第十章-地球环境及其变迁课件

地球环境及其变迁第10章●环境变迁与气候变化●地史中的生物绝灭与环境变迁●人类与环境变迁第十章地球环境及其变迁环境变迁与气候变化第十章地球环境及其变迁地球历史中曾多次出现大规模冰期和暖期的交替。最近三次全球规模大冰期出现于第四纪（2～3百万年前）、石炭—二叠纪（2.7～3.1亿年前）和晚元古代后期（约7.0～7.5亿年前），间隔分别为2.6～3.9亿年。大冰期内部存在明显的冰期和间冰期冷暖气候交替旋回。第四纪的冰期旋回(P284)20世纪初，彭克和布吕克纳：经典的4次冰期模式。1955～1959年意大利埃米利亚尼：在代表90万年时限的13m长岩芯中，发现了11个波动周期。1982，刘东生：黄土层反映古气候的冷暖旋回。迄今为止，第四纪240万年以来已经累计识别出至少24个气候旋回，反映了冰期和间冰期的频繁交替。气候突变及其成因解释（P286）海因里希事件(突发性降温事件)

新仙女木事件气候温暖的Eemian间冰期的气候突变现象第十章地球环境及其变迁(冰期向间冰期过渡时的返冰期气候现象)米兰科维奇轨道周期海因里希事件英文名称：Heinrichevent定义：1988年海因里希(H.Heinrich)根据北大西洋3个深海岩芯，发现末次冰期地层中有大于150μm冰漂碎屑含量和冷水浮游有孔虫(左旋)Neogloboquadrinapachyderma含量增多的现象所定出的H1～H6的变冷事件。新仙女木事件1.29万年前，北美长毛猛犸象、剑齿虎、骆驼和树獭、美洲狮突然灭绝，与此同时，克劳维斯人也突然消失。此后，地球经历了一个长达1300年的气候强变冷的“春寒期”，即新仙女(YoungerDryas)期。新仙女木事件

美国科学家称，对北美纳米钻石的研究表明，大约1.29万年前，一大团彗星袭击了地球，造成地球的气温骤降，导致了长毛猛犸象和其他生物的灭绝，也让美国印第安克劳维斯人从此消失。该研究成果发表在1月2日出版的《科学》杂志上美国俄勒冈州立大学考古学家东·凯内特领导的团队在1.29万年前的沉积物中发现了这些肉眼几乎看不见的钻石，并进行了研究，这些钻石散落于北美很多地方的泥土中，其中一处更是位于亚利桑那州梅利泉的克劳维斯遗址之上影视作品《后天》描绘的是以美国为代表的地球一天之内突然急剧降温，进入冰川期的科幻故事。故事中，气候学家杰克·霍尔(丹尼斯·奎德饰演)在观察史前气候研究后指出，温室效应带来的全球暖化将会引发地球空前灾难。《冰河世纪》在地质历史上曾经出现过气候寒冷的大规模冰川活动的时期，称为冰期（iceage）。这种冰期曾经有过三次，即前寒武晚期、石炭－二叠纪和第四纪。第四纪冰期的遗迹最多，如斯堪的纳维亚半岛的峡湾，北欧、中欧、北美众多的冰碛残丘，阿尔卑斯山的U型谷和陡峭的山峰，法国和瑞士交界处侏罗山巨大的冰漂砾等，都是第四纪冰川作用留下的产物。故事围绕着三只冰河时期的史前动物和一个人类弃婴展开米兰科维奇循环

米兰科维奇循环（Milankovichcycles），一个地球气候变动的集合影响。米兰科维奇，米留廷(1879—1958)，南斯拉夫气候学家，他提出了地球冰期循环是地球轨道变化改变了季节之间的热平衡而引起的理论。

气候变化存在着三个天文周期：每隔2万年，地球的自转轴倾角变化一个周期（称为岁差）；每隔4万年，地球黄道与赤道的交角变化一个周期；每隔10万年，地球公转轨道的偏心率变化一个周期

艾木间冰期（Eemianinterglacialstage）:间冰期气候间冰期气候是指两次冰川活动期之间比较温暖的气候是北欧魏奇塞冰期与莎勒冰期间的一个气候温暖期。这个时期气候转暖，冰盖大规模消融，欧洲北部普遍发生自北极海向南的海侵，同时温带森林向北扩展，北部边界可达北纬60°。据氧同位素资料，当时气候比当地现今的气候更为温暖潮湿地史中的生物绝灭与环境变迁123450第一次集群绝灭事件在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，是地球史上第三大的物种灭绝事件，约85%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降，冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生物圈被破坏了，导致了85%的物种灭绝。

第十章地球环境及其变迁第二次集群绝灭事件在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期，

历经两个高峰，中间间隔100万年，是地球史上第四大的物种灭绝事件，海洋生物遭到重创。

第十章地球环境及其变迁第三次集群绝灭事件距今约2.5亿年前的二叠纪末期，

估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝，

是地球史上最大也是最严重的物种灭绝事件，使得占领海洋近３亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。

第十章地球环境及其变迁第四次集群绝灭事件距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。

这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现了大面积缺氧的海水。

第十章地球环境及其变迁第五次集群绝灭事件距今6500万年前白垩纪末期，

是地球史上第二大生物大灭绝事件，约75%--80%的物种灭绝。这一次大灭绝事件因长达1.4亿年之久的恐龙时代在此终结而闻名，

海洋中的菊石类也一同消失。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类，

并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。

第十章地球环境及其变迁人类正"导演"地球史上第6次生物大灭绝

人口急速增长、全球气温变暖和自然环境恶化，使地球上的生物正在经历有史以来第六次大灭绝。英国皇家学会会员、剑桥大学教授西蒙·莫瑞斯说：“人类活动引起的全球气温变暖与距今约4500万年前地球经历的一次气温变暖十分相似。它们都导致了大量动植物种类灭绝。”

