行星地球耦合效应

1、行星地球耦合效应行星地球：受太阳系、银河系影响地球史上保存的沉积物、生物化石、岩浆岩、变质岩、矿床、构造变形和磁极反转中的各 种记录，总体上都显示一定时间间隔的周期性规律，可称为地球的节律。地球节律的天文背景太阳黑子与地象周期米兰柯维奇旋回及其应用背景1地球节律的天文背景银河年周期：太阳绕银心旋转速度250Km/s，完成一周约250-300Ma （银河年），穿越四次 旋臂，每次约75Ma。穿越银道面：太阳在银道面上下往复波动，每次约35Ma。寒武纪以来地球一些主要变动的银河年周期（七八十年代统计资料例如：二叠和三叠（古生代和中生代）之间，Pt界限大概250Ma年之前，在这个关键时刻 有好多突变

2、，二叠三叠之交，联合大陆也是形成的高峰，地球不同圈层演化重要转折期，地 质历史中，古生代末，所有大陆都在一块，联合大陆，850Ma前，元古代晚期，也是发现大陆连在一起，具有分合周期，850Ma-250Ma大概双银 河年泛大陆周期是地球历史上人类已知的最大周期（双银河年，5-6亿年）1450Ma （中元古代末）、1950Ma （早元古代末）、2500Ma （太古代末）都可能有过联合大陆 间隔500-600Ma，相当于双银河年小一级的60-120Ma，相当于构造阶段，早古生代一一加里东构造阶段晚古生代至三叠一一海西-印支构造阶段（全球发生好多造山运动、构造变化）侏罗纪至今一一新-老阿尔卑斯构造阶段

3、地球历史上有大冰期，震旦纪（晚元古代末）、石炭二叠、第四纪有过大冰期，大冰期的出 现时间间隔2.5-3亿年左右，和银河年的时间是一致的再小一点发现，中生代有一个生物繁盛减少周期32-35Ma，这个周期和太阳绕银道面上下波 动周期一致，反映在地球上生态环境变化、生物演化上的变化。当生物灭绝时，图上黑色的叫远洋生物的“机遇者”，地史中短期出现的个体很小的特殊海 洋生物，在普通生物群中很少见，但可伴随生物危机在局部地区大量出现。（和穿越银道面周期近似）地球随太阳系在银河系里运动时，地球物理条件受到干扰，引起不同圈层灾变，生物最敏感2太阳黑子与地象周期地球演化有其内部动力（板块构造、地幔对流等）、外来

4、影响，外部影响中太阳的影响最大，太阳热量是地球演化最为重要的外力太阳黑子周期11.2年太阳磁性变化很快黑子周期：单数编号一一负极性；双数编号一一正极性，两者共同组成一个太阳磁周期（海尔周期）地球磁性变化（周期较太阳长）电磁波通过太阳表面的等离子体的运动，在高温的刺激下，这些带电气体不断的旋转和喷发， 形成太阳风暴两种太阳风：持续太阳风；扰动太阳风，扰动太阳风能量巨大，如果来到地球将会产生难以 预测的破坏性。耀斑的影响：无线电联系中断，候鸟迁徙途径受到干扰，电网瘫痪不同纬度对应关系1645年开始连续观测黑子1645-1715年连续观察发现黑子很少，太阳活动周期不明显，称为蒙德极小期。17世纪小冰

5、 期，温度特别低，明清灾害群发期1716年起，每11年左右为一个黑子周期1755 年起编号，No.1-24.两个黑子周期和一个太阳磁周期相近小周期上有大周期红色标注为记载沙尘暴周期，大概100年左右线性的外来强迫因素，引起地球上的气候变化是非线性的响应气候变化（最近100年气候变化数据很重要）冰川消长也有六十年左右的周期，不同地区有时间差气候周期性：指气候变化中，其相邻的极大值与极小值之间，时间间隔保持不变或基本保持 不变的一种现象气候周期的天体活动形式：太阳活动及其本身的运动变化；地球的天文参数变化；太阳系内 各个行星的相互作用；月球对地球的影响（如潮汐）3米兰柯维奇旋回及其应用前景研究地球

6、气候变化历史的几万-几十万年的研究最薄弱，传统古生物办法不灵了，地质年代 表需要精细化，现在古生物定年最精确的划时代最短需要50万年，再短时间间隔内化石没 变化。需要新的理论方法一一米兰柯维奇旋回地球上接收的太阳能量与地球的空间位置有关米兰柯维奇提出第四纪冰期一一间冰期气候波动成因的天文学假说（米兰柯维奇假说） 后经大洋钻探等证实一一米兰柯维奇学说 偏心率周期：100ka，410ka斜度（黄赤交角）周期：41ka岁差：19ka，23ka如何研究地质历史中地球季风系统岁差周期性变化？一一利用沉积物地中海第四纪腐泥层横跨亚非奥的季风系统，中间非洲大陆跨越赤道，非洲季风受轨道驱动的效果最明显，非洲

7、湖泊、大西洋的海底都有季风盛衰2万年的记录，非洲季风下雨多，尼罗河携带大量泥沙入 海，地中海中浮游生物非常繁盛，造成海底有机质高（腐质泥）的还原环境：腐质泥变化周 期同岁差周期2万年，地层划分就可以2万年为间隔划分出来。通过寻找地层沉积记录中的韵律性周期现象，揭示其成因机制新生代地质年代表精度要求高了，旋回地层学仔细研究米兰柯维奇韵律，用约2万年的岁差 周期排序来界定各个时代的标准剖面下限如表所示：应用天文学原理（如岁差）一一天文地层学三叠纪碳酸盐岩，成层性非常好，灰岩泥灰岩互层，有气候含义，灰岩代表物质很纯，没有 泥质掺进去，一般认为气候比较干旱，陆地上下雨很少，陆源物质少；一层泥灰岩，反映

8、当 时雨水较多，带来了陆地上的泥质成分。表明气候干旱潮湿交替。一层里有5个小层黄土，粗砂多或者细沙多可以提供参考，黏土，气候潮湿一些深海沉积物也可以最好是冰川，可以反映气候变化，如冰川里的古气体偏心率周期：100ka，410ka斜度（黄赤交角）周期：41ka岁差：19ka，23ka可通过详细的生物、同位素研究古气候变化野外判断沉积物稳层组合的时间匹配，偏心率：岁差1:5长偏心率：偏心率=1:4法国侏儒山晚侏罗末-早白垩初，碳酸盐岩，泻湖潮坪沉积，地质上很重要的一条界限，下1:4，上1:3层束组：层束=1:6，Berger1994年提出：地史不同时期，斜度、岁差周期的时限存在有规律的变化泥盆纪偏心率：岁差=1:5.9长偏心率：短偏心率=1:4Olsen把整个晚三叠世约3500米厚度的沉积，划分为不同类型的湖相旋回：约2万年岁差 旋回，约10万年短偏