第2章 地球的物理性质和圈层构造
【初中地理】地球的圈层结构
【初中地理】地球的圈层结构地球是一个具有同心圈层结构的非均质体，以地球固体表面为界分为内圈和外圈，它们又可分别再分为几个圈层，每个圈层都有自己的物质运动特征和物理化学性质。
一、地球外层地球固体表面以上，根据物质性状可以分为大气圈、水圈和生物圈。
大气圈是包围着地球的气体，厚度有几万千米，总质量约5136108t。
由于受地心的引力，以地球表面的大气最稠密(约有3/4集中在地面到100km高度范围内，1/2集中在地面至10km高度范围内)，向外逐渐稀薄，过渡为宇宙气体，故大气圈无明确的上界。
大气有明显的可压缩性，其密度和压力与温度成反比，并与高度成反比，以海平面的密度和压力最大。
根据温度和密度等大气物理特征可将大气圈自下而上分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，其中与人类关系最密切的是对流层和平流层。
水圈是地球表面的水体，占地球总质量的0.024%。
其中大部分集中在海洋中（占总水量的97%），另一部分分布在陆地河流、湖泊和地表岩石的孔隙中。
此外，地球上的水也以固体水（极地和山地冰川）或水蒸气的形式存在，其中冰川约占总水量的2%。
陆地上河流、湖泊和沼泽的水直接或通过水蒸气和地下水与海洋相连。
因此，地球上的水体构成了环绕地球的完整水圈。
水圈不仅独立存在，还渗透到大气圈、岩石圈和生物圈中，并在其间不断循环。
水循环是地球外层物质循环最重要的方式之一。
生物圈是地球上生物(包括动物、植物和微生物)生存和活动的范围。
现代地球的大气圈、水圈和岩石圈构成了一个适宜生命存在的环境。
地球独特的天文条件，加上大气圈、水圈和生物圈本身等的调节作用，提供了适于生命的各种气候条件；磁层和大气层将有害于生命的高能辐射和带电离子阻挡或吸收；生物通过呼吸或光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换；水圈和岩石圈为生物提供着必需的水分和矿物养料等等。
这样，在岩石圈上部、大气圈下部和水圈的全部，到处都有生命的踪迹。
生物所导致的或以生物活动为中心的物质循环不仅是地球各圈层间物质循环的重要内容，还是各圈层相互联系的重要纽带。
地球的物理性质与圈层结构
g / c m 3
1 5 1 0
5 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 k m 内 核
外 核 地 幔
地 壳
图 3 — 2 一 种 地 球 内 部 物 质 密 度 变 化 的 推 断 模 型
地球的弹—塑—粘性 弹性——变形与受力成正比； 塑性——外力消失后部分变形不能恢复； 粘性——外力消失后变形还可能继续
该快轴与地球自转轴不重合，且两者夹角在不断变化。
——快轴对于内核自身在短期内不应有明显的变化，
故应该是地核与整体地球之间存在着旋转速度的差 异。
地幔部分熔融
地幔部分熔融指地幔上部的部分岩石因受到复杂的地质作用而发生部分熔解，显示为高度 可塑甚至液态的现象。动态模拟发现岩石流动应力为20—100MPa．这大大降低了对地幔物质 的运动限制,为地壳运动的动力学提供了实验证据。
=0.273 蛋壳：0.05——1/100 蛋清：2——1/2.5 蛋黄：2.7——1/1.7
地球(km) 长轴/短轴 =6378/6356=1.003 扁平率=(长-短)/长轴
=0.003 地壳：33——1/200 地幔：3000——1/2弱 地核：3300——1/2强
地球就是地球，是独一无二，具有圈层结构的地球
楔子： 地球物理性质的应用
重力异常：将地球视作一个圆滑的均匀球体，计算得出的重力 值称作理论重力值。地球的地面起伏甚大，内部的物质密度分布也 极不均匀，在结构上还存在着显著差异。这些都使得实测的重力值 与理论值之间有明显的偏离，在地学上称之为重力异常。利用这一 原理，可以通过发现各地的局部重力异常来进行找矿和勘查地下地 质构造。
磁极漂移与磁性倒转事件
磁偏角在几十到几百年的时间内，大致沿着纬线方向平稳地向西移动，这一性质被称 作地磁场的向西漂移。此外地磁场还有时间尺度更短的昼夜变化。
地球的圈层结构讲解
地球的圈层结构讲解地球的圈层结构实际上是由地球表面往下探究的层层构造，不同的层次间存在着不同的化学、物理和地质差异。
按照性质不同，可以分为大气圈、水圈、地壳、地幔和地核等五个部分。
一、大气圈大气圈是地球最外层的一层，因为包含着空气，所以也被称为空气层。
大气圈的厚度并不固定，但最高点在约200万公里的地方才能与太阳风相抵消，因此，大气圈的上限一般被设定为同样距离内的卡门线。
在这一层我们能够看到天空、云朵、星星、彩虹、日落等美丽的景象。
大气圈中的物质主要是气体，主要包括氮气、氧气、氩气、二氧化碳、氢等。
这些不同的气体层层叠加在一起，形成了大气圈的分层结构。
分为对流层、平流层、中间层、热层和外部层等。
二、水圈水圈是指覆盖在地球表面的水体，包括海洋、河流、湖泊、岛屿等，以及地下的地下水，以及空气中的水汽等。
它不仅是地球上最重要的资源之一，也是地球上生命存在的物质基础，是一种自然资源具有重要的经济、社会价值。
