地球科学概论

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神奇的地球第一章宇宙和地球概况第一节宇宙概述第二节太阳和太阳系第三节地球的形成和演化第四节地球的圈层构造神秘的宇宙---第一节宇宙概述一.宇宙的起源红移现象大爆炸宇宙说宇宙的背景辐射宇宙的未来红移现象大爆炸宇宙说大爆炸的瞬间星系和恒星系统的形成黑洞的形成二.恒星和星系银河系河外星系总星系恒星的诞生恒星的演化椭圆状星系旋转状星系不规则状星系恒星的诞生三.恒星的演化大质量恒星的演化主序星超巨星超新星中子星或黑洞中子星的形成小质量恒星的演化主序星红巨星行星状星云和白矮星黑矮星第二节太阳和太阳系太阳和太阳系的组成太阳概述行星卫星彗星陨星气体、尘埃和其他星际物质太阳概述太阳的一般特征太阳黑子和耀斑太阳的圈层构造太阳的磁场太阳的活动原始太阳的形成

太阳的一般特征(1)太阳位于太阳系的中心位置，它是一个直径约140万km的球形天体，其直径约为地球直径的100倍，体积是地球体积的130万倍。太阳的质量约为2x1033g，为地球的33万倍。太阳的平均密度较小，约为1.41g/cm3,仅为地球的1/4。太阳表面的重力加速度是地球表面得34倍。

太阳的一般特征(2)通过太阳光谱的测定可知，太阳含有目前已知的几乎所有元素。但H是太阳的主要元素，其次是He，还有C、N、O和各种金属元素。其中氢至少占太阳总质量的90%，氢和氦和起来可占太阳总质量的98%。

太阳中含量最多的30种元素质量（g）

太阳中含量最高的30种元素的含量（纵坐标为各元素的含量的对数值，单位为g）太阳的一般特征(3)太阳不断地向外辐射着能量，大约为3.9x1033尔格/秒。这些能量主要源于太阳内部氦核在高温高压下发生热核反应所放出的能量，在这个反应过程中氢转变为氦，并释放出巨大的能量。这个过程中太阳仅损失很少一部分质量，有人做过统计，在最近1500万年中，它大约只损失了总质量的1/100万。太阳概述黑子和耀斑太阳黑子和耀斑(1)太阳表面常见到一些较暗的小面积区域，它们叫做太阳黑子，黑子是太阳光球上的暗色斑点，它常被叫做半影的稍亮的边缘带所包围。在黑子活动期间，太阳表面还会出现发光强度较大的斑点，它们被称做耀斑。耀斑发生时常有强磁场产生。并且有x-射线与带电粒子（质子、电子、氦核）从耀斑发射出来。这些带电粒子大约一天后到达地球，在这期间，地球表面的磁场会受到强烈的干扰，这种现象叫磁暴。磁暴常严重地干扰无线电通讯。

太阳黑子和耀斑(2)太阳黑子出现的数量呈周期性变化，一个周期大约11年。太阳黑子出现时常伴随着强磁场的产生，这种磁场要比地球表面的磁场强数千倍，有趣的是在同一半球中，成对相邻的黑子磁场极性相反。耀斑比太阳黑子出现的频率大得多，在太阳黑子活动最活跃的时期，每年出现的耀斑多达2000~4000个。耀斑比黑子发生的频率高20多倍，但耀斑持续的时间比黑子短得多。一个独立的黑子群。在它持续的时间中，能产生多达40个耀斑。太阳概述太阳的圈层构造（1）太阳的可见表面层叫光球层。光球层的外界为发光的太阳表面边缘，光球层内的气体密度比地球海平面的大气密度还小。光球层底层的温度约6000°K，外边缘为4300°K。光球层内产生的光极强烈，估计在太阳的中心温度可达1.3X106～18X106。K之间。

太阳的圈层构造（2）光球层之上一层低矮的大气是太阳的色球层，这个区域包括日珥，日珥是玫瑰红色的尖峰状的氢气云。

离太阳远的发光大气层叫日冕，它是一个珍珠色光幕带。日珥常向远处伸展进入日冕，成为发光的拱状体，最高可达100多万km太阳表面的温度最低，向外温度逐渐增高，最高可达2X105

