地球科学概论第十一章

第一节 地球是一个系统地球系统科学—新的地球观大系统，学科众多，相互交叉从整体论（Holism）从宇宙体系角度来全面认识行星地球：将地球作为一个行星Top第二节 地球动力系统地球上所有物质都在不断地运动:太阳系220km/s 地球公转30km/s 地球自转(赤道)230m/s空气流动0-nx10m/s 水的流动0-nm/s岩石圈0-ncm/a地幔0-nmm/a地内核0-20km/a它们均受到地球内部和外部因素的影响地球内部：重力场、自转、温度、压力等地球外部：月球、行星、太阳系、银河系等Top第三节 开放的地球系统地球从宇宙中接受质量和能量----太阳辐射能，宇宙射线地球系统不断地耗散能量----热量散失----转动惯性能消耗，自转减慢地球是开放系统----将地球作为宇宙巨系统中的一份子Top第四节 圈层间的强相互作用地球系统的复杂性：子系统间强相互作用地球各圈层的强相互作用----相邻两圈层之间强相互作用壳-幔、核-幔、水圈-岩石圈、岩石圈-大气圈----不相邻圈层之间相互作用磁场-内外核、岩石圈放气、温度-地幔、地震厄尔尼诺、拉尼娜-地幔放气、排热第五节 不可逆的进

Top生物界： 地球：由低级到高级、简单到复杂演变 地球是如何演化的？随时间演化的不对称性和单向性 整个地球（包括无机界）是否也是从简单到复杂、低级到高级的不可逆演变生物演化不可逆性宇宙的起源13710046原始太阳星云运动速度加大，密度增大，发生凝聚而形成太阳以及围绕它旋转的星云物质。太阳系的起源(4.6Ga)5000增大质量9地球的形成45.2～44.8地球总质量的绝大部分(6×1027g)401025g1/6002.5×1016g250早期的地球—地核10433/4)。早期的地球—地幔、地壳地幔基本上一直保持固体状态。分异、以达到平衡的演化过程。而在地球表部，火ft40铝硅酸盐在地表聚集，造成了大陆地壳。大陆地壳的形成和增长30～16大陆地壳基本上都是该时期形成的。18球半径方向)上的分异、对流、迁移等作用都相当剧烈。18地壳合成一个统一的岩石圈，其刚性程度加大。大气圈的形成(CO2H2ON2的大气圈。300230℃ClSO4可覆盖在几乎整个地球表面。水的形成1998ZahnleH2O)的慧星撞击地球所致。关于水的起源，留下的证据不足，也许两种成因──岩浆排气与慧星撞击可能都同时存在。8544地球演化的不可逆性总之，宇宙中地球的各圈层—地核、地幔、地壳、大气圈、水圈与生物圈，都是在相互作逆地、前进式的演化。散系统，使系统自发地由简单趋于复杂，由无序走向有序。Top第六节 均变与灾变地球的演化：不是匀速、线性地发展的，而是变速的演化；表现为相对均匀变化与突变（灾变）交错相间的特征。均变论1819(Hutton,J.,1726～1797)和莱伊尔(Lyell,C.,1797～1875许多大变化是由一系列微小的变动逐渐积累而形成的。这就是他们的“均变论”的主要观点。灾变论以居维叶(Cuvier,G.,1769～1832)为代表的“灾变论”，则认为：断”，“地球表面曾经历过相继的革命及各种灾变”。稳定期(均变)是一种非平衡的相对静态，演化呈现为相对有序的特征。地磁极变化幅度较小；稳定期地层内表现为连续沉积、地层之间呈现为整合的接触关系地热能稳定积累，热活动微弱；岩浆活动稀少和微弱；以埋藏变质为主；陨击作用微弱，各天体处于相对稳定活跃期（灾变）突变期或灾变期，呈现为极不平衡的无序状态。常表现为发生异常气象，大气温度剧变，气候带迁移海平面大幅度升降常表现为发生异常气象，大气温度剧变，气候带迁移海平面大幅度升降生物种群灭绝地磁极翻转地层中出现沉积间断，地层间呈现出角度不整合接触关系活跃期都较大。常发生大规模的陨击事件，各天体对地球的引力作用常出现某种的异常变化。灾变事件的滞后现象首先，以一次巨大的陨击作用作为诱发因素引起全球电磁场剧变和地磁极的翻转陨石撞击岩石圈表层引起大爆炸，粉尘升到大气圈上面的剧烈变化，发生海啸；巨大变化，不能适应环境的生物大量灭绝。灾变事件及滞后现象如果陨击在海洋岩石圈(其厚度仅数十km)上，将诱发深部地幔物质上涌，促使海洋板块扩张，进而推动大陆板块运移；年。地球各圈层演变的机制仅仅是地球内部各层圈自身演化在起作用?还是各种地外因素也在起诱发作用?对于这个问题，目前的认识是很不一致的。地球各圈层演变的机制而活跃期的出现，灾变事件的发生，则似乎主要是靠地外事件的诱发。整个地球系统的演化是地球内部各种作用自身演化与地外各种天文因素共同影响的结果。Top第七节 各种时间尺度的周期性变化地球各圈层的运动变化的时间尺度与天文周期：265±25百万年，33±3百万年；9.5万年，4.1万年，2.17万年；1000-1400年，140-180年，60年，29.8年，11年，1年；13.1-14.76天，1天等。地球演化的周期性26525Ma动，岩浆活动等。33㈯3Ma太阳系穿越银道面,巨大陨击作用，“纪”，板块运动，岩浆活动等。地球演化的周期性2.17、4.1、9.5万年期和间冰期、沉积韵律等。1000-1400年九星地心会聚长周期；固体潮，地震，火ft作用等。地球演化的周期性·140-180年九星地心准会聚周期；固体潮，地震，火ft作用等。·60年四大行星力距效应,地球公转半径变化；厄尔尼诺；“天干地支”；固体潮，地震，火ft，核-幔耦合作用等。地球演化的周期性·29.8年地球自转速率变化，极移；内核振动周期。·11年太阳黑子活动，地球自转速率变化；厄尔尼诺；磁暴；地震活动短周期。1年地球公转一周；日幅射周年变；生长季节