天體與地球第5章-地球-課件

第一節(jié)地球概況一、固體地球的物理性質(zhì)二、地球的圈層結(jié)構(gòu)三、固體地球的表面形態(tài)第二節(jié)地球的物質(zhì)組成一、地球的化學(xué)成分及其在地球圈層中的分異二、地殼中物質(zhì)存在的基本形態(tài)：礦物和巖石第三節(jié)地球的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)一、地球外部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用二、地球內(nèi)部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用三、巖石圈板塊構(gòu)造

第五章地球1地球---太空中璀璨的藍(lán)寶石生命-----宇宙物質(zhì)演化的必然2?地球的起源：作為太陽(yáng)系的一部分，地球是和太陽(yáng)系同時(shí)形成的。大約46億年前,在銀河系的某個(gè)區(qū)域，混合著許多死亡的恒星的殘骸和爆炸的灰塵氣體云團(tuán)開(kāi)始收縮并飛速旋轉(zhuǎn);在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的中心,絕大部分質(zhì)量形成了我們的太陽(yáng);極少部分的質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的外圍誕生了8顆行星，其中有一顆叫地球！太陽(yáng)系有兩類(lèi)行星：氣體的類(lèi)木行星和固體的類(lèi)地行星。地球是最大的類(lèi)地行星！3太陽(yáng)系的形成4

第一節(jié)地球概況

一、固體地球的物理性質(zhì)

1．地球的形狀和大小

1672年法國(guó)里舍認(rèn)為:地球是一個(gè)扁的橢球體。

------牛頓更認(rèn)為地球是旋轉(zhuǎn)橢球體。

1957年以來(lái)，根據(jù)人造衛(wèi)星拍攝的照片發(fā)現(xiàn):

地球并不是標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)橢球體，而是呈梨形的地球體。北極突出約10米，南極凹進(jìn)約30米，中緯度在北半球凹進(jìn)、在南半球凸出。5梨行地球體61975年,16屆國(guó)際大地測(cè)量和地球物理協(xié)會(huì)修訂數(shù)值

赤道半徑a6378.140公里兩極半徑c6356.755公里赤道周長(zhǎng)2πa40075.036公里子午線周長(zhǎng)2πc39940.670公里表面積4πR2510064471.9平方公里

(約五億平方公里)

體積4/3πR31083206900000立方公里

(約一萬(wàn)億立方公里)

782．地球的質(zhì)量和密度

①地球的質(zhì)量:5.9742×1021

噸

②地球平均密度:5.516克/厘米3

地表巖石的平均密度2.7～2.8克/厘米3

地心密度13克/厘米33．地球的溫度

①外熱層是地球表層，吸收太陽(yáng)輻射熱。

②常溫層為外熱層最下界，溫度常年保持不變，等于當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟取?/p>

③內(nèi)熱層在常溫層下，溫度隨深度而逐漸增加，主要是放射熱的影響.