三、地壳地壳是地球上最外层的一部分，与地球内部的物质有所不同。
它是由岩石和土壤组成的，包括固态地壳、海底地壳和大陆地壳三种类型。
固态地壳是地球上大部分地区的地壳，既包括陆地上的岩石，也包括海底的岩石。
海底地壳是覆盖在海底上的一层岩石，由复杂的岩石和海洋沉积物组成。
大陆地壳是地球上大陆的主体，主要由花岗岩、片麻岩等岩石构成。
四、地幔地幔是地球的第二层，位于地壳的下方。
地幔是地球上最大、最复杂的区域之一，也是地上物质循环的重要组成部分。
地幔主要由硅、氧和铁元素等构成，并包含着大量的熔体和游离子。
五、地核地核是地球的最内部部分，也是地球上最重要的部分之一。
地核主要由铁、镍、硫、氢等元素组成，并包含了大量的热能。
由于外核中的运动和内核的热力学性质，地核也是地球磁场的主要来源之一。
总之，地球的圈层结构是复杂的、完整的，是地球内部构成的重要组成部分。
不同的板块、岩石类型和岩浆都存放在这些结构中，成为地球生命存在的物质基础，也为人们探寻地球内部提供了重要的信息。
地球的基本特征
地球的大小
极半经为 6 356.8km 56.8km 赤道半经为6 378.1km 赤道半经为6 378.1km 平均半经为6 371km 平均半经为6 371km 扁率为 1 / 298 基本上仍是一个圆球 基本上仍是一个圆球
(二) 地球的主要物理性质
一、地球的密度 二、地球的压力 三、地球的重力 四、地球的磁场 五、地球的温度 六、地球的弹塑性
一、地球的密度
0 Km
地球的平均密度： 1000 3 5.517g/cm 5.517g/cm 2000 地表岩石平均密度: 地表岩石平均密度:3000 3 4000 2.65g/cm 2.65g/cm 5000 地心的密度: 地心的密度: 13g/cm 13g/cm3 6371
0
5 10 Gg/c m3
15
二、地球的压力
地
地球内部压力是随深度加 大而逐渐增高的。深度每 增加１km，压力增加27.5 MPa（1 MPa＝1兆帕斯 卡＝１０６N / m２）。深 部随 度的加大， 压力增加 。 压力 1200 MPa， ， 135,200 MPa，地 361,700 Mpa， 360 大 压力。
0
Km
表
1000 2000 3000 4000 5000
地
6371 0
心
2000 4000
三、地球的重力
地球的重力 地球自转引起的 离心力和地球引力的合力。 r
P = F + d
M×m ，d=r×ω F=G ω 2
R (G为万有引力常数， (G
d P
R
F
ω为角速度) )
因为离心力相对很小，即使在赤道也只有万 有引力的1/289，所以重力基本上就等于万有 引力，方向也基本上指向地心。为了便于比 较，通常用单位质量 单位质量所受的引力来表示重力 单位质量 重力 （重力加速度 g）。 M 伽 g = G×M/R2 （单位用伽Gal，1 Gal =1cm/s2 ）
地球的基本特征
机舱窗口俯视大地 : 地表是一个有些微起伏、极其复杂 的表面。
—— 珠穆朗玛峰与太平洋的马里亚纳海沟之间高差近20km。
事实是：
地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、 赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于 梨形的椭球体。
地球的物理表面
第二章 地球的基本特征
第一节 地球概况 第二节 地球的圈层结构 第三节 地质地球的形状和大小 形状：通常所说的地球形状就是大地水准面的
形状。 对地球形状的认识经历了漫长的过程。 ①地球的自然表面 ②地球的物理表面 ③地球的数学表面
3
地球的自然表面
理论值：以大地水准面为标准，假设地球是
一标准椭球体，地球内部物质密度无差异，计
算的地球表面各处的重力值。
但 各处由于海拔高度，周围地形以及严实
密度不同。
实测值：实际测量的重力值。
实测值经高度和密度校正后与理论值不符的现
象称重力异常。
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重力异常的重要意义 • 当矫正后的实测值大于理论值时称正异常， 反之称负异常。正异常区表示地下存在高密度 物质，负异常区则为低密度物质。 • 地壳存在一些密度较大物质的地区，如铁、 铜、铅等金属矿区，表现为正异常；存在一些 密度较小物质的地区，如煤、石油，表现为负 异常。
个旋转椭球体通常称为 地球椭球体，简称 椭球体。
它是一个规则的 数学表面，所以人 们视其为 地球体 的数学表面，也是 对地球形体的二级 逼近，用于测量计 算的基准面。
2. 赤道的地球直径比通过两极的直径长42.5Km。 地球的扁率：地球两极扁平的程度 。 a=b-c/b b:地球赤道半径 c：地球两极半径
地球的基本特地征球
地球的圈层构造
2. 地幔。是指莫霍面以下至古登堡面以上的圈层 （33～2900km），约占地球体积的83.3％。其 中又分为上地幔和下地幔两个部分； 上地幔指莫霍面至670km深度处的地幔上部 （33～670km）；主要由橄揽质超基性岩石组成， 是高温熔融的岩浆发源地，也称软流层。 下地幔指670～2900km范围的地幔下部。 整个地幔物质成分，一般认为与球粒陨石相近， 即以铁、镁、硅酸盐为主。
