地球概论课件第三章
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《第一章地球》PPT课件
季节变化和多年周期的变化．这一表层可叫 1 0 0 0 外热层（或变温层）。外热层的深度一般在
十几米．在其下界面附近，地温常年保持不 2 0 0 0 变，等于或略高于当地年平均气温，该处称
为常温层。常温层以下，受到地球内部热量 3 0 0 0 的影响，温度逐渐升高。一般把在常温层以
下，每向下加深100ｍ所升高的温度称为地热 4 0 0 0 增温率或地温梯度。这是由于地球内部热量
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普通地质学
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第三节 地球的圈层构造
二、地球的外部圈层
在固体地球之外还存在另外三个圈层，它 们是大气圈(atmosphere)、水圈(hydrosphere)和 生物圈(biosphere)。它们是地球的重要组成部 分，它们与固体地球休戚相关，共同演化，塑 造着多姿多彩的地球。
2.7g/cm3
4000
地心的密度:
5000
13g/cm3
6371
0
5
10 15
G g /c m 3
二、地球的内部压力
地球内部压力是随深度加 0 K m 大而逐渐增高的。深度每
增加１km，压力增加27.5 1 0 0 0
MPa（1 MPa＝1兆帕斯卡 ＝１０６N / m2）。深部随 2 0 0 0
莫霍面——壳/幔界面 全球平均深度位置33公里
2021/7/20
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古登堡面
古登堡——
B.Gutenberg,1889~1960 美籍德裔学者 1914年发现在该面上下，地 震波的纵波和横波的传播速 度都发生了突变。纵波的传 播速度从13.6千米每秒突然 减慢为7.98千米每秒，而横 波传播速度从7.23千米每秒 到突然消失。
地球概论第三章1(自转)分解
（一）地球自转运动的方向 （二）地球自转运动的周期 （三）地球自转运动的速度 1、地球自转的角速度 2、地球自转的线速度
3、地球自转速度的变化
二、地球自转运动的方向、周期和速度
（一）地球自转运动的方向
根据在地球上确定方向的习惯，日出为东， 日落为西，则地球自转的方向是自西向东 （这与天体周日视运动的方向正好相反）。 在北极上空观看，地球自西向东的自转是 逆时针；在南极上空观看，则地球自西向 东的自转是顺时针方向。 一般规定，从天北极看，凡逆时针方向自转 的天体，都是自西向东的，称这种自转为顺 向自转；凡顺时针方向自转的天体，都是自 东向西的，称这种自转为逆向自转。
地平圈
天轴
地轴
地球的自转与天体的周日视运动示意图
在不同纬度观测天体，所见的天球范围和周日平行圈
的情况是不同的。
观测者在地球上的任何地方，只能看到地平圈以上 半个天球上的星空；
随着天球的旋转，东方地平附近不断有上升的天体，
西方地平附近不断有下落的天体； 地平以下天体是否能够转到地平以上来，决定于观 测者所在的地理纬度。（地理纬度不同，天极的高 度不同，所看到的天球周日旋转情况就不同） 。
2、地球自转的线速度
线速度是指地球上某点在单位时间内绕轴进行圆运动时 所走的距离。 地球自转线速度的大小与转动半径大小有关。假设地 球是个正球体，那么在任意纬度Φ 处，地球自转的线 速度为VΦ=2πRcosΦ /T=V0cosΦ （T为恒星日，V0为赤 道上的自转线速度）。 地球表面各地线速度的大小是不一样的，其大小因纬 度的不同而不同，与所在地纬度的余弦成正比，即随 着纬度的增高，地球表面的线速度逐渐减小。 在同一纬度，地球自转的线速度还因高度的不同而不 同，高度愈大，地球自转的线速度就愈大。 赤道上，地球自转的线速度为V0=2π R/T=465m/s。 两极点上，地球自转的线速度和角速度均为0。
3、地球自转速度的变化
二、地球自转运动的方向、周期和速度
（一）地球自转运动的方向
根据在地球上确定方向的习惯，日出为东， 日落为西，则地球自转的方向是自西向东 （这与天体周日视运动的方向正好相反）。 在北极上空观看，地球自西向东的自转是 逆时针；在南极上空观看，则地球自西向 东的自转是顺时针方向。 一般规定，从天北极看，凡逆时针方向自转 的天体，都是自西向东的，称这种自转为顺 向自转；凡顺时针方向自转的天体，都是自 东向西的，称这种自转为逆向自转。
地平圈
天轴
地轴
地球的自转与天体的周日视运动示意图
在不同纬度观测天体，所见的天球范围和周日平行圈
的情况是不同的。
观测者在地球上的任何地方，只能看到地平圈以上 半个天球上的星空；
随着天球的旋转，东方地平附近不断有上升的天体，
西方地平附近不断有下落的天体； 地平以下天体是否能够转到地平以上来，决定于观 测者所在的地理纬度。（地理纬度不同，天极的高 度不同，所看到的天球周日旋转情况就不同） 。
2、地球自转的线速度
线速度是指地球上某点在单位时间内绕轴进行圆运动时 所走的距离。 地球自转线速度的大小与转动半径大小有关。假设地 球是个正球体，那么在任意纬度Φ 处，地球自转的线 速度为VΦ=2πRcosΦ /T=V0cosΦ （T为恒星日，V0为赤 道上的自转线速度）。 地球表面各地线速度的大小是不一样的，其大小因纬 度的不同而不同，与所在地纬度的余弦成正比，即随 着纬度的增高，地球表面的线速度逐渐减小。 在同一纬度，地球自转的线速度还因高度的不同而不 同，高度愈大，地球自转的线速度就愈大。 赤道上，地球自转的线速度为V0=2π R/T=465m/s。 两极点上，地球自转的线速度和角速度均为0。
《地球概论》课件
添加 标题
气候带：热带、亚热带、温带、寒带、极地
添加 标题
气候型：热带雨林气候、热带草原气候、热带沙漠气候、热带季风气候、亚热带季风气候、地中海气候、 温带海洋性气候、温带大陆性气候、极地气候、高原气候
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气候带的分布：热带、亚热带、温带、寒带、极地
