1-3 地球基本知识-构造

1、第五节 地球的物理特征和圈层构造5.1 地球的物理特征5.2 地球的圈层分化5.3 地球的内部构造5.4 地球的外部构造15.2 地球的圈层分化原始地球是一个接近均质的物体。其中主要由碳、氧、镁、硅、铁、镍等元素组成的，各种物质并没有明显的分层现象。地球圈层分化的主要原因：同整个地球的温度变化过程有密切的关系。放射性元素的辐射能量在地球内部的积累，使那里的温度逐渐升高，因而物质具有可塑性，加以重力的作用，物质便发生分异，逐渐形成性质不同的圈层。2地球圈层的形成过程（1）地核的形成：原始地球的铁元素因为温度超过了它的熔点而以液态出现。液体铁由于密度大而流入地心，首先形成地核。重物质向地心集中的同

2、时发生压缩，压缩功转变为能量又使地球局部增温和熔化，与此同时伴随着物质的对流发生大规模的化学分离，最终地球内部分化为地核、地幔、地壳三个圈层。在分化的过程中，地球内部的气体经过“脱气”形成了大气圈。地球原始大气主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨组成。3地球圈层的形成过程（2）水圈的形成：地球上的水主要从大气中分化出来的。早期的大气含有大量水汽，由于温度的逐渐降低以及大气中含有大量的尘埃颗粒，一部分水汽凝结成液态水降落在地球表面，汇集在洼地中，形成了原始水圈。彗星的冰物质也是水的来源之一。生物圈的形成：在原始地壳、大气圈和水圈中，存在着碳氢化合物。原始生物出现后，逐渐扩展到海洋、陆地和低层大气中

3、，形成生物圈。45.3 地球的内部构造根据地震波在地下不同深度传播速度的差异和变化，将地球固体固体地表以内的构造可以分为三层：地壳地幔地核5地壳定义：地壳是指地表至莫霍洛维奇面之间厚度极不一致的岩石圈的一部分。莫霍洛维奇面：地壳下部，地震波的传播发生突变，说明那里存在着一个界面。南斯拉夫的莫霍洛维奇首先发现了这个分界面。 地壳的组成：大陆地壳和海洋地壳 6地幔定义：莫霍洛维奇面以下，深度为35-2900km的圈层。地幔的组成：分上下两层。上地幔深度351000公里，主要由橄榄岩质的超基性岩石组成。这层岩石比较软，为岩浆的源地，也称为软流圈。下地幔深度1000-2900km，可能比上地幔含有更多

4、的铁。7地核定义：2900km以下至地心为地核。地核的组成：外地核：地表以下29004980公里，据推测可能是液体。过渡带：49805120公里深处，是内外两层的过渡带。内地核：由5120公里直到地心，可能是固体。8 地球中心的各个圈层，包括地壳、地幔和地核。虽然人们渴望“向地球的心脏进军”，彻底搞清楚地球内部状况，但目前世界上深井记录为12300m（俄罗斯科拉半岛一口深钻，截至1986年），只占地球半径的1/530，所以还不能用直接观察的方法来研究地球内部构造。地质地貌学上第一章2 次课9 一、地壳 指地球莫霍面以上的固体硬壳（A层），属于岩石圈的上部。地壳主要由硅酸盐类岩石组成，它的质量为

5、51019t，约占地球质量的0.8%，体积占整个地球体积的0.5%。 1、地壳的化学组成 地壳中含有元素周期表中所列的绝大部分元素，而其中O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg等8种主要元素占98%以上，其他元素共占12%。化学元素在地壳中平均含量称克拉克值。地质地貌学上第一章2 次课10地壳中主要元素的平均含量（重量%）地质地貌学上第一章2 次课11 2、地壳的厚度和结构 地壳是地球表面的一层薄壳，其厚度大致为地球半径的1/400，但各处厚度不一，大陆部分平均厚度37km多，而海洋部分平均厚度则只有约7km。一般说来，高山、高原部分地壳最厚，如我国青藏高原地壳最可达70km。地壳可以分为