2、剥蚀作用。是指组成地壳表面的物 质受重力、风力、地面流水、地下水、冰 川、湖泊、海洋和生物等各种外动力破坏， 并不断降低地面高度的总过程。
据动力和作用方式分：地壳运动、岩浆作用、 变质作用和地震作用。
1、岩浆作用。是指地壳深处的岩浆，在 构造运动出现破裂带时沿破裂带上升，侵入 到地壳内（侵入活动）或喷出地面（火山活 动），冷凝成岩石的全过程。2个小片录象
2、地壳运动。 泛指由于地球内力引起的地球表层(即岩石 圈，主要是地壳)的变形和变位等机械运动， 分为垂直运动和水平运动两种基本形式。 [PPT动漫演示]
4、变质作用。 是指由于构造运动、岩浆活动和化学活 动性流体的影响，使地壳深处岩石的矿物 成分、结构、构造（有时还有化学成分） 在固体状态下发生了不同程度的质变过程。
（二）外力地质作用 引起外力地质作用发生的自然力（地 质营力）来源于地球外部的能，包括太阳 辐射产生的热能（风、流水、冰川、波浪 等外营力的能源），天体引力产生的潮汐 能，生物及其生命活动产生的生物能等。 由外部能源（主要是指太阳辐射能、天体 引力能及其它行星、恒星对地球的辐射等） 引起的地质作用称为外力地质作用。
4. 地核 。是指古登堡面以下的地球核心部分 （2900～6371km）。包括内核、过渡层和外核 三部分，厚约3473km，其体积约占地球总体积 的17%。据推测，地核密度为9.71-17.9g/cm³， 温度在2000-3000℃之间，压力可达300-360Ｇ Ｐa（约10000atm）。外核物态为液态，其成分 除铁镍外，可能还有碳、硅和硫；内核物态为固
八年级地理第二章知识点
八年级地理第二章知识点
地理学是一门研究地球表面和人类在地球上的活动的学科。
而
地理知识作为一个重要的组成部分，在我们的日常生活中扮演着
不可忽视的作用。
在八年级地理的第二章，我们将学习一些关于
地球的基本知识，影响地球表面的力量以及人类以及地球环境之
间的相互作用关系等内容。
一、地球的基本构造
地球有三个主要部分：地核、地幔和地壳。
地核是地球的中心，由铁和镍等元素组成，是地球上最热的部分。
地幔是在地核和地
壳之间的一层厚厚的岩石，构成了地球的大部分体积。
而地壳则
是地球表面的最外层，由岩石和土壤组成。
二、影响地球表面的力量
地球表面的形态会受到来自内部和外部的力量的影响。
内部的
力量由地球内部恒定的地球板块运动所致，这种运动导致了地震、火山喷发以及山脉的形成。
而外部的力量则来自太阳能以及重力，也会对地球表面的形态产生影响。
三、人类与地球的相互作用关系
人类和环境之间的相互作用是地理学的一个重要主题。
人类的活动可以对自然环境产生影响，而环境的变化也会反过来影响人类。
人类活动可以分为农业、工业和城市化等方面，这些活动会对土地利用、水资源利用以及大气环境等方面产生影响。
总结
掌握这些八年级地理第二章中的知识点，可以让我们了解到地球表面受到来自内部和外部力量的影响和人类活动与自然环境之间的关系。
正确认识和处理好这种关系，就可以更好地维护地球这个我们所依靠的家园。
第二章地球的基本知识
C、高原
指海拔600米以上， 指海拔600米以上，地势平坦或 米以上 起伏较小的广阔地区。 起伏较小的广阔地区。
D、平原
指面积较大的平坦地区，一般海拔小于200 指面积较大的平坦地区，一般海拔小于200 米，其内部高差在几十米以下。 其内部高差在几十米以下。
E、盆地
指四周高、中间低平的地区。 四周高、中间低平的地区。
（三）生物圈（biosphere） 生物圈（biosphere）
10km高空，地表3km深处 10km高空，地表3km深处 高空 3km 参与成岩作用， 参与成岩作用，破坏地表岩石
二、地球内部圈层构造
(一) 地壳 (二) 地幔 (三) 地核
地球中心的各个圈层，包括地壳、地幔和 地核。虽然人们渴望“向地球的心脏进 军”，彻底搞清楚地球内部状况，但目前 世界上深井记录为12300m（俄罗斯科拉半 岛一口深钻，截至1986年），只占地球半 径的1/530，所以还不能用直接观察的方法 来研究地球内部构造。
其它大部分元素的克拉克值虽然很小， 其它大部分元素的克拉克值虽然很小，但它 们在一定条件下可以富集，并形成矿床。 们在一定条件下可以富集，并形成矿床。
菱锰矿
黑钨矿
硫地壳的厚度
地壳是地球表面的一层薄壳， 地壳是地球表面的一层薄壳，其厚度大致 为地球半径的1/400，但各处厚度不一， 为地球半径的1/400，但各处厚度不一，大 1/400 陆部分的平均厚度超过37km，海洋部分平 陆部分的平均厚度超过37km， 37km 均厚度则只有7km。一般说来，高山、 均厚度则只有7km。一般说来，高山、高原 7km 部分地壳最厚。 部分地壳最厚。例如我国的青藏高原地壳 最厚可达70km。 最厚可达70km。 70km
第1节 地壳的物质组成
晶腺，结核
2.光学性质
颜色：自色、他色、假色 条痕： 粉末的颜色。保护自色，减弱他色，
消除假色。 透明度：通过碎片边缘观察，可分为透明、 半透明、不透明。 光泽： 金属、半金属、非金属（金刚、珍 珠、土状、绢丝、油脂、松脂、玻璃等）。
3.力学性质
硬度：矿物抵抗刻划、摩擦、压入的能力.
