《宇宙中的地球》知识清单

第一章宇宙中的地球第一节地球所处的宇宙环境【学习指南】1.宇宙是由哪些物质组成的？2.为什么说地球是宇宙中的一颗独特的行星？3.太阳辐射对地球有什么影响？4.太阳活动对地球有什么影响？知识点1：宇宙1.物质性—天体（1）概念：宇宙中不同形态的物质，这些物质统称为天体。（2）分类：按照天体的形成原因可以分为自然天体和人造天体。自然天体：按照体积、质量、温度、成分、形态等物理和化学性质划分：天体类型组成物质（或成员）特点恒星炽热的气体①质量庞大，温度高，能自己发出光和热；②恒星之间相距遥远，太阳是距离地球最近的恒星星云气体和尘埃，主要物质是氢①本身不发光，一般星云里都会有恒星，呈云雾状；②密度小，体积和质量都很大星云和恒星是宇宙中的基本天体，是构成宇宙的主要物质形态行星如：太阳系八颗行星①在椭圆轨道上绕恒星运行，质量比恒星小；②本身不发光，靠反射恒星的光而发亮卫星如：月球①环绕行星运转、本身不发光；②卫星大小不一，但是质量不会超过它绕转的行星流星体尘粒和固体块①不能自己发光，但与大气摩擦形成光迹；②进入大气层后，同大气摩擦燃烧发光，产生流星现象；③没有烧尽的残体落到地面叫陨星，其中石质陨星叫陨石，铁质陨星叫陨铁彗星冰物质①体积大，密度很小，具有云雾状外表；②在背向太阳一面形成扫把状的彗尾；③大多数运行轨道是扁长的椭圆形；④绕太阳运行，哈雷彗星其公转周期为76年星际物质另类天体—黑洞：黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体。2019年4月10日，首张黑洞照片被发布。该黑洞距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。人造天体：正常工作的宇宙探测器，包括在太空中的航天飞机、人造卫星、宇宙探测器、宇宙飞船等。（3）天体的判断方法：以流星体、流星现象、陨星为例分析如下：2.运动性—天体系统（1）概念：邻近的天体相互吸引，形成了以质量大的天体为中心，其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”，科学家称它们为天体系统。按其规模可分为可观测宇宙、星系、恒星系统和行星系统四个层次。知识点2：太阳系1.分类①类地行星：水星、金星、地球、火星；②巨行星：木星和土星；③远日行星：天王星和海王星。2.特征现象①八大行星的自转方向大多自西向东，只有金星相反，因此在金星上会看到太阳西升东落。②在地球上看，金星是八大行星中最亮的一颗。清晨出现在东方，称为“启明星”；傍晚处于西方，称为“长庚星”。③从地球上观测：水星、金星、火星、木星、土星，用肉眼可见；天王星和海王星，只有借助观测设备（天文望远镜）才能看到。④凌日现象：太阳被一个小的暗星体遮挡。水星和金星（地内行星）距离太阳比地球距离太阳近，在绕日运行过程中有时会处在太阳与地球之间。这时，地球上的观测者可看到一小黑圆点在日面缓慢移动。⑤冲日现象：地外行星运行到与太阳、地球形成一条直线的状态。⑥日食：⑦月食：（月全食、月偏食，无月环食）知识点3：地球1.地球的普通性（1）八大行星运动特征运动特征表现特殊的行星共面性公转轨道面倾角都很小，近似在同一个平面上水星的公转轨道倾角较大同向性公转方向均为自西向东无近圆性轨道偏心率均较小，均为近似正圆的椭圆水星的公转轨道偏心率较大（2）八大行星物理性质（3）结论：无论是从距日远近、自身的体积和质量，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星。2.地球的特殊性（1）表现：宇宙中目前已知的唯一有生物特别是存在着高级智慧生物的天体。（2）存在生命的条件外部条件安全的宇宙环境太阳系大小行星各行其道，互不干扰太阳系中的八大行星上都有可能存在生命稳定的太阳光照太阳处于壮年期，光照稳定自身条件适宜生物生存的温度条件日地距离适中，地表均温在15℃左右；地球的自转和公转周期适中，地表温度日变化和季节变化幅度较小只有地球上有生命存在适宜生物生存的大气条件（大气成分、大气厚度）地球的体积和质量适中适宜生物生存的水条件适宜的温度条件，使水主要以液态的形式存在知识点4：太阳辐射对地球的影响1.