家长进课堂

开场白•各位老师、同学们，下午好：•近期实验中学开展了家长进课堂活动，不仅促进了家校交流，还在拓展知识、增强技能、提高素质等方面都取得了良好的效果，前几天咱班主任徐老师打电话让我也给同学们讲一堂课，因为我在大学学的是地质学，其他方面的的知识掌握的不是很系统，今天就跟大家交流一下这方面的知识，在我讲的过程中同学们有疑问可举手示意，我们共同探讨，我今天讲的主题是：地球的演化和人类活动对地球的影响•同学们，你是否也曾经思考过这样的终极问题：我是谁，我来自何处，我将去向何方；宇宙是如何产生的，宇宙和人类未来是啥前景；在茫茫宇宙中地球以及她上面生存的人类和万物是孤独的吗？……那就跟随我一起来探讨一下吧！（推荐视频：宇宙与人）•对于以上问题的回答在人类的不同历史阶段、不同的人宗教信仰都有不同的回答，人类在持续不断地探求问题的答案：中国古代有盘古开天辟地、女娲抟土造人的传说；在西方《旧约全书》中的《创世记》中有上帝在六天内中创造天地万物（光、大气、旱地、植物、天体和动物）、夏娃和亚当经不住蛇的哄诱偷吃禁果的传说。。。。•盘古传说：天地浑沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁。天数极高，地数极深，盘古极长。后乃有三皇。数起于一，立于三，成于五，盛于七，处于九，故天去地九万里。•《旧约全书》：耶和华在空虚混沌中，用六天的时间创造物质的天地，先后创造光、大气、旱地、植物、天体和动物。第六天耶和华按自己的形像造亚当和他的妻子夏娃，将他们安置在伊甸园，要使他们的子孙治理全地。耶和华非常满意这一切的创造，定第七日为安息日，歇了他一切的工作。耶和华吩咐说园内所有的果子都可作食物，唯独知善恶树上的果子例外。但夏娃受狡猾蛇的哄诱，希望能如神知道善恶，偷吃了善恶树所结的果子，也让亚当食用，以致伊甸园因为这场反叛而受到破坏，二位人类的袓先遂被上帝逐出伊甸园，人必须终身劳苦才得糊口，最后死去而归回尘土。不过，耶和华在经文中预表在未来有一夏娃的后裔将打败神的敌挡者。•前面是宗教、传说对世界的看法，人类科学的认识世界也是随着认识的水平和手段不断发展进步的，古希腊伟大学者托勒密基于当时的知识水平提出了地心说，作为当时先进科学体系促进了社会的发展，由于符合天主教的教义也被罗马教廷所利用，影响长达一千五六百多年，直到欧洲文艺复兴时期随着观测手段的改进人们发现了地心说的矛盾，十六世纪波兰天文学家哥白尼提出了日心说，这撼动了天主教的理论体系，近代科学之父为此收到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害，1600年2月17日意大利伟大思想家布鲁诺甚至因坚持真理被罗马教廷火火烧死。布鲁诺：他被绑在广场中央的火刑柱上，他向围观的人们庄严的宣布：“黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶！”最后，他高呼“火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值。”刽子手用木塞堵上了他的嘴，然后点燃了烈火。布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。布鲁诺死后，罗马教廷害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他，匆匆忙忙的把他的骨灰连同泥土收集起来，抛洒在台伯河里。影响人类发展几本科学著作：欧几里德《几何原本》、伽利略《关于两种世界体系的对话》、牛顿《自然哲学的数学原理》、爱因斯坦《广义相对论基础》•今天我们知道日心说也是不正确的，太阳也不是宇宙的中心，从文艺复兴开始到19世纪末西方自然科学取得了长足的发展，形成了以牛顿力学为中心完备的理论体系，为第一次工业革命提供了智力支持，大大促进了社会的发展。十九世纪末科学家们信心满满，他们认为只要沿着这条路走下去，不但可以揭开自然界的一切秘密，当时的学者还认为，物理学已经没有什么要做的了。但到了二十世纪一切都变了，整个科学体系崩溃了，这一次崩溃带来两大理论，相对论和量子力学。