地球科学复习

地球科学是研究地球物质组成、运动、时空演化和形成机制的系统科学。地球科学的特点：全球物、空、时的变化及差异性。地球科学的研究方法：类比法——利用“将今论古”的现实主义原理。宇宙始于大爆炸爆炸是现代宇宙学中最有影响的一种学说。与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。类地行星：水/金/地/火岩石组成类木行星：木/土/天/海/冥气体组成地球：土壤水温度大气生机勃勃月球：死寂沉沉银河系和太阳系中98%是由氢和氦气体组成，固体物质少于2%。地球中氢和氦很少，铁，氧，硅较多。地球形成假说冷星云形成的尘埃集合体。原始的均质地球受太阳辐射（风）高温的影响，轻的气体被吹到外层形成类木行星。重的组成地球。高温，熔融，重力使地球分异形成层圈构造。大气圈和水圈是地幔分离出来的。地球外部圈层——大气圈、水圈、生物圈海洋——水圈的主体全球地形陆地地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地。海底地形：大陆架、大陆坡、大陆基、岛弧、海沟、大洋中脊、大洋盆地。地球内部圈层地壳莫霍面（平均33km）地幔古登堡面（2900km）地核地球平均半径6371地球平均密度5.5g/cm3地质年代化石：保存在岩石中的生物遗体和遗迹称为化石。标准化石：能够用来确定特定地层时代的化石称为标准化石。标准化石具有演化快，数量多，分布广，特征明显的4大特点。化石研究意义确定地质年代。研究生物演化规律。建立地质年表进行地层对比。研究古地理、古气候、古环境。常见化石1.古无脊椎动物2.古脊椎动物3.古植物地层：在特定的地质时期形成的层状岩层。地层层序律：地层来经强烈的构造变动而倒转或位移时，保持着正常的顺序，即先形成的地层在下，后形成的地层在上，称为地层层序律。。化石层序律：不同时代的地层含不同的化石，不同地区含相同化石的地层属同一时代，称化石层序律。地层的划分：是依据地层的某种特征或属性，按照地层的原始顺序，将地层剖面划分为不同类型、不同级别的地层单位。地层的对比：是依据地区的特征或属性，对不同地区的地层单位进行比较研究，论证这些地层单位在特征和地层位置上的对应和相当关系。相对地质年代（确定原则）地层层序律：根据叠加原理。（老地层在下，新地层在上）利用波痕，层理，泥裂，雨痕可判断岩层顶底。化石层序律：生物演化遵循由简单到复杂，低级到高级的不可逆原则。利用生物群特征确定岩层新老。地质体之间的切割关系：被切割的先形成，切割者后形成。绝对年代（同位素年龄的测定）原理：放射性元素衰变后成为稳定元素；如：铀（238）=铅（206）+8氦（4）。衰变具有固定的半衰期（年）；衰变速度不受外界影响。矿物为测定对象。前寒武时期有机碳(38亿年前,格陵兰)菌类化石(35亿年前,澳大利亚和南非)真核生物化石(25亿年前,中国)多细胞生物(8亿年前,后生动物;澳大利亚的埃迪卡拉动物群)叠层石(前寒武的主要化石)地质年表早古生代生物特征寒武纪以三叶虫为主。奥陶纪主要为鹦鹉螺。志留纪腕足、双壳、笔石繁盛。寒武纪末出现鱼类。志留纪末期出现裸蕨植物。早古生代是海生无脊椎动物大发展的时期。晚古生代生物特征无脊椎动物、脊椎动物、陆生植物共同发展的时期。无脊椎动物的腕足、珊瑚、菊石、蜓大发展。脊椎动物的鱼类泥盆纪大发展。泥盆纪晚期出现两栖类，石炭—二叠纪大发展。晚石炭纪出现原始爬行类。植物界在石炭—二叠纪乔木、蕨类植物空前繁盛,成为世界上的重要成煤期。新生代哺乳动物、鸟类和被子植物大发展的时代。人类的出现是第四纪的重要标志。人类的起源与演化人类起源主要证据是化石。埃塞俄比亚和肯尼亚发现的300万年前的人类化石是地球上最早的能人化石。我国最早的直立人化石是200万年前的巫山人。北京猿人生活在50万年前。人类演化经历了南方古猿、能人、直立人、早期智人、晚期智人等阶段。大气圈大气圈的作用防止太空物质灾害性的袭击地球。