概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。2.能量来源：太阳内部的核聚变。只有约二十二亿分之一的太阳辐射到达地球。3.组成：按照波长由短到长主要分为紫外光、可见光、红外光三部分，太阳辐射的能量集中在波长较短的可见光部分。4.太阳辐射对地球的影响对地表环境的影响太阳为地球提供光和热太阳辐射维持着地表温度，为地球上的水循环、大气运动、生物活动提供动力，是地理环境形成和变化的重要影响因素对人类的影响地球上的能量绝大部分直接或间接来自太阳，如煤炭、石油资源是地质时期储存的太阳能太阳能是新能源，丰富、廉价、清洁等，人类使用太阳能热水器或太阳能电池板等，为人类活动提供动力不利影响过多的紫外线会危害地球生物5.影响太阳辐射的因素影响方式太阳高度（纬度）纬度低则正午太阳高度大，且太阳辐射穿过大气的路程短，被大气削弱少，到达地面的太阳辐射强；反之则弱天气状况天气晴朗，云量少，云层薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射强；阴雨天气则相反地形地势地势越高，空气越稀薄，太阳辐射通过大气的路程越短，大气对太阳辐射的削弱作用越弱，太阳辐射就越强，如青藏高原比长江中下游平原太阳辐射强；阳坡比阴坡的太阳辐射强日照长短日照时间长，获得的太阳辐射多；日照时间短，获得的太阳辐射少。夏半年，高纬地区白昼时间长，弥补了太阳高度小所损失的能量，所以我国虽然南北跨度大，但夏半年从低纬至高纬普遍高温大气污染程度（人类活动）大气污染程度越大，对太阳辐射的削弱就越强，太阳辐射越弱；反之，太阳辐射越强6.世界年太阳辐射总量分布①总体分布特征：不均衡。a.不同纬度地区：由低纬度向高纬度递减。b.相同纬度地区：由沿海向内陆递增，夏季强于冬季，海拔高的地区强于海拔低的地区。②最大值并不是出现在赤道地区，青藏高原和回归线附近的沙漠地区年太阳辐射总量高于赤道地区。（原因：赤道地区终年受赤道低气压带控制，盛行上升气流，降水丰沛，大气中水汽含量多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少。回归线附近的沙漠地区，气候干燥，晴天多，云雾少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多。）温馨提示：太阳辐射强的地方，热量不一定丰富，如青藏高原，由于海拔高，空气稀薄，水汽、尘埃少，晴天多，太阳辐射强，光照充足；但由于空气稀薄，大气吸收的地面长波辐射很少，大气的保温作用弱，成为我国夏季气温最低的地区。7.我国年太阳辐射总量的空间分布我国年太阳辐射总量的分布，从总体上看是从东部沿海向西部内陆逐渐增强。高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。具体分布如下图所示：青藏高原成为高值中心的原因：纬度较低，太阳高度角大；海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射削弱作用小；晴天多，日照时间长；大气中尘埃含量少，透明度高，到达地面的太阳辐射能量多。四川盆地成为低值中心的原因：盆地地形，水汽不易散发，空气中含水汽多，阴天、雾天较多，对太阳辐射削弱作用强。知识点5：太阳活动对地球的影响1.太阳的外部圈层（大气层）：从里到外分为光球、色球和日冕三个圈层。亮度厚度密度温度观测光球层最强约500千米大低肉眼直接观测色球层较弱约几千千米小高在日全食时或者用特制的望远镜才能看到日冕层极弱几个太阳半径最小最高在日全食时或用特制的日冕仪才能用肉眼看到2.太阳活动的类型活动类型位置形态活动特征太阳黑子光球层暗黑斑点①温度比光球层表面其他区域低，所以显得暗一些②黑子的大小和多少，反映了太阳活动的强弱，越多、越大，太阳活动越强太阳耀斑色球层大而亮的斑块①局部区域突然增亮的现象②能够释放出巨大的能量③耀斑与太阳黑子有密切的关系：太阳黑子变多、变大的时候，耀斑也频繁爆发；耀斑出现多的区域，也是太阳黑子比较集中的区域日珥色球层喷射的气体呈弧状太阳风日冕层太阳大气不断释放的高能带电粒子流日冕物质抛射日冕层带电粒子脱离太阳飞向宇宙空间太阳活动强弱变化的平均周期约为11年3.