第二章 地球的基本特征

地球的形状呈梨形,其实地球确切 地说，是个三轴椭球体。地球的平 均半径为6371千米。
二、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。 海洋面积占70.8% 陆地面积占29.2%
平均深度：3729m 海洋：
平均高度：875m 陆地：
最深11034m（马里 最高：8844.43m 亚纳海沟） （珠穆朗玛） 两者相差近20km
（一）陆地地形特征
按照高程和起伏特征，陆地地形可分为山 地、丘陵、平原、高原和盆地等类型。
1、山地— 海拔500m以上，切割度大于200m
天山
昆仑山
2、丘陵—海拔低于 500m，相对高差小于 200m
3、平原—海拔＜ 200m的广阔而平 坦的地区
4.高原——高原是海拔高程在600m以上、面积较 大、顶面较为平坦或略有起伏的地区。
大洋中脊在各大洋中均有分布，且互相连接， 全长近65000km，堪称全球规模最大的“山系” 。 大洋中脊轴部常有一条纵向延伸的裂隙状深谷， 称中央裂谷。
3.大洋盆地（oceanic basin）大洋盆地是介
于大陆边缘与大洋中脊之间的较平坦地带。大洋 盆地主要可分为深海丘陵和深海平原两类次级地 形。 大洋盆地中常可见规模不大、地势比较突出的孤 立高地，称为海山。 有些海山呈链状分布，延伸可达上千公里，称为 海岭。 海山顶部如露出海面以上即成为大洋中的岛屿。
地 核
过渡层 内核
大陆地壳和大洋地壳的主要区别：
* 物质成分差异 * 地壳结构差异 * 形成年代差异 * 地壳厚度差异
第三节 地壳均衡现象
地表有高山和深渊、大陆和海洋 并存的现象，反映了地壳结构有所不 同。 1855 年 前 后 英 国 人 普 拉 特 和 艾利分别提出两种不同的均衡作用模 式。
（二）重力
地面重力随纬度增加而增加，随海拔高度增 加而减少，两极重力最大。
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，称为重力异常。
正异常——实测重力值大于理论值，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，
生长三要素：空气、阳光、水
微生物是地质作用的重要因素。
二、 地球内圈的特征
8种主要元素占地球总量的98%以上。
组成地球的8种主要化学元素及其百分比含量
元素 氧O 铁Fe 镁Mg 硅Si 硫S 镍Ni 钙Ca 铝Al
1.64 1.32
百分比30.25 29.76 15.69 14.72 4.17 1.65
第二章 地球的基本特征
第一节 地球概况
一、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。
赤道半径a=6378.137KM 两极半径c=6356.752KM 平均半径R=6371.004KM 长短半径差a-c=21.385KM 扁平δ=（a-c）/a =1/298.257 表面积S=4πr2=510064472KM2 体积V=4πr2/3=10832亿KM3
下地幔 外核
地震波速平缓增加，密度为5.1g/cm3，化学成分与上地幔相似，铁的含量增 加。 2900km 古登堡面
平均密度10.5g/cm3，地震纵波速度急剧降低横波消失，推测为液态， 温度约 3000℃，压力大于3×1011Pa4642km
纵波速度加快，推测其物质从液态过渡到固态5157km 纵波突然加速，并出现由纵波转换成横波，表明物质为固态，平均密度 12.9g/cm，与陨石相似推测内核物质主要成分为铁、镍，故称为铁镍核。
3．内热层(增温层)---热能来自地球内部，即放射性 元素衰变产生的热能。
地热异常区(温泉、火山) →热水、发电、医疗。
地 球 的 温 度
地下100km约为1300℃ 1000km约为2000℃ 2900km约为2700℃ 地心温度约为4000－6000℃
地热梯度(深度增加100m所增加的温度) 是+2.5°/100m。 地温极(地热增温级)，增加1度所需的米 (深度40m)。
地壳
岩 石 圈