6、上下两层，中间被康拉德面所分开。但这一界面在海洋部分不明显或者根本不存在。地质地貌学上第一章2 次课12 上层地壳（即A层），其成分以O、Si、Al及K、Na等为主，和花岗岩的成分相似，所以叫花岗岩层；此层又称为硅铝层（Sial）。在这一层的表层部分常分布有010 km厚的沉积岩层。平均密度为2.62.7g/cm3。 下层地壳（即A），其成分虽然也以O、Si、Al等为 ，但Mg、Fe、Ca等成分则显著增加，和玄武岩的成分相似，所以叫玄武岩层，又称为硅镁层（Sima）。平均密度为2.93.0g/cm3。地质地貌学上第一章2 次课13 3、地壳的类型 地壳可以分为大陆型地壳（简称陆壳）和大洋型地壳

7、（简称洋壳）。陆壳的特征是厚度较大（3070km），具双层结构，即在玄武岩质层之上有花岗岩质层（表层的大部分地区有沉积岩层）。 洋壳的特征是厚度较小，最薄的地方不到5km，一般只有单层结构，即玄武岩质层，其表层为海洋沉积层所覆盖。 地质地貌学上第一章2 次课14 二、地幔 指莫霍面以下到古登堡面以上的圈层。深度为从地壳底界到2900km。其体积占地球总体积的82%，质量为4.051021t，占地球总质量的67.8%。物质密度大约从3.32g/cm3递增到5.7g/cm3，即在地幔下部接近于地球的平均密度。压力随深度而增加，界面上压力可达约1.51011Pa。温度也随深度缓慢增加，下部约为300

8、0左右。 地质地貌学上第一章2 次课15（三）地核 位于深2900km古登堡面以下直到地心部分称地核。纵波速度从每秒13.32km下降到8.1km，横波则消失，表明物质的化学成分和物理性质等有了很大的变化。地质地貌学上第一章2 次课165.4 地球的外部构造地球大气圈水圈生物圈17地球大气圈组成：主要成分为：氮：78氧：21氩：0.93二氧化碳：0.03水蒸汽有微量的氖、氦、氪、氙、臭氧、氡、氨和氢。18与太阳系其他行星的大气的比较水星：大气相当稀薄，表面大气压小于210-9毫巴，主要成分为氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等。金星：大气非常稠密，密度为地球大气的100倍，其中97为二氧化碳，氮不超过

9、2，水蒸汽为1，氧小于0.1。火星：大气比较洁净，主要为二氧化碳，并含有3的氦，1.5的氩，密度则只有地球大气密度的1/100。19水圈组成：主体为世界大洋，面积占71。其他包括湖泊、河流、沼泽、冰川、地下水、矿物中的水。水是地球表面分布最广泛的物质。水圈的作用：水与大气及地表岩石中的各种物质相互作用，产生各种沉积物、矿物及可溶性盐。水还作为最活跃的营力促进地貌的发育。20生物圈定义：指地球生物及其分布范围所构成的一个极其特殊，又极其重要的圈层。范围：渗透在水圈、大气圈下层和地壳表层的范围之中。生物圈的质量很小，有人估计约相当于大气圈的1/300，水圈的1/7000，或上部岩石圈的 1/106

10、。作用：生物促进了太阳能的转化，改变大气和水圈的组成，参与风化作用和成土过程，改造岩石等，且被视为各类自然景观的标志。21地球圈层的共同特点在高空和地球内部，基本上是上下平行分布的；在地球表面附近，各圈层却是互相渗透甚至互相重叠的。这一特点赋予地球表面一系列独特的性质。地球表面这个特殊的圈称为地理圈或地理壳，是自然地理学的研究对象。22第六节 地球表面的基本形态和特征海陆分布海陆起伏曲线岛屿地球表面的基本特征23海陆分布海洋：主体是世界大洋（连续的广阔水体）。陆地：被海洋所环绕，但突出于海洋面上的部分。大陆是陆地的主体；岛屿是陆地的组成部分。海陆分布：海洋面积3.61108km2，约占71；陆

