探索地球的起源

1、 1-1-1中國古代宇宙觀中國古代宇宙觀 l盤古氏盤古氏 -開天闢地開天闢地l漢淮南子漢淮南子-宇宙的定義宇宙的定義 -蓋天說蓋天說 -渾天說渾天說l關(guān)於天、地的起源，西方有上帝創(chuàng)造天、地和萬物的說法，而中國則有著關(guān)於天、地的起源，西方有上帝創(chuàng)造天、地和萬物的說法，而中國則有著盤古開天闢地的傳說。根據(jù)盤古開天闢地的傳說。根據(jù)山海經(jīng)山海經(jīng)的記載，的記載，宇宙是由一個叫宇宙是由一個叫盤古的神創(chuàng)造的盤古的神創(chuàng)造的。 l根據(jù)古籍根據(jù)古籍藝文類聚藝文類聚徐整三五曆紀(jì)的記載：天地混沌如雞子，盤古生其徐整三五曆紀(jì)的記載：天地混沌如雞子，盤古生其中。萬八千歲，天地開闢，陽清為天，陰濁為地，盤古在其中。一日九變

2、，中。萬八千歲，天地開闢，陽清為天，陰濁為地，盤古在其中。一日九變，神於天，聖於地，天日高一丈，地日厚一丈，盤古日長一丈，如此萬八千神於天，聖於地，天日高一丈，地日厚一丈，盤古日長一丈，如此萬八千歲，天數(shù)極高，地數(shù)極深，盤古極長。後乃有三皇歲，天數(shù)極高，地數(shù)極深，盤古極長。後乃有三皇. .。l在天地開闢之前，宇宙不過是混混沌沌的一團氣，像一個大雞蛋，裏面沒在天地開闢之前，宇宙不過是混混沌沌的一團氣，像一個大雞蛋，裏面沒有光，沒有聲音，盤古就生在其中。盤古用大斧把這一團混沌劈了開來。有光，沒有聲音，盤古就生在其中。盤古用大斧把這一團混沌劈了開來。天和地分開了，輕的清的氣往上浮，就成了天；重的濁的

3、氣往下沈，就成天和地分開了，輕的清的氣往上浮，就成了天；重的濁的氣往下沈，就成了地。以後，天每天高出一丈，地每天加厚一丈，盤古氏本人也每天長高了地。以後，天每天高出一丈，地每天加厚一丈，盤古氏本人也每天長高了一丈。這樣過了一萬八千年，天就很高很高，地就很厚很厚，盤古氏當(dāng)了一丈。這樣過了一萬八千年，天就很高很高，地就很厚很厚，盤古氏當(dāng)然也成了頂天立地的巨人。然也成了頂天立地的巨人。 l盤古後來如何呢盤古後來如何呢? ? 五運歷年記載五運歷年記載 ： 意思是說：後來，盤古死了，他的意思是說：後來，盤古死了，他的左左眼變成了太陽眼變成了太陽，右眼變成了月亮右眼變成了月亮，頭髮、鬍子變成了星星頭髮、鬍

4、子變成了星星，嘴，嘴裏最後呼出的氣變成了風(fēng)和霧，裏最後呼出的氣變成了風(fēng)和霧，聲音聲音變成了雷霆閃電，變成了雷霆閃電，身上的肉變成了土身上的肉變成了土地地，四肢變成了山脈四肢變成了山脈，血液變成了江河血液變成了江河，從此天上有了日月星辰，地上有，從此天上有了日月星辰，地上有了山川樹木，萬物欣欣向榮起來，才有了現(xiàn)在這個鳥語花香的美麗世界。了山川樹木，萬物欣欣向榮起來，才有了現(xiàn)在這個鳥語花香的美麗世界。秦漢時，民間傳說，盤古的頭為東嶽，他的腹部是中嶽，左臂是南嶽，右秦漢時，民間傳說，盤古的頭為東嶽，他的腹部是中嶽，左臂是南嶽，右臂為北嶽，腳為西嶽。（四嶽）先輩說，他高興的時候是睛天，發(fā)怒的時臂為北嶽