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气候型的特点：热带雨林气候、热带草原气候、热带沙漠气候、热带季风气候、亚热带季风气候、地中 海气候、温带海洋性气候、温带大陆性气候、极地气候、高原气候的特点
地球物理模型：建立地球内部结构、地壳运动、地幔对流等模型
实验室分析： 通过实验室 仪器和设备， 对地球的物 质、结构、 演化等进行 分析研究
模拟实验： 通过模拟地 球环境、地 质过程等， 对地球的演 化、地质灾 害等进行研 究
实验设备： 包括显微镜、 光谱仪、地 震仪、地磁 仪等
实验方法： 包括地质年 代测定、地 球化学分析、 地震波分析 等
海洋深度：平均深度约 3800米，最深处为马里 亚纳海沟，深度超过 11000米
海洋温度：从赤道到两极 逐渐降低，热带海域水温 较高，极地海域水温较低
海洋盐度：海水盐度约为 3.5%，不同海域盐度有 所差异
海洋生物：海洋生物种类 繁多，包括鱼类、贝类、 海藻等，是地球上最大的 生物资源库
海洋资源：海洋蕴藏着丰 富的矿产资源、能源资源 和生物资源，是人类重要 的生存和发展空间
地球的表面分为陆地和海洋，陆地面积约为1.49亿平方公里，海洋 面积约为3.61亿平方公里
地球的大气层分为对流层、平流层、中间层、热层和外层，其中对 流层是地球大气层中最低的一层，也是人类活动最频繁的一层。
地核：地球最内层，由铁和 镍等金属组成
地幔：地球中间层，由熔融 的岩石和矿物组成
10-地球概论-地球自转的发现-极移和进动-后果1全文
四.地球自转的后果
一）不同天体的周日运动 二）不同纬度的周日运动
1.经度的测量- p77 已知：延吉的经度 1＝130E;
莫斯科的经度 2 = 40E 1-2= 130 - 40 = 90 (6h)
∵ 在同一时刻，对同一天体的时角差，总是等于这两地
的经度差
∴ t1 - t2= 1-2 90 (6h)
“退行”就是这个意思。
4）进动的速度是每年50.29″，周期为25 800年。
北极星
地轴进动的表现：
P69
1）天极的周期性圆运动：（50.29``／年；25，800年）
2）地轴进动造成北极星的变迁
3）地球赤道平面和天赤道的
27800年
系统性变化—交点退行
22800年
地轴进动的表现：
P69
1）天极的周期性圆运动：（50.29``／年；25，800年）
南北两极： = 90º sin 90º =150 /h 北京： 39º57` sin 39º 57`=9.6º /h 广州 23º sin23º = 6º/h
三. 极移和进动 p66-67 —地轴的运动所造成
地轴 — 南北两极 地轴 — 天轴 — 天极
—南北两极在地面上的位置，可用来表示地轴在地球内部的位置； —南北天极在天球上的位置，可用来表示地轴在宇宙空间的位置。 —地轴在地面上通过哪里，那里就是南北两极； —地轴在天球上指向哪里，那里就是南北天极。 无论是地球上的南北两极，还是天球上的南北天极，都是由地轴的 位置决定的。即，是地轴决定了地极和天极，而不是相反。
第三章 地球的运动
§1 地球的自转 一. 地球自转及其规律性 二. 地球自转的证明 (P64) 三.极移和进动
理论上证实地球自转：
地球概论
地球概论
主讲人：黄勇奇
黄冈师范学院 2010.09
地球概论 章节目录
第一章 地理坐标与天球坐标 第二章 地球的宇宙环境 第三章 地球的运动 第四章 地球运动的地理意义 第五章 地球和月球 第六章 地球的结构和物理性质
第一章 地理坐标与天球坐标
第一节 地理坐标
经线和纬线
一、 地球上的经线和纬线
地球
经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终面；
图1-4 经度和纬度 纬度是线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 经度是两面角，即本地子午面与本初子午面的交角。
经线都是大圆，纬度间隔大体相等： 1°约折合111km。 纬线是大小不等的圆 经度的间隔，随纬度增高而减小； 与纬度的余弦成反比。
是半球和扁球。
地平圈
天底
图1-7 天球示意图 天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天 球上有它们的投影。
日心天球
地心天球
天球的视运动 天球周日运动: 对于地球观测者,天球围 绕我们以与地球自转相 反的方向（向西），和 相同的周期（1日）旋转； 周日圈：天体周日运动 行经的路线，天体愈近 天极周日圈愈小，反之 亦然。
• 由于地球自转而随同整个天球的运动， 方向向西，日转一周； • 由于地球公转而相对于恒星的运动， 方向向东，年巡天一周。
图1-10 天球的视运动
左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东。
右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西。
天球上的圆和点
图1-11 天球大圆的交点和远距点
左:地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)；
图1-13 天球上的距离
二、天球坐标 球坐标系的一般模式 以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形； 纵坐标即纬度；
主讲人：黄勇奇
黄冈师范学院 2010.09
地球概论 章节目录
第一章 地理坐标与天球坐标 第二章 地球的宇宙环境 第三章 地球的运动 第四章 地球运动的地理意义 第五章 地球和月球 第六章 地球的结构和物理性质
第一章 地理坐标与天球坐标
第一节 地理坐标
经线和纬线
一、 地球上的经线和纬线
地球
经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终面；
图1-4 经度和纬度 纬度是线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 经度是两面角，即本地子午面与本初子午面的交角。
