地球环境及变迁-2小时

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海因里希事件
末次冰期内的气候快速波动
H.Heinrich(1988)在北大西洋(47ºN/19ºW附近)3个钻孔的深海 沉积物研究中,首先发现存在6个气候迅速变冷层。。
沉积特征:暖水型有孔虫含量减少,海水盐度降低和粗粒碳酸盐 (>150μm)碎屑快速堆积。
发生时间:末次冰期之内(90年代测得6个事件层年龄为1.43万、 2.1万、2.8万、4.1万、5.2万和6.9万年前,多数间隔在1.1万年左 右),单层形成时间仅上千年或几百年。证明冰期内也存在气候 快速波动。
软体动物 约50,000种
昆虫类 约751,000种
昆虫以外的节肢动物 约423,000种
脊椎动物
鱼类 约19,100种 两栖类 约4,200种 爬行类 约6,300种 鸟类 约9,000种 哺乳类 约4,000种
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生物绝灭类型与规模
生物绝灭(extinction):指一个物种的个体完全消 失而不留下后裔(终极绝灭)。
传统机械按键结构层图:

PCBA

开关 键
传统机械按键设计要点: 1.合理的选择按键的类型, 尽量选择平头类的按键,以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm,以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺,合理计 算累积公差,以防按键手感 不良。
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地球上的陨击坑
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月 面 陨 击 坑
不适当土地利用的严重后果:美国(30年代)、前苏联 (60年代)由于滥垦草原,引发过 “黑风暴事件”。美
3
第四纪的冰期旋回
第四纪大冰期内部存在明显的万年级冰期和间冰 期冷暖气候交替旋回(符合米兰科维奇学说)。
20世纪初期以阿尔卑斯山冰川为模式建立的4次 冰期模式,曾经获得广泛流传。但已证明由于后 期冰川作用往往刨蚀破坏前期冰川遗迹,并不能 代表第四纪完整的气候变化史。
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末次冰盛期(~21ka)与现代北半球高纬冰盖分布 5
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温室气体与全球变暖
工业革命以来,燃烧化石燃料、砍伐森林等使大量温室气 体排放到大气中,产生温室效应。
大气中CO2浓度:由1870年的280×10-6(ppm)到1958年的 315ppm(年平均增长率0.1%),再到1985年的 345ppm (年平均增长率0.3%)。
地表平均温度:过去100年上升0.5-0.7ºC,其间11个最暖 年中有7个发生在最近10年,极端天气事件(厄尔尼 诺、沙尘暴)的频率和强度都在增加。按此趋势:地 球表层将以O.3ºC/每10年速率增温,到21世纪中期将 比工业革命开始前的“自然背景温度”提高1.5-4.5ºC。
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新仙女木事件
1.3万年前末次冰期消退,气候转暖,温带动物群返回北欧和加 拿大东北部。北美大陆冰盖迅速融化,形成一个巨大的阿格兹湖, 排水通道流向墨西哥湾。
冰后期增温导致湖盆东侧的冰原破裂崩塌,大量淡水突然涌入北 大西洋。墨西哥湾却因淡水流入减少而盐度、密度显著增大,墨 西哥湾流暖水未到北部就下沉,向高纬度输送的热量减少。北大 西洋的大量淡水很快形成海上冰盖,导致重返冰期气候。
假绝灭:某个物种通过线系渐变型式由祖先种演
变为后裔种,前者虽绝灭,但物种谱系仍继续。
绝灭背景值:每百万年平均绝灭0.1~1个物种, 仅有区域或局域意义,可视为正常情况。
集群绝灭(mass extinction) :地史中的某些特殊时期,
出现许多生物门类全球性、近同时突然绝灭,物
种级绝灭率高达>90%。反映了地球表层生态环
因喜寒性 花卉植物 仙女木 (Dryas ) 重新折返, 称为新仙 女木事件。
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新仙女木事件降温幅度
总体变暖背景下 产生一系列温度 激烈震荡,降温 幅度达到5ºC±, 低温持续期延续
500~1000年。 根据格林兰冰岩 心和瑞士湖泊沉 积物中氧同位素含量对比,证明两地发生的降温事件在
时间上、幅度上都可以很好对比。
物大绝灭原因假说-
小行星撞击
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K/T
界 线 黏 土
30
K/T


铱 异 常
界 线 黏 土
利 古 比 奥
中剖
的面
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熔 长 石
冲 击 页 理
震 裂 锥
变 质 作 用