11、地面积1.49108km2，约占29。海洋与陆地的面积比约为2.51，海洋占有明显的优势。 24海陆起伏曲线地球上各大陆高出海平面的平均高度和各大洋底部低于海平面的平均深度存在着很悬殊的差别。世界上最高的大陆：南极洲平均海拔2263米裸露地表大陆的海拔：亚洲（950米）北美（700米）非洲（650米）南美（600米）欧洲（300米） 显然，大陆面积愈大，其平均海拔愈高。这是由泛系结构所决定的泛对称现象作为一种普遍规律在海陆分布上的表现。25大洋的深度分布太平洋：平均深度4300米印度洋：平均深度3897米大西洋：平均深度3626米北冰洋：平均深度1205米 大洋深度分布同样表现了泛对称性。表明

12、了泛对称现象的普遍性。26岛屿定义：同样被海洋所环绕，但面积远比大陆小的小块陆地，称为岛屿。分类：可分为大陆岛和海洋岛两大类。27大陆岛定义：位于大陆附近并在地质构造上与相邻大陆有密切联系的岛屿。成因：大陆岛本来是陆地的一部分，由于大陆的某些部分发生破裂或沉陷而被海水所淹没，使它与大陆分离，形成了岛屿。但它的基础仍固定在大陆架或大陆坡上。例子：马达加斯加岛、斯里兰卡岛、科西嘉岛、台湾岛、海南岛等。 28海洋岛定义： 面积比大陆岛小，与大陆在地质构造上没有直接联系，从来不是大陆的一部分。分类：海洋岛又可按成因分为火山岛和珊瑚岛两类。火山岛：火山岛是海底火山喷发形成的岛屿。珊瑚岛：珊瑚岛是由珊瑚礁

13、构成的岩岛29地球表面的基本特征1太阳辐射集中分布于地表，太阳能的转化亦主要在地表进行。 2固态、液态、气态物质同时并存于地表，使海洋表面成为液气界面，海底成为液固界面，陆地表面成为气-固界面，而沿岸地带成为三相界面。 3地球表面具有其特有的、由其本身发展形成的物质和现象，这些表层物质乃是地球表层这一有序系统的负熵增长表现。30地球表面的基本特征4相互渗透的地表各圈层之间，进行着复杂的物质、能量交换和循环，井且在交换和循环中伴随着信息的传输。5地球表面存在着复杂的内部分异。 6地球表面是人类社会发生、发展的环境，尽管随着科学技术的发展，人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间，但地表（地球表层）仍

14、然是人类活动的基本场所。31第七节 地质作用（一）、基本概念 在漫长的地球历史中，组成地球的物质不断在变化和重新组合，地球内部构造和地表形态也不断在改造和演变。地球的这种不断变化，是和作用于地球的自然力密切相关的。我们把作用于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用，总称为地质作用。引起地质作用的自然力称为地质营力。 所有地质营力来源于能，力是能的表现。按照能的来源不同，地质作用分为内力地质作用和外力地质作用。 地质地貌学上第一章2 次课32（二）、地质作用的能源 1、地内热能地球本身具有巨大的热能，这是导致地球发生变化的重要能源。目前公认，放射性热能，即由地球内部放射性

15、元素蜕变而产生的热能，是地球热能的主要来源。 2、重力能指地心引力给予物体的位能。在地球表面所有物体都处于重力场的作用之下。 3、地球旋转能地球自转对地球表层物质产生离心力和离极力。离心力的大小随纬度而变化，两极为零，赤道最大，故离心力自两极向赤道是逐渐增加的。 4、太阳辐射能太阳不断向地球输送热能，据计算，一年中整个地球可以从太阳获得5.41024J的热量。 5、潮汐能地球在日、月引力作用下使海产生潮汐现象，潮汐具有强大的机械能，是导致海洋地质作用的重要营力之一。 6、生物能由生命活动所产生的能量，无论是植物的生长、动物的活动以及人类大规模的改造自然活动，都会产生改变地球物质和面貌的作用。地质地貌学上第一章2 次课33（三）、地质作用分类外力作用风化作用物理风化作用化学风化作用生物风化作用机械剥蚀作用化学剥蚀作用大陆沉积作用海洋沉积作用机械沉积作用化学沉积作用生物沉积作用剥蚀作用沉积作用成岩作用内力作用构造运