国际自然资源保护联合会发表的“2004年全球物种调查”显示：全球有超过15000种地球物种濒临灭绝，灭绝速度超过了以往任何时候。《自然》杂志称，50年后100多万种陆地生物将从地球上消失。人类与环境变迁温室气体排放与全球变暖

土地利用与土地退化

生物多样性的减少

环境污染

第十章地球环境及其变迁全球环境问题①温室气体排放引起全球增暖；②平流层臭氧破坏和耗损；③森林锐减和生物种锐减；④淡水资源短缺；⑤土地荒漠化；⑥酸雨污染；⑦海洋资源破坏和污染；⑧持久性有机污染物的污染。第十章地球环境及其变迁温室效应

二氧化碳公认是大气中形成温室效应的主要气体，可使大自然中有自然的程序使二氧化碳达到平衡。

植物的呼吸作用及海水的溶解是最主要的因素：植物透过光合作用将二氧化碳转变成氧，而海水吸收二氧化碳则将之转变碳酸盐岩并且沉积到海底下；后者需要几千年甚至几万年的时间才会有明显的效果。第十章地球环境及其变迁二氧化碳的变化自然界调适二氧化碳的增减需要一定的时间，而近一个世纪以来，大气中的二氧化碳含量却以异常的速率在增加中，而且和人类消耗化石燃料的速率成正比。二氧化碳的变化热带雨林、原始森林的加速砍伐或焚毁，使得大气对二氧化碳及水气的调适能力减弱。近一个世纪大气中二氧化碳的增加是人类活动造成的，其增加率已超越大自然调适的能力，导致大气不自然的暖化。第十章地球环境及其变迁大气大幅暖化后会造成什么后果呢？

有人预测大气会变得得更为凶暴。不过最近计算机的模拟却指向相反的方向，是大气的温度梯度变小了，所以风暴会减少、减弱。

但气温增高的结果，必然使冰川融解，海平面升高，许多大都市及良田会被海水所淹没，造成生态的巨变。同时大气的相对湿度降低，反而变得比较干燥。第十章地球环境及其变迁《京都议定书》

2005年２月１６日，旨在遏制全球气候变暖的《京都议定书》正式生效。这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。

《京都议定书》规定，到２０１０年，所有发达国家二氧化碳等６种温室气体的排放量，要比１９９０年减少５.２％。目前全球已有１４１个国家和地区签署该议定书，其中包括３０个工业化国家。

臭氧洞平流层臭氧洞的发现是上世纪环境问题的大新闻之一。第十章地球环境及其变迁1977年英国南极测量队首次发现1984年美国NASA证实此现象1979年十月在南半球上空的臭氧总量由图上看，此时臭氧量最少的地方是在南极洲上空。1995年十月，南半球总臭氧量明显減少，特別是在高纬度地区。例如南极洲上空的臭氧总量已经減少到130DU，大约只有1979年的六成，而且臭氧总量大幅減少的地区比南极洲还大，其面积是欧洲大陆的二倍。北半球也有类似的情況，只是沒有南半球那么严重而已。图示1979年到1992年北半球臭氧总量的变化情形，臭氧「洞」主要是在欧洲上空，美、加、中、日上空也开始变薄。臭氧层稀薄的危害破坏人体的免疫系统引发白內障眼疾增加患皮肤癌的机率大豆、瓜类、白菜类植物生长停滞，抗病虫害能力降低海洋浮游生物数量下降，破坏食物链系统第十章地球环境及其变迁自然灾害的周期性和群发性自然灾害的复杂性和多因性一：灾害的周期性不仅局限在一种时间尺度上，还可以表现出层层嵌套的特异行为。

二：某种灾害常常与其他灾害组成灾害链，于是牵一发而动全身，带动了一系列相关灾害的出现,形成灾害链。

自然灾害的分类（1）按灾害事件的延续时间进行分类

（2）按灾害发生的成因机制进行的分类

（3）按灾害发生的现象特征进行的分类

我国通常将自然灾害划分为7种类型：干旱、洪涝、地震、地质灾害、气象灾害、农业灾害和林业灾害，是综合考虑了灾害的成因和其所危害对象的一种方案。

常见的自然灾害气象灾害气象灾害包括干旱、洪涝、冷冻、台风和风暴潮等，其中以干旱、洪涝和台风最为人们熟知，也是危害强烈，发生频繁的气象灾害类型。

1干旱与沙漠化

2洪涝灾害

3热带气旋

地质灾害1滑坡和崩塌2泥石流顺坡堆积的大量碎屑物质，在瞬间集聚的超量水源以及山高谷深的地貌条件，构成了泥石流发育的三个基本前提。

地质灾害3地裂缝和地面塌陷地面塌陷

灾害是由于地面陷落或其他工程建筑物的突然塌陷，从而导致生命财产发生严重损失的一种特殊灾害。

地裂缝是累进性发展的缓变型灾害，成因极为复杂。一种是由内动力形成的构造地裂缝，有多种几何型式；另一种则是外动力形成的非构造地裂缝，也有多种型式。地裂缝主要分布在平原、盆地、高原和台地等地貌区。

地质灾害4地震灾害（1）地震效应和地震烈度

（2）地震灾害的发生过程

（3）地震灾害的成因类型

（4）地震灾害的地理分布

地质灾害5火山灾害火山活动是地球内部构造-岩浆活动的一种特殊形式。岩浆在高温高压下形成时，一般呈潜柔状态，与所处环境保持平衡。由于强烈的构造运动使岩石圈破裂，导致上覆岩石的静压降低，