°K。太阳的圈层构造（3）在太阳大气（光球层）以下为太阳的对流层，该层一般认为厚约1.5X104km。由于该层内的氢不断被电离，增加了该层的比热，从而破坏了流体静力学平衡，引起了该层物质的上升和下降，形成对流。太阳的圈层构造（4）辐射转移层该层位于对流层之下，该层的压力和温度都很大，因而对流在该层中不能形成，它将核中产生的热量以辐射的形式传给其上的对流层。核部该处的温度和压力极高，氢转变为氦的反应主要在这里进行。核部是太阳巨大能量产生的中心。太阳的磁场太阳磁场的产生和太阳黑子的活动密切相关，当太阳黑子出现时常伴随着强磁场的产生，这种磁场要比地球表面的磁场强数千倍，有趣的是在同一半球中，成对相邻的黑子磁场极性相反。当太阳向外放射带电粒子流时，在太空中也会产生强烈的磁场。太阳产生的磁场影响范围很大，距离太阳越近的天体受其影响越大。

太阳的活动

太阳射电太阳微粒辐射太阳质子事件太阳风

太阳射电指太阳在无线电波段的辐射。太阳射电分为以下三种：宁静射电：在日面无局部射电源时仍存在的太阳射电。缓变射电：太阳出现微弱扰动时产生的太阳射电。其强度变化和太阳27天自转周期相吻合。爆发射电：太阳表面受到强烈扰动时产生的强度突然增加的射电。在这一过程中常伴有色球物质的抛射。该种射电方式会强烈增加到达地球的X-射线、宇宙射线的强度，并常伴随磁暴的产生。对地球产生强烈的影响。太阳粒子辐射太阳的活动区（如耀斑）常有大量的粒子（质子、电子、离子等）喷出，这些喷出的粒子流叫太阳的粒子辐射。太阳的粒子辐射到达地球时会干扰地球的磁场产生磁暴。还会产生极光等现象。太阳风太阳风是日冕向太空中辐射出的等离子体粒子流，它们像从太阳不停向外吹出的风，因而得名。太阳风实际是一种霰状、稀薄的微粒流，它受太阳自转的影响呈旋转弯曲状。其流速随着距太阳的距离而增加。在地球附近其速度为450km/s。太阳的末日太阳系内行星和它们的卫星的形成。太阳系的形成行星和小行星九大行星和它们的卫星水星

水星表面同月球形似布满大小不一、形成年代不同的陨石坑。新形成的陨石坑颜色较浅，射线系统清晰：古老的常具大而平的坑底，且颜色较深。平原地区与月海十分相似，可见许多长而直的山脊和悬崖。这说明水星地壳受过挤压作用，但未见月球表面那样蜿蜒的山谷。水星具一层薄薄的大气，表面缺乏游离态的水。水星虽有一个铁质的核，但由于自转速度太慢，不会像地球那样引起发电机效应，所以虽具磁场，但极端微弱。金星

金星是离地球最近的行星，大小与地球相似。金星表面包被有较厚的大气，其成分以CO2为主，表面温度可达447℃。这层浓厚的大气强烈地反射太阳光，所以金星看起来十分明亮。金星自转周期为243天，比它的公转周期还长，且自转方向与其他行星相反。金星地貌由于稠密大气的影响，对金星地貌特征了解得很少。现知金星表面具巨大的火山，地表绝大部分被一种类似于地球上钍、铀和钾的丰度介于花岗岩和玄武岩之间的岩石覆盖。金星表面具有一座梨形比科罗拉多高原大三倍的高原。还有很大的陨石坑和蜿蜒曲折的山脉。这说明，金星地壳的构造活动仍较活跃。蜿蜒曲折的山脉火山陨石坑广布的熔岩地球和月球火星和它的卫星木星和它的卫星土星和它的卫星天王星和它的卫星海王星和它的卫星冥王星和它的卫星小行星概述彗星陨星太阳系的形成和演化第三节地球的形成和演化日地形成的假说之一—俘获说。火星的表面特征第四节地球概述地球概述地球的大小和形态地球的外部圈层地表形态地球的内部结构简介地球的形状地球的外部圈层地球的大气圈对流层平流层暖层外层地球的水圈海洋河流湖泊沼泽冰川地下水地表水的循环地球的生物圈地表形态海洋大陆架大陆坡大洋中脊海山海沟大陆平原山地高原盆地地球的内部构造地壳地幔地核莫霍洛维奇面（莫霍面）古登堡面大陆漂移南美洲东海岸和非洲西海岸轮廓相似联合古陆劳亚古陆冈瓦纳古陆特迪斯海联合古陆存在的证据古气候证据古生物证据地质构造证据古地磁磁极移动曲线证据海底扩张学说通过海底地形测量后的新发现大洋中脊海沟海底热流量异常海底磁异常呈条带状平行大洋中脊对称分布、海底沉积物离大洋中脊越远时代越老、沉积厚度越大。海底扩张说的确立板块的概念岩石圈岩石圈的概念大洋岩石圈和大陆岩石圈的区别软流圈岩石圈板块板块构造学