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自然科技讲稿,2007年12月,我们时刻在挑战自己,内容:地球篇,地球地壳运动资源环境海洋技术,一、地球,1行星地球2地球的物理特征3地球的构造4地球的年龄5地球的起源,二、地壳运动,1海陆的起源2海底扩张3板块构造,三、资源,1资源概述2大气资源3土地资源4矿产资源5水资源6能源资源7海洋资源8生物资源,四、环境,1自然环境2自然灾害3环境问题,五、海洋技术,1海洋矿产资源开发技术2海洋生物资源开发技术3海洋化学资源开发技术4海洋淡水资源开发技术5海洋能源资源开发技术6海洋空间资源开发技术,一、地球,1行星地球2地球的物理特征3地球的构造4地球的年龄5地球的起源,一、地球：行星地球(形状运动),1地球的形状（球体、扁球体、不规则的扁球体；谁提出了何观点，如何证明，按人物、观点、时间脉络来记忆）毕达哥拉斯、亚里士多德、埃拉托斯特尼、一行、麦哲伦、牛顿特别提醒:地球的周长、公转。,一、地球：行星地球(形状运动),2地球的运动地球公转：关于天文单位(AU)地球自转：地轴（假想轴），自西向东，自转一周时间（23小时56分4.09秒）年（地球绕太阳公转一周的时间,月(月球绕地球公转一周的时间)，日(地球自转一周的时间)的来历。,一、地球:地球的物理特征(质量密度重力压力磁性热量),1地球的质量(卡文迪许通过万有引力第一个测出地球质量是万亿亿吨)2地球的密度（平均密度:质量体积.52克/立方厘米)另外:地球的密度不是均一的,从外向内加大向内:密度加大,压力加大,分层结构(地壳+地幔+地外核+地内核)布伦1970年提出的观点,一、地球:地球的物理特征(质量密度重力压力磁性热量),重力:伽利略第一个测定了重力加速g=9.8(故事:两个铁球同时着地)重力重力场及变化规律重力随纬度+而+,随高度+而-,(故事:从北极买东西,回国后重量如何变化?)地球内部压力:决定于地层厚度、平均密度和平均重力.地表到地心压力+.海底玄武岩的的密度比陆地花岗岩大.,一、地球:地球的物理特征(质量密度重力压力磁性热量),1磁场和地磁场:2吉尔伯特关于地球南北磁极的解释.3地磁三要素:磁倾角、磁偏角、磁场强度4罗盘的作用和原理5地磁性的作用:罗盘、探矿、预报灾害6磁暴现象,一、地球:地球的物理特征(质量密度重力压力磁性热量),地热:地球内部的巨大能量地热梯度:平均值为3摄氏度/100米(向下增加)地表热量主要来自太阳辐射热,随纬度高低、海陆分布、季节变化、昼夜更替、植被覆盖而变化地球内部热量主要来源于放射性元素衰变,同时也和构造运动的机械能、化学能、重力能和地球旋转能等有关.,一、地球:构造(外圈:大气圈,水圈和生物圈,内圈:地壳,地幔和地核),大气圈的主要组成气体大气圈的结构:对流层、平流层、中间层、热层、外层水圈:所有的物理水和化学水,总水量水循环,地表水和地下水生物圈:生命活动领域及居住的环境整体主要由生命物质、生命生成性物质、惰性物质生物圈存在的基本条件,一、地球:构造(外圈:大气圈,水圈和生物圈,内圈:地壳,地幔和地核),地壳(莫霍面)地壳分为陆壳和洋壳,土壤,地幔:中间固体层,火山喷发,地核:外地核和内地核,地核的主要成分是铁.,一、地球:地球的年龄(年龄地质年代),地球的年龄:计算方法和原理,46亿年放射性物质的半衰期距今40亿年前后,地壳已经形成地质年代:划分依据:岩石,地壳运动,古生物化石,同位素化石层序律年代实际划分:(可找到地质年代及生物演化简表,什么年代演化成了什么生物),一、地球:地球的起源(起源地球圈层的形成),地球的起源:盘古开天地和圣经创世说关于渐变和灾变的两个学说多数人认为地球早期是个熔融体,经过几十亿年的地质深化,至今保持着它的热量.地球圈层的形成:因密度高低而分层聚集,因分异作用形成圈层构造.最早的10亿年称为天文时期,是原始大气和水圈的产生阶段,后面30亿年为地质时期.,二、地壳运动,1海陆的起源2海底扩张3板块构造,二、地壳运动:海陆的起源(海陆分布大陆漂移说),地球上海陆分布:地球总表面积?大陆面积?29%,海洋面积?71%;大陆最高点和最低点.海洋最低点?北半球大陆多,南半球海洋多海陆布局的规律:海陆固定论和大陆漂移说魏格纳的大陆漂移说:古地磁的证据和其它证明,使之成为大地构造研究的新基础,二、地壳运动:海底扩张(海底三大发现/地幔对流说/海底扩张说),海底三大发现:全球裂谷系及海底大断裂海底地磁异常与磁条海底热流异常地幔对流说:地球深处的固体地幔可以发生对流(英国学者提出)海底扩张说:地幔物质导致岩浆上涌而形成新的洋壳.