认识地球思考题

第一章 第一章 1 地球科学研究的对象 内容和方法 地球科学的研究对象是地球内部 地球与宇宙以及人与地球系统之间的相互关系与作用规 律 其研究内容为寻找开发利用自然资源 保护改善自然环境以及预报减轻自然灾害 研究方法主要有野外工作 工作者有争对性的到野外观察收集原始资料 仪器观察 如水 文站 气象站等 可以对研究对象进行定量定性的研究 大地测量 进行土地规划和地形 绘制等 航天航空以及遥感技术 卫星图等 2 相比于其他星球 地球具有哪些特点使它适合人类居住 液态的水 适宜的温度 大气成分适宜人生存 地表有土壤 第二章 第二章 1 大爆炸理论是根据哪些证据来建立的 a 红位移 从地球的任何方向看去 遥远的星系都在离开我们而去 故可以推出宇宙 在膨胀 且离我们越远的星系 远离的速度越快 b 哈勃定律 哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式 仍然是说明宇宙的运动和膨胀 V H D 其中 V Km sec 是远离速度 H Km sec Mpc 是哈勃常数 为 50 D Mpc 是星系距离 1Mpc 3 26 百万光年 c 氢与氦的丰存度 由模型预测出氢占 25 氦占 75 已经由试验证实 d 微量元素的丰存度 对这些微量元素 在模型中所推测的丰存度与实测的相同 e 3K 的宇宙背景辐射 根据大爆炸学说 宇宙因膨胀而冷却 现今的宇宙中仍然应该 存在当时产生的辐射余烬 1965 年 3K 的背景辐射被测得 f 背景辐射的微量不均匀 证明宇宙最初的状态并不均匀 所以才有现在的宇宙和现 在星系和星团的产生 g 宇宙大爆炸理论的新证据 在 2000 年 12 月份的英国 自然 杂志上 科学家们称 他们又发现了新的证据 可以用来证实宇宙大爆炸理论 2 如何用 H R 图来推测太阳的命运 原始太阳呈一团中央呈隆起的圆盘状星云 它不停自转 星云团由炽热气体组成 其化学 成分大致接近今天的太阳 圆盘状星云的中心到边缘有一很大热梯度 星云由于发光而损 失能量冷却 达到冷凝程度则形成固体颗粒 进一步聚集形成星子 温度下降 一系列固 体顺序相继产生 当热核能量不再能平衡引力时 太阳变成了一个巨大的红色火球 吞噬 了火星 金星 还有我们的地球 下一个阶段 太阳再一次缺少热核反应的能量 紧缩为 一个密度极高的白矮星 这就是我们和太阳光线永别的时刻 3 如何用大爆炸理论解释宇宙中的元素分布 氢燃烧 星际核合成 氦燃烧 通往重元素的桥梁 恒星离开主序星 移向红巨星区 或白矮星区 4He 4He 12Be 4He 4He 12C 碳燃烧和氢燃烧 合成从氖到硫的元素 12C 12C 23Na p 12C 12C 24Mg 12C 12C 16O 2 硅燃烧 合成从钙到锌的元素 28 硅 74He 28 硅 74He 56Ni 硅燃烧发生在大质量恒星演化的晚期 内部结构呈 洋葱状 硅燃烧完成后 恒星坍缩 演化为中子星和黑洞 4 如何用冷凝模型来解释太阳系中行星的分布和结构 一个恒星的命运如何 要视它能否抵抗引力的收缩而定 当恒星还有 碳氢燃料 时 恒 星利用核心的热核反应所产生的辐射 来对抗引力 当 碳氢燃料 一枯竭 引力便主导 局面 于是恒星坍缩 质量小于太阳质量 1 4 倍的恒星形成白矮星 质量是太阳质量 1 4 倍 到 5 倍的恒星形成中子星 质量大于 5 个太阳的恒星便形成黑洞 第三章 第三章 1 地球的年龄是如何测定的 课程中介绍了许多科学家为测定地球年龄做出的探索 如达尔文通过测算河谷的寝室速率 乔利通过测算海洋变咸的速率 开尔文着眼地球冷却的历史 霍姆斯在卢瑟福的铀铅时钟 的基础上根据地壳中铀铅元素的丰度做出的测算 然而以上这些测算方法得出的结果都与 地球的真实年龄相去甚远 最先测算出接近地球真实年龄当属帕特森 他提出来自太空的 陨石是和地球同时形成的 因此通过采集陨石样本测算其年龄进而得出了地球年龄 2 为什么用球粒陨石作地球的参照模型 因为球粒陨石中铁的比例和其余物质的比例就像地球的铁质地核和地幔中铁与其他物质的 比例 因此可以说球粒陨石与地球结构成分最为相近 因而成为地球的参照模型 3 你知道哪些测定地质体年龄的方法 放射性同位素法 即通过判定地质体中放射性元素半衰期及相关元素比例进行测量 第四章 第四章 1 从地震波传播图上解释 p 波影区形成原理 地幔与地核之间的古登堡面 