地 幔
上 地 幔
共同特征：为 超铁镁质岩石。 软 地震横波传播速度明显降低，<10%的岩石处于熔融 平均密度： 流 状态，其强度降低、塑性增加，物质发生蠕变，并缓慢流动。 3.5g/cm3 圈 是岩浆的发源地，也是构造运动的动力源。250km 地震波速迅速增加，物质密度增大由3.64g/cm3增至 4.64g/cm3。 650km
三、地球的物理性质
（一）密度和压力
地球质量5.976×1027g，地球平均密度5.52g/cm3。 按实际测得地表岩石的平均密度2.7，地表水的 密度为1，故推测地球内部物质的密度较大。地 心最大达13。地球内部的压力主要是静压力，是 由上覆地球物质的重量所产生的压力。
↓
地球内部的密度随着深度的增加而逐 渐增加。 同时，深度越大，压力越大。
层圈名称
特征 1.是由岩石组成的地球外壳。上部花岗质层（硅铝层）平均密度为 2.7g/cm3，下部玄武质层（硅镁层）平均密度为3.3g/cm3。 2.大陆地壳平均厚33km（最厚>70km），广泛分布有沉积岩、岩浆岩、变 质岩，最老的岩石年龄为38亿年，具有硅铝层和硅镁层 大洋地壳平均厚8km（最薄<3km），主要为玄武岩类及现代沉积物，只有 硅镁层没有硅铝层。 3.是所有地质作用的场所，也是目前地质学研究的主要对象。 莫霍面 为坚硬岩石，与地壳共同构成地球外表。60km±
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。
（三）地磁
地球是一个球形磁铁，磁力线在地球周围 分布，形成一个偶极地磁场。
地磁场的南北两极与地理南北两极
不重合，地磁极位置也在不断变化。地
磁轴与地理轴(地球自转轴)不相重合， 两者交角目前约11.5°。
据物探资料推测(地震波、重力)。地球内部有
两个最明显的地震波速度变化界面，称为不连续
面。
莫霍面、古滕堡面、康拉德面（据此划分地壳、 地慢、地核）
1.莫霍面——位于地表以下数公里－40km±。大洋浅（平 均8km）、大陆深（平均33km）。 是由南斯拉夫学者莫霍洛维奇（Mohorovicic）于1909年 首先发现的，因此被称为莫霍洛维奇面，简称莫霍面。莫霍 面之上为地壳、之下为地幔。 2.古登堡面——位于地下2900km深度。横波到这一界 面就消失了。以最早（1914年）研究这一界面的美国地 球物理学家古登堡的名字命名。 古登堡面之上为地幔，之下为地核。 3.康拉德面——位于地壳内部。表现为纵波速度由 6km/s突变为6.6km/s。由此而推断地壳分为密度不同 的上、下两层，上层为花岗岩层（硅铝层），下层为玄 武岩层（硅镁层）。
5.盆地——四周为山地或高原、中央低平的地区 称盆地。
6.洼地——高程在海平面以下的低洼区。吐鲁番 盆地中的艾丁湖。
五种基本的地形
山地 盆地
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丘陵
高原
平原
（二）海底地形特征
根据海底地形的总体特征，海底大致可分为大 陆边缘、大洋盆地和大洋中脊。
1.大陆边缘（continental margin）
大陆边缘是大陆与大洋盆地之间的过渡地 带。由海岸向深海方向，大陆边缘常包括大陆 架、大陆坡和大陆基。有时在大陆边缘则出现 岛弧与海沟地形。
第二节 地球的结构
地球不是均质体，具圈层 结构。以地表为界分内圈和外 圈。
一、地球外部圈层的特征
1、大气圈：是地球的最外圈，
由空气、水气和尘埃组成，对地表气 候分带和生命活动起着很大的作用。
（1 ）根据气温的垂直变化和密度状 况，把大气圈自下而上分为五层： A．对流层：越高越冷 B．平流层：自对流层顶到50km高 C．往上还有：中间层、暖层、散逸 层。
2、水圈：地球表面上的海洋、河流、湖
泊、冰川以及地下水等可看成是一个包围地 球的连续水层，称为水圈。
水循环——海陆水分之间的交换。
水以各种方式对地面（或地下）岩石进 行破坏、改造，并把破坏的物质带到另一些 地方堆积下来，形成削高补低结果。
3、生物圈 地球表层生命物质组成的
一个封闭的圈层。包括植物、动物、 微生物。