经线都是大圆，纬度间隔大体相等： 1°约折合111km。 纬线是大小不等的圆 经度的间隔，随纬度增高而减小； 与纬度的余弦成反比。
是半球和扁球。
地平圈
天底
图1-7 天球示意图 天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天 球上有它们的投影。
日心天球
地心天球
天球的视运动 天球周日运动: 对于地球观测者,天球围 绕我们以与地球自转相 反的方向（向西），和 相同的周期（1日）旋转； 周日圈：天体周日运动 行经的路线，天体愈近 天极周日圈愈小，反之 亦然。
• 由于地球自转而随同整个天球的运动， 方向向西，日转一周； • 由于地球公转而相对于恒星的运动， 方向向东，年巡天一周。
图1-10 天球的视运动
左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东。
右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西。
天球上的圆和点
图1-11 天球大圆的交点和远距点
左:地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)；
图1-13 天球上的距离
二、天球坐标 球坐标系的一般模式 以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形； 纵坐标即纬度；
地理学考研地球概论课件(全)高等教育出版社第三章 太阳系
日心说的其他一些理论：
(1) 水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形 轨道上匀速率地绕着太阳公转。 (2) 月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月 绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。 (3) 地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球 的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。 (4) 恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间的距离要大得
第三章 太阳和太阳系
第一节 太 阳
一、太阳概述
二、太阳基本数据
日地平均距离：1.496×108km (天文单位) 大小：半径约7×105km(地球半径的109倍) 表面积：6.087×1012km2 (地球表面积的12 000 倍) 体积：1.412×1018km3 (地球体积的1 30万倍) 质量：1.989×1030kg(地球质量的33万倍)
位置 低层
太阳活动
黑子、光斑
光球
500km
5770k
米粒组织
色球
2000km
底层1万度，高 耀斑、谱斑、 层几万甚至几 中层 日珥 、针状物 十万度 百万度以上 外层
太阳半径的几倍到十 日冕 几倍，无明确边界
日冕
太阳风
在太阳日冕层的高 温下，氢、氦等原子带电粒子
水星表面巨大的陨石坑，由于撞击所致
水星上的放射状的陨石坑
水星的Caloris盆地局部图像，平坦的地表上有一些隆起和裂沟
水星温度最高的区域是中心位于北纬30°、西经195°的盆地，它是诸行星中温
度最高的地方，由此给它取名为“卡路里盆地”，即热盆地的意思。
水星上的双环盆地
水星上蜿蜒数 百公里的峭壁。水 星的内核曾是熔铁， 后因冷却而收缩了 几千米。水星地壳 的下沉致使形成峭 壁式的大尺度褶皱。
地球概论课件3
4、赫罗图（光谱－光度图）
赫罗图以光度为纵坐标，以光谱 型或温度为横坐标，绘出恒星的 光谱型和绝对星等的坐标关系图 ，从而对恒星的类型有性质进行 了区分，并显示了恒星发展演化 的一般规律
赫罗图上的恒星分成四个序列： * 主星序：该序列的恒星称主 序星主序星：温度越高，光度越 大的特点，体积居中，质量在 0.1-20个太阳质量之间，靠热核 反应产能。质量越大，在主星序 的位置越高
•星团：许多恒星聚集于天球上较小的区域，在星空中形成稠密的
集 团称星团。 * 星团分两大类：疏散星团、球状星团 疏散星团：又叫银河星团，包含几百个恒星，形状不规则。 球状星团：外观呈球形或椭圆形，几万－几十万颗，多数在 银河系外围，肉眼可见到4个。
2、变星：
恒星的光度短时间内发生显著的改变分三种类型： 脉动变星，爆发变星，食变星。 食变星又叫几何变星：恒星在相互绕转中发生交食现象, 从而引起亮度周期性变化。
D(秒差距)=1/π (角秒)
恒星距离和恒星视差成反比恒星距离越远，它的视差越小， 恒星越近， 视差越大。恒星距离越远，它的视差越小。把恒星视差为1角秒时恒星 所对应的距离作为一种单位它名叫“秒差距”。 1、秒差距：以一个天文单位为底边底角为1角秒其直角边为 一个秒差距（1弧度=57°17′45″为206265角秒）。 l秒差距约等于3.26光年或30万亿公里 2、光年:光在一年内真空传播距离,9.5×1012 Km l秒差距约等于3.26光年或30万亿公里 3、天文单位：日地平均距离,1.496×108 Km
没有干扰时，它们可以千载不变。但是，来自星系碰撞、星系所产生的密
度波、超新星爆发的激波，或在附近诞生的恒星的干扰会使它们发生变化。在 星际云收缩之前，它非常冰冷， 位於赫罗图上一个极右的位置。当星际云收缩， 它会变得越来越热，而它在赫 ─罗图上的位置亦会向左移动。原恒星也在赫罗
地球概论
黄道坐标系
用途：表示日月行星的位置及其运动；
圆圈系统：黄道，无名圈（通过春分 点的黄经圈）和二至圈；
基本要点：
• 基圈：黄道；原点：春分点； • 始圈：无名圈；纬度：黄纬； • 经度：黄经，自春分点沿黄道向 东度量（为使太阳的黄经“与日 俱增”）。
East China Normal University
地平坐标系
用途：表示天体在天空中的高度和方 位；
圆圈系统：地平圈，子午圈，卯酉圈； 子午圈被天顶和天底分两半：子圈 （北）和午圈（南） 基本要点：
