地球科学概论教案

地球的形状与大小，地球表面形态，陆地地形，海底地形。
课堂讨论题：为什么说宇宙是人类独一无二的家园？ 思考题：
1、如何理解宇宙的内涵？如何理解宇宙无限还是有限？ 2、地球表面地形分布有何特点？
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● 第 11 周（6 学时），第二章＋第三章第一节 教学片：地球发展史，中国：石灰岩与桂林山水
三、陆地水—与人类生活息息相关
1、地面流水（水源、分类、运动方式）
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2、地下水：术语 空隙（孔隙、裂隙、溶隙）与空隙率；透水性与渗透率；透水层与含水层、 隔水层；
分类 按存在方式：吸着水、薄膜水、毛细水、重力水； 按运动特征和埋藏条件：包气带水、潜水、承压水。
3、湖泊——陆地上较大的集中洼地 泄水湖与不泄水湖、 淡水湖（<0.3‰）与半咸水湖和咸水湖（>24.7‰）-（与海水标准盐度 35‰）对比。 4、沼泽——陆地上潮湿积水、喜湿植物生长（并有泥炭堆积）的地方 5、冰川——由冰雪形成的、并能运动的冰体-集中全球 85%的淡水;
一、制约因素
社会（经济、军事）需求，技术进步，学科发展。
二、研究意义
寻找、开发和利用自然资源，预报和减轻自然灾害，保护和改善自然环境，认识地球形成、演 变规律
三、发展趋势
沿广度和深度，由资源时代进入环境时代；社会功能由“资源型”到“社会型”。
思考题： 1、 地球科学的研究对象、研究内容、研究方法。 2、 如何理解地球科学与人类社会发展的关系。
第一节 大气圈
大气圈是地球表面和生命的盾牌；大气的物质以 N 和 O 为主；具有成层结构；对流层的大气运动 产生复杂的天气现象；大气层正在受到人类活动的破坏
一、大气圈的物质组成
古人对“气”的理解；文艺复兴时代，达 芬奇已有了空气与真空的概念，18 世纪 70 年代 N 和 O
相继发现，拉瓦锡确认空气是由 N 气和 O 气的混合物；
思考题 1 地球外部圈层的划分，各圈层的简要特点？ 2 大气运动的动力与大气环流模式 3 地下水的分类及其特点？ 4 水圈的循环过程？ 5 生物圈的分布与演化
本单元作业：
阐述地球外部圈层与人类生存之间的相互作用关系
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● 第 13 周（4 学时），第三章 教学片：地球发展史，地球险境
第二节 地壳的物质组成—矿物和岩石
地壳主要由富铝硅酸盐岩石组成；岩石是矿物的集合体，矿物是天然产出的元素或化合物。 一 元素在地壳中的分布
根据宇宙始于大爆炸的设想，所有物质是从基本粒子聚变为氢，然后四个氢合成一个氦（热核聚变）， 氦进一步再合成其它元素。
克拉克值——化学元素在地壳中的平均质量百分比，某一地区的克拉克值又称为该元素的丰度值。 美国化学家克拉克（F.W.Clarke，1947-1931）在 1989-1925 年期间，对全球性 59 个样品作了分析， 求得 50 种元素在大陆地壳 16 公里内的平均含量，后来的地球化学家又作了许多修正、补充。 ：元 素分布土、克拉克值表
一、水圈的组成
1、水的形态和分布：以液态（>97%）、气态和固态三中形式存在于大气圈、生物圈、岩石圈、海洋 和大陆表面。
2、水的类型：按天然水所处环境分为海水、陆地水和大气水（表 2-2，缺大气水，大气水 0.001%， 生物水 0.0001%）
二、海洋——水圈的主体
全球海洋格局；海水的性质（物理性质、化学性质）；海水的运动（原因与形式：波浪、潮汐、海 流、浊流）。
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第二章 地球的外部圈层
重点掌握：大气圈的结构与分层，大气运动的力，大气环流，水圈的组成，海水的运动，地面流 水的分类，地下水按运动状态和埋藏形式的分类，湖泊与沼泽的异同，大陆冰川与山岳冰川的特点， 水圈的循环，生物圈的组成，生物圈的分类。
一般了解：大气的组成，大气的热状态，层流和紊流，地下水存在的形式，大气水，生物的起源 和演化，各圈层与人类生存之间的相互作用关系。
存在于地球圈层（如地壳岩石）中的元素（绝大部分以化合物形式）随地质作用而迁移、变化， 集中或分散，当元素或化合物相对集中到能够具有经济价值并可被利用时，称为矿产。（富集倍数） 二 矿物
第三章 地球的内部圈层和地壳的组成
重点掌握：地球内部圈层划分的依据，内部圈层的划分，各圈层的主要物理状态，地壳的类型; 矿 物的概念，矿物的形态，矿物的物理性质（颜色、条痕、光泽、硬度、解理和断口等），岩石的概念， 岩石的结构与构造，岩石的成因分类，三大岩类的常见岩石。
一般了解：地幔、地核的物质组成，元素在地球和地壳中的分布，克拉克值，地壳的重力均衡和重 力异常，矿物的化学成分分类，三大类岩石在地壳中的分布。
第一节 地球的内部圈层
利用地震波可探测地球内部的圈层结构，固体地球内部分为地壳、地幔、地核三个圈层。 一 内部圈层的划分