牛顿赫兹法拉第焦耳惠更斯开普勒经典物理学的革命：十九世纪末的物理学曾经被描述为一座宏伟的大厦，基于牛顿所构建的经典力学的理论体系：理论力学、统计力学和光学，以及麦克斯韦的电磁理论都被认为是相当完备了。这时的物理学界普遍认为物理学的发展已经基本完成，后人能做的工作只不过是对这座大厦进行一些小的修补而已。然而在1900年4月27日，开尔文勋爵在英国皇家研究所做了一篇名为《在热和光动力理论上空的十九世纪乌云》的发言[44]，演讲中开尔文声称：“动力学理论认为热和光都是运动的方式，现在这一理论的优美和明晰，正被两朵乌云笼罩着。”—开尔文勋爵,《在热和光动力理论上空的十九世纪乌云》开尔文所言的两朵乌云分别是指迈克耳孙-莫雷实验测量的零结果和黑体辐射理论出现的问题。出自对牛顿理论的高度信任，开尔文也相信这两个问题会被最终扫清，发言中他针对这两个问题提出了自己的解决方案。对于波动说中为何光以外的其他物质不会和“胶状”以太发生相互作用的问题，开尔文提出假设以太是可伸缩的，从而迈克耳孙-莫雷实验不能完全否定以太的自由运动；而对于黑体辐射的问题，开尔文认为麦克斯韦、玻尔兹曼和瑞利等人对能量均分定理永远成立的维护是不必要的，“解决问题最简单的途径就是否定这一结论”。开尔文对这两个问题的在意程度反映了当时物理学界对物理学理论体系的普遍忧虑，但他很有可能没有想到的是，这两朵乌云给物理学带来的是一场突如其来的风暴，这场风暴颠覆了旧理论体系的框架[45]，分别导致了二十世纪物理学的两大理论体系：相对论和量子力学的诞生。以现代物理学为基础的新宇宙观•以相对论和量子力学为基础20世纪现代物理学体系逐步建立，天体物理学、宇宙学、地球物理学等边缘学科也取得长足的发展，哈勃定律、霍金奇点定理等理论确立了大爆炸理论是迄今为止最能解释宇宙起源和进化的理论。•宇宙大爆炸(BigBang)是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。大约在150亿年前，宇宙所有的物质都高度密集在一点，有着极高的温度、压力、重量，因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物质开始向外大膨胀，就形成了今天我们看到的宇宙。宇宙大爆炸理论同地心说、日心说一样都是人类认识世界不同阶段的成果，不是终极理论，也存在很多缺陷和问题，通过解决这些问题促进了科学的发展和进步。•以宇宙大爆炸理论为基础从时间、空间两方面认识我们的世界•宇宙：四方上下曰宇,古往今来曰宙。宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。•从空间方面看我们的地球在浩瀚的宇宙中太渺小了爱因斯坦普朗克霍金哈勃既渺小又宏大的地球•在宏观上从整个宇宙看十分渺小：地球直径1.27万KM，木星14万KM，太阳140万KM，月球到地球的距离38万KM，天文单位1.49亿KM，一光年9.46*1012KM，银河系直径10万光年，目前可观测的宇宙9.3*1026M（约100亿光年）。。。。。（推荐FLASH：宇宙的刻度）视频：宇宙到底有多大•在微观上从基本粒子看地球十分宏大：人的身高1.7米，人头发直径1*10-4M（100微米、0.1毫米），红细胞7*10-6M（7微米），病毒5*10-11M，目前电子显微镜能看到的最小的物体5*10-11M，氢原子3.1*10-11M，质子1*10-15M，微中子1*10-24M，量子泡沫、线、膜1*10-35M。。。。。•那么从时间上看呢？宇宙大爆炸理论认为宇宙的年龄为130—150亿年，太阳系的年龄约为60亿年。•到目前为止，地球上最古老的岩石是在南非和格陵兰岛发现的，年龄约为38亿年，说明地壳的年龄至少有38亿年。那么地球形成的时间必然应该更早，科学家估计约为46亿年。看一下地质年代表•有人把整个地球的历史从46一年压缩为一年，看一下图。•从时间宽度上看人类的历史相对久远的宇宙来说也是微不足道的。•地球的历史大致分为两大时期：•天文时期——38亿年前，为行星形成和发展时期，属天文学研究的范畴。•地质时期——38亿年以来，即地壳形成以来的地质发展时期，属地质学研究的范畴。