煤矿地质学地球概述

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1、煤矿地质学宁超河南理工大学资源环境学院资源环境学院第一节 宇宙、银河系、太阳系 第二节 地球的形状、大小及其 表面形态 第三节 地球的主要物理性质 第四节 地球的圈层构造第一章 地球概述资源环境学院第一节 宇宙、银河系、太阳系宇宙空间包罗万象，宇宙空间包罗万象， 大至地球、太阳系、大至地球、太阳系、 银河系、总星系，小银河系、总星系，小 至分子、原子和基本至分子、原子和基本 粒子。目前我们所能粒子。目前我们所能 观测到的宇宙范围称观测到的宇宙范围称 为总星系，其半径约为总星系，其半径约 100100多亿光年。多亿光年。资源环境学院1961年4月12日，苏联宇航员 加加林首次进入太空。资源环境学

2、院1969年7月16日，载着3名航 天员的阿波罗11号载人飞船 ，史无前例地启程飞往月球 ，开始执行人类首次对月球 的冒险探测行动。经过长途 跋涉，飞行约38万公里的距 离，5天后的7月21日，阿波 罗11号终于飞抵月球轨道。 航天员阿姆斯特朗及其同伴 奥德林要登上月球，停留 21 小时18分钟，进行了一系列 实地月球考察，然后带上采 集的月球土壤和月岩标本， 启程返航。资源环境学院资源环境学院资源环境学院资源环境学院资源环境学院20032003年，年， 美国发射美国发射 勇气号和勇气号和 机遇号两机遇号两 枚探测器枚探测器 ，勇气号，勇气号 在在20042004年年 1 1月月4 4日日 1

3、2:3512:35登登 陆火星陆火星资源环境学院人类历史上最成功的探测器“伽利略”号 2003年09月21日撞向木星，结束了长达14年的探测生涯“伽利略”探测器在木星轨道上资源环境学院2003年10月15日电 中国在酒泉卫星发 射中心进行首次载 人航天发射神 州5号飞船。资源环境学院北京时间2005年10月12 日9时整神州六号于酒泉 卫星发射中心成功发射 资源环境学院中国在中国在20042004年年2 2月月1313日公布首次日公布首次探月计划探月计划嫦娥嫦娥 计划。计划。计划分计划分“ “绕绕、落、落、回、回” ”三三个发展阶段个发展阶段，首期，首期“ “嫦嫦 娥一号娥一号” ”绕绕月工程

4、，总投资月工程，总投资1414亿元（一个比较常见的亿元（一个比较常见的 比喻是：第一次探月工程的花费也就相当於修建两比喻是：第一次探月工程的花费也就相当於修建两 三公里地铁的钱），将在三公里地铁的钱），将在20072007年以前发射一颗绕月年以前发射一颗绕月 卫星。此後卫星。此後1010年间，中国将陆续进行月球车在探年间，中国将陆续进行月球车在探月月 软着陆以及软着陆以及机器人机器人月壤采样工作月壤采样工作。 资源环境学院第一节 宇宙、银河系 、太阳系一、宇宙的形成 宇宙的起源 太阳的形成 地球的诞生资源环境学院“大爆炸理论” (big-bang cosmology) 是盖莫夫(G.Gamow

5、)1946年创建的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约 150亿年前发生的一次大爆炸形成的。大爆炸理论它的主要观点是认为我们的 宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止 的，而是在不断地膨胀，使物 质密度从密到稀地演化。这一 从热到冷、从密到稀的过程如 同一次规模巨大的爆发。1、宇宙的起源“大爆炸理论”资源环境学院在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成 很小的体积，温度极高，密度极大，之后发生了大爆炸。大爆炸使物质四散出击，宇宙 空间不断膨胀， 温度也相应下降 ，后来相继出现 在宇宙中的所有 星系、恒星、行 星乃至生命，都 是在这种不断膨 胀冷

6、却的过程中 逐渐形成的。1. 宇宙的起源“大爆炸理论”资源环境学院太阳系是一团旋转炽热的气体，因冷却收缩，越转越快，离心力加大，在 云团赤道离心力最大，形状变得扁平如圆盘。当旋转速度快到一定程度后，外缘的惯性离心力大于引力时，会有部分物质被分离出来成为 继续围绕中心旋转 的圆环，如现今土 星所见到的。这些 圆环一次又一次地 被分离出来并分别 凝聚成行星。行星周围的卫星形成过程也如此。星云中心部分则收缩成为太阳。2. 太阳系的形成资源环境学院太阳系是由炽热的气体冷却而成，星云物质冷却过程是地球的形成过程。形成地球的冷却星云里，在万有引力作用下，物质微粒相的互吸引形成星 子。星子再相互吸引，不断碰