摩氏硬度计为标准，将矿物硬度分为10级. 也可用如指甲的硬度约为2-2.5，铜钥匙为 3，小钢刀为5-5.5等简便工具进行测试
解理
矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的 性质，叫做解理。这种破裂面就称为解 理面。解理面一般非常平滑而有光泽。 不同矿物或同一矿物的不同方向上，解 理发育的程度是不一样的。有些矿物的 解理只有一个方向，成薄片状；有些矿 物的解理有两个方向，成块状；有些矿 物甚至有三个方向和四个方向的解理。
1. 上地幔：一般认为上地幔的物质成分类似橄榄岩，因为此 地地震波的数值和在橄榄岩中实验所得的数据类似，所以也 有人把上地幔叫做橄榄岩质层。橄榄岩的化学成分和玄武岩 相比，其 SiO 2 的含量更少。而 MgO 、 FeO 的含量更多， 和宇宙中来的数量最多的陨石相似。上地幔物质的平均密度 为 3 .8g/cm 3 ，下界温度为 1200~1500 o C ，压力达到 38 万 个大气压。 在深度约 50-200 公里处，地震波的传播速度明显降低，叫 古登堡软流层。此处由于放射性元素的大量聚集，衰变释放 出大量热能，使该层形成潜柔性的塑性层，局部甚至呈熔融 状态，所以又称为软流层。一般认为它可能是岩浆的发源地， 地壳运动和岩浆活动都可能与软流层的运动有关。 2. 下地幔：地震波在下地幔中的传播速度作平缓增加，物质 的平均密度达到 5.6g/cm 3 ，一种观点认为，下地幔物质主 要由金属硫化物和氧化物组成， Cr 、 Ni 、 Fe 等成分有显 著增加；另一种观点认为，这里的物质并不是金属硫化物和 氧化物，而是硅酸盐物质在强大的压力下形成的一种较致密 的物质。下地幔的下界温度推测为 1500~2000 o C ，压力达
地球科学概论3地球的物理性质和圈层结构
二、重力均衡 普拉特认为山脉是由于地下物质从某个补偿深
度起，向上膨胀而形成的。山愈高，密度愈小，但 补偿深度以上的每一个截面积相等的岩石柱体的总 质量都相等。
同年(1855年)，英国天文学家艾利(A.Airy)又提 出另一个假设——艾利均衡模式（深度补偿模式）: 艾利认为山脉是较轻的岩石巨块浮在较重的介质上。 山越高，它的下部伸入介质的深度也越深，即所谓 山有“根”。
v 4r 3 / 3; M / v G地心 4rf / 3
G地心=0 (因地心处的r=0) 在地心处，计算重力的公式与其它部位的计算 有所不同。
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一、地球上的重力 重力异常：将地球视作一个圆滑的均匀球体，
计算得出的重力值称作理论重力值。地球的地面起 伏甚大，内部的物质密度分布也极不均匀，在结构 上还存在着显著差异（即往往与地质构造和矿体的 存在相联系）。这些都使得实测的重力值与理论值 之间有明显的偏离，在地学上称之为重力异常。
弹塑性、粘性、重力、压力、温度、磁性 能量等。
地球的圈层结构 地壳，地幔，地核
3
地球的物理性质和圈层结构是互为因 果的；
地球的物理性质和圈层结构对地球的 运动和演化有决定性的制约作用；
研究物理性质的历史中产生过许多优 美的科学传奇，从中可以领略地学家是如 何巧妙地揭开地球内部奥秘的。
4
一、地球的质量和密度
27
二、重力均衡
28
三、地球的压力 地球某处的压力是由上覆地球物质的重量产生
的静压力。 在地球表层、地壳和接近地心附近时压力增长
较平稳，在下地幔和外核部分增长得较快。 利用密度分布的规律来估算地球内部的压力状
况，以截面为1cm2的岩石柱作为压力 的计算表示法，可得到经验公式：
地球的内部圈层和特征
三、地球内部各圈层旳物质构成及物理状态 3. 地壳 （3）岩石
岩浆岩：岩浆冷凝后形成旳岩石称为岩浆岩，又称火 成岩。
根据形成 环境又可 分为两种 类型：喷 出岩和侵 入岩
文象花岗岩
辉石花岗岩
美国夏威夷Kilauea火山中旳熔岩
三、地球内部各圈层旳物质构成及物理状态 3. 地壳 （3）岩石
一、地球内部旳主要物理性质
3. 重力
地球吸引力与离心力旳合力就是重力，主要取决于地球 旳引力。
重力场旳强度用重力加速度来衡量，重力加速度也简称 重力。 重力随纬度升高而增长。
4. 温度
外热层：因为受太阳辐射热旳影响，温度可变旳地球表层， 平均深度约15m。 常温层：外热层旳下界处温度常年保持不变，这一深度带 称常温层。 地热增温率或地温梯度：常温层下列每向下100m所升高温 度。
解理旳等级： 据其产生旳难易
程度及完好性，一般分为五级： 1）极完全解理：矿物受力后
极易裂成薄片，解理面平整而光 滑。
2）完全解理：矿物受力后易裂成光滑旳 平面或规则旳解理块，解理面明显而平 滑，常见∥解理面旳阶梯。
3）中档解理： 矿物受力后常破裂成较小旳不很平 滑旳平面，解理面不太连续，常呈阶 梯状，且闪闪发亮，清楚可见。
三、地球内部各圈层旳物质构成及物理状态 3. 地壳 （3）岩石
（3） 岩石 天然形成旳、由固体矿物或岩屑构成旳集
合体。 ① 岩石旳矿物成份及构造、构造
不同旳岩石具有不同旳矿物成份及构造、构造 岩石旳构造：构成岩石旳矿物（或岩屑）旳
结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。 如 等粒构造、碎屑构造等
等粒构造
矿物对光全部吸收时，矿物呈黑色 对全部波长旳色光均匀吸收，矿物呈不同程度旳灰色 基本上都不吸收则为无色或白色 选择吸收某些波长旳色光，矿物呈现吸收色光旳互补色
《地球的圈层结构》 讲义
《地球的圈层结构》讲义我们生活的地球是一个极其复杂而又神奇的星球。
要深入了解地球，就不得不探讨它的圈层结构。
地球从外到内大致可以分为三个主要的圈层：地壳、地幔和地核。
先来说说地壳。
地壳是地球表面的一层薄壳，就像鸡蛋壳一样包裹着地球。
它是地球最外层的固体部分，平均厚度约为 17 千米。
但这只是一个平均值，实际上，大陆地壳要比大洋地壳厚得多。
大陆地壳的厚度能达到 30 多千米，而大洋地壳往往只有几千米厚。