• • • • 基圈：地平圈； 原点：南点；始圈：午圈； 纬度：高度； 经度：方位 (0到360度，自南点向 西沿地平圈度量）。
基本要点： 基圈：地平圈； 原点：南点；始圈：午圈； 纬度：高度； 经度：方位 (0到360度，自南点向西沿 地平圈度量）。
赤纬圈：一切与天赤道平行的圆。 六时圈：通过东点和西点的赤经圈， 分为东六时圈和西六时圈
图1-17（下） 天体第 一赤道坐标系：赤纬 和时角
图1-16(上) 第一赤道坐标系的 圆圈系统。天赤道上4个相距 90°的点：东、西、上、下点； 得到子午圈和六时圈。
East China Normal University
天穹
图1-7 天球示意图 天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天 球上有它们的投影。
• • • •
天球规定了两个条件： 1.天球的球心是观察者或地心 2.天球的半径是任意的 这样，既承认天体事实上的距离悬 殊，又可以利用天球上的视位置对 于地球的等距性
§103-2 天球的视运动
1.天球周日运动：对于地球观测者：天球 围绕我们以与地球自转相反的方向（向 西），和相同的周期（1日）旋转； “东升西落” 北极星：在北半球看起来，天球的周日 绕转中心是天北极。紧靠天北极有一颗 较明亮的恒星 周日圈：天体周日运动行经的路线，天 体愈近天极周日圈愈小，反之亦然。 天体的周日圈就是该天体的赤纬圈
地球概论第3章 地球的运动 PPT课件
第三章 地球的运动
➢ 地球的自转
➢ 地球自转及其证明：傅科摆实验
➢ 地球自转的规律性：极移、进动，地球自转的周期、 速度，真太阳日与平太阳日
➢ 地球自转的后果：天体的周日运动，水平运动的偏转
➢ 地球的公转
➢ 地球公转及其证明：恒星周年视差、光行差、多普勒 效应
➢ 地球公转的规律性：公转轨道、周期、速度
年视差和光行差比较 ❖ 黄纬愈高，年视差椭圆的偏心率愈小； ❖ 恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均 位置；
❖ 恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真 位置。
三、多普勒效应
地球轨道速度对星光频率的影响。
图3-18 年视差（左）和光行差（右）的比较 恒星年视差位置的偏离方向，二者有90之差。
6634′
❖ 天文学以春分点定义恒星日；
太阳日：太阳连续两次在同地中天时间 24小时00 分
太阴日：月球连续两次在同地中天时间 24小时50 分
太阳日和太阴日不同，二者具有不同的 速度
图3-8 太阳日与恒星日
图 3-9(A)恒星日与太阳日比较
在一个恒星日内，地 球自转360°，在一个太阳 日内，地球公转59，自转 360°59。这59的差值是地 球公转造成的，使太阳日 比恒星日约长4分。
• 出没星区宽度=2(90－
• 周日圈与地平交角=90
三、 水平运动偏转
偏转方向：北半球偏右，南半球偏左 科里奥利力（地转偏向力）
F Vm·sin
科里奥利力只改变运动方向，不改变速率 影响地球大气环流，对形成行星风带、天
气系统和洋流有重要作用
第七节 地球的公转
地球公转及其证明 一、 恒星周年视差
• ⒊相关概念 • 偏心率（c/a）， • 扁率（f=(a-b)/c）, • 天文单位（轨道半长轴）， • 中距点（地球轨道短轴的两端，地球4月初
➢ 地球的自转
➢ 地球自转及其证明：傅科摆实验
➢ 地球自转的规律性：极移、进动，地球自转的周期、 速度，真太阳日与平太阳日
➢ 地球自转的后果：天体的周日运动，水平运动的偏转
➢ 地球的公转
➢ 地球公转及其证明：恒星周年视差、光行差、多普勒 效应
➢ 地球公转的规律性：公转轨道、周期、速度
年视差和光行差比较 ❖ 黄纬愈高，年视差椭圆的偏心率愈小； ❖ 恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均 位置；
❖ 恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真 位置。
三、多普勒效应
地球轨道速度对星光频率的影响。
图3-18 年视差（左）和光行差（右）的比较 恒星年视差位置的偏离方向，二者有90之差。
6634′
❖ 天文学以春分点定义恒星日；
太阳日：太阳连续两次在同地中天时间 24小时00 分
太阴日：月球连续两次在同地中天时间 24小时50 分
太阳日和太阴日不同，二者具有不同的 速度
图3-8 太阳日与恒星日
图 3-9(A)恒星日与太阳日比较
在一个恒星日内，地 球自转360°，在一个太阳 日内，地球公转59，自转 360°59。这59的差值是地 球公转造成的，使太阳日 比恒星日约长4分。
• 出没星区宽度=2(90－
• 周日圈与地平交角=90
三、 水平运动偏转
偏转方向：北半球偏右，南半球偏左 科里奥利力（地转偏向力）
F Vm·sin
科里奥利力只改变运动方向，不改变速率 影响地球大气环流，对形成行星风带、天
气系统和洋流有重要作用
第七节 地球的公转
地球公转及其证明 一、 恒星周年视差
• ⒊相关概念 • 偏心率（c/a）， • 扁率（f=(a-b)/c）, • 天文单位（轨道半长轴）， • 中距点（地球轨道短轴的两端，地球4月初
中国地质大学_地球科学概论_教学课程PPT_part3
t-时间 -蜕变常数 =0.639/ T1/2 D-字体同位素总量 N-母体同位素总量 N、D之可用质普仪测出
放射性元素蜕变
母体同位素 子体同位素 半衰期
Байду номын сангаас
--→206Pb + 8 4He 235U --→207Pb + 7 4He 232Th -→208Pb + 6 4He 87Rb --→87Sr 40K --→ 40Ar 40Ar --→39Ar 150Sm -→144Nd
中国学者朱熹(1130-1200)发现
尝见高山有螺蚌壳，或生石中，
此石即水中之物。下者却变而为 高，柔者变而为刚。 此事思之至深，有可验者。
化石。
意大利著名的艺术家、知识渊博 的学者达· 芬奇(Leonado Da VinciI，1452 -1519)
