第2章地球的基本特征

1、在太空中所见的地球在太空中所见的地球地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置 现今测得的地球上最古老的岩石年龄为4242亿年。亿年。测得的陨石年龄为45.545.5亿年。亿年。推断原始地球形成的年龄为4646亿年亿年。010 0020 0030 0040 0050 0063 71Km501015G g /c m30100020003000400050006371Km020004000地表地心rdFPR地球的重力地球的重力 地球自转引起的离心力和地球引力的合力。 P = F + dF=G M m d=rR2(G(G为万有引力常数， 为角速度) ) 因为离心力相对很小，即使在赤道也只有万有引力的1/2

2、89，所以重力基本上就等于万有引力，方向也基本上指向地心。为了便于比较，通常用单位质量单位质量所受的引力来表示重力重力（重力加速度 g g） g g = G GM M/R2 (单位用伽伽Gal) 1 Gal =1cm/s2 重力在地表的变化 重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。g=987.032(1+5.3g=987.032(1+5.3* *1010-3-3* *sinsin2 2-5.9-5.9* *1010-6 -6 * *sinsin2 22) g 2) g 为重力（伽），为纬度 重力在地球内部的变化 影响重力大

3、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。 由于地壳与地幔的密度都比较小，从地表到地下29002900kmkm的核幔界面，重力大体上是随深度增加而略有增加，但有波动。在核幔界面上，重力值达到极大(约10691069伽伽)，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。01 0 0 02 0 0 03 0 0 04 0 0 05 0 0 06 3 7 1K m04 0 08 0 0 重力的变化 实际测得的重力值与理论重力值之间的差值，称重力异常重力异常。 当实测重力值 理论重力值,称正异常正异常 当实测重力值 理论重力值,称负异常负异常 在埋藏有密度较小物质（如

4、石油、煤、盐等非金属矿产）的地区，常显示负异常负异常；而埋藏有密度大物质（如铁、铜、铅、锌等金属矿产）的地区，就显示正异常正异常。所以人们就可以通过重力测量，来圈定重力异常的区域，寻找那些引起重力异常的非金属和金属矿产。这就是地质勘查中常用的重力探勘重力探勘方法 重力异常 它有两个磁极，其磁北磁北极极位于地理北极附近，磁南磁南极极位于地理南极附近，但不重合，地磁轴地磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.511.5度度，1980年实测的磁北极磁北极位于北纬78.278.2度度、西经102.9102.9度度（加拿大北部），磁南极磁南极位于南纬65.565.5度度，东经139.4139.4度度（南极洲

5、）。地磁场地磁场：地球周围存在的磁场地磁轴地磁轴地理轴地理轴地磁三要素地磁三要素：磁场强度、磁偏角、磁倾角磁场强度：为某地点单位面积上磁力大小的绝对值为某地点单位面积上磁力大小的绝对值。它是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量矢量，一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60T（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30 T ）。磁偏角：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，磁子午线与地理子午线之间的夹角磁子午线与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏

6、。我国东部地区磁偏较为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。磁倾角：指磁针北端与水平面的交角指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；地磁轴地磁轴地理轴地理轴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变成-90。磁倾角的变化磁倾角的变化010 0020 0030 0040 0050 0063 71Km020 0040 00C。地温人们可以火山和温泉意识到地下深处是热的，地球的温度总体上是从地表向地内逐渐增高的。在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化这一表层可叫外

7、热层（或变温层）。外热层的深度一般在十几米十几米在其下界面附近，地温常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，该处称为常温层。常温层以下，受到地球内部热量的影响，温度逐渐升高。一般把在常温层以下，每向下加深100所升高的温度称为地热增温率或地温梯度。这是由于地球内部热量通过向上热传导而造成的。世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表层的平均地温梯度为。海底的地温梯度一般为，大陆为.大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的 地球具有，表现在地球内部能传播地震波，因为地震波是弹性波。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，其幅度为78cm,这种现象称为固体潮。也说明固体地球具有弹性。地

8、球也具有，地球的自转能引起地球赤道半径加大而成为椭球。在应力的作用下引起岩石发生弯曲而不破裂等，这些都说明地球具有塑性。对流层对流层：平均厚度12km，含大量水蒸气和尘埃。表现为强烈的对流。风、霜、雨、雪、雹、雾等气象现象均发生于此层。平流层：平流层：从对流层顶到地表以上55km的范围。大气呈水平运动。几乎不含水蒸气、尘埃，无天气现象。中间层：中间层：从平流层顶到地表以上85km的范围。大气呈对流运动。存在电离层，可反射无线电波。暖层：暖层：从中间层顶到地表以上800km的范围。内部存在多层的电离层，也称电离层，强烈反射无线电波。扩散层：扩散层：从暖层顶到外层空间。物质多以原子、离子状态存在。