a.地溫梯度:深度每增加100米時(shí)所升高的溫度℃。

b.地溫深度:溫度每升高1℃所增加的深度米。地球內(nèi)部70公里以上地溫梯度平均為2.5℃。在火山地震區(qū)和年輕山區(qū)具有較高的地溫梯度。94．地球的磁性和地球磁層地球?yàn)榫鶆虼呕蝮w，形成偶極子磁場(chǎng)。地磁場(chǎng)強(qiáng)度單位:奧斯特(Oe)，等于1達(dá)因的磁力。赤道水平磁場(chǎng)強(qiáng)度0.31Oe，磁北極豎向磁場(chǎng)強(qiáng)度0.58Oe，磁南極為0.68Oe。地球磁層由于太陽(yáng)風(fēng)的影響，地磁場(chǎng)的磁力線都向后彎曲，地磁場(chǎng)朝太陽(yáng)方向的最前沿形成一個(gè)包層，并向背太陽(yáng)方向延伸。這個(gè)被太陽(yáng)風(fēng)包圍的、慧星狀的地磁場(chǎng)區(qū)域叫做地球磁層。地球磁層始于地表以上600~1000km處，朝著太陽(yáng)一面的磁層頂距地心約8~11個(gè)地球半徑，但太陽(yáng)激烈活動(dòng)時(shí)，磁層頂距地心的距離可被增強(qiáng)的太陽(yáng)風(fēng)壓縮到5~7個(gè)地球半徑。10太陽(yáng)風(fēng)與地球磁層11地球的磁層和極光12地球磁層----保護(hù)生命的盾牌13地球極光14地球極光15地球極光1650萬(wàn)年以來(lái)地球磁極性變化17地磁極倒轉(zhuǎn)可能對(duì)生物的傷害185.地球的放射性地表巖石、水、大氣、生物中都有放射性元素存在，地球內(nèi)部深處也有，它們存在于各種巖石中，但主要集中在地殼，特別是集中在酸性巖漿巖中。

天然放射性是放射性元素(特別是原子量較大的元素)的自然蛻變，自發(fā)地放射出一個(gè)或幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)(射線)而變成較穩(wěn)定的元素。

最具有地質(zhì)意義的是壽命長(zhǎng)的放射性元素鈾、釷、鉀，它們的半衰期長(zhǎng)，可與地球年齡相比，能夠用它們來(lái)測(cè)定地質(zhì)年齡；它們也在蛻變過(guò)程中釋放熱量，是地球內(nèi)部主要熱源之一。19鈾２３８蛻變成鉛２０６20大氣中的氮１４在宇宙射線的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)樘迹保?，被生物按固定比例吸收；生物死亡后，碳１４的比例每５５６８年下降一?1

6.地球的電性

很早就已知道地球帶有電性，例如:

發(fā)電廠以大地作為回路；大氣高層電離對(duì)地面的感生電場(chǎng)，在大雷雨時(shí)的放電(電位差最大可達(dá)100伏/米)；地內(nèi)巖體的溫差電流；大面積的地磁場(chǎng)感應(yīng)電流等，可形成大地電流，電流密度平均約為2安培/公里2。227.地球的彈塑性

①地球具有彈性:表現(xiàn)在能傳播地震波，因?yàn)榈卣鸩ㄊ菑椥圆?。我們看到地表海水在日月引力下發(fā)生明顯的潮汐現(xiàn)象，這是液體的變形。用精密儀器可觀測(cè)到地球固體表層在日月引力下也有潮汐現(xiàn)象，可以攝引地殼升降7～15厘米，叫固體潮.也說(shuō)明固體地球具有彈性。

②地球的塑性:固體地球在一定條件下還表現(xiàn)為塑性體。例如在長(zhǎng)期受力下就會(huì)象液體那樣變形。地球是一個(gè)旋轉(zhuǎn)橢球，這表明地球并不是完全的剛體。我們?cè)谝巴饪吹胶芏鄮r體發(fā)生劇烈而復(fù)雜的彎曲卻沒(méi)有斷裂開(kāi)，這也是巖體的塑性表現(xiàn)。地球內(nèi)部的彈性狀況可通過(guò)地震波的傳播速度確定:

地震波速與密度成反比，與彈性模量成正比；固體中縱波(P波)和橫波(S波)都可傳播，液體中，因切變模量等于零，故橫波不能通過(guò)液體。23根據(jù)地震波在地球內(nèi)部不同介質(zhì)中傳播速度的差異,可以測(cè)定地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)24

二、地球的圈層結(jié)構(gòu)

（一）地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)地震波在地球內(nèi)部有兩個(gè)波速變化最明顯的界面：

①莫霍羅維奇不連續(xù)面(莫霍面Moho):

在大陸區(qū)較深，最深可達(dá)60公里以上，在大洋區(qū)較淺，最淺不足5公里。

②古滕堡不連續(xù)面(古滕堡面):

在地下約2900公里處。

根據(jù)這兩個(gè)界面把地球內(nèi)部分為三大圈層:

地殼、地幔和地核。251地殼(crust)

地殼又由由康拉德面分成上、下兩層：

①上地殼(硅鋁層):主要成分是氧、硅、鋁等輕元素，平均密度2.7克/厘米3。為酸性的巖漿巖和變質(zhì)巖，含有豐富的堿金屬和大量的稀有金屬元素，故也叫花崗質(zhì)層.