地壳主要由岩石组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩等。
这些岩石记录着地球漫长的演化历史，通过对它们的研究，我们可以了解到地球过去发生的种种变化。
在地壳下面的是地幔。
地幔的厚度可就大多了，约为2800 多千米。
地幔可以进一步分为上地幔和下地幔。
上地幔的顶部存在一个特殊的区域，叫做软流层。
这里的物质具有一定的流动性，是岩浆的发源地之一。
地幔主要由橄榄岩等岩石组成，温度和压力都随着深度的增加而升高。
再往地球的内部深入，就是地核了。
地核分为外核和内核。
外核主要由液态的金属组成，以铁和镍为主，温度非常高，压力也极大，使得这些金属处于液态。
而内核则是固态的，同样主要由铁和镍构成。
地核的温度高达 5000 摄氏度以上，压力更是惊人。
地球的这些圈层并不是孤立存在的，它们之间相互作用、相互影响。
比如，地壳和地幔之间的相互作用在板块构造学说中得到了很好的体现。
板块运动就是地壳和上地幔顶部的岩石圈在不断地移动和相互碰撞、分离。
这种运动导致了地震、火山喷发等地质现象的发生。
地幔中的物质对流也对地球的演化起着重要作用。
热的物质上升，冷的物质下沉，形成了大规模的对流，这不仅影响着地球内部的热量传递，也在一定程度上推动着地壳的运动。
地核的存在也有着至关重要的意义。
外核中的液态金属流动产生了地球的磁场。
这个磁场就像一个巨大的保护罩，阻挡了来自太阳的带电粒子流，保护着地球上的生命和大气层。
研究地球的圈层结构对于我们理解地球的形成、演化以及各种地质现象都有着重要的意义。
地球科学概论第二章 地球的外部圈层
水的基本特性
（1）水分子的结构特点
（2）水的特性
水分子具有缔合现象：流动性 好、表面张力强、粘性但较弱。 水具有很强的溶解能力 水具有很高的热容量 水具有反常膨胀性 水的三种状态的转化对地球 环境的影响是非常重要的。
一、水圈的组成
自然界的水以气态、 固态和液态三种 形式存在于大气圈、生物圈、海洋与大陆 表层之中。 地球水体的总质量1.5×1018t，体积 约1.4×1018m3， 其中，海洋水约占 97.212％，大陆表 面水约占2.167％，地下水为0.619％，大 气水占0.001％。
气温是指大气的温度。在同一地点，由于 地球的自转使太阳辐射强度发生昼夜更替， 从而导致气温日变化。一天之中，最低气温 出现在日出前后，直至午后2点左右达到最高 ,以后开始逐渐降低。同一地点的气温因地球 公转引起的季节变换而发生气温年变化。气 温的年变化通常用多年来各月平均气温的变 化来表示。就北半球来说，大陆上最高月平 均气温出现在7月(海洋上为8月)；大陆上最 低气温出现在1月(海洋上为2月)。一年中最 高月平均气温与最低月平均气温之差反映出 一地在一年中气温变化的幅度，是划分气候 类型的重要依据。
注意：主要是现阶段的大气组成，而且是低层大 气的组分（70km以下）。
高层大气以氮、氧、氢等的原子、离子为主。
二、大气圈的结构
大气圈的下界通常是指地表， 但在地面以下的松散堆积物及某些 岩石中也含有少量空气，它们是大 气圈的地下部分，其深度一般小于 3km； 其上界并无明确的界限，一般 认为在2000～3000 km的高空向行 星际尘埃的密度过渡。
四、大气的运动
大气运动的产生及形式取决于气压的作用 。
一个地方的气压随高度增加而降低，影响 气压随高度变化的原因主要是该地上空大 气柱的高度和密度。
地球内部圈层结构及其划分依据
地球内部圈层结构及其划分依据
地球是由多个内部结构组成的，这些结构共同构成了地球的层状结构。
按照物理和化学性质的不同，可以将地球内部划分为四个主要圈层：地壳、地幔、外核和内核。
地壳是地球最外层的一层，主要由岩石和土壤构成，其平均厚度约为30-50公里。
地壳被分为陆壳和海洋壳两种类型，其中陆壳主要由花岗岩和玄武岩构成，海洋壳则主要由较重的玄武岩构成。
地幔位于地壳之下，是地球最大的一层，其平均厚度约为2,900公里。
地幔的主要成分为硅、镁、铁、钙等物质，其物理性质变化较大，可以分为上、下两个部分。
外核是地球内部的第三层，位于地幔之下，其厚度约为2,200公里。
外核主要由液态铁和镁构成，其物理性质对地球磁场的形成和维持有重要影响。
内核是地球内部最深处的一层，位于地球中心，其半径约为1,220公里。
内核主要由固态铁和镍构成，由于高温和高压的作用，内核表现出类似于液体的特性。
地球内部的结构和组成对地球演化和地球物理学有着重要影响，对地震、火山、板块运动等地质现象也有着直接影响。
因此，对地球内部的认识和研究对于人类探索地球深处、了解地球变化过程具有重要的科学价值。
- 1 -。
第二章 地壳及其物质组成
第二章 地壳及其物质组成2.1 地壳是固体地球的外部圈层2.1.1 地球的圈层构造地球是不规则的椭球体，它是一个沿着近似圆形的轨道绕太阳公转的行星。
根据大地测量和地球卫星测量可知，地球的赤道半径约为6378 km ，两极半径约为6357 km ，平均半径约为6371 km 。
地球表面积约为5.1×108 km 2，大陆面积约为1.48×108 km 2，约占29％；海洋面积约为3.6×108 km 2，约占71％。
地球的体积为1.083×1012 km 3，平均密度为5.52 kg/m 3。
地球的内部构造是具有同心圈层构造的球体，根据不同的圈层特点地球从地表到地心可分为地壳、地幔和地核（图2-1）。
（1）地壳 地壳是地球体的表层，是人类赖以生活和活动的场所，水圈和生物圈的大部都分布在地壳上。
在太阳光、大气、水、生物和地球内部岩浆活动作用下，地壳也是各种地质作用进行的场所。
人类开采的矿产资源均埋藏于地壳上部的岩石圈中，所有工程建筑物、构筑物也都建筑在地壳上，同时地壳也是建筑材料的主要来源地。
所以说地壳是地球科学研究的主要对象，它是人类生存和工程建设的物质基础。
地壳的平均厚度约为33 km ，由地表所见的各种 岩石组成。
一般的工程活动大多在地壳的表层约1～2 km 的深度范围内进行，也有在较大的深度进行的工程活动，如一些石油和天然气项目的钻探深度可达7 km 以上。
（2）地幔介于地壳和地核之间的构造层，也称中间层或过渡层。
是地球的主体部分。
