第2章第1节 地球概况

第2章地球的基本特征第1节地球概况一、地球的形状和大小我国古代的地球观是怎样的？数据：赤道半径6378.137km两极半径6356.752km平均半径6371.11km面积：5.1×108km2最高点：8844.43m珠峰最低点：-11034m马里亚纳海沟海陆分布：海71%陆29%大陆地形高原：海拔500——600米，表面平坦或一定起伏的广阔地区,如青藏高原平原：海拔200米，表面平坦高差50米如：丘陵：海拔500米，高差200米，如：江淮丘陵盆地：四周高中部低，如：四川盆地海底地形三大单元：大陆边缘、大洋盆地、洋中脊大陆边缘大洋盆地大陆边缘洋中脊二、地球的物理性质（二）地球的温度（三）地球的磁性（四）地球的弹和塑性（一）地球的重力（一）地球的重力重力地球自转引起的离心力和地球引力的合力为地球的重力。地球的引力:F=m1m2/r2,m1:地球质量；m2物体质量；r：物体与地心的距离。(万有引力常数？)重力的大小即其强度，一般用重力加速度来表述，单位为伽(Ga)（1伽=1cm/s2=103毫加。在国际单位制(IS)中，为m/s2，这是为了纪念世界上第一位测定重力加速度的物理学家伽利略而命名的。重力方向示意图地球的离心力相对引力来说是非常微弱的，其最大值小于引力的1/288，因此，重力的方向仍大致指向地心。影响重力大小的不是整个地球的总质量，而主要是所在深度以下的质量。从地表到地下2885km的核幔界面，重力大体上是随深度增加而略有增加。在核幔界面上，重力值达到极大(约1069伽)，再往深处去,各个方向上的引力趋向平衡,重力值逐渐减少，直至变小为零。重力加速度随深度的变化重力的大小还要受到离心力的影响，在赤道上，离心力最大；向两极，随纬度的升高而减少，南北极上的离心力等于零，同一物体的重量，赤道上比在两极要轻1/290(地球赤道部分凸出，就是因为离心力的作用)。在地球表面又是另外一种状况：重力要受到地势高低的影响，在珠穆朗玛峰顶，到地心的距离比华北平原要多8000多米。引力自然要小一点。现已计算出地表不同纬度上的理论重力值，赤道重力值一般为978.03伽，两极为983.22伽，两者相差5.19伽。地表重力值，随纬度增加而增大，随地表高度的增加而减小。重力的探究重力异常实际测得的重力值与理论重力值之间的差值。重力异常利用重力异常可判断地下密度的变化，指导找矿。正异常：G实测G理论密度大如：Fe、Ｃu、Ｐb等金属矿床负异常：G实测G理论密度小如：煤、石油、盐类等矿床重力区域异常北大西洋重力异常南印度洋重力异常二、地球的物理性质（一）地球的重力（三）地球的磁性（四）地球的弹和塑性（二）地球的温度（二）地球的温度内部温度的变化：地球温度是不均匀的,总体上是从地表向地内逐渐增高的。外热层（变温层）——地表外层，温度来源于太阳。其中地表向下1～1.5m,每日昼夜温度变化；10～20m每年四季温度变化。常温层（恒温层）——变温层下界处，温度终年不变大约为年平均温度。内热层（增温层）——温度来源于地球内部（放射性蜕变）。随深度增加，地温升高。地热增温级——地温每增加1℃增加的深度。单位：m/℃；一般地区(平均值)为33m/℃。地热梯度——深度每增加100米，增加的地温值。单位：0.01℃/m；一般地区为0.03℃/m地热梯度与地热增温级两者互为倒数。地内增温增温层内描述温度的增加：世界上不同地区，地热梯度都不相同，地球表层的平均地热梯度为３℃．海底的地热梯度一般为４－８℃，大陆为0.9－５℃．大陆的地热梯度一般来说是显著低于海底的．如果都用上述地表附近的地热梯度来推算地球深部的温度,则地壳底部将为900℃,核幔边界将达86,000℃,到地心将高达192,100℃。按照这种推算，则地球内部必定早该熔融或化为气体状态。但这种推测与在地球内部的主体部分，横波可以传播的事实不符（横波只能在固体内传播）．在莫霍面附近温度约在400～900℃在岩石圈底面约在1100℃左右地幔内的温度大致在1000～3500℃之间地核的温度在4000～5000℃之间。地球内部温度比较公认的推算结果为：地热流值：单位时间内由地内向外通过岩石单位截面积放出的热量。与岩石的热导率有关，与地内温度有关。地表有一些地热异常区（地热流值高），如火山地区、温泉、海底某些地区，这与一定的地壳活动、地质构造有关，将深处地热带到地表。地热来源：放射性元素蜕变热。教材P21？？？二、地球的物理性质（一）地球的重力（四）地球的弹和塑性（二）地球的温度（三）地球的磁性1.地磁的相关概念2.地磁的特点3.