说：认为太阳系是由一个星云物质组成的，其附近有超新 星爆发提供核能量； 二 灾变说认为先有一个原始的太阳，在后来被另一个天体的吸引 或撞击下分离出大量的物质而形成行星和小行星等天体； 三 俘获说：认为先有一个原始太阳，以后太阳俘获了银河系中的 其他物质而形成的。 二、地球的早期演化（录像——天体的来龙去脉） 第二节 地球的形状、大小
地球的形状(附图) 目前通过人造地球卫星观测和计算能比较精确的获得地球的形 状和大小。地球不是一个圆球体,而是一个实心椭球体,赤道半径长, 两极半径短,而且北极比旋转椭球体凸出14m南极却凹进24m,中纬度 在北半球稍凹进,而在南半球稍凸出(不到10m) 因此科学家认为:第一、地球极近于旋转椭球体,这是地球自 转导致的,表明地球有弹塑性;第二、地球不是严格的旋转椭球体, 说明地球内部物质分布不均匀 地球的大小(附图) 根据1975年第16届国际大地测量和地球物理协会公布的数据介绍如 赤道半径a=6378.137KM 两极半径c=6356.752KM 平均半径R=(ac)=6371.004KM 长短半径差a-c=21.385KM 扁平δ=(a-c)/a=1/298.257 表面积S=4xr2=510064472K 体积V=42/3=10832亿KM 三、地球的表面形态 地球表面高低不平,以海平面为界分为海洋和陆地两大地理单元。 海洋面积3亿6千万平方公里占70.8 陆地面积1亿449百万平方公里占29.2%
12 一、地球的形状（附图） 目前通过人造地球卫星观测和计算能比较精确的获得地球的形 状和大小。地球不是一个圆球体，而是一个实心椭球体，赤道半径长， 两极半径短，而且北极比旋转椭球体凸出14m南极却凹进24m，中纬度 在北半球稍凹进，而在南半球稍凸出（不到10m） 因此科学家认为：第一、地球极近于旋转椭球体，这是地球自 转导致的，表明地球有弹塑性；第二、地球不是严格的旋转椭球体， 说明地球内部物质分布不均匀。 二、地球的大小（附图） 根据1975年第16届国际大地测量和地球物理协会公布的数据介绍如 下： 赤道半径a=6378.137KM 两极半径 c=6356.752KM 平均半径 R=(a2 *c) 1/3=6371.004KM 长短半径差 a-c=21.385KM 扁平 δ=（a-c）/a =1/298.257 表面积 S=4πr 2 =510064472KM2 体积 V=4πr 2 /3=10832 亿 KM2 三、地球的表面形态 地球表面高低不平，以海平面为界分为海洋和陆地两大地理单元。 海洋面积 3 亿 6 千万平方公里占 70.8% 陆地面积 1 亿 449 百万平方公里占 29.2%
海洋: 陆地 平均深度:3729m最深11034m(马里亚纳海沟)平均高度:875m最高:8844m(珠穆朗玛 两者相差近20km 海底地形 陆地地形:大的陆块叫大陆小的叫岛屿 1)大陆边缘 (1)山地(500m)以上切割度大于200m ①大陆架 (2)高原-500m以上广阔而平坦的地区 ②大陆基 (3)丘陵一低于500m,相对高差小于200m ③海沟、岛屿 (4)盆地一四周被山地或高地包围 (2)大样盆地——2500-6000m深 中间低平,外形似盆的地形 有丘陵平原海山 (5)平原—7200m广阔而平坦的地区 (3)洋脊一 山脉 第三节、地球的物理性质 地球的质量与密度 根据牛顿万有引力定律及多次实验,求出地球的质量 为:5976×103kg,由此求得地球的平均密度 P=M =55179cm3 但是按实际测得的地表岩石密度平均都为26-2.8gcm仅为 地球平均密度的一半。根据地震波在地球内部传播速度与密度的关 系,说明地球内部的密度随着深度的増加而逐渐增加 二、地球的重力和压力(附图) (一)地球的重力=地球的引力(F)与地球 离心力 自转产生的离心惯性力(P)的合力(G)。 地球重力随纬度变化而变化根据理论计 算出各地的正常重力值称为理论计算值。 重力异常一一由于地球各部分的物质组 成和地壳构造不同,因而实际测量的重力值往往与理论值不符,称为
13 海洋： 陆地： 平均深度：3729m 最深 11034m（马里亚纳海沟） 平均高度：875m 最高：8844m（珠穆朗玛） 两者相差近 20km 海底地形： 陆地地形：大的陆块叫大陆 小的叫岛屿 （1）大陆边缘 （1）山地（500m）以上切割度大于 200m ①大陆架 （2）高原—500m 以上广阔而平坦的地区 ②大陆基 （3） 丘陵—低于 500m， 相对高差小于 200m ③海沟、岛屿 （4）盆地—四周被山地或高地包围 （2）大样盆地——2500—6000m 深 中间低平，外形似盆的地形 有丘陵 平原 海山 （5）平原—7200m 广阔而平坦的地区 （3）洋脊——洋底山脉 第三节、地球的物理性质 一、地球的质量与密度 根据牛顿万有引力定律及多次实验，求出地球的质量 为 : 24 5.976 10 kg , 由 此 求 得 地 球 的 平 均 密 度 ： 27 27 3 5.976 10 1.08 10 5.517 M kg V CM P = = = g/cm3 但是按实际测得的地表岩石密度平均都为2.6—2.8 g/ 3 cm 仅为 地球平均密度的一半。根据地震波在地球内部传播速度与密度的关 系，说明地球内部的密度随着深度的增加而逐渐增加 二、地球的重力和压力（附图） （一）地球的重力=地球的引力（F）与地球 自转产生的离心惯性力（P）的合力（G）。 地球重力随纬度变化而变化根据理论计 算出各地的正常重力值称为理论计算值。 重力异常——由于地球各部分的物质组 成和地壳构造不同，因而实际测量的重力值往往与理论值不符，称为 离心力 重 力 引 力