亚平宁山脉上发现的海生介壳化石， 本是生活在海滨的生物，是河流带来 泥土把它们掩埋，并且渗入了它们的 内部。 他推论，后来这里的地势升高，所以 这些海洋生物的遗体就会出现在山上。
直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和 呈酸性的 随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低 （低于100°C），大气中的水蒸汽陆续凝结出 来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而 且也含有许多酸性物质
太 古 宙（38－25亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出 现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻， 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后 者能消耗二氧化碳，产生出氧气 大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿 色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环 境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展
238U
45.1 7.13 139 500 14.7
放射性元素蜕变
母体同位素 子体同位素 半衰期
Байду номын сангаас
--→206Pb + 8 4He 235U --→207Pb + 7 4He 232Th -→208Pb + 6 4He 87Rb --→87Sr 40K --→ 40Ar 40Ar --→39Ar 150Sm -→144Nd
中国学者朱熹(1130-1200)发现
尝见高山有螺蚌壳，或生石中，
此石即水中之物。下者却变而为 高，柔者变而为刚。 此事思之至深，有可验者。
化石。
意大利著名的艺术家、知识渊博 的学者达· 芬奇(Leonado Da VinciI，1452 -1519)
亚平宁山脉上发现的海生介壳化石， 本是生活在海滨的生物，是河流带来 泥土把它们掩埋，并且渗入了它们的 内部。 他推论，后来这里的地势升高，所以 这些海洋生物的遗体就会出现在山上。
直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和 呈酸性的 随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低 （低于100°C），大气中的水蒸汽陆续凝结出 来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而 且也含有许多酸性物质
太 古 宙（38－25亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出 现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻， 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后 者能消耗二氧化碳，产生出氧气 大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿 色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环 境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展
238U
45.1 7.13 139 500 14.7
地球科学概论-PPT课件
2 相对地质年代
地层并不总是连续的、完整的，而且连续的地 层也会受到后期的改变和破坏。
地层好比记载地球历史的一大套书，这套书分 散在世界各地，有的前后颠倒，有的被拆散，有的 因为被撕碎、被火烧、被磨损而缺页，而且所有的 书都没有页码。要把这套书整理好，还要有别的方 法。
2 相对地质年代
化石层序原理
某些生物演化比较快，物种存在时间比较短， 而且它们分布的范围比较广。用它们的化石判断地 层的时代比较准确，而且比较容易在不同地区之间 进行对比。这样的化石称为标准化石。
2 相对地质年代 切割关系原理
如果地质体A被地质体B切割或穿插，那么B一定 晚于A。这一原理称为切割关系原理。
2 相对地质年代
切割关系原理
例如，岩浆岩侵入围岩中，岩浆岩一定晚于围 岩。一个岩体侵入于另一个岩体，靠同位素年龄可 能难以判断先后，如果找到穿插关系，则可以确定 先后。
再如，在砂砾岩的层面上常常见到冲刷面，因 为冲刷面只可能切割先形成的岩层中的微层理，不 可能切割后形成的岩层中的微层理，所以据此可以 判断地层层序是否正常。
地质事件的持续时间有长有短，例如山脉隆起时 间以千万年计，而山体滑坡则只有几分钟。
1 地质事件
地质事件主要记录在地壳岩石中，我们通常根据 岩石中特征的物质和特征的现象来识别地质事件。
不仅要知道发生过什么事件，而且要知道事件发 生的时间。地质事件的时间有两个含义：
事件发生的先后顺序——相对地质年代； 事件距离今天的时间——同位素年龄。
4 地球生物进化的重大事件
生物进化重大事件： 最早的细菌——南非3800Ma，澳大利亚3500Ma 厌氧自养原核生物——蓝细菌，光合作用——2000Ma 真核生物——宏观藻类——1800Ma，繁盛于1000Ma 软躯体动物——伊迪卡拉动物群——氧气——650Ma 有壳动物——澄江动物群——540Ma 鱼类——435Ma 植物登陆——臭氧层——400Ma 两栖类——350Ma 爬行类——250Ma 鸟类——140Ma 哺乳类——65Ma 人类——3Ma
地球概论课件第三章
水平运动的左右偏转
原因 科里奥利力
地转偏向力 F=2mvωSinφ
用经纬线的偏转解释运动偏向
地球上的方向是以经 纬线为标准的. 由于地球自转,经纬 线的方向是变化的. 惯性使物体力图保持 原运动状态不变.