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1.什么是传统机械按键设计?
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
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全球洋流转送带模型
16
全球大洋热量传送带示意图 17
间冰期内的气候突然变化
Eemian间冰期(距今12.5万年前)的全球气温比现 在高约2ºC, 海平面高约5m。就在间冰期的全盛 期突然出现持续70年的恶劣天气,温度降幅达到 5ºC。
事件成因以及到底是区域性或全球性尚待研究。。 较流行的解释:间冰期增温导致冰山大规模崩塌, 大西洋海水的温度、盐度降低,影响到海洋传送 带环流模式突变,所以在总体变暖趋势中出现突 然变冷的插曲。
黄土的成因 与干冷的西 北风关系密 切,代表冰 期气候。
红褐色古土 壤(粘粒 >25%)仅 发育于湿热 化环境,黑 垆土代表温 湿期森林草 原古土壤, 代表间冰冰后期气候。
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黄土与深海沉积中的冰川旋回
黄土-古土壤序列中 的9个气候事件可以 与太平洋深海钻孔中 的9个氧同位素 (δ18O)气候事件很 好对比,都以10万年 的短偏心率周期最为 明显。
最近得到的极地冰岩心和深海沉积高分辨率记录,显示 出在长期的气候逐渐变化过程中,发生过一系列大幅度 (±5°C)的突然变化,时间尺度仅有几十到几百年。
极地
冰岩

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中国黄土记录
北京
西安
中国黄土分布图
青藏高原 红土 黄土 戈壁 沙漠 边缘海
11 3
黄土层与红色 古土壤层相夹
陕北黄土剖面
渭南黄土剖面
事件原因:冰期中北极区冰盖迅速扩张,周缘冰山大量南移至中 纬度地区,带来低温淡水并使携带的岩屑降落海底。
形成机制:海因里希事件(Heinrich events)出现的间隔明显短于 岁差旋回(1.9∽2.1万年),确切原因尚待研究。
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20
未来气候变化
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过 去 与 今 后 的海 平 面 变 化
50
气候变化的空间分异
以我国50 ~ 80年代为例,既有全球趋势又有地区分异:
逐步升温地区---东北、华北、新疆中部,升温率
0.1~0.4ºC/10年。纬度更高的黑龙江北部和新疆北 部可高达0.2 ~ 0.4ºC/10年。
逐步降温地区---秦岭、淮河以南、南岭以北、四川盆地
及长江中下游,降温率 0.1ºC/10年。 降温中心的
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第11章 地球环境及其变迁
环境变迁与气候变化 生物绝灭与环境变迁 人类在环境变迁中的作用
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物种的数量与寿命
生物现存物种数量尚无公认的准确数据,迄今已鉴定的 有150×104 (Grant,1963) ~ 200×104 (杨昌凤等,1994) 个物种,其中2/3为昆虫。全球3/4物种分布在热带地区 (尤其集中于热带雨林内)。
境的巨变。
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显 生 宙 的 五 次 大 绝 灭27
白垩纪末的生物集群绝灭
陆地上:以恐龙为 代表。
海洋中:以浅海浮 游生物(浮游有孔 虫、超微化石颗石 藻)最突出。
墨西哥尤坦卡半岛, 发现180km直径陨 击坑,由直径10km 小星体撞击形成, = 8亿颗广岛原子弹 爆炸!
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白垩纪未恐龙等 生
第11章 地球环境及其变迁
环境变迁与气候变化 生物绝灭与环境变迁 人类在环境变迁中的作用
1
气候变化的现实意义
英国学者估计:平均气温如下降1~2°C,英国中 北部农作物生长季节比现在缩短一个月;后果是 粮食减产,冬季供暖时间加长,多耗燃料。
相反,如升高1~2°C,会加剧冰盖融化和海平面 上升,导致海水入侵和沿海地区地下水盐度增高, 危及城市供水和农作物生长。
全新世末次冰期
6
全球气候变化研究的 三大支柱
深海沉积记录 极地冰芯记录 中国黄土记录
7
深海 沉积 记录
浮游有孔虫d18O-温度控制为主 底栖有孔虫d18O-全球冰量控制为主
8
氧同位素地层 划分: 冰期为偶数 间冰期为奇数
9
极地冰芯记录
以往虽发现第四纪存在频繁的冰期、间冰期转换,但认为 末次冰期结束后近1万年来的气候变化是相当稳定的,未感 到气候突变带来的严峻挑战。
陨击角砾岩
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月 面 陨 击 坑
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地史中最大的生物绝灭事件
长兴剖面P-T之交162属333种海生生物的生存年代
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P/T界线与牙形石演化序列 39
二叠纪的阶梯状生物绝灭
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碳兴
同 位 素

