地球科学概论 宇宙中的地球讲解

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1、第一章 宇宙中的地球 1 宇宙 2 银河系与太阳系 3 地球的形态和特征 第一章 宇宙中的地球 第一节 宇 宙 宇：是空间的概念，代表无边无际 宙：是时间的概念，代表无始无终 宇宙：是无限空间和无限时间的统一, 是天地万物， 是物质世界。 第一节 宇 宙 一 宇宙中的天体和物质 宇宙的统一性在于它的物质性，其物质存在形式多 种多样: 一部分：以电磁波、星际物质（气体和尘埃）等形式 另一部分：则聚集成团，表现为各种实体如地球、月 球、行星、恒星以及星云等。 天体：通常把包括星际物质和各种聚集实体在内的宇 宙星体统称为天体 一 宇宙中的天体和物质 （一）恒星 1 概念：是宇宙中最重要的天体，是由炽

2、热气体组成、能自身 发光的球形或类似球形的天体，主要成分为氢，其次为氦。 由于恒星间的距离太遥远，在短时间内用肉眼难以观察出它 们之间的相对位置变化，因此有“恒星”之称。其实它们也在运动 和变化。最新研究发现，太阳热量输出在增强，地球总趋势在变 热。 （一）恒星 2 特点：恒星一般具有以下特征 （1）质量大：一般为太阳质量的0.110倍 （2）能发光：由于质量大，内部受到高温高压的作用，从而 导致氢聚变为氦的热反应，并以发光形式释放能量。 （3）距离远：恒星间的距离都非常遥远，太阳是距离地球最 近的恒星，而太阳光到达地球需8分钟, 距太阳最近的恒星半 人马座星（比邻星）所发出的光到达地球则需4

3、.3年4.3 l.y. （4）具有亮度：把在地球上用肉眼观察到恒星的明亮程度称 为亮度，一般来说，一等星比六等星亮100倍。亮度每差一等相 当于2.5倍。 （一）恒星 3 恒星的种类：据光度等级可划分为 4 种： （1）恒星：把光度在短时间内几乎不变的大多数恒星 称为恒星，如太阳属此类。 （2）变星：把光度在几年、几日甚至几小时内发生明 显变化的、特别是周期性变化的恒星称为变星。变星可 分为三类：几何变星、脉动变星、爆发变星。 几何变星：因几何位置变化而发生变光现象的变星。 脉动变星：因星体本身周期性膨胀和收缩而使得光度 发生变化的变星 。 爆发变星：因星体本身的爆发而使得光度突然 增强的变星

4、，进一步可分为新星和超新星。 新星：普通爆发的变星 超新星：比新星爆发更为剧烈的变星。有的学 者认为超新星的爆发是恐龙灭绝的原因之一。 （3）巨星：指体积大、密度低而具有很高光度的恒星。 （4）白矮星：指体积小、密度高而具有很低光度的恒星。 巨星和白矮星都是恒星演化的晚期阶段的产物 白矮星 天琴座环状星云 一 宇宙中的天体和物质 （二）星际物质、星际云和星云 1 星际物质：是指弥漫于星际空间中极为稀薄的物质，可分为星 际气体和星际尘埃。 （1）星际气体：以氢为主，其次为氦，呈原子、分子、电子或 离子状态。 （2）星际尘埃：指微小的固体质点，占星际物质总质量的10 ，主要为水、氨和甲烷的冰状物。

5、 2 星际云：星际物质密度超过101000个质点cm3的区域称为 星际云。 3 星云：天空中一切云雾状天体都称为星云，由星际气体和星际 尘埃组成。 天鹅座猫眼星云 天空之眼 沙漏星云在南天极附近 一环套一环的复杂结构 二 天体系统和河外星系 1 天体系统：宇宙中的天体按照一定的规律运动并相互吸引、绕 转，形成不同层次的系统称为天体系统。如月球和地球构成地月 系，地球与其他行星围绕太阳公转构成高一级的天体系统太阳 系，更高一级为银河系。而宇宙是最高一级的天体系统。 2 河外星系：银河系之外许许多多与银河系规模相当的天体系统 称为河外星系或星系 第二节 银河系与太阳系 一 银河系 1银河系:是一个

6、由大约1400亿 颗恒星和大量星际物质组成的 天体系统，侧面看呈中间厚边 缘薄的扁饼形，直径10万l.y.。 2 银核：银河系中心外凸部分。 3 银盘：银核外侧较薄的部分。 4 银道面：银盘中心的平面。 银河系内所有天体大体上顺 着银道面绕核心作飞快的旋转 运动，这种运动称为银河系 自转。 银 河 系 银 河 系 二 太阳系 1 太阳系：以太阳为中心存在着一个受太阳引力支配的天体系 统称为太阳系。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳 系的99.87，并发出光和热。 围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星由内向 外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王 星和冥王星，以

7、及众多小行星（主要分布于火星和木星之间）、 卫星、彗星和陨星等。 二 太阳系 1 太阳系： 太阳是银河系中的一颗中等恒星，它位于距银河系中心约3万 l.y的银盘内，太阳附近银盘厚度约3000l.y，太阳距银道面约 26l.y，几乎就在银道面上。 二 太阳系 2 黄道面：太阳系中行星的分布和运转几乎都在一个共同的平 面上，这个平面称为黄道面。 地球的形态、大小和表面特征 一 地球的形状和大小 形状：象一个“梨子”，赤道半径比 两极半径大21.36km，（分别为6378. 1km和6356.8km），且南半球要比 北半球“膨大”一些，南极内凹约30m， 北极外凸约10m。 体积：1.0832101