9、是地球物质向宇宙空间扩散的部位。 最初大气圈的成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、硫化氢和氯化氢等。 直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性的随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于100C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成广阔的海洋（水圈）。地球外部圈层的形成地球外部圈层的形成： 最初大气圈的成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、硫化氢和氯化氢等。 直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性的随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于100C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成广阔的海洋（水圈）。地球外部圈层的形成：地球外部圈层的形成：海水海水97.41%淡水淡

10、水2.59% 大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展。到27亿年前生命加速发展，海洋中的生物迅速繁荣起来（化石证据较多）。地球外部圈层的形成：地球外部圈层的形成： 人类自出现以来，就开始了向自然的索取，不仅造成了地表生态的极大的不平衡和某些不可再生资源的极大短缺，而且造成了对原来地形的极大改变，以致我们不得不把人类的各种活动当作一种改变自然营力来看待。这里包括人类的剥蚀作用剥蚀作用，搬运作用搬运作用和堆积作用堆积作用。 人类的剥触作用主要表现为对地壳岩石和土壤的机械破坏作用，其主要作用方式，是农业生产中的挖掘和耕犁，

11、矿山开采中的采掘。 人类的剥触作用主要表现为对地壳岩石和土壤的机械破坏作用，其主要作用方式，是农业生产中的挖掘和耕犁，矿山开采中的采掘。 人类在工程和生产活动中，对地壳物质的大规模搬动是大规模。对有机物质和矿物资源的搬运至于比自然动力更多更远。 人类在工程和生产活动中，对地壳物质的大规模搬动是大规模。对有机物质和矿物资源的搬运至于比自然动力更多更远。 人类的生活和生产活动，就是把现存的各种物质转变成可供人类享用的各种有用物品。它们大都有个用尽变废的过程，而这些废弃物质（垃圾）主要是通过掩埋或直接堆放于露天处理，这就是人类的堆积作用 。 人类的生活和生产活动，就是把现存的各种物质转变成可供人类享

12、用的各种有用物品。它们大都有个用尽变废的过程，而这些废弃物质（垃圾）主要是通过掩埋或直接堆放于露天处理，这就是人类的堆积作用 。 人类的生活和生产活动，就是把现存的各种物质转变成可供人类享用的各种有用物品。它们大都有个用尽变废的过程，而这些废弃物质（垃圾）主要是通过掩埋或直接堆放于露天处理，这就是人类的堆积作用 。 人类的生活和生产活动，就是把现存的各种物质转变成可供人类享用的各种有用物品。它们大都有个用尽变废的过程，而这些废弃物质（垃圾）主要是通过掩埋或直接堆放于露天处理，这就是人类的堆积作用 。 人工挖掘地貌运河、水渠人工挖掘地貌矿坑人工建筑地貌水坝、水库人工建筑地貌水坝、水库人工建筑地貌

13、金字塔人工建筑地貌长城人工建筑地貌公路梯田围海造田海边鱼塘大洋地壳大陆地壳 尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作用，体积收缩，压力加大，会释放出大量的热量。放射性元素的蜕变和陨石的撞击，也都要放出热能。地球物质处于热的熔融状态。地球内部圈层的形成：地球内部圈层的形成：莫霍面古登堡面 重力的作用与高温的影响，地球里面的物质发生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结构。铁和镍比较重，向中心聚集 地核。地核。较轻的硅酸盐物质形成地幔地幔和地幔之上的地壳。地壳。地球内部圈层的形成：地球内部圈层的形成：内部圈层的形成内部圈层的形成 在漫长的

14、地质历史中，地球每时每刻都处在不停的运动和变化之中，例如，地下深处高温高压的岩浆在向上运移，将深处的物质带到地球表层，使地球表层的物质成分发生变化 。地表物质在流水、重力的作用下，由高处带到低处堆积。 由自然动力引起的使地壳或岩石圈甚至整个地球的物质组由自然动力引起的使地壳或岩石圈甚至整个地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用称为地质成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用称为地质作用作用 。 产生地质作用的能量来自两个方面两个方面。一是来源于地球本身，主要有旋转能、重力能、热能、化学能旋转能、重力能、热能、化学能，上述能源系统称为内内能能；二是来源于地球以外的能源，主要有太阳辐射能辐射能和日月引引力能力能等，这些来自地球以外的能源统称为外能。 内能引起的地质作用称为内动力地质作用内动力地质作用 ；有构造运动构造运动及地地震震、岩浆作用岩浆作用和变质作用。变质作用。外能引起的地质作用称为外动力地外动力地质作用质作用。它包括