5、，腳為西嶽。（四嶽）先輩說，他高興的時候是睛天，發(fā)怒的時候是陰天。還有的說，他的牙齒和骨頭變成了金屬和石頭，精髓變成了珍候是陰天。還有的說，他的牙齒和骨頭變成了金屬和石頭，精髓變成了珍珠和玉石，流的汗是滋潤大地的雨水。寄生在他身上的各種小蟲子，因感珠和玉石，流的汗是滋潤大地的雨水。寄生在他身上的各種小蟲子，因感受到風(fēng)吹，都變成了大地上的人?？傊?，宇宙即盤古，盤古即宇宙。盤古受到風(fēng)吹，都變成了大地上的人?？傊?，宇宙即盤古，盤古即宇宙。盤古又是與天地同生長的巨人。又是與天地同生長的巨人。 1-1-2西方宇宙西方宇宙l西元前西元前340年年亞里斯多德亞里斯多德l西元西元 1世紀(jì)世紀(jì) -托勒密托勒密-

6、地心說地心說宇宙中心是宇宙中心是地球地球，環(huán)繞在它外面的是許多圓氣軌道，其軌道，環(huán)繞在它外面的是許多圓氣軌道，其軌道上有月亮、太陽、恒星及五顆行星上有月亮、太陽、恒星及五顆行星l1543 年年 -哥白尼哥白尼-日心說日心說(天體運行論天體運行論)宇宙中心是宇宙中心是太陽太陽; ;地球繞太陽公轉(zhuǎn)外，還有自轉(zhuǎn)地球繞太陽公轉(zhuǎn)外，還有自轉(zhuǎn)l -牛頓牛頓 -萬有引力定律萬有引力定律宇宙中每個物體都與其他各個物體相互吸引，物體質(zhì)量愈大，宇宙中每個物體都與其他各個物體相互吸引，物體質(zhì)量愈大，距離愈接近，引力愈大。解釋了宇宙中各星體彼此間運動距離愈接近，引力愈大。解釋了宇宙中各星體彼此間運動的關(guān)係。的關(guān)係。l

7、1929年年 -哈伯哈伯 -宇宙擴張說宇宙擴張說l1948年年 - 加莫夫加莫夫-大霹靂學(xué)說大霹靂學(xué)說大約大約150億年前，宇宙中的物質(zhì)都聚集在一起，形成一個密億年前，宇宙中的物質(zhì)都聚集在一起，形成一個密度無限大、質(zhì)量無限大的原點，此原點開始以非常高的速度無限大、質(zhì)量無限大的原點，此原點開始以非常高的速度向外膨脹，稱為度向外膨脹，稱為大霹靂。大霹靂。大霹靂學(xué)說大霹靂學(xué)說大霹靂大霹靂物質(zhì)形成物質(zhì)形成星球和星系形成星球和星系形成1-1-3地球的起源地球的起源l大霹靂大霹靂 擴張的宇宙擴張的宇宙 星系星系( (包含包含: :銀銀河系河系+ +其中的太陽系其中的太陽系+ +地球地球) )l太陽系的生太

8、陽系的生: :一一團氣體塵埃的星雲(yún)收縮團氣體塵埃的星雲(yún)收縮物質(zhì)不斷向中心聚攏原始太陽物質(zhì)不斷向中心聚攏原始太陽周圍的氣體周圍的氣體往往原始太陽原始太陽聚集聚集，距離較遠(yuǎn)的，距離較遠(yuǎn)的氣體塵氣體塵埃埃則繞著原始太陽旋轉(zhuǎn)形成圓盤狀旋轉(zhuǎn)的則繞著原始太陽旋轉(zhuǎn)形成圓盤狀旋轉(zhuǎn)的星雲(yún)星雲(yún)。圓盤上先形成無數(shù)的圓盤上先形成無數(shù)的微行星微行星，微行星微行星彼此碰撞，漸彼此碰撞，漸成長為成長為原始行星原始行星。這過程不斷持續(xù)，最後成為今日。這過程不斷持續(xù)，最後成為今日太陽系的形貌。太陽系的形貌。l科學(xué)家認(rèn)為：太陽系內(nèi)的太陽、行星（包括地球在科學(xué)家認(rèn)為：太陽系內(nèi)的太陽、行星（包括地球在內(nèi)）及其他物質(zhì)，大約內(nèi)）及其他物