重力异常。 正异常——实测重力值等于理论值,一般为金属矿区,由于物 质密度大,对地面物质的引力较大 负异常——实测重力值小于理论值,一般为石油,炔,石膏等 非金属矿区,物质密度小,引力小。 利用重力异常找矿的方法称为重力探矿法。并且对研究地球的 形状,地壳的物质组成,地壳的构造,地壳运动和地震等都是有很高 的价值。 (二)地球的压力 地球的压力——指地球内部物质受上覆物质的重力而产生的压 力即静压力 深度越大压力越大,并且随着地球内部物质密度加大,压力增加 越大 三、地球的磁性(图) 指南针为什么能够指示方向,就是因为地球是有磁性的。在它的 周围形成了一个磁力作用的空间——地磁场。位于南半球的叫磁南极 (S)和位于北半球的称为磁北极(N)。 地磁场的正常值(背景值)——是各地经过校正和清除变化等 影响的地磁要素数据。 地磁异常—一实地测量的地磁要素数据与正常值不符。 磁法找矿一一就是通过地磁测量寻找有磁性异常的矿产。(如磁 铁矿等)
14 重力异常。 正异常——实测重力值等于理论值，一般为金属矿区，由于物 质密度大，对地面物质的引力较大。 负异常——实测重力值小于理论值，一般为石油，炔，石膏等 非金属矿区，物质密度小，引力小。 利用重力异常找矿的方法称为重力探矿法。并且对研究地球的 形状，地壳的物质组成，地壳的构造，地壳运动和地震等都是有很高 的价值。 （二）地球的压力 地球的压力——指地球内部物质受上覆物质的重力而产生的压 力即静压力。 深度越大压力越大，并且随着地球内部物质密度加大，压力增加 越大。 三、地球的磁性(图) 指南针为什么能够指示方向，就是因为地球是有磁性的。在它的 周围形成了一个磁力作用的空间——地磁场。位于南半球的叫磁南极 （S）和位于北半球的称为磁北极（N）。 地磁场的正常值（背景值）——是各地经过校正和清除变化等 影响的地磁要素数据。 地磁异常——实地测量的地磁要素数据与正常值不符。 磁法找矿——就是通过地磁测量寻找有磁性异常的矿产。（如磁 铁矿等）
古地磁法——地球磁场是在不断变化的,有日变化,年变化,也有长 期的周期变化(磁极倒转)。通过对岩石中剩余磁性的研究,了解地 质历史上磁场的变化,例如通过对比不同时期的古地磁极的位置(或 同一地点不同时期所处的磁纬度)可以帮助了解地壳不同部分的相对 位移情况,据古地磁场反转周期则可确定岩石的形成年代。 四、地球的温度(地热) 日变化一般为1-1.5m 1外热层(变温层) 受太阳辐射影像 年变化影响深度达20-30m 2常温层 与当地年平均温度大致相当,常年不变, 其深度一般为20-40m 3增温层——地温随深度増加而逐渐增加,受地球内部热能影响, 深度每增加100米就升高的温度称为地温梯度。一般大陆为1-5℃ /100m,海底为4-8℃/100m。 通过间接测算,越接近地心低温的增加趋于缓慢: 地下100km约为1300℃ 1000km约为2000℃ 2900km约为2700℃ 地心温度约为4000-6000℃ (附地球的温度录像) 地球内部如此大量的热能从何而来的呢? 目前有不同的说法: ①地球余热说; ②重力差异说
15 古地磁法——地球磁场是在不断变化的，有日变化，年变化，也有长 期的周期变化（磁极倒转）。通过对岩石中剩余磁性的研究，了解地 质历史上磁场的变化，例如通过对比不同时期的古地磁极的位置(或 同一地点不同时期所处的磁纬度)可以帮助了解地壳不同部分的相对 位移情况，据古地磁场反转周期则可确定岩石的形成年代。 四、地球的温度（地热） 日变化一般为 1—1.5m 1.外热层（变温层） 受太阳辐射影像 年变化影响深度达 20—30m 2.常温层———与当地年平均温度大致相当，常年不变， 其深度一般为 20—40m 3.增温层——地温随深度增加而逐渐增加，受地球内部热能影响， 深度每增加 100 米就升高的温度称为地温梯度。一般大陆为 1—5℃ /100m，海底为 4—8℃/100m。 通过间接测算，越接近地心低温的增加趋于缓慢： 地下 100km 约为 1300℃ 1000km 约为 2000℃ 2900km 约为 2700℃ 地心温度约为 4000－6000℃ （附地球的温度录像） 地球内部如此大量的热能从何而来的呢？ 目前有不同的说法： ①地球余热说； ②重力差异说；