地球科学概论-宇宙中的地球

第一章宇宙中的地球1宇宙2银河系与太阳系3地球的形态和特征第一章宇宙中的地球第一节宇宙宇：是空间的概念，代表无边无际宙：是时间的概念，代表无始无终宇宙：是无限空间和无限时间的统一,是天地万物，是物质世界。第一节宇宙一宇宙中的天体和物质宇宙的统一性在于它的物质性，其物质存在形式多种多样:一部分：以电磁波、星际物质（气体和尘埃）等形式另一部分：则聚集成团，表现为各种实体如地球、月球、行星、恒星以及星云等。天体：通常把包括星际物质和各种聚集实体在内的宇宙星体统称为天体一宇宙中的天体和物质（一）恒星1概念：是宇宙中最重要的天体，是由炽热气体组成、能自身发光的球形或类似球形的天体，主要成分为氢，其次为氦。由于恒星间的距离太遥远，在短时间内用肉眼难以观察出它们之间的相对位置变化，因此有“恒星”之称。其实它们也在运动和变化。最新研究发现，太阳热量输出在增强，地球总趋势在变热。（一）恒星2特点：恒星一般具有以下特征（1）质量大：一般为太阳质量的0.1－10倍（2）能发光：由于质量大，内部受到高温高压的作用，从而导致氢聚变为氦的热反应，并以发光形式释放能量。（3）距离远：恒星间的距离都非常遥远，太阳是距离地球最近的恒星，而太阳光到达地球需8分钟,距太阳最近的恒星—半人马座α星（比邻星）所发出的光到达地球则需4.3年—4.3l.y.（4）具有亮度：把在地球上用肉眼观察到恒星的明亮程度称为亮度，一般来说，一等星比六等星亮100倍。亮度每差一等相当于2.5倍。（一）恒星3恒星的种类：据光度等级可划分为4种：（1）恒星：把光度在短时间内几乎不变的大多数恒星称为恒星，如太阳属此类。（2）变星：把光度在几年、几日甚至几小时内发生明显变化的、特别是周期性变化的恒星称为变星。变星可分为三类：几何变星、脉动变星、爆发变星。①几何变星：因几何位置变化而发生变光现象的变星。②脉动变星：因星体本身周期性膨胀和收缩而使得光度发生变化的变星。③爆发变星：因星体本身的爆发而使得光度突然增强的变星，进一步可分为新星和超新星。新星：普通爆发的变星超新星：比新星爆发更为剧烈的变星。有的学者认为超新星的爆发是恐龙灭绝的原因之一。（3）巨星：指体积大、密度低而具有很高光度的恒星。（4）白矮星：指体积小、密度高而具有很低光度的恒星。巨星和白矮星都是恒星演化的晚期阶段的产物白矮星天琴座环状星云一宇宙中的天体和物质（二）星际物质、星际云和星云1星际物质：是指弥漫于星际空间中极为稀薄的物质，可分为星际气体和星际尘埃。（1）星际气体：以氢为主，其次为氦，呈原子、分子、电子或离子状态。（2）星际尘埃：指微小的固体质点，占星际物质总质量的10％，主要为水、氨和甲烷的冰状物。2星际云：星际物质密度超过10－1000个质点／cm3的区域称为星际云。3星云：天空中一切云雾状天体都称为星云，由星际气体和星际尘埃组成。天鹅座猫眼星云天空之眼沙漏星云在南天极附近一环套一环的复杂结构二天体系统和河外星系1天体系统：宇宙中的天体按照一定的规律运动并相互吸引、绕转，形成不同层次的系统称为天体系统。如月球和地球构成地月系，地球与其他行星围绕太阳公转构成高一级的天体系统—太阳系，更高一级为银河系。而宇宙是最高一级的天体系统。2河外星系：银河系之外许许多多与银河系规模相当的天体系统称为河外星系或星系第二节银河系与太阳系一银河系1银河系:是一个由大约1400亿颗恒星和大量星际物质组成的天体系统，侧面看呈中间厚边缘薄的扁饼形，直径10万l.y.。2银核：银河系中心外凸部分。3银盘：银核外侧较薄的部分。4银道面：银盘中心的平面。银河系内所有天体大体上顺着银道面绕核心作飞快的旋转运动，这种运动称为银河系自转。银河系银河系二太阳系1太阳系：以太阳为中心存在着一个受太阳引力支配的天体系统称为太阳系。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的99.87％，并发出光和热。围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星—由内向外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星，以及众多小行星（主要分布于火星和木星之间）、卫星、彗星和陨星等。二太阳系1太阳系：太阳是银河系中的一颗中等恒星，它位于距银河系中心约3万l.y的银盘内，太阳附近银盘厚度约3000l.y，太阳距银道面约26l.y，几乎就在银道面上。二太阳系2黄道面：太阳系中行星的分布和运转几乎都在一个共同的平面上，这个平面称为黄道面。地球的形态、大小和表面特征一地球的形状和大小形状：象一个“梨子”，赤道半径比两极半径大21.36km，（分别为6378.1km和6356.8km），且南半球要比北半球“膨大”一些，南极内凹约30m，北极外凸约10m。