是地球内部最显著的一个不连续面 P 波到了这个界面上 由于由固体地幔进入液体地核 类似于光的折射 入射角大于折射角 使 P 波急剧改变行 进方向 使地面上在 105 140 度范围内接收不到直达的 P 波 即形成 P 波的影区 2 解释 p 波 s 波和面波在固体地球介质中的传播特点 P 波 介质质点发生震动的方向与波的传播方向一致 可通过固体 液体和气体 速度 大于 S 波 S 波 介质的质点发生震动的方向与波的传播方向相垂直 即靠介质的剪切变形来传播 因而只能通过固体而不能通过液体和气体介质 速度只有 P 波的一半 面波 主要在地表传播 能量最大 波速约 3 8 千米 秒 面波的传播既可以引起地表上 下的起伏 也可以使地表做横向剪切 3 解释莫霍面 古登堡面的性质和意义 莫霍面 地壳和地幔的分界线 位于地下 33KM 经过莫霍面时纵波速度由 7 6 公里 秒急 增至 8 1 公里 秒 横波由 4 2 公里 秒增至 4 6 公里 秒 古登堡面 地幔与地核的分界面 位于地下 2900KM 经过古登堡面时纵波速度由 13 64 公 里 秒突然降至 8 1 公里 秒 而横波由 7 3 公里 秒至此完全消失 1 65 百万年前小行星撞击地球的证据主要有哪几条 墨西哥的尤卡坦半岛发现的巨型陨石坑 该坑形成于 65 百万年前 距今 65 百万年前的地层中 铱含量超出了正常标准 铱元素是地球地壳中比较少见的金属 元素 因此这一阶段超出正常的铱很有可能来自于其他行星 距今 65 百万年前 地球生物遭遇到一次大灭绝 恐龙也 因此灭绝 这样的灾难有可能是 因为行星撞击而产生的 同时在世界不同地方 白垩纪 第三纪边界岩层中都发现有冲击石英 该石英的形成源于强 大的外力撞击 2 试述地球生命进化的历程 论述如何争取人类进化的光明未来 要争取人类演化的光明未来 我们应该 1 保护物种多样性 处在食物链金字塔顶端的人 类 是以几何级数倍的各类生物的种类和数量为基础的 消灭生物多样性 就是挖掉食物 链金字塔的基础 也就是消灭人类自己生存的基础 2 坚持德 智 体全面进化 避 免食物特化 生殖特化 机体特化 3 要用文明精神制约科学技术的负面影响科学技术 的一个重大影响方面就是它大大增强了人类统治我们生存的唯一家园 地球的能力 要反 对少数人为了个人的 局部的 短期的发展需要 利用这种统治能力剥削和损害地球 消灭生物多样性 浪费资源 污染环境 要自觉地为了自己整体长远的利益而制约自己 不能走 先发展 后治理 的道路 第五章 第五章 1 板块构造理论建立的证据主要有哪几条 1 洋中脊的存在 2 深海沟是大陆俯冲的证据 3 转换断层和错断代 4 海底平顶山 5 三块板块交于一点 称为三联点 6 古地磁的变动 正好与转换断层带吻合 2 解释洋中脊 俯冲带 转换断层 的性质和意义 洋中脊 隆起于洋底中部 贯穿整个世界大洋的洋中山系 俯冲带 俯冲板块的俯冲部分 发生俯冲作用的板块边缘部位 包括洋 陆俯冲或洋 洋 俯冲的 B 型俯冲带和陆 陆俯冲的 A 型俯冲带 转换断层 由于洋底地壳不均 在板块漂移时速度不一而导致的断层 第六章 第六章 1 65 百万年前小行星撞击地球的证据主要有哪几条 答 有以下四条证据 1 在墨西哥尤卡坦半岛发现了一个直径为 180 公里的巨大的陨石坑 正是形成于 6500 万年前 2 6500 万年前 地球生物遭到大灭绝 小行星撞击有可能导致这样的灾难 3 全球的白垩纪与第三纪交接地层中的铱含量高于正常标准 铱是种地球地壳中非常少 见的金属 所以很可能是小行星带来的 4 世界各地的白垩纪一第三纪边界岩层中都发现有 冲击 石英 冲击 石英的形成 是源于强大外力的迅速撞击 比如一颗比子弹的速度快 20 倍的直径达 15 公里的小行星 的撞击 2 试述地球生命进化的历程 论述如何争取人类进化的光明未来 答 1 35 亿年前 出现最早的生命 19 亿年前 蓝绿藻的出现 14 亿年前 真核生 物的出现 8 亿年前 多细胞生物出现 4 2 亿年前 植物登陆 3 6 亿年前 动物登陆 2 3 亿年前 恐龙出现 6500 万年前 恐龙灭绝 400 万年前 人出现 总的而言 从海洋 到陆地 从简单到复杂 生物多样性逐渐增加 2 对于人类来说 应该清楚地认识到人类在自然界的地位 目前来说 我们是已知确定 的唯一拥有较高智慧的物种 人类应该利用自身的优势发展人与自然的和谐关系 