固体物质（陨石、冰体）；宇宙辐射。维持地球上生命生存的必备条件。温度、呼吸、气压、循环。大气圈的分层外层（散逸层）：粒子向太空扩散，构成地球外部磁场。热层（电离层）：90-800km，温度迅速升高，300km达1000度高温，存在大量自由电子和离子，是吸收紫外线、传播无线电波和卫星运行的主要圈层。中间层：50-90km，温度由热-冷（0—-83度）。平流层：10-55km，温度由冷—热（-80—0度），无垂向大气对流，为飞行安全区和臭氧层分布区，吸收了大量的紫外线辐射。对流层：平均11-13km，赤道17-18km，两极8-9km。密度最大，气温由热-冷（15—-50度）。是产生气候现象的主要层圈。大气循环：高压区流向低压区,冷空气流向热空气。科里奥利力(地球自转偏向力)北半球偏向前进方向的右侧。南半球偏向前进方向的左侧。影响地球上所有运动的物体。低压中心形成逆时针旋转气团（气旋）高压中心形成顺时针旋转气团（反气旋）风化作用岩石在原地发生物理状态和化学成分变化的破坏作用称为风化作用（水沿裂隙下渗破坏岩石、连续岩层被破坏成孤峰、山坡脚的碎屑堆、风化的雕塑）。物理风化作用地表的岩石在原地发生机械破碎，不改变其化学成分和矿物组成，未形成新的矿物。包括：温差风化、冰劈作用、盐类结晶、层裂等。形成岩屑、砂粒等碎屑。化学风化作用岩石在原地由于化学反应使其发生物理状态和化学成分的变化，形成新矿物。包括水解、水化、溶解、氧化、碳酸化作用等。风化作用的影响因素气候、地形、岩性是影响风化作用的主要因素。显生宙新生代第四纪新第三纪老第三纪中生代白垩纪中生代三叠纪古生代晚古生代二叠纪石炭纪泥盆纪早古生代志留纪奥陶纪寒武纪元古宙新元古代震旦纪青白口纪中元古代蓟县纪长城纪太古宙古元古代新太古代古太古代气候决定风化作用类型；干旱气候区以物理风化为主，温湿气候区以化学和生物风化为主。地形影响风化作用的程度。岩性影响风化作用的速度。地形对风化作用的影响山顶，风化作用较强，风化速度快。坡下风化作用相对较弱。风化作用的产物残积物：地表岩石经长期风化作用，残留于原地的松散堆积物。风化壳：由残积物组成的，呈不连续覆盖地表基岩上的薄层外壳。风化壳的顶部常为土壤层。古风化壳：地质历史时期形成的风化壳。风的地质作用风的剥蚀作用：风通过吹蚀和磨蚀对地表进行的破坏作用。风的搬运作用：碎屑颗粒在风的作用下,通过悬浮、跳跃和滚动的形式进行搬运。风的沉积作用：风力无法携带搬运颗粒的重量时发生沉积作用，风速是决定沉积作用发生与否的主要因素。全球沙漠的分布南、北纬30度是全球的高压带，形成干燥的地面信风，致使全球沙漠分布于南、北纬15—30度的区域内。沿岸山脉影响沙漠的形成生物圈生物分类：界、门、纲、目、科、属、种地球上的生物分五个界：原核生物界原生生物界真菌界植物界动物界原核生物无细胞核的单细胞生物，以细菌和蓝藻为主。原生生物具有细胞核的单细胞生物，包括细菌、藻类和原生动物。真菌：没有叶绿素的真核生物，不能进行光合作用，包括蘑菇、木耳、灵芝等。植物:具有叶绿素，能进行光合作用的自养生物包括蕨类植物和种子植物等。动物：由无脊椎动物和脊椎动物组成的多细胞复杂生物。DNA的基本单元核苷酸由脱氧核糖（S）磷酸盐（P）和碱基（胸腺嘧啶T、腺嘌呤A、胞核嘧啶C、鸟嘌呤G）三种分子组成。人类基因组计划的实现将对疾病的防治，生物制药，器官再造和移植，食品工业，生命的形成和延续等领域带来难以估量的重大变革。其意义远大于克隆技术带来的变化，将对人类的生活和社会活动产生深刻的影响。生命的起源地球早期大气层中含有C、H、N、O等组成生命的基本元素。地球早期的温度适合生命的存在。地球上产生的生命是从无机界发展而来的。陨石和宇宙尘中发现了有机物。实验证实:碳、氧、氢、氮的混合物在电击、紫外线照射、冲击波作用下可生成有机物。生物在地质演化历史中经历过多次集群灭绝事件。例如：元古代埃迪卡拉动物群的灭绝。二叠纪末三叶虫、四射珊瑚的灭绝。白垩纪末恐龙的灭绝等。