地磁子午线与地理子午线(经线)之间也
就有交角，这个交角叫磁偏角。
罗盘指针是地磁南北，指北针偏在经线 东边叫做东偏角，符号为正；偏在经线西边 叫西偏角，符号为负。用罗盘测方向时应加 以校正才能得到地理方向。
磁针的空间位置与水平面之间夹角叫磁倾 角。磁针与磁力线重合，赤道水平，两极直 立。我国地处北半球，南翘北倾，故南针绕 有铜丝。使磁针偏和倾的磁力大小的绝对值 叫磁场强度。
（2）根据大气成分把大气圈分为均匀层 (低层大气)和非均匀层(高层大气)。
A．在100km以下是低层大气，大气由 18种气体混合组成，分布均匀，故叫均匀层。 主要成分N2、O2，次要成分对地质作用意义 较大的有CO2、O3、H2O 。
B. 100公里以上为高层大气，分O2、 N2、H2三层，不均匀。
（2）大陆坡（continental slope） 是大 陆架外侧坡度明显变陡的部分。其平均坡度为 4.3°，最大坡度可达20°以上；
（3）大陆基（continentalrise） 是大陆坡与
大洋盆地之间的缓倾斜坡地。坡度通常为5′～ 35′ 大陆基主要分布于大西洋和印度洋边缘，在海沟 发育的太平洋边缘不发育。
陆地向海洋自 然延伸的部分， 坡度缓，水深 在200米以内
大陆架向外倾斜的陡坡，水 深急剧增至数千米
大 脊 中洋
大洋中新海底诞生的地 方，火山活动较强烈
海洋底部最深的地方。
（1）大陆架（continental shelf） 是海与陆地接壤的浅海平台，其范 围是由海岸线向外海延伸至海底坡度显著增 大的转折处。大陆架部分的海底坡度平缓， 一般小于0.3°，平均约0.1°。
（五）放射性
在地表的岩石、水、大气、生物中都有放射性 元素存在，但主要集中在地球上部特别是酸性岩 浆岩中。238U、235U、232Th、40K、87Rb。 放射性的主要表现是放出热量，是地热的主要 来源之一(能源)。
放射性物探、放射性检测---环保。
（六）地热
地内温度分布状况可分为三个层：
1．外热层(变温层)---地球表层，温度来自太阳热。 2．常温层(恒温层)---内、外热层的分界面，相当于 年平均温度。
1．普拉特模式：地壳下面存在一个 均衡面，均衡面以下的物质密度是 均一的，均衡面以上的物质密度不 均一。为了保持均衡面上物质的均 衡，密度小的地方地势高，密度大 的地方地势低。
2．艾利模式：艾利认为地下没有哪一种 岩石能够承受得起高山这样的重量，高山
之下的岩石势必被压碎而侧向迁移，高山
底部同时应往下沉。 所以，艾利认为地壳
当把地磁场近似地看成是均匀磁化球体产生的磁 场，这种磁场叫正常磁场。
磁异常：①正磁异常——实测磁场大于正常 磁场 → 磁性岩体和矿体（如磁铁矿、镍矿、 超基性岩、高磁性物质）；②负磁异常—— 实测磁场小于正常磁场 → 低磁性或反磁性 矿物和岩石（如金、铜、盐、石油、花岗 岩）。
（四）地电
大地电流的平均密度约为2A/km2 ， 发 电厂是以大地作为回路的。 电导率随深度增加而增加 电暴 地电异 电法勘探
（4）海沟（trench）与岛弧（islandarc）
海沟是大洋边缘的巨型带状深渊，其长度常达 1000km以上，宽度近100km。 深度多在6000m以上。海沟常与 岛弧平行伴生。
岛弧是大洋边缘延伸距离很长、呈弧形展布的岛 群
2.大洋中脊（mid－oceanicridge）大洋中脊
是绵延在大洋中部（或内部）的巨型海底山 脉，它具有很强的构造活动性，经常发生地 震和火山活动。
（七）弹塑性
在作用速度快、持续时间短的力的条件下， 地球表现为弹性； 在作用速度慢、持续时间长的力的条件下， 地球表现为塑性。
地震波有纵波、横波两种：纵波（p波）— 传播介质质点振动方向与波传播方向相同；横波 （s波）—传播介质质点振动方向与波传播方向垂 直，速度慢，只能在固体中传播。
地震波在不同密 度和刚性程度的介 质中传播的速度不 一致；在地下压力 很高的情况下，固 体物质密度大，波 速快；遇到不同物 理性状介质的界面 时，发生折射与反 射；在液体介质横 波不能通过，纵波 减速。人工地震--地震勘探法。