7、撞，直到成为地球和其它行星的前身。原始地球是个比现在地球大得多的尘埃 集合体，并沿现今地 球轨道自转和公转。由于原始地球接受太阳辐射多温度高， 水气散失，尘埃中固 体物质成为建造地球 的主体。3. 地球的诞生初期资源环境学院原始地球内的“星子”受万有引力作用，向中心聚集，体积缩小密度变 大。当星子自转所产生的离心力与所受到的引力时，达到平衡不再收缩，即 形成今天的地球。尘埃的聚集、放射性元素的蜕变、陨石的撞击，地球曾经历了一个高温时期，或局部熔融状态，使重者下沉，轻者上浮，出现达规模的物质分 异。Fe、Ni密度大，含量多，逐渐向中心聚集，成为地核。3. 地球的诞生圈层构造形成资源环境学院4.

8、河外星系蝴蝶星云 资源环境学院蝴蝶星云 资源环境学院资源环境学院资源环境学院蟹状星云资源环境学院二、银河系类银河系星云资源环境学院银河系的结构二、银河系10万光年3.2万光年资源环境学院与银河年有关的周期二、银河系太阳绕银心旋转 速度250km/s ， 完成一周约250- 300Ma。 穿越旋臂每次约 75Ma。 穿越银道面太阳 在银道面上下往 复波动，每次约 35Ma。资源环境学院三、太阳系太阳系 是由太阳、行星及其卫星、矮行星 彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。资源环境学院太阳表面的大气圈从里向外分为光球、色球和日冕三层。太阳的结构 1 太阳资源环境学院2. 太阳系的八大行星 太阳系

9、：由太阳、8颗行星61颗卫星以及无数的小行星、彗星及陨 星组成。国际天文学联合会大会2006年8月24日投票决定冥王星 降级为矮行星。资源环境学院地球在宇宙中的位置o“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足 以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清 除其轨道附近其他物体的天体。资源环境学院 水星 资源环境学院其表面厚厚的云层清晰可见 一九七四年“水手”10号拍摄的金星 金星 资源环境学院金星上的峡谷 金星 资源环境学院地球的卫星照片 地球 资源环境学院火星全貌 火星 资源环境学院地球！ ！火星：一无所有的荒漠.? ? ? ? ?资源环境学院一九九一年“哈勃”望远镜拍摄的木星， 清晰地显示了在木星大

10、气层中云的结构 木星 资源环境学院依次为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四 图中木星的大红斑清晰可见，从上到下 木星(左)和它的卫星们 木星 资源环境学院土星全貌 土星 资源环境学院艳丽多彩、结构复杂的土星环 土星 资源环境学院“哈勃”望远镜拍到的 天王星与它的环和两个卫星 天王星 资源环境学院“旅行者”拍到的天王星环 天王星 天王星的光环。由 20条细环组成，宽 度约10万公里资源环境学院海王星全貌 海王星 海王星及其卫星资源环境学院彗星的结构 彗星与流星 资源环境学院资源环境学院流星雨资源环境学院 地球的卫星月球资源环境学院之后，在返回地球途中拍摄的月球全景 “阿波罗” 17号成功地完成登陆月

11、球任务月球 资源环境学院“阿波罗”15号的月球车资源环境学院1 9 6 9年“阿波罗”11号拍摄 的月球布满陨石坑的地区。其中， 大陨坑的直径为80千米资源环境学院第二节 地球的形状、大小 及其表面形态资源环境学院据人造卫星轨道参数分析，地球北极比标淮的旋转椭球体要凸出约 10m，南极则凹进约30m；北半球的中纬度区稍稍凹进，在南半球则稍稍 凸出。据此可有两点推论：1)地球非严格的旋转椭球体；2)这一不规则的形态表明地球内部物质在 分布上具有显著不均匀性。1. 地球的形状“球”还是“梨”由于物质密度分布上的差异、弹、塑性变形及自转的影 响，地球更为准确的表面形态略似于一个“梨形”（严格地 说宽

