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1、Lesson 1 The Earth System如果你问地，如果地球是如何说，你今天地质，或，怎么是你的生物圈，回复所有可能会，我是什么？正如元素人的生理系统连接和相互依存的，所以地球上有联系之间的相互作用和岩石表面和大气和海洋，而这些系统和所有的植物和动物的生命。我们的兴趣范围从生态圈，在生命的演化，地壳的反应及其流体和气态信封，甚至到地球的核心，磁域保护大多数生物体从致命的辐射产生。一个例子是一个鲜为人知的连接两者之间存在一个沙尘暴中的戈壁滩和塔吃中国的沙漠和北太平洋。空降淤泥从沙漠是一路以北太平洋，它增加了营养和肥力的这否则贫瘠海洋领域。周期性天气现象被称为尼诺，这严重影响了西海岸的南
2、和北美国，有其起源于海气相互作用称为南方振荡在西太平洋数千英里以外。我们现在知道，enso-the缩写尼诺南oscillation-is全球气候事件的影响不限于洪水沿西海岸的美洲。2。一个系统是一套概念或部分工作共同执行特定功能。一个系统可能包括许多子系统。交通是一个容易理解系统，无论是乘飞机，火车，汽车。在一个大的高速公路开车城市，看看他们是如何设计一个系统与子系统如交汇处，并off-ramps。所有必须的工作，或系统会崩溃。五个相互关联的水库，或子系统，对地球系统的完整的是固体地球，其中包括土壤，岩石下脚，岩石圈（地球的岩石外壳），和非常热，糊状内部；水圈，所有的水，在地球上，包括海洋，湖
3、泊，河流，地下水，云，和冰川；生物圈，所有的生活和死亡的有机组成部分的星球。生物圈的一个子系统，包括生物圈生物圈及其相互作用与其他水库；大气中的气态信封，环绕地球；地外，其中包括诸如能源从太阳，流星，潮汐，back-radiation能源从地球空间，和臭氧层。3。地球上的大多数系统都是封闭的系统是，不存在；补充或增减系统。能源是一个例外；它是一个开放系统。来自太阳的能量驱动许多地球系统，和地球的能源是back-radiated到空间。4。该固体科学试图了解过去，现在，和未来的行为，整个地球系统；即，他们采取行星的方法来研究全球变化的研究现在和过去。圈层系统都是有联系的，和独立的学科如海洋，地质
4、，水文、大气物理学，只是在为组织信息和授予学位。在在过去的一个世纪，科学已成为越来越细分和专业，要在完全相反的方向是什么需要解决今天的环境问题。强烈的学科研究是必要的，但我们也需要一个系统方法了解地球如何工作和如何可持续发展的环境可以为未来几代。5。表面的岩石圈是一个重大的边界在地球系统，因为这是来自太阳的能量转移到地球及其居民。也正是在这个边界，我们发现滑坡，火山活动，地震，严重的天气，和长期的全球气候变化，影响人类。地球是一个动态系统，所以没有什么新的关于全球变化。什么是新的快速变化是如何发生的今天。阿温度变化的速度在0.05摄氏度每世纪小冰期尽我们可以确定从书面记录与冰芯。温度的变化率是
5、十倍的速度，甚至在最保守的模型。我们必须学会有多少这种增加是人为的（由于人类活动）。这是第一次，人类已经有豪华可以展望和预测提前十年是什么气候，将今天的人类有相似的智慧，技术，并有义务减轻或至少减缓不良人为的变化。水库，除了能源，是封闭的系统中其中的群众运动的材料，我们称地质循环（岩石和水循环和生物地球化学循环（循环）形成的元素如碳、氮）发生。本最容易理解这些周期可能是水文循环，使水由陆地和海面蒸发在大气和运输的云，然后重新分配水分绕球。这是一个短期旋回。岩石循环，另一方面，是一个长期的循环缓慢的变化，其中一些以百万年。不明显的是回收的氢元素，氧，碳，氮，钾，主力球员中的生物地球化学周期的。水