剖 面 的
P/T
煤 山
线界
线
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P/ T
界 线 的 铱 异 常
42

线 高 铁
温质
黏 锆 石 球 微 石 英 粒 球 土 黏 黄 石 中 土 铁 铁 粒 矿 矿 质 的 物 聚 球
合粒 体

量43
生物的演化阶段
繁荣期(绝灭前原先生物群) 绝灭期(可分步骤实现) 残存期(剩下少量残留种,有的种个
体反而兴盛) 复苏期(少量新种出现) 辐射演化期(大量新种出现)
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辐射
/ 复苏
/ 残存
/ 大 绝 灭
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残留种:少量物种经历集群绝灭浩劫后幸 存下来。
复活种:有的物种能逃离恶化的环境在某 个避难所生存,待环境条件好转 后再回到原先的分布区。
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CO2 concentration(ul/l)
大气环境状况
350
全球大气中CO2浓度升高 温室效应
全球变暖
300
5ห้องสมุดไป่ตู้0
1000
1500
2000
Year AD
全 球 大 气 中C O 2浓 度 的 变 化 (Raynaud et al., 1993;Peter M. Vrrousek, 1994)
四川盆地达到0.14 ~ 0.16ºC/10年。
先降后升地区---青藏高原、岭南。 70年代前降温,80年
代起转为升温,升温率<0.1ºC/10年。
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气候波动与不确定性
当前学术界对全球气候变暖
趋势虽已有了共识,但还存在 一些重大的不确定性。 国内有人从天文气候学已知 周期规律角度提出:21世纪 早期地表温度可能转为下降, 21世纪中期重新反弹回升。
先驱种:有些门类的物种原先并不显眼, 但由于优越的生理功能或很强的 抗灾变生态习性,能渡过浩劫而 获得辐射演化的机会。
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人类在环境变迁中的作用
温室气体排放与全球变暖 土地利用与土地退化 生物多样性的减少
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二氧化碳 =55% 氧化氮6%+氟里昂15%+甲烷 24% =45%
温 室 气 体 类 型
国外也有人提出:目前全球变 暖的趋势可能重演地质历史中 发生过的突然变冷事件 ----大西洋暖流传送带突然关 闭,导致气候迅速变冷。
a-北半球气温变化; b-大气中CO2含量; c-太阳活动周期平均相对黑子数;
d-巨行星地心汇聚时地球冬至日公转半径改
变量; e-地球自转速度。
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土地利用与土地退化
地面气温升降在地理上是不均衡的,赤道带如
增高1°C,高纬度区就要增加10~20°C。将造成 全球大气环流和洋流的变化,也将引起生态失衡,
给人类生存带来巨大冲击。
2
地史中的大冰期
地球历史中曾多次出现大规模冰期和暖期的交替。地球历史中三次全球性大 冰期出现于:第四纪(2.6百万年以来 )、石炭-二叠纪(3.59-2.51亿年前)和 新元古代中期(约8.5-6.35亿年前)。 大冰期成因(不符合米兰科维奇学说)的两种常见解释: 1. 黄赤交角大波动(ε = 0 °~90°)周期 大冰期时ε=90°,地球发生 冰盖的一极正好背向太阳。 2. 太阳的银河年周期 太阳从远银心点向近银心点 运动速度加快,在惯性影响 下,日地距离增大,地球上接 受太阳热量减少。银河年并 不是等速周期,有愈来愈快 的趋势。
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现生物种的数量
植物 低等无脊椎动物
藻类
原核生物
约26,900种
约4,760种
菌藻类
原生动物
约47,000种
约30,800种
高等植物
扁形动物
约248,500种
约12,000种
线虫动物 约12,000种
海绵动物 约5,000种
高等无脊椎动物
腔肠动物 约9,800种
棘皮动物 约5,000种
环节动物 约12,000种
自寒武纪以来(5.4亿年)一共有过多少物种? Grant(1963)估计至少有16×108,Raup等(1971)推
算有9.82×104。陈世壤(1978)估计在最低值 85×106 ~ 最高值4.2×108之间,最可能是3×108。 据此,Raup等(1971)推算出物种平均寿命为275万年。 陈世壤(1978)认为物种增长速度有逐渐加快趋势,白 垩纪以来(1.3亿年)物种平均寿命接近100~200万年。
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