太阳活动对地球的影响对地球气候的影响地球上的气候变化与太阳黑子活动有一定的对应关系。研究发现，亚寒带许多高龄树木年轮的疏密变化规律，恰好与太阳黑子约11年的活动周期相吻合。据统计，凡是太阳黑子活动的峰年和谷年，地球上出现异常气候的概率就明显地增加；而在其他年份，地球上的气候状况相对比较正常。对地球电离层的影响耀斑爆发时会发射强烈的电磁波，到达地球后会强烈干扰地球高空的电离层，导致短波通信、卫星通信、短波广播、航天航空等信号质量下降甚至中断。对地球磁场的影响当太阳活动增强时，来自太阳的高能带电粒子流——太阳风会干扰地球磁场，产生使磁针剧烈震动而无法正确指示方向的磁暴现象。当高能带电粒子流到达地球上空时，受到地球磁场的作用，向地球南、北极上空“吹”去。这些带电粒子“轰击”地球高层大气，使空气分子发生电离，导致大气发光，在南极和北极上空出现美丽的极光现象。

第二节地球的圈层结构【学习指南】1.地球的内部圈层可以分为哪几层？各有什么特征？2.地球的外部圈层可以分为哪几层？各有什么特征？知识点1：地球的内部圈层1.地震波类型传播速度特点能通过的介质共性纵波(P波)较快传播方向与振动方向一致固体、液体和气体传播速度都随所通过物质的性质而变化横波(S波)较慢传播方向与振动方向垂直只能通过固体当某处发生地震时，在附近有明显震感的城市中，街道上的行人与湖中船上的人的感觉并不一样。处于街道上的行人首先感到地面上下颠簸，然后左右晃动，因为纵波、横波都能通过固体传播，且纵波传播速度比横波快。处于船上的人只能感到上下颠簸，因为只有纵波能通过液体传播。2.地震波的应用①根据地震波来研究地球内部的结构、矿产资源和油气资源的分布以及与大型工程建设相关的近地表地层的复杂结构。②在油田开发中的应用。通过研究地震波来确定被研究储层的岩性、物性及含气性。纵波传播速度快，能通过固液气体传播，而横波传播速度较慢，且只能通过固体传播，故可判断液态的石油分布。③工程探测。常用地震CT对土木工程进行勘探。3.内部圈层的划分界面位置地震波速度的变化莫霍面大陆平均30-40千米，大洋平均5-10千米横波和纵波的传播速度突然加快古登堡面在地下约2900千米处纵波的传播速度突然下降，横波完全消失莫霍面和古登堡面将地球内部分为地壳、地幔、地核三个部分。圈层名称深度特征状态地壳0-莫霍面a.由岩石组成的固体外壳，上层为硅铝层，密度小，下层为硅镁层，密度大。硅铝层在海洋部分很薄或缺失。b.厚度不均，平均厚度17千米。大洋薄（5-10千米），大陆厚（39-41千米），海拔越高地壳厚度越厚（如青藏高原超过65千米）。固态不连续面：莫霍面地幔上地幔莫霍面-1000kma.在地幔上部60-250千米至400千米之间，存在软流层，物质处于熔融状态。被认为是岩浆的发源地。b.地幔顶部与地壳（软流层以上的上地幔），合称岩石圈。固态下地幔1000-2900km不连续面：古登堡面地核2900-地心a.分为外地核和内地核。外地核可能呈熔融状态，内地核由于压力极大，为固态金属球。知识点2：地球的外部圈层1.大气圈（1）概念：指环绕地球的气体层，其下部的边界为地球海陆表面。（2）密度：随高度增加而逐渐减小。（3）大气上界：2000～3000千米的高空。2.水圈（1）概念：是由地球表层水体构成的连续的不规则圈层。（2）组成：地表水（海洋、河流、湖泊等）、地下水、大气水、生物水等。（3）主体：97%为海洋咸水，3%为淡水。（4）淡水主要储存（约2/3）：南北极和高山地区的冰川中。3.生物圈（1）广义：由地球上所有生物及其生存环境构成的圈层。（2）狭义：指生物本身。（3）范围：存在于大气圈的下层、整个水圈和岩石圈上层。生物绝大部分集中在地面以上100米至水面以下200米之间，这是生物圈的核心部分。非常活跃，是一个特殊和重要的圈层。第三节地球的演化过程【学习指南】1.为什么要用地质年代来描述地球历史？2.什么是地质年代的不同单位？3.地球地质历史中的主要事件有哪些？