美国科学家迪茨著文称大陆洋盆等地壳的演化称为”海底扩张”.,二地壳运动:板块构造(转换断层板块构造学说),验证海底扩张的三大证据:转换断层洋底磁异常深海钻探发现洋底断裂带威尔逊提出转换断层学说板块构造学说的起源及其发展板块的划分:六大板块或八大板块小板块,二、地壳运动:板块构造说,板块构造学说的作用研究和预报火山喷发及地震带来丰富的金属矿产资源寻找石油和天然气(李四光利用板块构造学说找到了大庆油田),三、资源,1资源概述2大气资源3土地资源4矿产资源5水资源6能源资源7海洋资源8生物资源,三、资源:概念认识及新的资源观,资源:一切可被人类开发和利用的物质能量和信息的总称,本讲座中专指自然资源我国自然资源总体特征:人类对资源的认识:劳力经济阶段;自然资源阶段;知识经济阶段天命论/决定论/或然论/征服论/协调论新的资源观:系统观/辩证观/层次观/开放性/动态平衡观/价值观/法制观/发展观,三、资源:大气资源(组成结构演化大气资源),大气组成:主要成分是N和O,稳定组分和不稳定组分关于CO2在自然界中的作用,自然界中的碳平衡和温室效应大气的结构:对流层平流层中间层热层外逸层20亿年前的氧革命,光合作用大气资源:生命不可少,风,风力,三、资源:土地资源(概述/分类/特点),土地是基本自然资源和根本的生产资料具有一定可再生能力退化土地资源的分类:分类依据:自然属性社会经济属性综合性我国土地资源的特点一多三少(总量多类型多,差异大/山地面积大人均耕地少高质量耕地少,可开发后备资源少),中国土地日6-25,三、资源:矿产资源（种类/特点/开采利用及保护),矿产资源的概念分类:金属矿产,非金属矿产,能源矿产特别:有限性/分布不平衡/产出条件复杂开发利用和有限性的矛盾保护的定义:合理开发保护/全程控制/环境保护性开发,三、资源:水资源(生命之水,重要作用,保护利用),水的重要性:生命之水,中国水周3月22日-28日,世界水日:3月22日水资源作用:调节气候/塑造地表形态/物质运输/生物组成部分/最基本物质基础珍惜水资源,保护水环境措施:提高水利用效率,开辟第二水源(中水)调节水源,可靠供水(造水库/调水/蓄水/淡化海水/冰山/治污水/利用地下水),三、资源:能源资源(分类/世界和中国的能源状况/节能降耗/开发新能源),能源分类:1-2-3-4能源状况:世界上能源消费不断增长,但增长模式不同,发展中国家增长快,消费结构趋向优质化,但地区差异较大,比较丰富,但能源贸易及运输压力较大.中国能源状况:人均相对不足,质量较差,分布不平衡,生产与消费不平衡,能源分布与消费分布脱节节能降耗:粗放式增长已走到尽头.节能潜力巨大,开发新能源:太阳能/核能/风能/海洋能/生物质能/地热能/氢能,三、资源:海洋资源(生命摇篮/资源宝库/中国海洋资源态势),海洋是生命的摇篮(从水生到陆生)资源宝库:种类繁多,潜力巨大,开发难度大我国海洋资源态势:海岸线长,海域辽阔多产业组成的海洋经济体系我国存在一些问题(人均少,优势不足,开发不足,海洋污染,国际争端复杂),三、资源:生物资源(分类/特点/多样),分为植物/动物和微生物资源特点:系统性/再生性/地域性/有限性主要生物资源:森林资源+草地资源+农作物资源+动物资源+微生物资源动物与人类关系密切:物质资源/医药原料/衣着原料/传播花粉,四、环境,1自然环境2自然灾害3环境问题,四、环境:自然环境(环境/自然环境/地貌环境),环境:自然环境/经济环境/社会环境自然环境(地理环境):岩石土壤水大气生物常见地貌环境:大陆与岛屿,山脉与高原,森林与沙漠,丘陵与盆地,平原,海洋,河流与湖泊我国主要的山脉,高原,盆地,平原,河流,湖泊名称及位置.,四、环境:自然灾害(特点/分类/典型自然灾害及减灾防灾),特点:危害性/意外性/并发性/区域性分类:气象灾害,地质灾害,海洋灾害,生物灾害,宇宙灾害典型的地质灾害:火山地震:四大火山带和四大地震带台风龙卷风水旱灾害生物灾害减灾防灾:测/防/治/救,四、环境:环境问题(全球环境问题/产生原因/世界地球日及主题),全球环境问题:大气污染,水污染,温室效应和全球变暖,臭氧层破坏,土地沙漠化,物种灭绝,淡水短缺,水土流失,垃圾成灾全球环境问题主要原因:人口压力,资源不合理利用,片面追求GDP提高环保意识,促进可持续发展:4.22地球日,6.5世界环境日,9.16保护臭氧层日,五、海洋技术,1海洋矿产资源开发技术2海洋生物资源开发技术3海洋化学资源开发技术4海洋淡水资源开发技术5海洋能源资源开发技术6海洋空间资源开发技术,五、海洋技术:海洋矿产资源开发技术(海底石油和天然气,大洋锰结核,海底热液矿藏),海底石油和天然气:大陆架和大陆坡海底石油和天然气的形成及储油构造大洋锰结核:金属成分组成,可再生性海底热液矿藏:又称重金属泥海滨沙矿:重要材料,很多贵金属,储量最大的是石英矿.,五、海洋技术:海洋生物资源开发技术(食物开发/药物开发),海洋食物开发(海洋捕捞,海洋增养殖)海洋药物开发(生物技术的发展,活性物质,例证等)海洋农场和海洋牧场,五、海洋技术:海洋化学资源开发技术