地幔厚度约为2900 km ，根据物质成分和所处的状态，可将地幔分为上地幔和下地幔。
上地幔主要由富含铁、镁的硅酸盐物质组成，而下地幔主要是由金属氧化物和硫化物组成。
（3）地核位于地幔以下，其半径约为3500 km ，是地球的核心部分。
物质成分以铁为主，以铁镍合金的方式存在。
靠近地幔的外核主要呈现液态状态，而内核则由于极高压的原因呈现结晶的固体状态，且刚性很高。
八年级册地理第二章知识点
八年级册地理第二章知识点地理学是一门研究地球及其各种自然现象和人文现象的学科。
八年级册地理第二章主要介绍了地球的形态和构造、地球上的水资源、气候和天气等内容。
本文将详细介绍八年级册地理第二章的知识点。
一、地球的形态和构造地球是由固体岩石地壳、流动性的地幔以及金属铁质核心所组成，地球的形状是不规则的，从形状上看，地球是一个近似于椭球体的球体。
地球表面特征丰富多样，有大洋、陆地、山脉、平原、河流、湖泊等多种不同的地貌形态。
二、地球上的水资源地球上的水包括海洋、河流、湖泊、地下水等形式，水的分布极不均匀。
在地球的水资源中，只有约3%的是淡水，且大部分淡水被冰雪所占据，人们使用的淡水仅占淡水总量的一小部分，具有较高的利用价值。
三、气候和天气气候和天气是地理学领域中极为重要的概念。
气候是指在一定区域内长时间的大气状态和特征，代表了一个地域的典型天气状况。
天气是指短时间内大气状况的变化和表现，指的是当地的天气状态。
四、地球的自转和公转地球的自转是指地球绕自身的轴线进行旋转，每天自西向东旋转一圈。
地球的公转是指地球绕太阳运动，对太阳的公转周期为一年，形成了昼夜交替和季节变化。
五、地球上的大陆和海洋地球的表面由陆地和海洋所组成。
陆地形成于34亿年前，在此之前，地球表面是一片岩浆、熔岩的滚烫湖泊。
海洋形成于20亿年前，由于地球物理和气候条件的变化，形成了当今世界的五大洋和众多海湾和海峡。
六、地球的层次结构地球的物质结构按密度分为地壳、上地幔、下地幔、外核和内核5层，并按其物理性质分别为固体岩石地壳、流动性的地幔、液态铁质外核和固态铁质内核。
七、地球上的自然灾害自然灾害是指由自然环境所产生的一些具有破坏性的事件，包括飓风、地震、火山爆发、洪水、干旱等。
自然灾害造成的损失极大，人们必须研究它们的成因，采取适当的预防措施。
八、地球上的资源地球上的资源丰富多彩，包括矿产、能源、水资源、土地资源等。
地球资源的利用和管理时刻都在人们的思考之中，必须合理开发和利用这些资源，才能保证人类的可持续发展。
普通地质学(第二章)
赤道半径：6378.140km 极半径：6356.779km
地球表面积：5亿1千万 km2 地球体积： 1.08*1012km3
扁率：1/298.25 （长短半 径之差与长半径之比）
2020/3/7 教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸.所
▪ 固体潮、地球能传播地震波(弹性波) ，说明地球具有弹性
▪ 地震波分为：纵波、横波以及面波。纵波和横波在地内传播，所以它 们也被称为体波。
▪ 利用纵波和横波在地内传播速度的变化可以确定地内物质状 态。
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
C
地球
B
A
D
海洋潮汐：日—月引力的结果 固体潮： 同样的原因作用于固 体地球的结果
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
物探中的重力勘探就是通过寻找地壳中局部重力异常 区的方法来找矿，并可帮助查明地下的地质构造；这种 方法在覆盖区是一种行之有效的方法。
教育部高校特色专业建设项目(TS11624)
（四）温度
1）地壳浅部温度变化
（1）变温层：自地表向下约30米， 0Km 受太阳辐射热的影响。
重力异常
➢重力异常有正异常和负异常之分: ✓正异常:实测值大于理论值者(如铁、铜、铅、锌等 金属矿和基性岩组成的地区).
✓负异常:实测值小于理论值者.(如石油、煤、盐、地 下水等非金属矿床组成的地区)。 ✓在埋藏有密度较小物质（如石油、煤、盐等非金属 矿产）的地区，常显示负异常；而埋藏有密度大物质 （如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正 异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异 常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿 产，这就是地质勘查中常用的重力探勘方法。
普通地质学第二章 地球
自学） 三 密度与压力（自学） （一）密度
平均密度： 平均密度：5.516g/cm3 据布伦的研究：地壳表层的密度： 据布伦的研究：地壳表层的密度：2.7g/cm3 地内33km处：3.32g/cm3 ；2885公里处： 公里处： 地内 处 公里处 陡增至9.98g/cm3 自5.56陡增至 陡增至 6371公里处：12.51g/cm3 公里处： 公里处
（二）压力（自学） 压力（自学）
地球内部的压力是指不同深度处单 位面积上的压力，实质上是压强， 位面积上的压力，实质上是压强，地内 压力随深度而增大： 压力随深度而增大：
地下10km处：压力约为 ×103atm,约304kpa 处 压力约为3× 地下 约 莫 霍 面 （ 33km 处 ） ： 约 为 10×103atm 约 × 1200Mpa 古登堡面（ 约为150×103atm ， 古登堡面 （ 2885km处 ） ： 约为 处 × 13.52万兆帕 万兆帕 地心压力： 地心压力：36.17万兆帕 压力 万兆帕 （1大气压＝101.3kpa） 大气压＝ ） 大气压
