地震概论13改过

1、绪论第三节 太阳系 地震概论1231. 从地心说到日心说 天体运行论1543 阿利斯塔克 （Aritarchus 公元前310-230) “地心说体系” 托勒玫（Ptolemaeus,85-165） 本轮、均轮、等点 阿尔丰索国王 顺行、逆行、留、水星金星的往返摆动 布鲁诺(Bruno,1548-1600)的无限宇宙42. 太阳系的轨道特性 近圆性, e=(a2-b2)0.5/a 同向性 共面性5 第 谷（Tycho Brahe 1546-1601）的21年 开普勒（Kepler 1571-1630） 8 ! 行星运动三大规律：1. 行星在椭圆轨道上运动，太阳位于其中一个焦点上.2. 行星与太

2、阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.3. 行星公转周期的平方与轨道半长径的立方成正比.63. Titius-Bode 定则an+1/an=c1.7；an =0.4+0.3 2 n-2 UA1UA=147.5 106km 表3.1 波得定律与观测值比较 行星 n 观测值 计算值水星 1 0.387 0.4金星 2 0.723 0.7地球 3 1.000 1.0火星 4 1.523 1.6（小行星） 5 2.7 2.8木星 6 5.203 5.2土星 7 9.52 10.0（天王星） 8 19.2 19.6（海王星） 9 30.2 38.8（冥王星） 10 39.5 77.2 *（ 上表中括号内

3、为定律提出后发现）71781年. 德国天文学家赫歇尔(Herschel)发现天王星1801年11月. 谷神星丢失十年，根据41天移动了3度。高斯预报2.77 UA.（意.皮亚齐 Piazzi） 智神、婚神、灶神 小行星带894.太阳10光谱分析：73种元素，H：71% ，He：26.5%，O+C+N+Ne:2%;Mg,Ni,Si,S,Fe,Ca 0.14%. 光球层： 厚300km,5500oC, 0.01g/ cm3.色球层： 厚3000-5000km，日全食时呈玫瑰红色，可达100万度K.日 冕： 最外层的稀薄等离子体太阳风大气层，d=10-12g/ cm3 . 100万K,800km/s

4、,400km/s黑 子： 直径2000-10000km，4200oC，具极强磁场；对气候与生态变化的影响有11年周期.耀 斑： 在黑子群上空的亮点出现在色球层中，n秒钟内可扩大成纤维云状物，直径10万km，T 1.5万-100万度.1112131415恒星的结局小于3个太阳白矮星冷却黑矮星3-10个太阳质量核炸超新星大于10个太阳质量内炸，超新星，中子星（脉冲星，R10km, V增大），黑洞 He燃烧合成C,O,Ne,Mg,S,Si 抛出外壳 红巨星16超新星 第二代星云忙忙碌碌又开始了“臭蛋星云”17形成中的臭蛋星云185. 太阳系中的行星 体积 密度 卫星 表面 主要元素类地行星 小 大

5、少 固 Fe,Mg,Si,K,Ca, Al,Ti,Ni类木行星 大 小 多 非固 H,He,CH4,氨冰 水冰19“伽利略” 于2003.9.21坠入木星大气层2021旅行者2号的旅程22旅行者2号对海王星的最后一瞥23先驱者号上的图形语言24太阳系九大行星（详见后多图）25水星26金星27地球28火星29303132木星33 木 星距太阳5.20AU，平均半径是地球的11倍，质量：地球的318倍，所有其他行星的2.5倍。平均密度1.33g/cm3；自转周期为9小时50分30秒（太阳系中最快）；3435木星结构外层：分子氢往下：液体氢，在云顶以下10000公里处，液体氢的压力是1000000b

6、ar,温度为6000K；在这种状态下，氢变成液态金属氢；在金属氢中，氢原子被分解成质子和电子；中心是约10个地球质量的固体核。3637383940414243木星的卫星总数量：63颗（仅在2003年就发现有23颗）伽利略卫星：4颗，轨道的偏心率和轨道倾角小，质量比较大；44土星454647天王星48海王星 旅行者 2号的发现磁场，磁轴与自转 轴的夹角约为50度；海卫1，海卫2之外 还有6颗卫星（呈碎 块状）。49 海卫1 新发现的卫星直径 ：2720Km 直径 ：50-200km表面：T=37K 阴暗的碎块600km高处，T=300K 极冠甲烷冰，氮冰 XY裂缝 山脉（无环形山），物质？50冥

7、王星1930年2月18日发现 黄赤交角17度 冥王星的表面 甲烷冰层覆盖 密度2g/cm3 直径14000-6000km 卡戎卫星515. 彗星慧核，慧发： 固体C,冰冻水，CH4,NH3等慧尾 CO+,N2+,CO2+5253汉朝马王堆帛书里对彗星的描绘54哈雷彗星55海尔波普彗星56彗星的源？Oort 云576. 陨石587. 撞击的效果 6500万年前，墨西哥尤卡坦半岛陨石坑直径170km的洼地，陨石直径10-20km. 撞击的效果-恐龙绝灭. 1908年 通古斯 “苏梅克列维9号”（S-L9）彗星撞木星 1993.3.23-3.25 1994.7.16 21个慧核59卫星图片墨西哥尤卡