N
南半球
s
作业
什么是地轴进动?其后果是什么? 比较恒星日,太阳日,太阴日的区别. 说明600N,300S,900S所见到的恒星 周日运动情况. 用经纬线的偏转解释地球上水平运动 物体的偏向. P78 第7,9题.
距日越近,速度越大 V地内>V地>V地外
行 星 轨 道 速 度 比 较
如图,设两行星的公转周期分别为Ta, Tb ,公转速度分别为Va,Vb , 则 Va=2πa/ Ta Vb=2πb/ Tb
Pb b Pa a
Va a Tb Vb = b Ta 根据开普勒第三定律, Tb2 b3 Ta2 = a3 Va Vb = b a Tb Ta = b3 = b a a3 b a
rh h
ФR
在纬度φ处
2π r Vφ = T 2πRcosФ = T =V0 cos φ
在高度h处
2π r h 2π(R+h)cosФ Vh= = T T
地球自转速度的变化
长期变化 季节变化
月球对于地球的潮汐作用使地球 自转不断减慢.1日的长度大约 在100年内增长1～2毫秒. 气团的季节性移动造成的振幅约 为20～25毫秒的季节变化.
F2
F
F1 F1
赤道半径a=6378km 6378km 极半径 b=6357km
F
F2
地球的赤道半径和极半径
落体偏东
含义
从高处下落的物体,并不垂 直的降落到地面B点,而是 稍稍偏向东方的B′点.
地球概论3-2地球的公转
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地球公转的物理证据
❖恒星周年视差：地球在轨道上的位移对于恒星 视位置的影响。
❖光行差：地球的轨道速度对于光行方向的影响。
❖多普勒效应：地球的轨道速度对于星光频率的 影响。
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（一）恒星周年视差
恒
星
的
视
差
位
由于地球在轨道上的位
双鱼座(2.20-3.20) 金牛座(4.20-5.20) 巨蟹座(6.22-7.21) 室女座(8.22-9.22) 天蝎座(10.23-11.21) 摩羯座(12.22-1.20)
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（三）行星与太阳的会合运动
行星轨道速度比较
会合运动周期 行星与太阳相对位置的变化 行星的逆行
❖ 恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均位置； 恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真位置。
❖ 二者的偏离方向有90之差。
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（四）多普勒效应 ❖ 地球轨道速度对星光频率的影响。
地球绕太阳公转，使地球与恒星发生相对运动。
使恒星谱线以一年为周期，交互发生紫移（接近） 和红移（远离）。
行星同太 阳的会合 运动
地球公转的后果
（一）恒星周年视差 （二）太阳周年运动
太阳周年运动是恒星周年视差的一种特例
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方向
（二）太阳周年运动 周期
路线
二的十 含四 义气上自太西弧阳向段以东恒的星视年运时为动段周期等在分黄道点 时刻
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黄赤交角
地球公转的物理证据
❖恒星周年视差：地球在轨道上的位移对于恒星 视位置的影响。
❖光行差：地球的轨道速度对于光行方向的影响。
❖多普勒效应：地球的轨道速度对于星光频率的 影响。
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（一）恒星周年视差
恒
星
的
视
差
位
由于地球在轨道上的位
双鱼座(2.20-3.20) 金牛座(4.20-5.20) 巨蟹座(6.22-7.21) 室女座(8.22-9.22) 天蝎座(10.23-11.21) 摩羯座(12.22-1.20)
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（三）行星与太阳的会合运动
行星轨道速度比较
会合运动周期 行星与太阳相对位置的变化 行星的逆行
❖ 恒星年视差沿轨道半径方向偏离其平均位置； 恒星光行差则沿轨道切线方向偏离其真位置。
❖ 二者的偏离方向有90之差。
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（四）多普勒效应 ❖ 地球轨道速度对星光频率的影响。
地球绕太阳公转，使地球与恒星发生相对运动。
使恒星谱线以一年为周期，交互发生紫移（接近） 和红移（远离）。
行星同太 阳的会合 运动
地球公转的后果
（一）恒星周年视差 （二）太阳周年运动
太阳周年运动是恒星周年视差的一种特例
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方向
（二）太阳周年运动 周期
路线
二的十 含四 义气上自太西弧阳向段以东恒的星视年运时为动段周期等在分黄道点 时刻
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黄赤交角
地球概论第三章 地球的运动
——佛科摆能证明地球自转的原因 佛科摆能证明地球自转的原因 人们之所以无法感觉到地球的自转, 人们之所以无法感觉到地球的自转,是因为几乎所有 的物体都在随地球自转的缘故, 的物体都在随地球自转的缘故,那么能否找到不随着或不 完全随着地球自转的物体呢? 完全随着地球自转的物体呢?如果能找到就可以直接向人 们显示地球自转,这就是佛科当时的思路。 们显示地球自转,这就是佛科当时的思路。他终于找到了 一个不随地球自转的物体，这就是佛科摆。 一个不随地球自转的物体，这就是佛科摆。 作为一种运动状态，摆动和摆动平面， 作为一种运动状态，摆动和摆动平面，是可以超然 于地球自转，既不受地球自转影响。 于地球自转，既不受地球自转影响。有了这样一个不动 的摆动平面， 的摆动平面，人们就可以看到地球上的经纬线相对于摆 动平面的偏转。为了说明这一点，也为了证明地球自转， 动平面的偏转。为了说明这一点，也为了证明地球自转， 法国物理学家佛科设计了一个特殊的摆，并于1851 1851年在 法国物理学家佛科设计了一个特殊的摆，并于1851年在 巴黎的一个圆顶大厦，成功的做了摆动实验， 巴黎的一个圆顶大厦，成功的做了摆动实验，在实验中 人们清楚的看出，相对于不动的摆动平面， 人们清楚的看出，相对于不动的摆动平面，脚下的地面 向东旋转，从而生动的证明了地球的自转。 向东旋转，从而生动的证明了地球的自转。后人为了纪 念他，把这个实验命名为佛科摆实验， 念他，把这个实验命名为佛科摆实验，这个摆命名为佛 科摆。 科摆。
三、地球自转的规律性 (一)极移与地轴进动 关于地球自转的说明，首先是地轴的问题。 关于地球自转的说明，首先是地轴的问题。地 轴通过地心并在空间上指向天球两极。 轴通过地心并在空间上指向天球两极。地轴与地球 表面相交于两点就是地极，地轴无限延长叫天轴， 表面相交于两点就是地极，地轴无限延长叫天轴， 它是天球周日运动的轴线， 它是天球周日运动的轴线，天轴与天球表面相交于 两点就是天极。 两点就是天极。地极在地面上的位置可以表示地轴 在地球内部的位置， 在地球内部的位置，天极在天球上的位置可以表示 地轴在宇宙空间的位置。 地轴在宇宙空间的位置。可见地轴决定了地极和天 极。地极在地面上的位置和天极在天球上的位置都 不是固定不变的。地极在地面上的位置移动， 不是固定不变的。地极在地面上的位置移动，叫极 天极在天球上的位置移动，叫地轴进动。 移；天极在天球上的位置移动，叫地轴进动。
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近 日 点 的 东 旋
近日点在轨道上不固定, 东旋11〃/年.
