地球的基本知識

地球的基本知識第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第一章地球的基本知識一、地球的形狀、大小和表面形態(tài)二、地球的圈層構造三、地球的物理性質四、地球的動力地質作用系統(tǒng)第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)地球的形狀、大小和表面形態(tài)一、地球的形狀和大小根據人造衛(wèi)星觀測及衛(wèi)星軌道參數變化求出的地球形狀為扁率不大的三軸橢球體。赤道半徑（a）6378.140km質量（M）5.9742×1024kg兩極半徑（c）6356.779km體積1.0832×1012km3

平均半徑（a2c）1/36371.012km表面積5.1007×108km2

赤道一帶稍微凸出，南北半球也不對稱，加上表面凹凸不平，地球是一個不規(guī)則的旋轉橢球體基本上仍是一個圓球第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一二、地球表面的形態(tài)1．大陸地形特征平原:指海拔高度小于200m，面積寬廣、地勢平坦或略有起伏的平地。第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1．大陸地形特征丘陵：指海拔高度小于500m或相對高差在200m以下的高地，頂部渾圓、坡度平緩、坡腳不明顯的低矮山丘群。第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1．大陸地形特征盆地：指陸地上中間低四周高的盆形地形。第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1．大陸地形特征高原指海拔高度較高（海拔大于600m），面積較寬廣，地面起伏較小的地區(qū)。第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一1．大陸地形特征山地：指海拔高度大于500m以上的隆起高地，并且有明顯山峰、山坡和山麓的地形單元。第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一大陸邊緣：大陸邊緣是指大陸至大洋深水盆地之間的地帶，是陸地與海洋之間的過渡地帶，它包括大陸架、大陸坡和大陸基。2．海底地形特征第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2．海底地形特征深海盆地：指大陸邊緣之外，大洋中脊兩側的較平坦地帶，一般水深4000－6000m，是海洋的主體部分，大洋中脊：大型海底地形單元之一，是洋底發(fā)育的連綿不斷的海底山脈，泛稱海嶺。第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)地球的圈層構造一、地球外部圈層的劃分1、大氣圈2、生物圈3、水圈第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地球的外部圈層結構包圍著固體地球的大氣層構成大氣圈生物及其生命活動地帶所構成的連續(xù)圈層生物圈地球表面四分之三以上面積被水體覆蓋水圈第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一由地表往上可分為五個次級圈層：對流層、平流層、中間層、暖層、擴散層（散逸層）。對流層：平均厚度12km，含大量水蒸氣和塵埃。表現為強烈的對流。風、霜、雨、雪、雹、霧等氣象現象均發(fā)生于此層。平流層：從對流層頂到地表以上55km的范圍。大氣呈水平運動。幾乎不含水蒸氣、塵埃，無天氣現象。中間層：從平流層頂到地表以上85km的范圍。大氣呈對流運動。存在電離層，可反射無線電波。暖層：從中間層頂到地表以上800km的范圍。內部存在多層的電離層，也稱電離層，強烈反射無線電波。擴散層：從暖層頂到外層空間。物質多以原子、離子狀態(tài)存在。是地球物質向宇宙空間擴散的部位。1、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2、水圈：是指地球表層由水體構成的連續(xù)圈層。是是指地球表層由水體構成的連續(xù)圈層。指地球表層由水體構成的連續(xù)其物態(tài)有固、液、氣三種狀態(tài)。水體的形式有河、湖、海、冰川（蓋）水蒸氣、地下水等，并形成一個包裹著地球的完整圈層。地表上直接被液態(tài)水體覆蓋的區(qū)域占地表面積的3/4。在太陽能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復始的運動，形成水循環(huán)。水循環(huán)的方式有：海洋與大陸間的循環(huán)；地表與地下間的循環(huán)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一水圈第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一生物圈：是指地球表層由生物及其活動地帶所構成的連續(xù)圈層。生物從高等到低等，從動物到植物，乃至細菌和微生物等生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土壤及空氣中，構成了一個基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬個種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過地質歷史時期生物化石的研究就可以知道地質演化的歷史。第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

根據地震波傳播速度的突然變化，先后發(fā)現地球內部存在著二個顯著的不連續(xù)界面：1、莫霍面：莫霍面之上稱為地殼，之下稱為地幔。2、古登堡面：此界面位于地下2885km深度，此界面之上到莫霍面稱為地幔，此界面之下到地心稱為地核。二、地球內部圈層的劃分第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地殼是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在50-70km之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33km；大洋地區(qū)厚度較小，平均約7km；總體的平均厚度約16km。地殼物質的密度一般為2.6-2.9g/cm3。大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鋁層；大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地幔：