8、坦半岛上的大陨石坑卫星图片科学家第一次清晰看到位于墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑601993.3.25-1994.7.15慧木相撞前61哈勃空间望远镜观测到的S-L9彗星碎块（21块）62S-L9彗核C碰撞前后的木星红外图像63彗核K与木星撞击后火球从亮到暗的变化64慧木相撞痕迹6566月球上的撞击坑6768流星雨1833年：带来知识启蒙的狮子座流星雨691966年：20世纪最眩的狮子座流星雨701999年：呈火球状的狮子座流星雨712002年：在英格兰观看到的狮子座流星雨722002年：从太空观测到的狮子座流星雨(11月19日)73空间观测计划 空间探测的参与者：观测天文学家，地 质学家. 仪

9、器： 用照相望远镜搜索近地天体 电子光探测器目标： 发现小行星使之偏离轨道748. 角动量分配异常 C=MVR=MR2 0.135%99.4%75 9. 太阳系起源假说及其发展Kant-Laplace星云说18世纪Kant, 1755自然通史和天体理论 Laplace, 1796宇宙体系论 无法解释角动量分配异常灾变说和爆发说新星云说40年代， .(前苏)60年代，F.Hoyle(英) E.Schatzman(法)76Laplace星云假说7710.地球的早期演化地球的早期演化过程 : 大约在46亿前,从太阳星云中分化出来的原始地球是一个近于球体的地球,温度很低,构成地球的各种物质混杂在一起,

10、没有明显的分层。由于原始地球的收缩和放射性元素衰变等原因,逐使地球内部温度升高,使物质具有可塑性,局部出现熔融状态,并在重力作用下物质开始分异,其中地核地幔地壳组成固体地球。水圈和大气圈对固体地球的形成和改造也有着重要影响。1.地核与地幔的分异: 尘埃向中心聚集的过程中，由于引力吸积能、放射性元素的衰变能及陨石的撞击等，会释放出大量的热量。地球内部温度逐渐增高, 当温度高到一定程度,以致地内物质具有足够的可塑性时,就开始了重力作用下的分异过程。78地核与地幔的分异: 地球内部物质发生部分熔融，硅酸物质具有低密度和和高熔点,铁和镍具有高密度和低熔点，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，

11、物质密度从大到小的圈层结构。铁、镍向中心聚集，形成地核；较轻的硅酸盐物质形成地幔。79原始地壳的形成和陆壳、洋壳的分异：地核和地幔形成后,地球表层是熔融的。在距今4046亿年前,表层开始冷却分异,形成全球性的原始地壳大陆地壳。在距今3040亿年前,类地行星都受到星子撞击, 在受撞击的集中区域下,造成地幔熔化,并发生玄武岩喷发,排出大量岩浆和气体,从而改变原始地壳的成分,形成原始大洋地壳。原始大陆地壳,由于部分熔化、再次活化和岩浆侵入等作用,进一步发生分异,形成由变质岩岩浆组成的下地壳和由花岗闪长岩组成的上地壳。80海洋和大气的形成：地球形成过程中形成原始大气，主要由一氧化碳、氢和水组成，已全部

12、或大部溢出地球。后来, 从地球内部溢出的气体形成“第二代”大气，主要成分是二氧化碳,一氧化碳、甲烷、氨和水, 称为还原大气。地球内部的地幔分异作用、太阳辐射、绿色植物的光合作用等使还原大气中的许多气体被氧化或向空间散逸,有的转入到固体液体地球, 逐渐演变成现代的氧化大气。 地球形成过程中,星子碰撞后放出的水,火山岩浆活动产生的水,以及地球大气中凝聚的水, 流入海洋地壳(星子撞击坑),形成地球表面的海洋(水圈)。81地球的早期演化地球表层的变化 ：1. 进入地质时代以后,地球的圈层分异过程主要限于地壳和地表。2. 地壳和地面的变化是各圈层相互作用的结果。在外面受到水圈和大气圈的作用,在里面受到地

13、幔的作用。地表的变化,最明显的是海陆分布的变化。海洋可以变成陆地,也可以变成高山,随着海洋变成陆地、甚至高山,沉积层变形,形成了褶皱,甚至出现断裂。3. 地壳运动最明显的是火山和地震。火山与地下的岩浆活动相联系,火山的熔岩来自地壳下部和地幔上部。地震同地层断裂相联系,大陆地震主要发生在地壳的上部和中部。火山和地震是地壳不停运动的剧烈表现形式,而海陆变迁则是地壳不停运动的缓慢表现形式。4.造成地壳和地表变化的原因,除上述内力和外力外,还包括象地球自转速度变化的惯性力。总之,这些力造成地球整体和各个圈层的变化,可统称为地球动力。 82地球的早期演化地球发展简史 :1.地球形成期(约46亿年前) 2.放射熔融期(4145亿年前) 3.小天体碰撞期(4139亿年前) 4.熔流外溢期(3937亿年前) 5.板块构造发育期(37亿年前到现在) 决定地球演化的能量问题 :1. 主要能量:主要能量来自引力势能和放射性衰变能。引力势能包括吸积释放能、压缩释放能、分异释