生物圈对其它层圈的作用大气圈：生物作用，特别是植物的光合作用对保持大气成分组成具有决定意义。大气圈中氧、氮、二氧化碳的循环都是在生物作用的参与下进行的。人类活动对大气圈的污染值得充分重视。水圈：生物作用影响水圈中元素的迁移和沉淀过程，也影响水圈的运动循环。放射虫硅质岩的形成吸收了海水中大量的二氧化硅。浅海石灰岩（碳酸钙）的形成是生物作用的结果。铅、磷等元素可由生物作用沉积于海底。大洋盆地的锰结核（含多种金属）是菌类和微生物作用的结果。水循环过程中生物活动起着十分重要的作用。岩石圈：生物对岩石圈表层进行破坏和物质交换。石油、天然气和煤是通过生物作用储存的太阳能。岩石圈中的生物风化作用使岩石破碎，生物作用形成了土壤。地质历史中形成的许多矿产（铁、铜、锰）与生物作用有关。水圈的组成海洋：97.3%（咸水）。冰川：2.1%（固体淡水）。地下水：0.6%。地表水：0.01%。大气水和生物水：0.001%。能够被人类直接利用的水不足1%。水的特点水的偶极性分子结构决定了水具有流动性好、表面张力强、热容量大、弱粘滞性的特点，使其成为地质作用的主要媒介。水能够吸收大量的太阳辐射，使海洋成为生命的摇篮。水是地球上生物生存和发展的必备条件。滨海带（滨岸带）海水与陆地交界的地带。（平均高潮线和平均低潮线之间）浅海带（大陆架）200米水深以上坡度较缓的地带。半深海（大陆坡、大陆基）大陆坡：大陆架前缘至大洋盆地之间的陡坡地带。大陆基：大陆坡脚与大洋盆地之间的过渡地带。深海带（大洋盆地）由岛弧、海沟、深海平原、大洋中脊、海山、海底平顶山组成的深海地形。海水的特征海水含有3.5%的盐类，其中2.7%为氯化钠，其次为氯化镁、硫酸镁、碳酸钙等。这些盐类是岩石风化形成的并由河流将其带入海洋中的。海水表层温度受太阳辐射影响与地理纬度一致，200米透光带以下温度迅速降低，密度增高，洋底温度为2度左右。海水温度\密度随深度变化图海水的运动波浪：海水有规律的起伏运动称波浪,波浪的能量来自风。波浪用波长、波高、波峰、波谷来描述。深水区（大于1/2波长）波浪的水质点在原地做圆周运动以传递能量，浅水区（小于1/2波长）水质点受深度影响成椭园运动。潮汐：海水周期性的涨、落现象称为潮汐。潮汐受日、月引力和地月系统离心力决定，引潮力是二者的合力。潮汐的成因：太阳引力和月球引力对海洋的影响浊流形成于大陆坡沿海底峡谷流动，沉积于深海盆地的高密度重力流。洋流由于温差和盐度不同引起海洋中沿固定方向大面积流动的水体,分为表层洋流和深部洋流。片流和洪流受大气降水控制，属季节性和暂时性流水。山洪爆发、洪积物、冲沟与洪积扇水系：由支流和主流组成的河流网状运动系统称为水系，水系覆盖的地区称为流域。河流地质作用（产生的原因）能量（动、势）转换是产生河流剥蚀、搬运、沉积作用（地质作用）的根本原因。河流的剥蚀作用：河流通过机磨蚀和化学溶蚀对河床进行破坏。河流的搬运作用河流的沉积作用河流的类型冰川溶水形成辫状河具有固定河道的曲流河河流上游地质作用的特点河床坡度大，流速快，搬运力强，以下蚀作用为主。常形成急流、浅滩、瀑布和V形谷。下蚀作用的结果使河流向源头方向伸长，称为向源侵蚀。侵蚀基准面是下蚀作用的极限，海平面是河流的最终侵蚀基准面，湖泊和主河道是上游或支流的暂时性侵蚀基准面。河流中游地质作用的特点河流中游坡度缓，流速较慢，搬运力降低，下蚀作用减弱，以侧蚀作用为主。使河谷加宽，形成U形谷，河曲等现象，河谷内沉积大量碎屑物。U形谷，河曲，边滩（点沙坝）形成过程。侧蚀作用的结果使河流凸岸沉积，凹岸剥蚀后退，河曲加大。河流（中）下游地质作用的特点河流（中）下游坡度极缓，流速很慢，动能明显减弱，河流几乎不具备侵蚀能力，也很难携带搬运大量的碎屑物，以沉积作用为主。形成蛇曲和大量沉积地形。蛇曲与牛轭湖的形成河流的沉积作用河流流速减小，搬运能力下降是发生沉积作用的主要原因。形成边滩（点沙坝）、心滩、天然堤、河漫滩等沉积地形，最大的沉积场所位于三角洲。天然堤和河漫滩的形成过程平水期河水位于河床内。洪水期河水