提问：如何了解地球内部：地球物理方法、钻探、研究地壳活动（如火山）带出的深部物质 1 划分依据——地震波（前苏最深钻井科拉半岛 12.5 米；我国山东东海县深钻）——间接的 （1）面波——对固体地球表面破坏最强 （2）体波——纵波（P 波）和横波（S 波）
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地震波探测的原理：波传播速度与介质的密度和弹性性质有关，波速变化意味着介质密度和弹性 变化；P波速度高于S波，且S波不能通过液体和气体。 补充 ：陶版本 81-82 页，波振动、地球内部 传播
2 地球内部圈层的划分——密度和物性分层 两个一级波速不连续界面：莫霍面与古登堡面——分隔地壳、地幔、地核 一个明显的低速带：软流圈——分隔岩石圈
万有引力公式（向两极增大）、离心力公式（向两极趋于零）； 4 温度 地温场、常温层（外热层）、地热增温率或地温梯度、地热流密度 5 磁场 地球的偶极磁场，磁轴与地球自转轴夹角 15 度并绕地理极缓慢迁移
（1）地磁三要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度（磁感应强度） （2）地磁场的组成：基本磁场（偶极磁场）、变化磁场（非偶极）、磁异常 （3）地磁场的成因：自激发电机假说 补充 ，陶 95 页 三 物质组成和物理状态——结合 45 页表 3-1 讲解 1 主要方法和依据 2 地壳： 厚度、密度、岩石组成 3 地幔： 分层、厚度、密度、物质组成、物性 4 地核： 分层、厚度、密度、物质组成、物性
一、生物圈的分布
垂向分布-90%以上地表及 200 米空中和 200 米水深，区域（平面）分布
二、组成与分类
原核生物界、真菌界、植物界、动物界 自养生物（植物）与异养生物（动物）
三、生物的起源与演化
1、生命的起源：从化学进化到生物进化观点—无机物在特定条件下经过本身的化学作用过程变成 有机物；来自地球之外的观点
地球科学概论（A） 教案
56 学时（课堂教学 46 学时、实验 10 学时） 期末地学认识实习 2 周
ห้องสมุดไป่ตู้
****************************************** 主讲：曹代勇 教授 电话：62331409；1352166－815 E-mail：cdy@
大陆冰川与山岳冰川的特点、冰川的运动。
四、大气水—地球表面的空调
1、存在方式： 汽态，绝大部分存在于对流层中；相对湿度与绝对湿度 2、来源：地表水体的蒸发、植物叶面的蒸腾和火山活动 3 作用：温室效应
五、水圈的循环
自然循环与人为循环；大循环：海洋→大气圈→（陆地）→海洋；小循环
第三节 生物圈
生物圈是一个特殊的圈层，生命具有 38 亿年的历史，人类的出现是生物进化达到最高级阶段的 标志。生物圈是地球外部圈层相互作用的产物，反过来，它对大气圈、水圈和岩石圈表层也产生重要 的影响。
：地球内部结构图、表 二 主要物理性质——结合 46 页“地球内部物理性质图”讲解
1 密度 地壳平均密度 2.7-2.8g/cm3,< 地壳平均密度 5.516g/cm3 ； 2 压力 与上覆物质重量成正比，按静压力平衡公式计算 3 重力 地球吸引力和离心力的合力，大致指向地心，影响重力的是下伏物质质量
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● 第 10 周（4 学时），绪论＋第一章
绪论
了解：地球科学的研究对象，地球科学主要分支学科，地球科学研究对象的特点，研究方法，地 球科学的研究意义，地球科学的创立和发展，各阶段代表性人物及成就。
第一节 地球科学的研究对象和研究内容
一、地球科学——一门古老而年青、基础与应用兼备的科学
1、古代地球科学知识的萌芽与积累（17 世纪前） 《禹贡》、《山海经》《管子》春秋战国（公元前 770-221）； 14-16 世纪欧洲文艺复兴，15-16 世纪哥伦布、麦哲伦等环球航海证明地球是球形；1530-1650 哥 白尼〈天体运动〉——太阳中心说； 2、地球科学的主要学科创立与初步发展（17-19 世纪） 地质科学的创立：“火成论”与“水成论”、“均变论”与“灾变论”之争—1830 年莱依尔的〈地 质学原理〉—现实主义原则“将今论古”；18 世纪产业革命对矿产需求的增长促进地质找矿工作。 3 地球科学的革命与全面发展——固定论与活动论，地学革命三部曲
第一章 宇宙中的地球
重点掌握：宇宙的物质性和层次结构，地球表面形态，地球的公转与自转。 一般了解：地球在宇宙中的位置，银河系和太阳系。 宇宙具有层次结构（天体系统）；地球是现今已知唯一适合人类生存的星球
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第一节 对宇宙的认识
一、人类经漫长的探索证实大地是一个球体 二、从地球中心说到太阳中心说
1、 亚里士多德—托勒密（希腊，90-168）的地球中心说； 2、哥白尼太阳中心说；〈天体运行论〉1543 年出版完毕
一、研究对象的特点
空间尺度（广泛性与微观性）：108—10-8cm，宏观与微观相结合； 时间尺度（漫长性与瞬间性） 地球系统（整体性与分异性），地球系统科学 自然过程（复杂性与有序性），不可逆、模糊性、灰色系统。