莫霍面與古登堡面之間的一個巨厚圈層。其厚度約2850km。平均密度為4.5g/cm3。根據次級界面可分為上地幔和下地幔。上地幔：從莫霍面至地下1000km，平均密度為3.5g/cm3，成分主要為含鐵鎂質較多的超基性巖。在上地幔的上部100-350km存在一個由柔性物質組成的圈層稱為軟流圈（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱為巖石圈。下地幔：地下1000km至古登堡面之間，平均密度增大為5.1g/cm3，成分仍為含鐵鎂質的超基性巖，但鐵質的含量增加。第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地核古登堡面以下地心的一個球體。半徑為3480km。地核的密度達9.98～12.5g/cm3。其成分以鐵鎳物質為主．根據其狀態(tài)可分為外核和內核。外核：物態(tài)為液態(tài)，其成分除鐵鎳外，可能還有碳、硅和硫；內核：物態(tài)為固態(tài)，其成分為鐵鎳物質。第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)地球的主要物理性質一、地球的密度二、地球的壓力三、地球的重力四、地球的磁場五、地球的溫度六、地球的彈塑性第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地球的平均密度：5.516g/cm3地表巖石平均密:2.7g/cm3地心的密度:13g/cm3一）、地球的密度第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地球內部壓力是隨深度加大而逐漸增高的。深度每增加１km，壓力增加27.5MPa（1MPa＝1兆帕斯卡＝１０６N/m２）。深部隨著巖石密度的加大，靜巖壓力增加得更快些。靜巖壓力在莫霍面附近約1200MPa，古登堡面附近約135,200MPa，地心處可達361,700Mpa，相當于360萬個大氣壓力。

二、地球的壓力第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地球的重力

地球自轉引起的離心力和地球引力的合力。因為離心力相對很小，即使在赤道也只有萬有引力的1/289，所以重力基本上就等于萬有引力，方向也基本上指向地心。為了便于比較，通常用單位質量所受的引力來表示重力（重力加速度g）

三、地球的重力

第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一重力的變化

重力在地表的變化重力隨緯度的增加而增加，隨海拔高度的增加而減小。若將地球視為均質體，以海平面為基準可計算出不同緯度的標準重力值。g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6*sin22ф)g為重力（伽），ф為緯度第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

重力在地球內部的變化

影響重力大小的不是整個地球的總質量，而主要是所在深度以下的質量。由于地殼與地幔的密度都比較小，從地表到地下2900km的核幔界面，重力大體上是隨深度增加而略有增加，但有波動。在核幔界面上，重力值達到極大(約1069伽)，再往深處去,各個方向上的引力趨向平衡,重力值逐漸減少，直至變小為零。第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一重力異常

實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。當實測重力值>理論重力值,稱正異常當實測重力值<理論重力值,稱負異常在埋藏有密度較小物質（如石油、煤、鹽等非金屬礦產）的地區(qū)，常顯示負異常；而埋藏有密度大物質（如鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦產）的地區(qū)，就顯示正異常。所以人們就可以通過重力測量，來圈定重力異常的區(qū)域，尋找那些引起重力異常的非金屬和金屬礦產。這就是地質勘查中常用的重力探勘方法第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一四、地球的磁場地磁場：地球周圍存在的磁場

它有兩個磁極，其磁北極位于地理北極附近，磁南極位于地理南極附近，但不重合，地磁軸與地球自轉軸的夾角現在約為11.5度，1980年實測的磁北極位于北緯78.2度、西經102.9度（加拿大北部），磁南極位于南緯65.5度，東經139.4度（南極洲）。第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：為某地點單位面積上磁力大小的絕對值。它是一個具有方向（磁力線方向）和大小的矢量，一般在磁兩極附近磁感應強度大（約為60T（微特拉斯））；在磁赤道附近最?。s為30T）。磁偏角：磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線與地理子午線之間的夾角。磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線方向偏向正北方向以東稱為東偏，偏向正北方向以西稱為西偏。我國東部地區(qū)磁偏較為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。磁傾角：指磁針北端與水平面的交角。通常以磁針北端向下為正值，向上為負值。地球表面磁傾角為零度的各點的連線稱為地磁赤道；第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一磁傾角的變化由地磁赤道到地磁北極，磁傾角由0°逐漸變?yōu)?90°；由地磁赤道到地磁南極，磁傾角由0°變成-90°。第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一地溫