②下地殼叫硅鎂層，主要成分是氧、硅、鐵和鎂，平均密度3.0克/厘米3，為基性巖，如玄武巖，故又稱(chēng)為玄武質(zhì)層。大陸下面和大洋下面都有這一層，呈連續(xù)分布。大陸地殼:硅鋁層+硅鎂層大陸地殼:硅鎂層262地幔介于莫霍面和古滕堡面之間。厚度2800多公里，占地球體積83%。平均密度4.5克/厘米3。

①上地幔：在莫霍面以下至1000公里深度之間，平均密度3.5克/厘米3。主要成分是超基性巖。

軟流圈：上地幔內(nèi)在60～250公里間波速減低，為低速帶，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中把低速帶叫做軟流圈。巖石圈：軟流圈之上地幔最上層和地殼。

②下地幔：從1000公里到2900公里深度，平均密度5.1克/厘米3，構(gòu)成物質(zhì)是MgO、FeO和SiO2。273地核體積占地球的16.2%；質(zhì)量占地球總質(zhì)量的32%。

①外核平均密度約10.5克/厘米3。由于橫波不能通過(guò)，說(shuō)明剛性為零，呈液態(tài)。

②內(nèi)核平均密度約12.9克/厘米3。測(cè)得縱波和橫波證實(shí)內(nèi)核是固體。根據(jù)與鐵隕石對(duì)比，認(rèn)為地核的成分主要是鐵，并含鎳5～20%；地磁來(lái)源于地核，也證明地核由高磁性鐵鎳組成。28活著的地球293031

（二）地球外部圈層的特征

1大氣圈大氣圈是包圍著地球的氣體，厚度幾萬(wàn)公里。總質(zhì)量約5.136×1021克。大氣成分由18種氣體混合組成，主要成分是氮和氧，次要成分有He、Kr、CO、SO2、H2、H2O、Xe、NO2、Rn、NO等。

CO2、CO、SO2、NO2和NO在人口稠密的工業(yè)區(qū)的空氣中較多；O3主要集中在臭氧層；H2O主要在對(duì)流層中。32

根據(jù)大氣溫度、密度等特征，大氣圈自下而上分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱成層和外逸層。

對(duì)流層從地面起到溫度下降到最低處，其高度：在赤道為18公里，兩極為9公里，中緯度為10.5公里。由于有水汽和大氣對(duì)流，所以一切氣象現(xiàn)象(如風(fēng)、云、雷、電、雨、雪等)均發(fā)生在對(duì)流層中。平流層是從對(duì)流層頂?shù)?0公里高度的范圍。平流層的氣溫隨高度而增加，甚至到0℃以上，說(shuō)明它已不受地面輻射熱的影響。在20～35公里范圍內(nèi)臭氧集中，大量吸收太陽(yáng)的紫外輻射熱致使氣溫增高。33地球大氣的分層343536地球的大氣環(huán)流373839