地磁的成因（形成的原因）4.古地磁学相关知识（三）地球的磁场地磁场：地球周围存在的磁场。中国古代的指南仪器指南车--相传发明于黄帝时代（5000B.P.）宋代刘恕的《通鉴外记》记载：“蚩尤作大雾，军士昏迷。轩辕作指南车以示四方。”司南--春秋战国时代指南鱼--北宋地磁三要素:1、磁场强度2、磁偏角3、磁倾角1、磁场强度是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量，单位为A/m；地磁两极附近磁场强度最大（磁感应强度约为60T（微特斯拉））；地磁赤道附近磁场强度最小（磁感应强度约为30T）。北地球的磁场强度矢量2、磁偏角（1）定义：磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即地磁子午线与地理子午线之间的夹角。（2）磁偏角的大小和方向各地不同。如果磁力线方向在地理正北方向以东称为东偏，在地理正北方向以西称为西偏。（3）我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。北磁偏角（2）地磁赤道：地球表面磁倾角为零度的各点的连线。（3）由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°逐渐变为-90°。（4）北半球磁倾角为正值，南半球磁倾角为负值。3、磁倾角地磁倾角（1）定义：磁针北端与水平投影的交角。约定以磁针北端向下为正值，向上为负值。北磁倾角北地磁三要素1.地磁的相关概念2.地磁的特点3.地磁的成因（形成的原因）4.古地磁学相关知识（三）地球的磁场2.地磁的特点（1）地磁轴与地球自转轴（地轴）的夹角现在约为11.5°，也就是地磁南北极与地理南北极的位置不一致；且地磁极的位置并不固定。（2）地磁异常：由地壳浅部的岩石或矿石所引起的局部磁场，叠加在基本磁场之上引起。正磁异常:实测磁场强度基本磁场的正常值负磁异常:实测磁场强度基本磁场的正常值磁法勘探地壳内含铁较多的岩石和富含铁族元素(Fe、Ti、Cr等)的矿体常可引起正磁异常。而膏盐矿床，石油、天然气储层，富水地层或富水的岩石破碎带则常引起负磁异常。2.地磁的特点地磁勘测（3）地球磁场的磁力线分布并不是规则的。2.地磁的特点1.地磁的相关概念2.地磁的特点3.地磁的成因（形成的原因）4.古地磁学相关知识（三）地球的磁场3.地磁的成因（形成的原因）（1）地核的铁镍物质具有磁性，从而形成地球磁场；（2）地球的转动可以导致电磁效应；（3）地核的外核为液态铁镍物质，是一种导电流体，在地球旋转过程中，产生感应自激，形成地球磁场。1.地磁的相关概念2.地磁的特点3.地磁的成因（形成的原因）4.古地磁学相关知识（三）地球的磁场4.古地磁学相关知识古地磁场——地球历史上的磁场。居里点——磁性体受热而失去磁性的临介温度（大约400°～700℃）。热剩磁——岩浆冷凝成岩浆岩的过程中，磁性矿物经居里点时被当时磁场磁化，这种保留在岩石中的磁性称热剩磁。记录了当时地磁场的状况。古地磁学——利用岩石热剩磁来研究和恢复地史时期地球磁场的大小、方向、磁极位置及演变过程的科学。利用岩石在形成时期所产生的热剩磁方向就可以大致确定古经度方向，利用古磁倾角可确定当时所处的古纬度。例：印度孟买实测的一系列资料：侏罗纪（Ｊ）：S40°现代：N19°时代磁倾角J(150Ma)-64°K(100Ma)-60°E（50Ma）-20°N(20Ma）+17°南半球北半球地磁周期性倒转：大量的古地磁资料表明，地磁的南北极在地质历史中一直处在周期性交替之中。我们把与现代两极极性相同的称正向期，反之称为反向期。最近400万年来磁极三次大的倒转：0～69万年：布容正向期69～243万年：松山反向期243～332万年：高斯正向期332万年以前：吉尔伯反向期每次持续时间：大约１百万年古地磁学的研究成果为现代地质学的大陆漂移、海底扩张、板块运动提供了十分重要的证据。一、地球的物理性质（一）地球的重力（二）地球的温度（三）地球的磁性（四）地球的弹性和塑性１.能传播地震波（因为地震波为弹性波）；２.固体潮－－地表的固体岩石在日、月引力的作用下也有交替的涨落现象，其幅度约7—8cm。地球的弹性和塑性弹性表现１.地球为椭球体，长轴与旋转轴垂直；２.岩层褶皱、柔皱、蠕变。塑性表现塑性表现岩层的褶皱塑性表现岩层的褶皱地震后的地表开裂（伊朗）脆性的地球地震后的地表开裂(美国)本节要求结合课堂知识（笔记）理解教材，特别要理解古地磁学的知识，为今后学习大地构造方面的知识打下基础。