人們可以火山和溫泉意識到地下深處是熱的，地球的溫度總體上是從地表向地內逐漸增高的。在地表附近，由于太陽幅射熱的影響，溫度有晝夜變化、季節(jié)變化和多年周期的變化．這一表層可叫外熱層（或變溫層）。外熱層的深度一般在十幾米．在其下界面附近，地溫常年保持不變，等于或略高于當地年平均氣溫，該處稱為常溫層。常溫層以下，受到地球內部熱量的影響，溫度逐漸升高。一般把在常溫層以下，每向下加深100ｍ所升高的溫度稱為地熱增溫率或地溫梯度。這是由于地球內部熱量通過向上熱傳導而造成的。世界上不同地區(qū)，地溫梯度都不相同，地球表層的平均地溫梯度為３℃。海底的地溫梯度一般為４－８℃，大陸為０.９－５℃．大陸的地溫梯度一般來說是顯著低于海底的．五、地球的溫度第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一彈塑性:地球具有彈性，表現在地球內部能傳播地震波，因為地震波是彈性波。地表的固體巖石在日、月引力的作用下也有交替的漲落現象，其幅度為7—8cm,這種現象稱為固體潮。也說明固體地球具有彈性。地球也具有塑性，地球的自轉能引起地球赤道半徑加大而成為橢球。在應力的作用下引起巖石發(fā)生彎曲而不破裂等，這些都說明地球具有塑性。六、地球的彈塑性第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)地質作用概述一、地質作用的概念

1、地質作用：把自然界引起地殼巖石圈的物質組成、內部結構、構造和地表形態(tài)變化和發(fā)展的各種作用過程，稱為地質作用。2、地質營力：把引起地質作用的各種自然動力稱為地質營力。3、分類：內動力地質作用和外動力地質作用。第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一二、內力地質作用構造運動：使巖石圈發(fā)生變形變位的地質作用。地震作用：由地震引起的地殼物質遷移地表形態(tài)變化的地質作用。

巖漿作用：巖漿沿地殼軟弱地帶上升時發(fā)生的一系列物理化學變化直至冷凝成巖的作用。

變質作用：地殼中已經存在的巖石受溫度、壓力或化學流體的加入而改變其成分、結構和構造形成新的巖石的作用。第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一三、外力地質作用1．風化作用：指在地表或近地表的環(huán)境下，由于氣溫變化，大氣、水溶液和生物活動等因素的作用，使巖石在原地遭受破壞的過程。1）物理風化作用溫度變化使巖石表面產生的裂隙

溫度變化導致巖石機械破碎的過程

巖石的釋荷第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2）化學風化作用氧化作用水解作用第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3）生物風化作用根劈作用土壤酸化第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一4）母巖的風化產物碎屑物質：母巖的巖石碎屑和礦物碎屑，它們是碎屑巖的主要成分。

殘余物質：母巖在化學風化過程中所形成的一些不溶解的風化殘余物質。(倒石堆）溶解物質：化學風化的產物，主要為易溶物質，常呈溶液狀態(tài)隨水遷移。第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一河流的下蝕作用：河水對河床底部巖石破壞，使河谷加深的過程。2．剝蝕作用

1）河流的侵蝕作用第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一下蝕作用的結果——峽谷地貌河流的下蝕作用第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一河流的側蝕作用：河水對河床巖石破壞，使河谷拓寬的過程。側蝕作用示意蛇曲河第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一牛軛湖的形成第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一2、地下水的溶蝕作用石芽石林峰林溶洞第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3）風的吹蝕作用吹蝕作用：地表面上的松散小顆粒可以被風吹起或沿地面滾動，這個過程稱為吹蝕作用。磨蝕作用：當風攜帶砂、石或塵粒，撞擊裸露的巖石或土壤表面，造成表面磨損，這個過程稱風的磨蝕作用。

蘑菇石風蝕殘丘和風蝕城

第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一4）海洋的剝蝕作用第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一5）冰川刨蝕作用冰川刨蝕作用的方式有挖掘和磨蝕兩種第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3．搬運作用搬運作用：母巖風化剝蝕的產物，通過流動的水體、冰川、風力及生物等動力，將它們從原地搬到沉積