9、質(zhì)，大約億年前同時生成億年前同時生成。l肉眼可看最遠(yuǎn)天體肉眼可看最遠(yuǎn)天體- -補充補充1 1- - M31(仙女座銀河)開始：AEEA 天文教育資訊網(wǎng) 太陽系的生成太陽系的生成l萬有引力使一團雲(yún)氣向內(nèi)收聚，在中心形成萬有引力使一團雲(yún)氣向內(nèi)收聚，在中心形成太陽，四周雲(yún)氣則形成扁盤狀，當(dāng)中的塵埃太陽，四周雲(yún)氣則形成扁盤狀，當(dāng)中的塵埃則凝聚成各個行星則凝聚成各個行星。今日的太陽系中心形成原始太陽物質(zhì)逐漸向中心靠攏行星生成星雲(yún)地球的演變地球的演變p原始地球是熔融狀態(tài)的火球原始地球是熔融狀態(tài)的火球p逐漸冷卻後地殼形成逐漸冷卻後地殼形成p溫度再降低，地球表面便有大面積的海水覆溫度再降低，地球表面便有大面積

10、的海水覆蓋。蓋。1-2探索地球歷史的方法與限制探索地球歷史的方法與限制（國中國中）l在沈積時，沈積物受環(huán)境或生物影響，形成一些在沈積時，沈積物受環(huán)境或生物影響，形成一些特有的形狀，稱為特有的形狀，稱為沈積構(gòu)造沈積構(gòu)造沈積構(gòu)造可藉沈積構(gòu)造可藉以推測巖層的以推測巖層的上下關(guān)係與沈上下關(guān)係與沈積物沈積時的積物沈積時的環(huán)境環(huán)境1-2探索地球歷史的方法與限制l人類的歷史人類的歷史: :無文字無文字( (史前史史前史: :研究方法研究方法: :人類的遺物人類的遺物; ; 遺遺址、神話、傳說等址、神話、傳說等) )、有文字、有文字( (歷史歷史) )l地球演化歷程記錄地球演化歷程記錄-巖層與化石中巖層與化石

11、中 根據(jù)對現(xiàn)今地根據(jù)對現(xiàn)今地質(zhì)作用的觀察與瞭解質(zhì)作用的觀察與瞭解 推演地球演化歷史推演地球演化歷史l地球的年齡地球的年齡: :根據(jù)根據(jù)隕石的放射性定年而測定隕石的放射性定年而測定的的 因地因地球最初形成的巖石已經(jīng)被侵蝕或變質(zhì)，而球最初形成的巖石已經(jīng)被侵蝕或變質(zhì)，而隕石與地球大隕石與地球大約同時形成約同時形成( (課外課外!)!)l根據(jù)地層中化石的有無，及化石所記錄的生物演化程度，根據(jù)地層中化石的有無，及化石所記錄的生物演化程度，我們將地球的歷史劃分出一些段落，訂出年代新老，做我們將地球的歷史劃分出一些段落，訂出年代新老，做出出地質(zhì)年代表。地質(zhì)年代表。l地球歷史久遠(yuǎn)，地層紀(jì)錄殘斷不全，經(jīng)由各種科

12、學(xué)方法，地球歷史久遠(yuǎn)，地層紀(jì)錄殘斷不全，經(jīng)由各種科學(xué)方法，以不同角度探尋證據(jù)，對於各種假說反覆推敲與驗證，以不同角度探尋證據(jù)，對於各種假說反覆推敲與驗證，才能重建地球演變的歷史才能重建地球演變的歷史( (課外課外!)!)探索地球歷史的方法與限制探索地球歷史的方法與限制l方法方法：辨認(rèn)巖石性質(zhì)辨認(rèn)巖石性質(zhì)辨認(rèn)巖層構(gòu)造辨認(rèn)巖層構(gòu)造利用巖層中所含的化石利用巖層中所含的化石利用放射性同位素定年利用放射性同位素定年l限制限制：地層資料並不完整地層資料並不完整採樣困難採樣困難分析過程的誤差分析過程的誤差理論的限制與缺失理論的限制與缺失 地質(zhì)年代分期地質(zhì)年代分期最古老的沉積巖和化石由在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)最古由在格