8、2km3 表面积：5.1007108km2（5.1亿km2 ） 质量：（5.97420.0006）1024kg （60万亿亿吨） 地球的形状和大小 v赤道半径 6378km v两极半径 6356km v平均半径 6371km v扁率 1/298 v赤道周长 40075 v子午线周长 40008 v表面积 5108km2 v体积 10832108km3 地球的表面形态 v陆地面积为1.49108km2占地球表面积的 29.2 v海洋面积为3.61108km2，占地球表面积的 70.8 v地表的最高点在亚洲喜马拉雅山脉的珠穆朗 玛峰，海拔8848.13m v最低点位于太平洋西侧的马里亚纳海沟，在

9、海面以下11034m v最大垂直起伏约20km 第三节 地球的形态、大小和表面特征 二 地球的表面特征 （一）大陆的地形特征 可分为 5 种地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地 1山地（mountains）: 指海拔在500m以上的隆起高地。按高程 和地形起伏特征可分为3类：5001000m称为低山，10003500m 为中山，3500m以上称为高山。 大陆上最典型的地形特征为山系的发育。 山脉（Mountain Range）：线状延伸的山体。 山系（Mountain System）：成因上有联系的若干山脉的综合体 世界上的两大山系： 阿尔卑斯喜玛拉雅山系：横贯亚洲、欧洲南部和非洲北部 地带，大

10、致呈东西向展布。 环太平洋山系：沿太平洋两侧展布。 二 地球的表面特征 （一）大陆的地形特征 2 丘陵（Hill）：海拔低于500m或相对高差在200m以下的高地 ，如胶东丘陵。 3 平原（Plain）：海拔低于200m、宽广平坦的地区称为平原 ，如华北平原，松辽平原。世界上最大的平原是的亚马逊平原， 面积（560万km2）。 4 高原（plateau）：海拔500600m以上，相对高度较高，面 积较宽广，内部起伏小的地区。如我国青藏高原海拔在4000m以 上，是世界上最高的高原，而世界上最大的高原巴西高原，面 积500万km2。 5 盆地（Basin）：陆地上中间低、四周高的地貌单元，我国最

11、 大的内陆盆地为塔里木盆地，50万km2。世界上最大的盆地是非 洲的刚果盆地。 二 地球的表面特征 （二）海底地形 主要有大陆边缘、大洋中脊和大洋盆地三大地形单元 1 大陆边缘：大陆与大洋之间的宽广地带，包括 5 种地形单元 ：（1）大陆架（2）大陆坡（3）大陆基 （4）岛弧 （5）海沟 （1）大陆架：是指大陆的水下延伸部分。 特点：海底坡度平缓，平均0.10，一般小于0.30，水深平均 130m，最深达550m，一般200m。 （二）海底地形 （2）大陆坡：大陆架外缘坡度明显变陡的部分。 特点：坡度陡，平均坡度4.250 ，水深2000m，大陆坡上发育 海底峡谷。 （二）海底地形 1 大陆边

12、缘： （1）大陆架（2）大陆坡： （3）大陆基：大陆坡基部由陆缘碎屑堆积而成的坡度介于大陆 坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带。（无海沟） 特点：坡度535，水深20005000m，主要由陆缘碎屑堆 积而成。 第三节 地球的形态、大小和表面特征 （二）海底地形 1 大陆边缘： （1）大陆架（2）大陆坡（3）大陆基 （4）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、呈弧形展布的岛链 。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。 （4）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、成弧状展布的岛链 。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。 （二）海底地形 1 大陆边缘： （1）大陆架（2）大陆坡（3）

13、大陆基 （4）岛弧 （5）海沟（trench）：是大洋边缘、岛弧外侧巨型的带状深渊 ，长度常达1000km以上，宽100km，深度多在6000m以上，与 岛弧平行伴生，两者构成海沟岛弧体系。 （二）海底地形 1 大陆边缘： 2 大洋中脊：绵延于大洋中的巨型海底山脉。大洋中脊在各大 洋中相互贯通，构成长达65000km的大洋中脊系。经常发生地震 与火山，是构造活动较强烈的地带。其轴部发育有一条纵向延伸 的深大裂缝中央裂谷，裂谷宽度数10km，深达10002000m 。 大洋中脊是地球上规模最大的最宏伟的山系，地幔物质从这里 上涌，并不断向两侧扩张 第三节 地球的形态、大小和表面特征 一 地球的形状和大小 二 地球的表面特征 （二）海底地形 3 大洋盆地：是海底的主体部分，介于大陆边缘与洋中脊之间 较平坦的地带，一般水深40006000m，可分为深海丘陵和深海 平原两种次级地形单元。 （1）深海丘陵：一般分布于靠近洋中脊的部位，是由高出海底 几十到几百米的圆形或椭圆形山丘组成。 （2）深海平原：是海底坡度很小（平均小于11000度）、主 要靠大陆边缘方向分布的平缓地形。 太平洋中的深海丘陵占8085，比大西洋多。