6、圈和大气圈得到的碳，氮，和氧的相互作用与固体地球，海洋，由风化，并由火山活动，和周期结束当动物和植物放弃这些元素的气氛，岩石圈，水圈和他们的生命过程或死后通过分解。目前的知识的碳循环严重不足，科学家无法解释25%的固碳（碳隔离环境埋葬或其他手段）。假设是，它是埋藏在沉积物在海洋和土壤中的土地。了解碳循环是非常重要的预测未来全球气候，具体来说，数额全球变暖可能造成的人为二氧化碳二氧化碳（CO 2）、甲烷（CH 4），所谓的温室气体。练习第一部分：回答下列问题1。磁域有什么功能？2。什么是一个系统？3。名字是什么五地球的子系统？4。发生了什么关于固体地球科学在过去世纪？5。什么是地质循环？第二部分
7、：填空1。磁域在哪里产生的？答：A地壳B .地幔C .岩石圈D .外的核心2。尼诺是答：A一个周期的天气现象B这个地方在太平洋C .名字的一个著名的科学家D .缩写为全球天气事件3。岩石圈被答：A一部分地壳B包括地球的地壳和上地幔的一部分C .固体地球D一部分的地幔4。骑自行车的形成元素如碳和氮是A .地质循环B元素循环C .水文循环D .生物地球化学循环5。下列哪些人为气体被称为温室气体？答：A水蒸气B .氢C .甲烷D .一氧化碳Lesson 2 What Is a Mineral1。矿物是天然无机物组成化学元素的原子是按特定比例安装在系统内部模式。一个元素是一个形式物质不能被分解成一个简
8、单的形式加热，冷却，或与其他化学元素。被列为作为一种矿物，物质必须满足五个要求：1）它必须是自然形成的；2）它必须是固体；3。）它必须已形成由无机过程；4。）它必须有一个特定的化学成分；5。）它必须有一个特征晶体结构；2。让我们简要地回顾这些特性才能继续讨论的具体性能的矿物属性详细。3。自然形成的条件是：自然矿物不包括任何物质形成的，是由人工手段，如钢铁，塑料，或任何的实验室生产晶体材料，没有自然的等值。技术上的，没有这些物质是一种矿物质。4。固体：所有液体和gases-including天然的如石油和天然gas-are也排除因为矿物固体的。这个要求是根据材料状态，不其组成。例如，在一个冰川冰
9、是矿物但水在流，不，虽两者都是由同一化合物，水。5。无机材料形成的过程：如树叶，这是由活的生物体和含有有机化合物，不是矿物。煤，例如，不是一个矿泉水因为它是从遗骸的植物材料和包含有机化合物。牙齿和骨骼部分死动物以及海洋生物的外壳提出一个棘手的情况。材料在骨骼，牙齿，和贝壳都是一样的矿物，但根据定义，这种材料不是矿物是因为他们所形成的有机过程。然而，当骨或壳体化石，原材料通常是取代矿物质，无机过程称为矿化。如果你是进行化学分析的一种恐龙骨，例如，你会发现很少或没有有机化合物，只有矿物由无机过程形成，即使内部结构可能被保存的骨矿化。具体的化学成分，矿物的要求必须有一个具体的化学成分有几个影响。最重
10、要的是，它意味着矿物都是化学元素（黄金和钻石的例子）或化学化合物中原子存在于具体的比率。石英，用公式二氧化硅，是一种化学化合物。本比斯在石英始终是1到2。许多矿物更复杂的公式比石英，例如，该化学式的矿物云母，一种常见的形式云母，是kmg3Si o10（哦）2，其他矿物有更复杂的公式，但在所有情况下的元素的化合物结合具体比例。7。并发症涉及矿物成分产生财产称为原子取代。不同元素的原子这是类似的规模和性质可以替代2 +2 +在其他矿物。例如，镁，铁是如此相似2 +大小和电荷的取代铁2 +镁可以发生在矿物橄榄石，mg2sio4。原子替代不改变结合比例的要素参与或各种债券参与。原子替代在化学公式把旁边
11、的括号逗号取代元素和它们之间的公式；橄榄石，因此，成为（镁，铁）2SiO 4。8。作文要求矿物质有助于排除材料，其组成的变化范围内，不能表示一个确切的化学公式。这样的一个例子材料是玻璃，这是一种混合多种元素和可有一个广泛的成分。特点：glass-even自然形成的晶体结构火山glass-is进一步排除被称为矿物要求必须有一个特点，矿物晶体结构。这个术语也与安排中的原子材料。技术上来说，玻璃是一种冷冻液。液体中的原子随机混杂，而原子矿物组织经常，重复的几何图案。几何图案原子在矿物称为晶体结构。因为矿物晶体结构，他们说是结晶。固体，如玻璃，缺乏一个晶体结构被称为非晶态固体（来自希腊的没有形式）；他