13、陵蘭島發(fā)現(xiàn)最古老的沉積巖研判老的沉積巖研判-海海洋在洋在3939億年前億年前就已形成就已形成，當(dāng)時可能最早的生物，當(dāng)時可能最早的生物也出現(xiàn)了。也出現(xiàn)了。澳洲西部找到的澳洲西部找到的3535億年老億年老的的疊層石疊層石及其中所含的及其中所含的藍(lán)綠藍(lán)綠菌化石菌化石代表著早期代表著早期地球的生物形式。地球的生物形式。地質(zhì)年代的訂定決定決定相對地質(zhì)相對地質(zhì)年代的方法：年代的方法：地層疊置定律地層疊置定律截切定律截切定律化石連續(xù)律化石連續(xù)律決定決定絕對地質(zhì)絕對地質(zhì)年代的方法：年代的方法： 放射性元素定年法放射性元素定年法地層疊置定律地層疊置定律 未經(jīng)地殼變動的沉積地層中，最未經(jīng)地殼變動的沉積地層中，最早

14、早生成的地生成的地層必然在最層必然在最底下底下，愈往，愈往上上地層的年紀(jì)地層的年紀(jì)愈輕愈輕。應(yīng)用這個原理，整套的沉積巖層便可互相比應(yīng)用這個原理，整套的沉積巖層便可互相比較，排出先後順序，而得到較，排出先後順序，而得到相對的地質(zhì)年代相對的地質(zhì)年代。 疊置定律的運用：可編繪出一個完整的疊置定律的運用：可編繪出一個完整的地層剖面（或稱為地層柱），然後據(jù)以地層剖面（或稱為地層柱），然後據(jù)以決定各個巖層的相對排序，也就是哪一決定各個巖層的相對排序，也就是哪一層比哪一層老或年輕。層比哪一層老或年輕。地層對比地層對比經(jīng)由比較地層剖面中所含化石群的異同，經(jīng)由比較地層剖面中所含化石群的異同，相隔兩地的地層可以互

15、相比對。上圖中甲、相隔兩地的地層可以互相比對。上圖中甲、乙兩地區(qū)各地層中所含化石群的比對，乙兩地區(qū)各地層中所含化石群的比對， A A、D D兩地層所含化石群相同，可知乙地區(qū)缺少兩地層所含化石群相同，可知乙地區(qū)缺少B B、C C兩層兩層。截切定律截切定律 後發(fā)生的地質(zhì)活動會影響早先生成的巖層。後發(fā)生的地質(zhì)活動會影響早先生成的巖層。 巖漿切過沉積巖層後冷卻形成火成巖，則火巖漿切過沉積巖層後冷卻形成火成巖，則火成巖的生成時間顯然比沉積巖晚。成巖的生成時間顯然比沉積巖晚?；鸪蓭r火成巖化石連續(xù)律 生物的演化有一定的順序，因此可把含化石生物的演化有一定的順序，因此可把含化石的地層，依據(jù)生物演化的現(xiàn)象及地層

16、形成的的地層，依據(jù)生物演化的現(xiàn)象及地層形成的年代先後排序，決定其相對地質(zhì)年代，亦為年代先後排序，決定其相對地質(zhì)年代，亦為研究地球歷史的主要依據(jù)。研究地球歷史的主要依據(jù)。 例：含三葉蟲化石之地層較含哺乳類形成年例：含三葉蟲化石之地層較含哺乳類形成年代早。代早。絕對地質(zhì)年代絕對地質(zhì)年代 利用巖石礦物中的所的放射性同位素衰變利用巖石礦物中的所的放射性同位素衰變的程度，計算出巖層形成的年齡，可決定的程度，計算出巖層形成的年齡，可決定巖石的絕對地質(zhì)年代。巖石的絕對地質(zhì)年代。 原理：放射性元素（母元素）隨時間的進原理：放射性元素（母元素）隨時間的進行會蛻變成其他元素（子元素），母元素行會蛻變成其他元素（子

17、元素），母元素原子數(shù)蛻變原子數(shù)蛻變一半一半所需的時間稱為所需的時間稱為半衰期半衰期。因此，比較母元素與子元素的存在量，便因此，比較母元素與子元素的存在量，便可知道該礦物生成的年齡。可知道該礦物生成的年齡。絕對地質(zhì)年代絕對地質(zhì)年代l放射性元素（母元素）隨時間會變成其他元素（子放射性元素（母元素）隨時間會變成其他元素（子元素）元素）l母元素原子數(shù)蛻變一半所需的時間稱為母元素原子數(shù)蛻變一半所需的時間稱為半衰期半衰期比較母元素與子比較母元素與子元素的量，可決元素的量，可決定巖石生成的年定巖石生成的年齡齡地質(zhì)年代表地質(zhì)年代表又稱為又稱為，地層保存之化石地層保存之化石數(shù)量稀少數(shù)量稀少。有殼生物突然大有殼生