2水圈水圈是地球表層的水體，分布在海洋、河流、湖泊、表層巖石孔隙和土壤中，兩極和高山還有大片固態(tài)水，大氣下層和生物中也含有水分。這些水包圍著地球形成連續(xù)的封閉圈?？傎|(zhì)量1664億億噸?？傮w積13.9億立方公里。海洋水體積為陸地水體積的34倍。40地球上水和碳的循環(huán)41南極冰蓋的消融423生物圈生物圈是地球上生物生存和活動(dòng)的范圍，包括動(dòng)物、植物和微生物。在大氣圈10公里高空、地殼3公里深處和深海底都發(fā)現(xiàn)有生物存在，大量生物集中在地表和水圈上層，包圍著地球形成一個(gè)完整的封閉圈。生物圈的總質(zhì)量約114800億噸。生物圈使自然界(大氣、水、巖石)的各種元素，特別是碳、氫、氧、氮等元素和一些金屬元素不斷通過(guò)生物光合作用和呼吸作用產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)循環(huán)。生物圈中最富有活力的是微生物（細(xì)菌和微體藻類(lèi)）

-------它們有最大的繁殖力。在適合的環(huán)境下，硅藻每小時(shí)增加一倍，在八天內(nèi)分裂的物質(zhì)質(zhì)量就有地球那么多。同樣，一個(gè)細(xì)菌在4天半時(shí)間內(nèi)可繁殖1036個(gè)，完全可以填滿所有海洋。43核酸---生命的遺傳分子44地球生命起源于原始湯中45461918年流感爆發(fā)奪命4000余萬(wàn)47微生物48494億年前兩棲類(lèi)登陸50露西奶奶51露西奶奶們的生活52生命長(zhǎng)征53

三、固體地球的表面形態(tài)

5.1億平方公里的地球表面：陸地面積為1.48億平方公里,占29.0%；海洋面積3.62億平方公里,占71%。陸地上相當(dāng)于1000米以下高度的平原、低山、丘陵的面積最大,占地球總面積的20.8%;

海洋中4000～5000米深的海盆面積最廣,占地球總面積的22.6%。54

1.陸地地形按照高程和起伏特征,陸地地形可分為：山地、丘陵、平原、高原、盆地洼地等六種類(lèi)型。552．海底地形海底分為大陸架和大陸坡；大陸基、海溝和島??；洋脊、洋隆和海嶺；洋盆四個(gè)單元：（1）大陸架和大陸坡大陸與洋盆之間被海水淹沒(méi)的地帶稱(chēng)為大陸邊緣,包括大陸架與大陸坡。

①大陸架(也稱(chēng)陸棚)地勢(shì)平坦,坡度一般小于0.3°。平均水深在200米內(nèi)。世界大陸架的平均寬度70公里。

②大陸坡大陸架外緣坡度變陡部分稱(chēng)為大陸坡，平均坡度為3°,最大坡度可達(dá)20°以上。水深從200米到3000米以上。大陸坡是世界上最長(zhǎng)、最直和最高的斜坡,呈20～40公里寬的條帶圍繞著大陸架。562大陸基、海溝與島弧

①大陸基（大陸裙）大陸坡與洋盆之間比較平坦地區(qū),坡度僅5′～35′。

②海溝與島弧延伸距離很長(zhǎng),呈弧形的火山列島稱(chēng)為島弧。太平洋北部和西部的阿留申、千島、日本、琉球、菲律賓、所羅門(mén)、馬里亞納等群島和大西洋加勒比海的安底斯群島都是島弧的例子。島弧靠大洋一側(cè)伴生長(zhǎng)條形巨型深凹槽稱(chēng)為海溝。

海溝和島弧具有地殼表面最活躍的地質(zhì)特征

——強(qiáng)烈的火山作用、地震作用、低的熱流和地球上最大的重力負(fù)異常。57東亞及西太平洋邊緣海地貌圖583洋脊、洋隆與海嶺

①洋脊與洋隆大洋中最顯著的地勢(shì)特征是有一條遍及全球、橫穿大洋盆地、線狀延伸的海底山脈,該山脈除表層為極薄的沉積層外幾乎全由玄武巖組成,稱(chēng)為洋脊。各大洋中的洋脊首尾相連貫通，連綿約6萬(wàn)余公里,寬度1000～3000公里,比海底高2000～3000米,構(gòu)成地殼表面最大的山系。印度洋、北冰洋、大西洋的洋脊頂部中央有明顯的大裂縫,深達(dá)1～2公里,寬達(dá)數(shù)十甚至數(shù)百公里,稱(chēng)為中央裂谷。東太平洋洋脊頂部無(wú)明顯的中央裂谷，稱(chēng)為洋隆。