12、们是没有矿物。所有矿物的结晶，和晶体结构任何矿物是一个独特的特点，矿产。10。所有标本的矿物有相同的晶体结构。极为敏感，超高分辨率显微镜使科学家研究晶体结构的矿物实际看到的有序排列的原子在矿物。11。2矿物可能具有相同的化学组成，但不同的晶体结构，因为它们形成不同的温度或压力条件。这种矿物称为晶型（许多形式）。石墨（导致的在你的铅笔）钻石，例如是晶型，完全由碳。石墨的结构形式，在低压力普遍在深度浅（仅几公里以下的地球表面），而钻石更加压缩结构的结果强烈的压力在深度大于150一公里。练习第一部分：回答下列问题1。什么要求必须满足一个物质被列为矿物？2。是钢矿物呢？为什么呢？3。是一个恐龙的骨头中
13、发现侏罗系矿物呢？4。所占的事实，有些矿物具有一系列化学成分？5。如何做一个结晶固体不同于液体？第二部分：填空1。下列哪些物质是一种矿物？答：A冰B煤C .玻璃D .动物牙齿2.矿物的化学成分相同但不同的晶体结构被称为答：A晶体B .矿物C .固体d晶型3。非晶固体答：A没有一种形式B .固无晶体结构C角坚实的人工制作D .固体自然形成的4。几何图案的原子在一个称为矿物答：A晶体B晶体C的晶体结构D晶体形式5。所有矿物答：A晶体B结晶C离子化合物D .由单个元素Lesson 3 The Properties of Minerals晶体形态：表面的平面的束缚，水晶被称为晶面，和几何排列的晶面是称
14、为晶体形式。在第十七世纪，水晶形式是一个激烈的主题研究。科学家发现晶体形式可以被用来确定矿物。但他们无法解释的某些特征，如广泛的变化的如果晶面的相对大小从一个样本到另一个。下某些情况下，一个矿物种会变薄晶体；在其他国家，同一矿物种类可以长胖水晶。它是从图总体晶粒尺寸和相对大小水晶面不相同这2石英晶体；晶粒尺寸和相对大小的晶面不明确任何矿物。2。人谁解决的奥秘是丹麦医生，尼古拉速记。在1669情况表明，一个重要的财产特定矿物是没有大小的脸，而角之间的面孔。之间的任何角度的指定对一个给定的矿物晶面是恒定的，他写的，和它是相同的所有标本矿物，不管整体形状或尺寸。3。速记和其他早期科学家怀疑，矿物必须
15、有一种内在的秩序，使其形成晶体恒界面的角度。然而，颗粒上顺序depends-atoms-were太小，他们看到，所以他们只能推测。证明晶体形式反映了内在的秩序终于取得了1912。在这一年，德国科学家马克思冯劳厄，使用X射线，表明晶体必须由原子装在固定的几何阵列。4。晶面可以形成只有当矿物颗粒可以成长在一个开放的空间。因为大多数的矿物颗粒不形成在开放的空间，通畅，晶体少见的性质。相反，大多数矿物颗粒生长在有限空间，其他矿物颗粒得到的方式。因此，大多数矿物颗粒形状不规则。然而，在一个晶体和一个不规则形晶粒的同一种矿物，所有的原子的包装在同一个严格的几何图案；即，晶体和不规则颗粒具有相同的晶体结构，
16、都是结晶。长期的晶体结构，而非晶体，是因此，在定义一个矿泉水。5。习惯和卵裂：一些矿物等独特的成长型谷物粮食shape-called矿物的habit-can有时被用来作为识别工具。比如说呢矿物黄铁矿（FeS 2）是常见的发现作为一个集合共生立方体。6。某些矿物的趋势打破首选方向沿明亮的反光表面平面称为卵裂。如果你打破这种矿物或用锤子砸地板上让它粉碎，一些破损的碎片会成立由表面是光滑的平面，并在这方面它们像水晶面。本书莫斯科劈开容易8。硬度的硬度是指矿物抵抗抓。硬度，喜欢习惯，晶体形式，和分裂，是由晶体结构和债券的力量原子之间。较强的债券，硬矿物。说明之间的差异硬度、解理，矿物可能是hard-that，耐scratching-but仍然固守易沿一个或多个表面。9。相对硬