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五 地球的磁性 (一) 地磁场和地磁要素 一 （2）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。通常以磁 ）磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角。 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为0 场强度矢量指向下为正值，指向上为负值，在赤道为 0。由磁 赤道到磁北极磁倾角由0 北极磁倾角由 赤道到磁北极磁倾角由 0变900。 （3）磁场强度（磁感应强度）：是指磁场强度矢量的绝对值， ）磁场强度（磁感应强度） 是指磁场强度矢量的绝对值， 地球平均为50µt（微特斯拉），在赤道附近最小，为30µt 。 地球平均为 （微特斯拉） 在赤道附近最小，
地球具弹塑性是地内物质能发生变形运动和移位的重要原21第三节地球的结构大量资料充分证明地球不是一个均质体它具有明显的圈层结构而且各圈层之间的物理化学性质和物质运动状态的差异较大
第2讲地球的基本知识
一、地球的基本特征 二、地球的圈层结构 三、地球的物质组成 四、地球的地质作用
一、地球的基本特征
形态特点：形状、大小、质量、 形态特点：形状、大小、质量、密度等 物理性质：重力、地热、地电、 物理性质：重力、地热、地电、地磁等
地球是太阳系从内到外的第三颗行星，是太阳系最大的类地行星。 地球是太阳系从内到外的第三颗行星，是太阳系最大的类地行星。 类地行星
二、地球的圈层结构
外部圈层： 外部圈层：
1）大气圈（atmosphere) ）大气圈（ 2）水 圈(hydrosphre) ） 3）生物圈(biosphere) ）生物圈
内部圈层： 内部圈层：
1）地壳 ）地壳(Earth’s crust) 2）地幔(Earth’s mantle) ）地幔 3）地核(Earth’s core) ）地核
1. 大气圈
无明显上界，下界到地下 无明显上界，下界到地下3km。 。 N2 78%，O2 21%，Ar 0.93%，CO2 0.03% ， ， ， 1）对流层（troposphere)：10~12km，赤道 ）对流层（ ： ，赤道17km，两极 ，两极9km， ， 大气降温率-0.6℃/100m，有水平运动和垂直运动。 大气降温率 ℃ ，有水平运动和垂直运动。 2）平流层(stratosphere)：10~52km，其中12~55km处为臭氧层 2）平流层(stratosphere)：10~52km，其中12~55km处为臭氧层 （ozone layer，吸收紫外线辐射，保护地球上的生物）。 ，吸收紫外线辐射，保护地球上的生物）。 3）中间层(mesosphere)：52~80km，空气稀薄。 ）中间层 ： ，空气稀薄。 4）热离子层(thermosphere)：80~800km，吸收太阳紫外辐射热， ）热离子层 ： ，吸收太阳紫外辐射热， 白天温度高达1700℃。 白天温度高达 ℃ 5）外大气层(outer atmosphere)：>800km，向行星际空间过渡 ）外大气层 ： ，
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第二章 地球的物理性质和圈层构造
地球的大小与形状
6.22中午埃 及塞恩城
亚历山大 里亚城
800km
南极表面比基面凹进24米，而北极的海面比 基面高出18米。赤道到南纬 60°之间比基面 略高；而赤道到北纬45°之间比基面略低。 因此地球的真正形状近似“梨形”。
古希腊的厄拉多塞首先用较 为科学的方法测得了地球的 大小 地球的周长约为40，000千米，地球的半径为6400千米
现代地磁场
地磁北极：北纬78.2,
西经102.9 (1980) 地磁南极：南纬65.5, 东经139.4
平均地磁场强度： 磁极磁场强度：60 赤道磁场强度：
地理北极点
磁北极
地 理 轴 与 地 磁 轴 并 不 一 致
11.5度 地理赤道 地磁赤道
磁南极
地 幔 Mantle
厚2850km左右，平均密度4.5g/cm3，质量4030×1024g，占地 球质量的67.6%，体积的83.4%。 据地震波，以650km深处为界，可将地幔分为上地幔和下地 幔。上地幔的平均密度为3.5g/cm3，这一密度值与石陨石相 当，可能具有与石陨石类似的物质成分。按地热梯度计算， 上地幔正常温度为500-1000℃以上，洋中脊最高温度可达 1500-1600℃以上。由于上地幔温度较高，且各处重力差异 明显，因此上地幔被视为地球深部的不稳定地带，是产生岩 浆活动和构造运动的根源。 下地幔中物质结构变化很小，平均密度为5.1g/cm3，主要化 学成份是MgO和SiO2，其次 CaO和Al2O3。与上地幔相比， 下地幔物质化学成分的变化主要表现为含铁量的相对增加。
第一个称量地球的人—卡文迪什
英国人卡文迪什(1731—1810)是有 史以来最伟大的实验科学家之一。 他在力学、热学、电学、化学等领 域都有划时代的贡献。 1798年,卡文迪什就用自己设计的扭 秤，推算出了地球密度是水密度的 5.481倍(现在的数值为5.517)，并计 算出了地球的引力常数，然后用牛 顿定律求出地球质量。后人称他是 “第一个称量地球的人”。 地球的质量为5.9472×1024t 地球平均密度为5.516g/cm3
地壳密度
1 MPa=109N/m2
地球内部的主要物理性质—重力
任一物体受地球吸引力和地球自转而产生的离 心力。离心力相对吸引力是非常微弱的，最大 不超过引力的1/288。 重力方向指向地心,随深度而增加 古登堡面（2891km）达极大值：1068cm/s2 赤道处重力值978.0318Gal(伽） 两极：983.2177Gal
大地热流
地球内部积聚了大量的能量,并从内部向外部传递, 这就 是大地热流. 单位：cal/cm2s. 全球热流平均值：1.4-1.5 cal/cm2s 大陆平原区：0.9-1.2 cal/cm2s 大陆山区:：2-4 cal/cm2s 大洋中脊：>2 cal/cm2s，可达8 cal/cm2s 地热梯度：℃/100m；or ℃/1000m 大陆地区：2-5 ℃/100m；平均3 ℃/100m
陆地面积1.49×108