•地质学研究的时间刻度一般以百万年（ma）计算。全部如果把地球诞生到现在的大约46亿年缩小到1年:3—4月间最原始的生命开始出现，恐龙在11月下旬出现并于12月上旬灭绝（约），人类出现仅13秒.在12月31日11点59分47秒出现┌古└┐新┘显生宙把显生宙放大:┌古└┐新┘新生代把新生代再放大┌古└┐新┘前寒武时代显生宙冥古宙（Hadean）太古宙（Archean）元古宙古生代1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月古生代中生代新生代寒武纪奥陶纪志留纪泥盆纪石炭纪二叠纪三畳纪侏罗纪白垩纪古近纪新近纪11月中旬3012/1510152012/31古近纪新近纪第四纪古新世始新世渐新世中新世上新世更新世全新世0:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0024:00•我们再详细的看一下地球结构•外部圈层构造：大气圈、水圈、生物圈•内部圈层构造：地壳、地幔、地核，主要分界面：•莫霍面——位于地表以下数公里－40km±，纵波到达这一界面后，其速度由平均6－7km/s，突升为8.1km/s。大洋浅（平均8km）、大陆深（平均33km）。莫霍面之上为地壳、之下为地幔。•古登堡面——位于地下2900km深度。横波到这一界面就消失了，纵波却能够通过。古登堡面之上为地幔，之下为地核。•康拉德面——位于地壳内部。表现为纵波速度由6km/s突变为6.6km/s。由此而推断地壳分为密度不同的上、下两层，上层为花岗岩层（硅铝层），下层为玄武岩层（硅镁层）。•上天容易、入地难：上天有飞机、火箭、卫星、宇宙飞船等，人类足迹已踏上月球，1977年旅行者1、2号（镀金唱片：55种语言、90分钟音乐、115幅影像）已飞出冥王星轨道，目前仍在茫茫宇宙中飞行、探测，寻找人类的知音；入地方面最深钻井：前苏联科拉地球深钻工程历时15年达12262米，第二深德国9100米，中国科学钻探计划东海钻孔5000米（亚洲第一井）•地质学的研究对象是主要是岩石圈，直接探测仅为表层，其他靠间接手段（地震、地磁、重力、压力、温度等物理特性）地球内部圈层构造地球外部圈层构造层圈名称特征地壳岩石圈1.是由岩石组成的地球外壳。上部花岗质层（硅铝层）平均密度为2.7g/cm3，下部玄武质层（硅镁层）平均密度为3.3g/cm3。2.大陆地壳平均厚33km（最厚70km），广泛分布有沉积岩、岩浆岩、变质岩，最老的岩石年龄为38亿年，具有硅铝层和硅镁层大洋地壳平均厚8km（最薄3km），主要为玄武岩类及现代沉积物，只有硅镁层没有硅铝层。3.是所有地质作用的场所，也是目前地质学研究的主要对象。莫霍面地幔上地幔为坚硬岩石，与地壳共同构成地球外表。60km±共同特征：为超铁镁质岩石。平均密度：3.5g/cm3软流圈地震横波传播速度明显降低，10%的岩石处于熔融状态，其强度降低、塑性增加，物质发生蠕变，并缓慢流动。是岩浆的发源地，也是构造运动的动力源。250km地震波速迅速增加，物质密度增大由3.64g/cm3增至4.64g/cm3。650km下地幔地震波速平缓增加，密度为5.1g/cm3，化学成分与上地幔相似，铁的含量增加。2900km古登堡面地核外核平均密度10.5g/cm3，地震纵波速度急剧降低横波消失，推测为液态，温度约3000℃，压力大于3×1011Pa4642km过渡层纵波速度加快，推测其物质从液态过渡到固态5157km内核纵波突然加速，并出现由纵波转换成横波，表明物质为固态，平均密度12.9g/cm，与陨石相似推测内核物质主要成分为铁、镍，故称为铁镍核。旅行者1号携带的铜质镀金唱片大陆深钻的研究状况•地质学主要研究在地质时期，古地理沉积环境和生物的演化史、地壳运动史、岩浆活动史以及变质史。•主要分为：前震旦纪、震旦纪和早古生代、晚古生代、中生代、新生代五个阶段，重点中生代、新生代•生物演化的规律：生物的演化是从简单到复杂，低级到高级不断发展的，岩层中所含的化石也具有一定的规律，岩石年代越老生物化石越原始、越简单、越低级。岩石年代越新、生物化石越复杂越高级。单细胞到多细胞，海洋到陆地，无脊椎到脊椎动物，鱼