②海嶺大洋中還有一些沒(méi)有構(gòu)造地震活動(dòng)、多屬大陸型地殼的小型水下山脈叫海嶺。59

4洋盆洋盆是指位于洋脊與海溝之間浩瀚而又比較平坦的大洋底部分,平均深度在海面以下4～5公里。約占海洋面積的43%。洋盆有三種主要地形:深海丘陵、深海平原和海山。60世界海底地貌61626364

第二節(jié)地球的物質(zhì)組成

一、地球的化學(xué)成分及其在地球圈層中的分異

1.地球的質(zhì)量分配及元素的分異地球的質(zhì)量近60萬(wàn)億億噸，幾乎都集中在固體地面以下，為巖石和金屬，平均密度5.517克/厘米3；大氣、水和生物體的總質(zhì)量不足0.1%。整個(gè)地球的物質(zhì)各元素的豐度為：

Fe:34.6%;O:29.5%;Si:15.2%;Mg:12.7%;Ni:2.4%;S:1.9%;Ca和Al:2.2%;其他元素:1.5%。地核：地球中的鐵和鎳大部分為金屬狀態(tài)。地殼和地幔：大部分是氧和硅，次為鋁、鐵、鎂。水圈:以氧和氫為主。生物圈:則主要為碳、氫、氧和氮。652.地殼中元素豐度----克拉克值

1889年，美國(guó)化學(xué)家克拉克根據(jù)大陸地殼中的5159個(gè)巖石、礦物、土壤和天然水的樣品分析數(shù)據(jù)，計(jì)算出元素在地殼中平均質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（元素的豐度---克拉克值）。地殼中各元素的豐度依次為：氧(45.2%)，硅(27.2%)，鋁(8%)，鐵(5.8%)，鈣(5.06%)，鎂(2.77%)，鈉(2.32%)，鉀(1.68%)，鈦(0.68%)，氫(0.14%)，錳(0.10%)，磷(0.10%)，其他所有元素(0.77%)。66

二、地殼中物質(zhì)存在的基本形態(tài)：礦物和巖石

1.礦物地殼中由地質(zhì)作用形成的天然單質(zhì)或化合物就是組成巖石和礦石的基本單元——礦物。礦物的分類(lèi)

a.自然元素如：石墨、金剛石、自然金等。

b.硫化物如：黃鐵礦、黃銅礦等。

c.鹵化物如：螢石、石鹽等。

d.氧化物及氫氧化物如：石英、褐鐵礦等。

e.含氧鹽如：石膏、普通輝石、普通角閃石等。67南非金伯利巖筒682.地殼中的巖石巖石是在各種不同地質(zhì)作用下產(chǎn)生的,由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的礦物結(jié)合體。根據(jù)巖石的成因,可將巖石分成三大類(lèi):

①巖漿巖巖漿巖是由巖漿活動(dòng)形成的。巖漿是指在地下深處形成的、富含揮發(fā)成分的高溫、粘稠的硅酸鹽熔漿流體。巖漿侵入或噴出地表冷凝固結(jié)而成的巖石稱(chēng)為巖漿巖（包括侵入巖和噴出巖）。

②沉積巖沉積巖是在地表及地表下不太深處形成的地質(zhì)體,它是在常溫常壓下由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖作用而成的巖石。它與巖漿巖的顯著區(qū)別是具有層理構(gòu)造。6970沉積巖形成的地層7172③變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由變質(zhì)作用形成的。它是先形成的巖石，包括沉積巖、巖漿巖，甚至是變質(zhì)巖在地殼深部由于物理、化學(xué)條件發(fā)生變化，使巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生一系列改變，形成新的巖石。

巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖的成因聯(lián)系和相互區(qū)別:

巖漿巖是由巖漿自下而上逐漸冷凝形成的巖石，所以它的形成是一個(gè)降溫降壓的過(guò)程。變質(zhì)巖的母巖是先成的巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖，要使得已形成的巖石變成變質(zhì)巖就必須要有變質(zhì)作用，這個(gè)變質(zhì)作用的過(guò)程就是一個(gè)升溫升壓的過(guò)程。沉積巖的母巖是先成的各類(lèi)巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、固結(jié)成巖作用形成的巖石，這個(gè)過(guò)程多半是在水介質(zhì)中進(jìn)行的，一般是處于常溫常壓之下.

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第三節(jié)地球的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

地球之所以被稱(chēng)為藍(lán)色的星球，生命行星，根本原因就是我們的地球是生氣勃勃的行星，是一個(gè)巨大的能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)循環(huán)的開(kāi)放系統(tǒng)，具有極為活躍的內(nèi)部、外部動(dòng)力地質(zhì)作用。地球是太陽(yáng)系中唯一表面擁有大量液態(tài)水的行星，也是唯一有生命存在的行星。大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈表面共同構(gòu)成了地球的表生能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)循環(huán)最活躍的系統(tǒng)。地球還是同時(shí)擁有活動(dòng)的火山、地震、板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的行星，表明她有一個(gè)造山的發(fā)動(dòng)機(jī)。74活著的地球75活著的地球76

一、地球外部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用地球外部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的能量的第一個(gè)來(lái)源是來(lái)自太陽(yáng)的輻射能，這是地球表生系統(tǒng)中能量的主要來(lái)源，在地球的演化歷史中，生物通過(guò)光合作用可以將多余的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存起來(lái)，我們現(xiàn)在使用的常規(guī)能源煤炭、石油就是遠(yuǎn)古時(shí)代的生物為我們儲(chǔ)存在巖石地層中的太陽(yáng)能。第二個(gè)能量來(lái)源是地球上物質(zhì)存在的位能或勢(shì)能，它是來(lái)自地球內(nèi)部的放射性元素衰變產(chǎn)生的能量，由于地球內(nèi)部的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成山脈和高原而儲(chǔ)存下來(lái)。

地球外部圈層能量轉(zhuǎn)換的主要介質(zhì)是地球上的流體：水和風(fēng)和生物，生物在地球表生系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中起著關(guān)鍵的作用。77微生物781.地球表生系統(tǒng)中物質(zhì)的破壞——風(fēng)化作用

風(fēng)化作用指的是在大氣、水和生物等的作用下,主要通過(guò)物理或化學(xué)作用促使地殼表層巖石在原地遭受破壞的過(guò)程。在風(fēng)化過(guò)程中一方面破壞原有在較高溫度和壓力下形成的礦物,另一方面又形成一些在常溫常壓下穩(wěn)定的新礦物。風(fēng)化作用可分為三種類(lèi)型:機(jī)械(物理)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用79

2.地球表生系統(tǒng)中物質(zhì)的遷移——搬運(yùn)作用搬運(yùn)作用是指風(fēng)化作用的產(chǎn)物在水、風(fēng)、冰川等介質(zhì)中遷移的過(guò)程.

風(fēng)化作用的產(chǎn)物在介質(zhì)中搬運(yùn)的方式主要有:

機(jī)械搬運(yùn)(呈碎屑物質(zhì))

化學(xué)搬運(yùn)(呈溶液或膠體)3.地球表生系統(tǒng)中物質(zhì)的遷移——沉積作用沉積作用是指風(fēng)化作用產(chǎn)物在水、風(fēng)、冰川等介質(zhì)中搬運(yùn)遷移的過(guò)程中,由于物理、化學(xué)條件發(fā)生變化而導(dǎo)致搬運(yùn)物質(zhì)沉淀,并形成沉積巖石的過(guò)程.