km2 占地球面积29.2% 海洋面积3.61×108 km2 占地球面积70.8% 最高山峰----珠穆朗玛峰 8848.13 m 最深海沟----西太平洋的马里亚纳海沟 11034 m 陆地的平均高度 875 m 海洋的平均深度 3729 m
地球圈层结构
地球参数
赤道半径 两极半径 平均半径 扁率 赤道周长 子午线周长 表面积 体积 质量 密度
6378.137 km 6356.752 km 6371.012 km 1/298.257 40075.7 km 40008.08 km 5.101×108 km2 10832×108 km3 5.9472×1024 kg 5.516 g/cm3
a
b
奥尔德姆绘制的P波和S波走时曲线(a)和简单的穿过两层 地球模型的波的路径(b)（据奥尔德姆1906年著作）
地球圈层构造可以通过地球物理方法验证
莫霍面
古登堡面
莫霍面
莫霍面 ---- 地壳与地幔分界面 古登堡面 ---- 地幔与地核的分界面
地核 Core
地核的体积占地球总地积的16.2％，质量却占 地球总质量的3l.3％，地核的密度达9.98-12.5 g/cm3。 地核进一步分为三层：外核（深度28854170km）、过渡层（4170-5155km）和内核 （5155km至地心）。 地核的密度与铁陨石的较接近，表明地核可能 主要是铁、镍、硅合金组成。
地理南极点
地磁场要素 --- 磁偏角
磁偏角：地球上任一点的地理北方向与地磁北方向的夹角
地理北极点 磁北极
磁偏角
磁南
正南
磁偏角东偏 正北
磁 子 午 线
磁偏角西偏 磁北 正北 测线 A
A磁
磁北 A
A磁
测线
地 理 子 午 线
地 理 子 午 线
磁 子 午 线
A = A磁 +
A = A磁 -
顺磁性 磁化率>0
铁磁性 磁化率可变
常见矿物的磁化率
磁性类型 逆 磁 性 矿物 方解石 方铅矿 金 石英 角闪石 黑云母 石榴子石 顺 磁 性 菱铁矿 硫锰矿 K(Mg,Fe)3(Al, Fe)Si3O10(OH)2 A3B2（SiO4）3 A=Ca, Mg, Fe+2, Mn+2 B=Al, Fe+3, Mn+3, Cr FeCO3 MnS 98×10+6 65×10+6 饱和磁化强度 emu/g 218 161.8 54.4 110 201 232 CaCO3 PbS Au SiO2 晶体化学式 磁化率(emu/g) -0.5×10-6 -0.34×10-6 -0.14×10-6 -0.5×10-6 13-75×10+6 53-78×10+6 31-159×10+6
G=987.0318(1+0.0053024Sin20000059Sin22
重力异常
地球表面起伏、内部物质密度分布极不
均匀，结构上的差异，使实测重力值与 理论重力值有明显的偏离---重力异常 重力偏大----正异常----物质密度偏大 重力偏小----负异常----物质密度偏小
地球的压力
地球的压力与重力有关. 地表到地下24km内,压力从1×105Pa→106Pa 670km处, 压力增大到24×109Pa 2891km处,压力增大到136×109Pa 6371km处,压力增大到364×109Pa
地球内部的主要物理性质—压力
地内压力随深度连续而逐渐地增加。
2.75g/cm3，深度每增加1km， 压力将增加约 27.5 MPa 莫霍面处约 1,200 MPa 古登堡面处约 135,200 MPa 地心处达 361,700 MPa
1997年磁偏角值
我国东部地区磁偏角为西偏
杭州地区磁偏角为西偏 4°35´左右 南京地区磁偏角为西偏 4°59´ 玉门（酒泉西北）磁偏角为东偏 0°01´ 乌鲁木齐磁偏角为东偏 3°05´
甘肃酒泉以西地区为东偏
凡数据偏东者每年增加1 ´，偏西者每年减少1´
X（正北） H(磁子午线） I Y(正东)
地 壳 Crust
平均厚度约16km，约占地球半径的1/400，体积只有地球的0.3%。 地壳可分为洋壳和陆壳。陆壳的厚度较大，平均厚度约35km，在某 些高山地区可厚达70km，在较薄的地方有时仅25km左右。 陆壳由上向下又可分为上地壳和下地壳： 上地壳主要由硅（73%）和铝（13%）等组成，因此被称为硅铝 层，密度2.7 g/cm3。该层物质的平均化学成分十分接近花岗岩，故又 称为花岗（质）层。这一层并不连续，只有大陆才有。 下地壳的主要由硅（49%）、镁和铁（18%）、铝（16%）等组 成，因此被称为硅镁层，总体平均成分与玄武质岩石相当，故又称 为玄武岩（质）层，密度3.1g/cm3。 洋壳较薄，平均7km。主要是硅镁层，主要由玄武岩层构成。
D O
T
Z
磁 是一个矢量
地磁场要素 --- 磁倾角
磁倾角 I 地磁场方 向与水平面的交角 地理纬度与磁倾角 Ｉ有如下的数学关系 tg I = 2 tg 磁倾角有正负之分： 磁场方向指向下为正 磁场方向指向上为负 赤道上为0, 北极为+90 南极为-90度
岩石的磁性
岩石的磁性记录了地球磁场变化的信
地球内部的主要壳层
名
地壳 上地幔： 非地壳的岩石 圈 软流圈 下地幔 过渡层 外地核 内地核 150～670 670～2780 2780～2885 2885～5155 5155～6371
称
深度范围 /千米
5～11(大洋) 0～40(大陆) 莫霍面到150千米
物理状态
固态 固态 固态 固态(上部接近熔 融) 固态 固态(较低的速度) 液态 固态
大陆和大洋地壳剖面
图中数字为地震纵波速度（km/s） 重力均衡: 某地岩块较高, 根在地下越深
岩石圈和软流圈
在上地幔的顶部和 地壳，距地表70-100 km，由固体岩石组成， 称岩石圈。
早在1926年，地震学家古登堡 目前地学研究的主要是岩石圈。 发现在坚硬的岩石圈下边存在 着一个低速带，这个低速带 相当于软流圈，深度大约在100-250公里。实际 上，软流圈并不软。从计算和模拟实验表明，在软 流圈中，只有大约0.5%的局部地区发生了熔化。 但是，因为岩石圈刚性较大，相比之下，软流圈就 多少带有一点塑性和流动性。 岩石圈板块就“漂浮”在软流圈上运动。
息，也反映了地下结构与矿产的分布。 岩石的磁性是最复杂的物理性质之一， 它与物质的电子结构特点有关. 岩石磁性和组成岩石的矿物的结晶化学 有关。