体积：1.0832×1012km3表面积：5.1007×108km2（5.1亿km2）质量：（5.9742±0.0006）×1024kg（60万亿亿吨）地球的形状和大小赤道半径6378km两极半径6356km平均半径6371km扁率1/298赤道周长40075子午线周长40008表面积5×108km2体积10832×108km3地球的表面形态陆地面积为1.49×108km2占地球表面积的29.2％海洋面积为3.61×108km2，占地球表面积的70.8％地表的最高点在亚洲喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰，海拔8848.13m最低点位于太平洋西侧的马里亚纳海沟，在海面以下11034m最大垂直起伏约20km第三节地球的形态、大小和表面特征二地球的表面特征（一）大陆的地形特征可分为5种地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地1山地（mountains）:指海拔在500m以上的隆起高地。按高程和地形起伏特征可分为3类：500～1000m称为低山，1000～3500m为中山，3500m以上称为高山。大陆上最典型的地形特征为山系的发育。山脉（MountainRange）：线状延伸的山体。山系（MountainSystem）：成因上有联系的若干山脉的综合体世界上的两大山系：①阿尔卑斯—喜玛拉雅山系：横贯亚洲、欧洲南部和非洲北部地带，大致呈东西向展布。②环太平洋山系：沿太平洋两侧展布。二地球的表面特征（一）大陆的地形特征2丘陵（Hill）：海拔低于500m或相对高差在200m以下的高地，如胶东丘陵。3平原（Plain）：海拔低于200m、宽广平坦的地区称为平原，如华北平原，松辽平原。世界上最大的平原是的亚马逊平原，面积（560万km2）。4高原（plateau）：海拔500～600m以上，相对高度较高，面积较宽广，内部起伏小的地区。如我国青藏高原海拔在4000m以上，是世界上最高的高原，而世界上最大的高原—巴西高原，面积500万km2。5盆地（Basin）：陆地上中间低、四周高的地貌单元，我国最大的内陆盆地为塔里木盆地，50万km2。世界上最大的盆地是非洲的刚果盆地。二地球的表面特征（二）海底地形主要有大陆边缘、大洋中脊和大洋盆地三大地形单元1大陆边缘：大陆与大洋之间的宽广地带，包括5种地形单元：（1）大陆架（2）大陆坡（3）大陆基（4）岛弧（5）海沟（1）大陆架：是指大陆的水下延伸部分。特点：海底坡度平缓，平均0.10，一般小于0.30，水深平均130m，最深达550m，一般200m。（二）海底地形（2）大陆坡：大陆架外缘坡度明显变陡的部分。特点：坡度陡，平均坡度4.250，水深2000m，大陆坡上发育海底峡谷。（二）海底地形1大陆边缘：（1）大陆架（2）大陆坡：（3）大陆基：大陆坡基部由陆缘碎屑堆积而成的坡度介于大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带。（无海沟）特点：坡度5′～35′，水深2000～5000m，主要由陆缘碎屑堆积而成。第三节地球的形态、大小和表面特征（二）海底地形1大陆边缘：（1）大陆架（2）大陆坡（3）大陆基（4）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、呈弧形展布的岛链。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。（4）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、成弧状展布的岛链。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。（二）海底地形1大陆边缘：（1）大陆架（2）大陆坡（3）大陆基（4）岛弧（5）海沟（trench）：是大洋边缘、岛弧外侧巨型的带状深渊，长度常达1000km以上，宽100km，深度多在6000m以上，与岛弧平行伴生，两者构成海沟－岛弧体系。（二）海底地形1大陆边缘：2大洋中脊：绵延于大洋中的巨型海底山脉。大洋中脊在各大洋中相互贯通，构成长达65000km的大洋中脊系。经常发生地震与火山，是构造活动较强烈的地带。其轴部发育有一条纵向延伸的深大裂缝－中央裂谷，裂谷宽度数10km，深达1000～2000m。大洋中脊是地球上规模最大的最宏伟的山系，地幔物质从这里上涌，并不断向两侧扩张第三节地球的形态、大小和表面特征一地球的形状和大小二地球的表面特征（二）海底地形3大洋盆地：是海底的主体部分，介于大陆边缘与洋中脊之间较平坦的地带，一般水深4000～6000m，可分为深海丘陵和深海平原两种次级地形单元。（1）深海丘陵：一般分布于靠近洋中脊的部位，是由高出海底几十到几百米的圆形或椭圆形山丘组成。（2）深海平原：是海底坡度很小（平均小于1／1000度）、主要靠大陆边缘方向分布的平缓地形。太平洋中的深海丘陵占80～85％，比大西洋多。