4．地球表生系統(tǒng)中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用的主要場(chǎng)所是河流、地下水、海洋、湖泊與沼澤、冰川、干旱地區(qū)（風(fēng)力地質(zhì)作用）80石油天然氣的形成81西澳大利亞鯊魚(yú)灣28億年前藍(lán)菌建造的疊層石礁82天然水合物---可燃冰8384可燃冰標(biāo)本85可燃冰在海底的賦存86可燃冰的開(kāi)采8788黃土寫(xiě)就的歷史89劉東生院士王有志院士9070萬(wàn)年來(lái)的黃土與古氣候變化91南極冰芯記錄了近代環(huán)境的變化92

二、地球內(nèi)部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)作用

地球內(nèi)部圈層系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源主要有：放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能、引力作用產(chǎn)生的重力能等。地球內(nèi)部圈層系統(tǒng)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)集中表現(xiàn)在巖石圈--軟流圈之間的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)，具體形式有地震作用、巖漿作用、變質(zhì)作用和構(gòu)造變形作用。931．地震地震是巖石圈的快速顫動(dòng),是巖石圈中內(nèi)能逐漸積累而后突然釋放的結(jié)果。地震的成因包括火山地震、陷落地震和構(gòu)造地震。構(gòu)造地震約占整個(gè)地震的90%?，F(xiàn)代地震大多數(shù)集中在四個(gè)帶上，它們與巖石圈大板塊邊界基本上是一致的。

①環(huán)太平洋地震帶

②阿爾卑斯-喜馬拉雅地震帶

③洋脊和大陸裂谷地震帶

④轉(zhuǎn)換斷層地震帶94來(lái)自海洋的震動(dòng)95世界海底地貌9697東亞及西太平洋邊緣海地貌圖98臺(tái)灣“9。21”地震前后的武昌宮9920041226印度洋地震10020041226印度洋地震10120050205尼科巴島強(qiáng)余震10220050219蘇拉威西島強(qiáng)余震10320041226地震造成海底山崩引發(fā)海嘯104105海嘯形成機(jī)理106馬來(lái)西亞檳榔嶼遭受海嘯107中國(guó)游客張磊DV記錄下的海嘯畫(huà)面108印度尼西亞班達(dá)亞齊災(zāi)區(qū)慘不忍睹109

泰國(guó)南部閣披披島上被海嘯毀壞的禮品商店110這兩張12月30日發(fā)布的衛(wèi)星圖片顯示的是印度尼西亞亞齊省首府班達(dá)亞齊海濱地區(qū)受海嘯襲擊前后的情形。其中，上圖拍攝于6月23日，下圖拍攝于12月28日。111這是12月30日發(fā)布的印度尼西亞班達(dá)亞齊海濱地區(qū)遭受海嘯襲擊前后的組合衛(wèi)星照片，上圖拍攝于6月23日，下圖拍攝于12月28日。112印尼亞齊省海嘯中死去的嬰孩113印度洋地震形成原因114115全球地震震中的分布116全球火山-地震帶的分布117118東亞及西太平洋邊緣海地貌圖1192．巖漿作用與火山活動(dòng)巖漿是在地下深處形成的高溫熔融體。其成分主要為富含揮發(fā)分的硅酸鹽物質(zhì)。巖漿從地下深處向淺處運(yùn)移,當(dāng)巖漿穿透上覆巖石,噴出地表時(shí),便形成火山,叫火山噴發(fā)。巖漿噴出地表所引起的全部作用過(guò)程,稱(chēng)為巖漿的噴出作用或火山作用。噴發(fā)后冷凝形成的巖漿巖叫噴出巖。有的巖漿上侵,但未能穿透上覆巖石,而在地殼內(nèi)某一深度占據(jù)一定空間冷凝成巖。這種在地表以下由巖漿活動(dòng)所引起的全部作用過(guò)程,稱(chēng)為巖漿的侵入作用,冷凝形成的巖漿巖叫侵入巖。120