12、度应大于高度）：资源环境学院地球形状的证实o哥伦布横渡大西洋o哥伦布意大利人，1492年10月12日发 现巴哈马群岛欧洲人从不知晓的新大陆o，1499-1552又三次西航，认为到达了印 度，印地安人名字错误沿用至今。参与航海 的“阿美利哥（America）写了一本游记，指 出所到之处并非印度，而是一片新大陆资源环境学院近日点日距147，100，000千米(每年1月3日左右)远日点日距152，100，000千米(每年7月4日前后)平均日距1个天文单位(pc)赤道半径6378.14千米极半径6356.75千米赤道周长40075.7千米表面积5.1亿平方千米质 量5.976e24千克密 度5.52克

13、/立方厘米重力加速度1 G(9.8米/秒)公转周期365.2422 平均太阳日公转行程9.4亿千米自转周期23小时56分1.09秒(平均太阳时)2. 地球形状大小参数资源环境学院麦哲伦完成环球航行o麦哲伦葡萄牙贵族优秀航海家o1519年9月20日1522年9月7日完成环 球航行，证实地球为圆形。由大西洋太平 洋印度洋饶过非洲回到西班牙。o出航时5只船，256名水手，回到西班牙一 只船，18名水手。死亡247人，包括麦哲伦 本人死于菲律宾土著人的内讧中被杀。资源环境学院云层的衬托下显得轮廊分明 阿拉伯在深蓝色的海洋和白色的 的地球图片，棕色的非洲和沙特 阿波罗1 7号1 9 7 2年拍摄资源环境

14、学院里舍的天文考察与牛顿的计算o里舍法国天文学家，1672年携带天文钟 到奎亚那的开云（靠近赤道）进行天文学研 究，发现天文钟每天慢2分28秒，后来告知 牛顿，牛顿解释为赤道带上重力减少，并经 过计算，提出赤道凸出，两极扁平，地球非 圆形，而是椭圆形。资源环境学院2000年12月22日，美 国国家航空和航天局 (NASA)的科学家发 布了全新的地球图片 数字地球图，以 替代以前由“阿波罗 ”上的宇航员拍摄的 地球图。这幅数字地 球图采取了1997年从 几颗人造卫星上获得 的数据，估算人们在 卫星轨道上看地球的 样子，然后加以艺术 创造，在背景上添加 了月亮。图中的大风 暴显示的是从北美洲 西部

15、刮起的Linda飓 风。月亮放大了，有 实际比例的两倍。资源环境学院3. 地球的运动资源环境学院4. 地球的表面特征大陆与海洋的分布大陆与海洋的分布： 地球的表面积5.1亿km2，其中海洋占 70.8%，陆地占29.2%。资源环境学院4. 地球的表面特征大陆形态按高程和起伏变化可分为：大陆形态按高程和起伏变化可分为：山地、丘陵、高原山地、丘陵、高原 、平原、盆地、洼地。、平原、盆地、洼地。 海底地形按其特征可划分为海底地形按其特征可划分为海岸带、大陆架、大陆坡、海岸带、大陆架、大陆坡、 大洋盆地、海岭或大洋中脊。大洋盆地、海岭或大洋中脊。资源环境学院陆地地形主要类型 山地山地：一般是指海拔高度

16、在500m以上的地区；丘陵丘陵：海拔高度在500m以下，为地表相对高差不大、山峦 起伏的低缓地形； 高原高原：海拔高度在600m以上，表面比较平坦且宽广，或偶 具一定起伏的山岭与沟谷；平原平原：海拔高度在200m以下，表面常为平坦或略有起伏，其 相对高差小于50m的广大宽平地区；盆地盆地：是中间比较低平、四周是高原或者山地的地区，因外 形似盆而得名。洼地洼地：是陆地上某些低洼的地区，其高程在海平面以下。如 我国新疆吐鲁番盆地中的艾丁湖，湖水面在海平面以下150m ，称克鲁沁洼地。 资源环境学院世界屋脊青藏高原(4000m)世界最高峰珠穆朗玛峰8844.43m资源环境学院海底地形主要类型海底地形主要类型 海岸带：海岸带：海边水深在20m以内的地带。其特点是落潮时可露出 水面，涨潮时又被海水所淹，因此该带又可称为潮汐带；大陆架：大陆架：海水深度不超过200m的浅海地带。地势平坦，坡度缓 ，一般小于0.1，它是大陆边缘的延伸部分；大陆坡：大