黄赤交角
K P
23°26 黄道面
黄赤交角与地轴的倾斜
地球公转的周期
恒星年 回归年 近点年 交点年
太阳在黄道上连续两次通过同一恒星的 时间间隔 1恒星年=365.2564日
岁 差
太阳在黄道上连续两次通过春分点的 时间间隔 1回归年=365.2422日 地球在轨道上连续两次通过近日点的 时间间隔 1近点年=365.2596日 太阳在黄道上连续两次通过同一黄白交点 的时间间隔 1交点年=346.6200日
图为万神庙外观.
悬 挂 于
摆 绳 长 67 27 摆
大 厅 的 傅 科 摆
地球真的在转动
傅科摆每经过一个 周 期的震荡,在沙盘 上画出的轨迹都会偏 离原来的轨迹,在直 径6米的沙盘边缘,两 个轨迹之间相差大约3 毫米. "地球真的是 在转动啊",有的人 不禁发出了这样的感 慨.
150年前 傅科摆实验 所用的 沙盘 和标尺 现仍 保存于巴黎 万神庙大厅.
V地内>V地>V地外
会合运动周期( 会合运动周期(s)
设在一个会合周期中,Pb转过的角 度为θ, 则Pa转过的角度为360+θ 360 θ = T S b 360 360+ θ = T S a θ
Pb
E P
Pa P E
360 360 360+ T S = T S b a 1 1 1 = - S Ta Tb
傅科摆偏转
惯性使摆的摆动方向 原理 超然于地球自转.
傅科摆特点
傅科摆是法国物理学家 傅科在1851年为证明地 球自转而设计的一种摆.
傅科摆实验
傅科摆的特点
特殊的悬挂装置 长摆绳 重摆锤 刻有度数的圆盘
傅科摆实验
1851年,傅科 在巴黎万神庙用单 摆成功的作了一次 著名的实验,用以 证明地球自转.
1 1 1 = - S地内 P E 1 1 1 = - S地外 E P
行星与太阳相对位置的变化
冲 昏 星 星
东方照 冲 西方照
晨
东方照
西方照
合
地内行星
地外行星
3
5 4
地 内 行 星 的 逆 行
2 1 地内行星在下合前后逆行
地外行星
地 外 行 星 的 逆 行
3 2 4 地外行星在冲前后逆行
1
�
周年视差:地球的轨道半径 对恒星的最大张角.
关于周年视差的确定 π
关于恒星周年视差的测定
哥白尼
恒星没有这种现象(周年视差),说明 它们的距离太大,以至地球轨道同它们 相比可以忽略不计,从而不能看到这种 现象. 现在实验没有成功,不要紧,我相信将 来一定能够成功.或早或晚,或许是明 天,或许是百年之后,天文学家总有一 天会找出地球绕太阳运动的证据来.
三种周期的比较
参考点 地球自转角度 所需时间 恒星日 太阳日 太阴日
地球自转速度
角速度 线速度
随纬度的升高而减小; 随高度的升高而增大.
单位时间内地球绕轴 自转的角度 ω=3600/T =3600/23h56m ≈150/h
自转速度的变化
地球自转线速度
赤道上
2πR V0= T =465m/s≈4万km/日 r
F2
F
F1 F1
赤道半径a=6378km 6378km 极半径 b=6357km
F
F2
地球的赤道半径和极半径
落体偏东
含义
从高处下落的物体,并不垂 直的降落到地面B点,而是 稍稍偏向东方的B′点.
