第一章 地球与海洋

第一章地球与海洋

§1—1 地球的基础知识

一、地球的宇宙环境

宇宙：宇宙是由各种形态的天体和电磁波等物质组成的

宇宙范围：半径约150亿光年

宇宙中的星系：约有10亿个星系

小星系有几万颗恒星，大星系有上千亿颗恒星

太阳所在的星系叫做银河系

天体系统：天体常常聚集成一个个天体群或集团，通称为天体系统。

天体系统的级别：地球与月球、人造卫星等组成较低级的地-月系统

太阳与地球及其他行星组成较高一级的太阳系

太阳的质量占太阳系总质量的99.8%

太阳周围的星体：八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星），50颗卫星，2000多颗小行星以及600多颗彗星

类地行星：水星、金星、地球和火星。体积较小、密度较大、卫星较少，表层为固体，重元素较多

类木行星：木星、土星、天王星和海王星。体积大、密度小、卫星较多，无固体表面，轻元素较多。

太阳系的范围：太阳系以冥王星轨道为边界，直径为118×108km，太阳发出的光需要5.5小时才能穿出太阳系。

地球自转：地球绕通过地心的地轴的旋转称为自转，地球自转会产生天体的周日视运动，产生地转偏向力或科氏力。

地球公转：a. 地球环绕地球与太阳公共质心的运动

b. 地球环绕地月公共质心的运动

二、地球的形状和大小

1．地球的形状

地球是个旋转椭球体，赤道半径较长，两极半径较短

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

地球赤道处是一个椭圆，长轴比短轴约长430m, 长轴指向西径200、东径1600。

北半球较细、较长，南半球较粗、较短。是一个不规则的扁球体

地球的南北半径并不互相对称，地球的几何中心也并不在赤道平面上

北极比椭球面高出14m,南极比椭球面凹进24m

赤道至45°N间向内凹进，

赤道至60°S间向外凸出

2．地球的大小

赤道半径a为6378.160km;

极半径b为 6356.755km;

地球扁平率a b

a

为 0.0033529 ;

赤道周长为40075.24km;

子午线周长为40008.08km;

表面面积为510 070 100平方公

里(约五亿平方公里);

地球体积:1 083 l57 900 000立

方公里(约一万亿立方公里)。

三、地球的外部圈层

1.大气圈

包围着地球的气体，厚度有几万千米，总质量约5 136×lO8t。

大气圈无明确的上界。大气有明显的可压缩性

2.水圈

水圈是地球表层的水体，占地球总质量的0.024%。陆上江河湖沼的水直接、或通过水汽、或通过地下水与海洋相通。所以地球上的水体构成了包围地球的完整圈层——水圈。

3.生物圈

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。

磁层和大气层将对生命有害的高能辐射和带电离子阻挡或吸

收。

磁层：

太阳风是从太阳向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分是电离氢和电离氦。

因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。

尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。

在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、慧星状的地球磁场区域，这就是磁层。

极光现象：

地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

四、地球的内部结构

1.地核

a.内核固体；

b. 外核液态；

地球上层较重的铁、镍等物质逐

渐熔融，并渗过硅酸盐物质向地心流

动而形成地核

2.地幔

地内深处较轻的硅酸盐物质也相

继熔融浮到地球上部，形成地幔

上地幔上地幔由橄揽岩层组

．．．．．．．．．

成．

下地幔是由金属硫化物、氧化

．．．．．．．．．．

物组成的铬、铁、镍层

．．．．．．．．．．

地热来源：地球内部放射性的物质衰变所产生的巨大热量对地球的形成与演化有重大意义。

上下地幔均能传播地震纵波和横波，所以为固态物质层

3.地壳

大陆地壳:最轻的硅铝质岩浆升

到地球最上层，构成花岗岩地壳

大洋地壳:较轻的硅镁质岩浆上

移至地壳下层凝结，构成玄武岩地壳

地球历史:从地球的地壳形成时

算起，地球已有

．．．．．

．．．．年的历史了

．．．．四十六亿

4.划分依据（地震波传播速度不

连续，突然急剧减少）

第一个不连续界面

．．．．．．．．（．莫霍面）：

深度不一致，在大陆区较深，可

达90余公里以上。在大洋区较浅，

甚至不到5km，简称莫霍面。莫霍面

以上一般称为地壳，以下为地幔．．．．．．．．．．．．．．。

第二个不连续界面

．．．．．．．．（．古腾堡面）

深度在2898km处，简称古腾堡面，这个界面是地幔与地核的

．．．．．．．

分界面。

．．．．

五、地球的起源与地质时代

1.地球的起源

a.约在50～60亿年前,存在一个巨大的气体尘埃星云，叫做太阳

云

b.太阳云不稳定地自转, 在自身引力作用下进行收缩，使大量物

质聚集于中心部分(图A)

c.体积缩小导致自转速度加快，离心力随之加大，太阳云逐渐变

成圆盘状

d.太阳云在收缩过程中，密度、压力加大，导致温度急剧上升，

产生氢聚变为氦的核反应。产生了光芒四射的原始太阳(图B)

e.原始太阳抛出的物质参加到围绕它旋转的圆盘中去。

f.尘埃物质作为气体凝聚的核集结成一个个大小团块，并沿赤道

下沉，形成一圈一圈有规律间隔的尘环。

g.环内物质在不均匀引力作用下，大质点吸引小质点，逐渐聚结

成为行星胚胎(图1—4C)，最终形成行星。

图1—4 太阳系形成示意图

2.地球的地质年代

根据岩石中存在的微量放射性元素蜕变规律测定出岩石生成的绝对年龄

寒武纪5亿年前

志留纪4亿年前

泥盆纪 3.5亿年前

石炭纪3亿年前

三迭纪2亿年前

侏罗纪 1.5亿年前

白恶纪0.7亿年前

第三纪600万年前

古新世距今6500—7000万年

始新世6000 万年前

渐新世3800 万年前