但也应 该意识到人类在自然界也不过是一种普通的生物 在适应环境的能力上不如许多其他的地 球生物 我们受制于自然环境与资源 应该采取行动以保护生物多样性 力求可持续发展 与环境的保护 第七章 第七章 1 臭氧层的作用和臭氧洞的形成机制 答 1 作用 其一为保护作用 臭氧层能够吸收太阳光中的波长 300 m 以下的紫外线 保护地球上的 人类和动植物免遭短波紫外线的伤害 其二为加热作用 臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气 大气的温度结 构对于大气的循环具有重要的影响 这一现象的起因也来自臭氧的高度分布 其三为温室气体的作用 在对流层上部和平流层底部 即在气温很低的这一高度 臭氧的 作用同样非常重要 如果这一高度的臭氧减少 则会产生使地面气温下降的动力 2 形成机制 太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种 当大气中的氧气分子受到短波紫外线照射时 氧分子会分解成原子状态 氧原子的不稳定性极强 极易与其他物质发生反应 与氧分子 O2 反应时 就形成了臭氧 O3 臭氧形成后 由于其比重大于氧气 会逐渐的向臭 氧层的底层降落 在降落过程中随着温度的变化 上升 臭氧不稳定性愈趋明显 再受到 长波紫外线的照射 再度还原为氧 臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平 衡 2 阐述大气层中发生哪些化学作用及其对人的影响 答 1 酸雨的形成 侵蚀建筑物 酸化土地 破坏植被 导致农作物减产 危害人体健 康 2 臭氧空洞的形成 地球会遭到大量紫外线辐射 会破坏生物 导致癌症 生物突变 致命灼伤和一些很微小的损害 3 地球和月球表面的差异为什么如此巨大 答 因为地球有大气层保护 白天大气削弱太阳辐射 晚上起到保温的效果 且流星穿 越大气层会自燃而变小 与大气的摩擦也会使其减速 到达地表时更不容易砸出陨石坑 相比之下月球表面无大气层保护 昼夜温差极大 且遍布陨石坑 第八 九 十章 第八 九 十章 1 什么是自然资源 答 自然资源 凡是自然物质经过人类的发现 被输入生产过程 或直接进入消耗过程 变成有用途的 或能给人以舒适感 从而产生经济价值以提高人类当前和未来福利的物质 与能量的总称 2 中东为什么会有巨量的石油 这会对世界经济造成什么样的影响 答 中东有巨量的石油的原因 石油集中在大型稳定地块上的古浅海和湖群 陆地边缘上的陆坡 山前褶皱带以及古裂谷 四种古地质环境中 而中东伊朗和阿拉伯两大陆地块区和它们碰撞挤压形成的扎格罗斯山 前褶皱带古地质环境是典型的大型稳定地块上的古浅海和湖群 陆地边缘上的陆坡 山前 褶皱带 这里有巨厚的优质生油岩层 有良好的石膏 盐类封盖层 有疏松的砂岩和多孔 的碳酸盐岩作储集层 有能使石油富集成藏的大型褶皱 这些条件同时具备使得中东地区 有特别丰富的油藏 对世界经济造成的影响 由于石油需求量呈稳定上升趋势 石油的分布在中东 5 个国家更集中 占全世界储量的 2 3 因而使得中东地区的稳定状况得到了全球的共同关注 这些因素使得石油在全球经 济中起决定性作用 其能够触发大规模战争的能力也超于其它物资 3 你对未来地球资源的态度 悲观还是乐观 请陈述理由 答 我的态度是较为乐观的 因为人类已发现太阳能 潮汐能 风能等可再生资源 人 类社会的科技进步可以使人摆脱对不可再生能源的依赖 4 淡水和能源不足的问题是否能够用价格机制的调节来解决 答 淡水和能源不足的问题不能够用价格机制调节 理由是 淡水和能源作为一种社会资源 本身具有价值 但在供给不足的情况下 必然会导致竞争 如果通过价格机制来调节 这时掌握这两种资源的国家便得到了控制权 必然导致资源分 配不当 这样只有少数国家获利 那些资源匮乏 经济实力薄弱的国家将失去生存保障 所以 淡水和能源不足的问题靠价格机制是不够的 5 如何用氧同位素来测定古海水的温度 答 O 的同位素有 16O 18O 两种 在海洋环境中二者均参与海水 生物碳酸盐 无机 碳酸盐等的氧的组成 且相互之间发生氧同位素交换 温度升高 氧同位素含量降低 反 之 氧同位素含量将变大 同时表明海水温度降低 气候变冷 因此在古气候研究中 氧 同位素组成的变化可以定性反映古海水温度的变化 6 驱动冰期 间冰期反复交替的原因