A
V
B
B'
东
原因
地球的自转使落体具有更 大的线速度 物体的惯性使落体在下落 过程中保持这一较大的速度
B A
30°
60°
60°
北极
南极
北极:逆时针
自西向东
南极:顺时针
右手定则
右手拇指指向北极,则四指 环绕方向为地球自转方向
练习
判断下列各图中地轴北端的指向 或者地球自转方向
N
地球自转的周期——恒星日 恒星日 地球自转的周期
某恒星连续两次通过某 恒星日 地上中天的时间间隔. 1恒星日=23小时56分
太阳日 1太阳日=24小时 太阴日 1太阴日=24小时50分
距日越近,速度越大 V地内>V地>V地外
行 星 轨 道 速 度 比 较
如图,设两行星的公转周期分别为Ta, Tb ,公转速度分别为Va,Vb , 则 Va=2πa/ Ta Vb=2πb/ Tb
Pb b Pa a
Va a Tb Vb = b Ta 根据开普勒第三定律, Tb2 b3 Ta2 = a3 Va Vb = b a Tb Ta = b3 = b a a3 b a
扁球体 附加引力 F2 F1 K P
黄赤交角
促使天轴向黄轴靠拢
地球的自转
惯性力图保持地轴 的空间指向
地轴进动后果
天极的改变 极星的变迁 春分点的西移
ε
P K
极 星 的 变 迁
春 50.29"/年 方向:
γ
自东向西
地球自转方向
0°
0°
30°
地球内部物质的移动或太阳活动 不规则变化 的影响 ,没有一定规律.
地球自转的后果
天体的周日运动
不同天体的周日运动 不同纬度的周日运动
水平运动的 左右偏转
不同天体的周日运动
恒星的周日运动是地 球自转的单纯反映
周期为太阳日.
旋轴
方向
周期
太阳的周日运动有地球公转的因素 月球的周日运动有月球公转的因素
周期为太阴日. 思考?
恒星周日运动反映了地球自转
思考
某恒星21:00位于某地上中天, 第二天它位于该地上中天的时间是 几点? 月亮某日18:00位于某地上中天, 第二天它位于该地上中天的时间是 几点?
不同纬度的周日运动
恒显星 出没星 恒隐星
对于40°N来说, 下列赤纬的天体 属于哪类恒星? +40 ° +70 ° -50 ° -70 ° 举例 P Z
地 球 的 公 转
公转的证明 公转的后果 公转的规律
地球公转及其证明
恒星的周年视差
视差位移 位移路线 位移大小
恒星的光行差
光行差位移及路线
恒 星 的 视 差 位 移
由于地球在轨道上的位 移而引起的恒星的视位置在 天球上改变的现象
视 差 位 移 路 线
视 差 位 移 大 小 —— —— 周 年 视 差
地球自转的规律性
P
极移和进动
极移
两极在地表的移动 各地经纬度的微小变化 N N SS
地轴进动 概念 原因 后果
方向,周期和速度
P
极移曲线
15m
地轴进动
地轴以25800年为周期,以黄赤 交角为角半径绕黄轴自东向西的 旋转运动 速度: 地轴 黄轴 50.29"/年
ε
陀螺的进动
地轴进动原因
地球的形状
水平运动的左右偏转
原因 科里奥利力
地转偏向力 F=2mvωSinφ
用经纬线的偏转解释运动偏向
地球上的方向是以经 纬线为标准的. 由于地球自转,经纬 线的方向是变化的. 惯性使物体力图保持 原运动状态不变.
N
南半球
s
作业
什么是地轴进动?其后果是什么? 比较恒星日,太阳日,太阴日的区别. 说明600N,300S,900S所见到的恒星 周日运动情况. 用经纬线的偏转解释地球上水平运动 物体的偏向. P78 第7,9题.
比较
恒星年与回归年
r1
3600 3600 -50.29"
四种年的比较
周期 恒星年 回归年 近点年 交点年 参考点 所用时间 公转角度
地球公转速度
平均速度
角速度 ω=3600/T =3600/365.2564日=59′/日 线速度 V=29.78 km/S
速度的变化
近 61′/日30.3 km/S 点 日 点 日 远
开普勒
最先测定的恒星的视差
最先测定的恒星的周年视差
观测者 白塞耳(德) 亨德逊(英) 斯特鲁维(俄) 测定恒星 测定年代 测定数值 现代测定值 天鹅座61 南门二 织女星 1838 1839 1839 0.314 0.98 0.261 0.30 0.76 0.124
白塞耳(1784-1846),德国著名的天文 学家和数学家,1837年,白塞尔发现天 鹅座61正在非常缓慢地改变位置,第二 年,他宣布这颗星的视差是0.31弧秒, 这是世界上最早测定的恒星视差之一.
57′/日29.3 km/S
地 球 公 转 的 后 果
太阳的周 年运动
行星同太 阳的会合 运动
太阳周年运动
方向 周期 路线
二十四气 太阳以恒星年为周期在黄 弧段 等分点 时段 的含义 道上自西向东的视运动
十二宫
时刻
二 十 四 气 与 黄 道 十 二 宫
行星与太阳的会合运动
行星轨道速度比较 会合运动周期 行星与太阳相对位置的变化 行星的逆行
0° 30° 60°
A
北极
三种周期的比较
恒 星 日 与 太 阳 日 的 区 别
P E2 E1 P P E3 59
在一个太阳 日中: 地球自转了 360 59 ′ 太阳日比 恒星日约 长4分钟.
恒 星 日 与 太 阴 日 的 区 别
M3 M1 M2 在1太阴日中, 地球自转了 373 38′ 太阴日比恒星 日长54分钟, 比太阳日长50 分钟
φ
90-φ
三类恒星的范围
范围 恒显星 距离仰极φ以内 出没星 赤纬 δ高于90-φ的恒星
天赤道两侧 δ介于±(90-φ))之间 90-φ的距离内 恒隐星 距离俯极φ以内 δ高于-(90-φ)的恒星