18、物突然大量出現(xiàn)，為隱生量出現(xiàn)，為隱生元與顯生元的劃元與顯生元的劃分依據(jù)分依據(jù)顯生元代表性生物顯生元代表性生物地質(zhì)事件對生物演化的影響地質(zhì)事件對生物演化的影響 古生代古生代晚期：大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，導(dǎo)致大氣晚期：大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)，導(dǎo)致大氣成分與氣候改變，許多物種滅絕。成分與氣候改變，許多物種滅絕。 中生代中生代早期：盤古大陸分裂飄移，使生物早期：盤古大陸分裂飄移，使生物的歧異度增高。的歧異度增高。 中生代中生代晚期：巨大隕石撞擊地球，大量生晚期：巨大隕石撞擊地球，大量生物包括恐龍從地球上消失。物包括恐龍從地球上消失。 第三紀(jì)第三紀(jì)中期：新生代激烈造山運動，更多中期：新生代激烈造山運動，更多水氣被帶至極

19、區(qū)。冰川增長，海平面將低水氣被帶至極區(qū)。冰川增長，海平面將低二百公尺，對生物棲息產(chǎn)生巨大影響二百公尺，對生物棲息產(chǎn)生巨大影響?；鹕交顒印夂?、海水面的改變地球的歷史參觀臺北市天文科學(xué)教育館參觀臺北市天文科學(xué)教育館 天文知多少?l本報綜合報道即將於2月26日出版的新科學(xué)家雜誌報道說，有大量的證據(jù)表明，距地球大約5000萬光年的室女座星雲(yún)不存在恒星，是一個“暗物質(zhì)星系”。如果這一結(jié)論得到證實，銀河形成之謎也有望迎刃而解。暗物質(zhì)星系：理論與現(xiàn)實之間的橋梁據(jù)報道，室女座星系由一個巨大的氫雲(yún)和奇異的暗物質(zhì)組成，裏麵包含的物質(zhì)足以產(chǎn)生數(shù)百萬顆恒星，但是某些因素阻礙了恒星的產(chǎn)生。科學(xué)家此前預(yù)測，宇宙中的確存

20、在這樣的“黑色星系”，並且其數(shù)目可能是一般星系的100倍。但是室女座星系是第一進入人類視野的。室女座星系的發(fā)現(xiàn)為天體物理學(xué)家探討銀河系的形成提供了條件。英國諾丁漢大學(xué)的邁克爾梅裏菲爾德說：“如果宇宙中沒有暗物質(zhì)星系，物理學(xué)將失去一個重要的板塊。”幾十年來，通過電腦模擬，科學(xué)家預(yù)測，宇宙中可能存在大量的小星系，比如在我們所處的星系群中，除了巨型的銀河系和仙女座星系，還可能存在上百個侏儒星系，但是到目前為止，只有35個侏儒星系進入了人類的視野。科學(xué)家推測，之所以會出現(xiàn)這種情況，一個重要的原因是，那些不能觀測到的侏儒星系很可能是“暗物質(zhì)星系”。美國康奈爾大學(xué)的裏卡多喬瓦內(nèi)裏說：“尋找這些暗物質(zhì)星系很重要，因為銀河系形成理論和觀測結(jié)果之間存在巨大的差異?！碧煳膶W(xué)家：一直在仰望星空2004年12月11日，新科學(xué)家雜誌披露說，科學(xué)家在銀河系發(fā)現(xiàn)一個侏儒星系，裏面沒有一顆年齡超過50萬年的恒星。這個星系要麼是最近才形成的，要麼之前一直是一個“暗物質(zhì)星系”。試圖解開銀河形成之謎的科學(xué)家從這個發(fā)現(xiàn)中大受鼓舞。英國卡迪夫大學(xué)的羅伯特敏辛又帶領(lǐng)一支國際科學(xué)家隊伍，利用敏感的拉威爾無線電天文望遠(yuǎn)鏡在曼徹斯特大學(xué)的約德勒爾天文臺尋找室女座星系附近的“暗物質(zhì)星系”。最近，他們發(fā)現(xiàn)了一個編號為“室女H21”的