世界活火山的分布(全世界活火山現(xiàn)在共有516座):a.環(huán)太平洋火山帶319座,占全世界火山總數(shù)的62%。

b.阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶94座，占全世界活火山總數(shù)的18%。

c.其余的活火山約占活火山總數(shù)的20%。其中：

42座(占活火山總數(shù)的8%)分布在大西洋洋脊,如冰島、亞速爾、佛德角和圣保羅島上。

7個(gè)分布在東非裂谷附近。其余則分散分布于非洲大陸、太平洋、印度洋和南極洲。從上述火山分布來(lái)看,火山的分布與地震分布基本一致,即分布于板塊邊界上。顯然與板塊運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。121全球火山地震帶的分布1223．變質(zhì)作用變質(zhì)作用是原有的巖石基本上在固態(tài)下,受內(nèi)動(dòng)力的作用使原有巖石的礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化,而變成一種新巖石過(guò)程。

4．構(gòu)造變形作用構(gòu)造變形作用是指由內(nèi)動(dòng)力所引起的地殼(或巖石圈)巖石發(fā)生變形、變位的一種機(jī)械作用。自然界的巖石一般都是堅(jiān)硬的,但在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力的長(zhǎng)期緩慢地作用下,確可以發(fā)生巨大的變位和變形,形成各種彎曲和斷裂等地質(zhì)現(xiàn)象。這種在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力作用下,巖石發(fā)生變形、變位的形跡就稱(chēng)為地質(zhì)構(gòu)造或構(gòu)造形跡。123

地質(zhì)構(gòu)造包括褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造:

①褶皺構(gòu)造有些巖石在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下,發(fā)生塑性變形,產(chǎn)生彎曲,但仍保持其連續(xù)性,這種彎曲的構(gòu)造稱(chēng)為褶皺構(gòu)造。按其形態(tài)把褶皺劃分為背斜和向斜:

背斜一般是向上拱彎的褶曲;

向斜一般是向下彎曲成槽形的褶曲。

②斷裂構(gòu)造當(dāng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)一定條件下的巖石強(qiáng)度時(shí),巖石便失去其連續(xù)和完整性而發(fā)生破裂,巖石沿破裂面發(fā)生破裂所形成的構(gòu)造叫斷裂構(gòu)造。巖石斷裂后,如果沿破裂面兩側(cè)的巖塊沒(méi)有發(fā)生顯著位移(即明顯的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)),這種斷裂構(gòu)造稱(chēng)為節(jié)理。如果沿破裂面兩側(cè)的巖塊發(fā)生了顯著的位移,這種斷裂構(gòu)造稱(chēng)為斷層。124構(gòu)造變形與構(gòu)造地震125

三、巖石圈板塊構(gòu)造地球是唯一具有可移動(dòng)固體表面---巖石圈板塊的星球。巖石圈板塊之間長(zhǎng)期、大規(guī)模的水平位移是地球表面海、陸滄桑變遷的根本原因。

1．板塊構(gòu)造理論的由來(lái)

----大陸漂移-海底擴(kuò)張-板塊構(gòu)造

①大陸漂移大陸漂移學(xué)說(shuō)是由德國(guó)學(xué)者魏格納于1912年提出。他認(rèn)為最初硅鋁層復(fù)蓋著整個(gè)地球，后來(lái)由于褶皺作用，硅鋁層裂開(kāi)并逐漸堆疊起來(lái)，在寒武紀(jì)以前形成單一的原始大陸(聯(lián)合古大陸或泛大陸)和一個(gè)泛大洋。從中生代(特別是中生代末期)開(kāi)始，這個(gè)聯(lián)合古大陸逐漸發(fā)生分裂、漂移，從而形成現(xiàn)代的大陸、大洋分布的基本格局。126