知识点1：原始大气、海洋和陆地1．地球的诞生（1）时间：形成于46亿年前。（2）特点：地球上大部分的岩石处于熔融状态。2．原始大气、海洋和陆地的形成（1）地壳的形成：随着陨石撞击的不断减少，地球逐渐冷却。地球表层冷却形成了原始的地壳。（2）原始大气的形成：地球内部的气体溢出形成了原始的大气圈。（3）原始海洋的形成：火山喷发时释放出大量水蒸气、二氧化碳、氮、氢等气体，形成厚厚的云层。云层不断凝结致雨向地表倾泻，地表的雨水汇聚到低洼地带，原始海洋开始形成。知识点2：地质年代表1.地层（研究地球历史的“书页”）（1）概念：地壳在发展过程中形成的，具有一定时代含义的成层的岩石和堆积物。（2）特点：①具有层理构造。②未受到剧烈构造运动扰动的情况下，先形成的地层居下，后形成的居上。（上新下老）③常含有化石。2.化石（地球历史书页中的“文字”）（1）概念：岩石形成过程中保存下来的石化的古代生物遗体或遗迹。（2）特点：①同一时代的地层往往含有相同或者相似的化石。②越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。3.判断地层形成时间早晚的方法①按岩层的排列顺序来判断：在正常情况下，沉积岩层总是按顺序排列的。一个未变动过的沉积岩层，下老上新。但是由于地质作用的影响，岩层可能会缺失或顺序颠倒，这就需要根据化石等相关信息来确定地层顺序和时代。②按地层中所含化石来判断：生物的演化总是从低级到高级，从简单到复杂，因此岩层中所含的化石越低级、越简单，地层就越老，相反就越新。③若岩层出现缺失，造成这一现象的原因可能有：一是在缺失岩层所代表的年代，发生了地壳隆起，使当地地势抬高，终止了沉积过程；二是当地开始有沉积作用，地壳隆起后，原沉积物被剥蚀完毕；三是当时、当地气候变化，没有了沉积物来源。4.地质年代表（1）地层单位：地质学家们通常根据地层顺序和古生物遗体或遗迹，把地层划分为若干大小不同的单位，称为地层单位。（2）地质时代单位：各个地层单位所代表的时间称为地质时代单位。（3）地质年代表：按时代早晚顺序把地质年代进行编年，形成地质年代表。知识点3：地球的演化史1．太古代（1）时间：距今25亿年以前。（2）环境变迁：岩浆喷溢活动相当频繁，构造运动剧烈。火山活动强烈，大气中二氧化碳的含量较高。地表水体分布广泛，陆地面积不大。到太古代晚期，某些地区开始形成小规模的陆地。（3）成矿情况：是地质历史上形成铁矿的重要时期。（4）生命的出现：太古代早期，地球上还没有生命现象。大约经过十几亿年，地球上才出现了原始的生命，主要是原始细菌。大约31亿年前，蓝绿藻类已开始繁殖。球上从无生命到有生命，是地球历史上的重大事件。太古代地层中化石极为贫乏。2．元古代（1）时间：距今25亿～5.41亿年。（2）环境变迁：地壳经过多次构造运动，在太古代小规模陆地的基础上进一步扩大。在元古代末期，已经形成了许多稳定的古陆地。地球上的大气从缺氧状态发展到存在较多游离氧的状态。元古代中期，地层中开始出现紫红色石英砂岩和赤铁矿层，这说明大气和水体中已存在相当多的游离氧。（3）成矿情况：地层中含有比较丰富的矿产，主要是铁矿。（4）生命的演化：藻类日益繁盛，演化出真核生物和多细胞生物。3．古生代（1）时间：距今5.41亿～2.5217亿年。（2）环境变迁：由于构造运动，古生代的一些地区发生褶皱隆起，陆地面积进一步扩大。经过泥盆－二叠纪的海西运动（晚古生代和三叠纪时期的地壳运动。），北方各个古陆合在一起，形成一个大陆，称为劳亚古陆；南方有冈瓦纳古陆。（3）生物进化：动物：在早古生代，三叶虫、珊瑚等无脊椎动物空前繁盛。因此，早古生代在生物演化史上又被称为“海洋无脊椎动物时代”。从志留纪出现鱼类，到泥盆纪空前繁茂，成为“鱼类时代”。再到泥盆－二叠纪演化为两栖类，动物由在水中生活开始大规模地向陆地发展，这是动物发展史上的一次飞跃。植物：晚古生代时期，陆地上的蕨类植物繁茂，形成广阔森林，这是当时主要的造煤植物。（由于石炭纪的植物繁多，生长迅速，且石炭纪森林多生长在被水浸泡着的沼泽地，死亡的植物枝干很快下沉到稀泥中。在这种封闭的还原环境中植物枝干可避免遭受外