第四纪基本概念与学科发展问题分解PPT课件

1、第1页/共76页本课本课程内程内容结容结构构第2页/共76页本本课课程程内内容容结结构构第3页/共76页研究专题过程和机制；记录（深海沉积、黄土、冰芯、湖泊沉积、石笋、树木年轮等）过程和机制（海岸演变 、海面变化、古海洋学）江河、湖泊、沙漠演变的过程和机制第4页/共76页研究专题青藏高原隆升及其环境效应植被和生态环境演化研究进展人类（现代人）起源研究进展第5页/共76页研究专题第四纪研究与可持续发展年代学技术发展；模拟与预测进展；3S3S技术应用进展第6页/共76页第一篇第一篇 基础篇基础篇第一章 绪论第四纪基本概念与学科发展问题 刘东生院士第13届INQUA主席INQUA(国际第四纪研究联合

2、会)International Union for Quaternary Research第7页/共76页刘东生院士在章丘洛庄汉墓发掘现场第8页/共76页刘东生院士在城子崖博物馆第9页/共76页本章的目的和要点了解第四纪学科第四纪的定义、基本特征和年代划分第四纪学科的发展和特点、第四纪研究的内容和意义第四纪学科的基本概念第四纪的基本概念第四纪研究与全球变化研究第四纪研究的扩充概念第10页/共76页一、第四纪术语的由来 二、第四纪的基本特征 三、第四纪底界年代的确定四、第四纪内部年代划分第11页/共76页“第四纪”是一个地质时代的名称，指最近两三百万年以来直至当前的这段时间，也即地球发展史上最新

3、的一个“纪”。 第12页/共76页 问题1 地球历史有多长? 划分为哪几个“代”?第13页/共76页地质时间单位和年代地层单位 问题2你知道有哪些地质时间单位和年代地层单位?单单位位一一级级二二级级三三级级四四级级五五级级六六级级时时间间单单位位宙宙代代纪纪世世期期时时地地层层单单位位宇宇界界系系统统阶阶时时带带第14页/共76页新生代地质时代划分 问题3谁能说出新生代有几个“纪”?全新世 Holocene更新世 Pleistocene上新世 Pliocene中新世 Miocene渐新世 Oligocene始新世 Eocene古新世 PaleoceneMa BP0.011.85.022.538

4、5465第四纪Quaternary新第三纪Neogene老第三纪Eogene第15页/共76页 G. Arduino(1750) 把意大利北部地层划分为原始纪、第二纪、第三纪 。 第16页/共76页Z.Desnoyers(1829) 把巴黎盆地第三纪地层上部松散未胶结的最新堆积物定为第四纪地层 。 第17页/共76页H.Reour(1833) 进一步明确第四纪地层中包含大量现代种属的动植物化石 。 第18页/共76页C. Lyell(1833) 地质学原理一书明确定义第三纪和第四纪并提出、 。 第19页/共76页IGC (1881) (International Geological Cong

5、ress )第二届国际地质大会审议通过以“”作为年代名称，以“”作为地层名称 。 第20页/共76页第21页/共76页直接联系最新“直接联系” 第四纪的沉积过程至今继续在形成新的沉积物，第四纪的构造运动至今继续在活动并引起种种问题，第四纪的生物大多至今仍生活在地球上但是正面临严重的灭绝威胁。“最新” 历时短暂；现况研究；精细研究 第22页/共76页变冷消长 “变冷”晚新生代大冰期、大规模冰流；“消长”冰期- -间冰期交替。 第23页/共76页出现发展 人类发展史是使第四纪截然区别于其它地质时代的最为深刻的原因。 第24页/共76页 地壳运动进入了一个新阶段，以强烈的断块升降为特征。 第25页/

6、共76页 主要有56种(人类、冰川、动物、有孔虫等生物演变、温度等)，各种标准之间、各地之间时间都不一致。 第26页/共76页各地开始时间不一致；对冰川遗迹的认识不一致。问题4南极大冰原是什么时候形成的?南极东部14001100万年前，格陵兰320万年前，北极海冰300万年前，北美北欧250万年前。第27页/共76页问题5人类是什么时候出现在地球上的?不断有新的发现，从100万年推前到至少500万年。2002年Nautre, 乍得600多万年。第28页/共76页，国际公认的标准(IGC ，1948)，具有全球一致性和可对比性。第29页/共76页 1.601.80 MaBP INQUA (198

7、2)建议，IGC (1984)通过。 2.402.50 MaBP 中国黄土堆积的底界，中国大多数学者倾向这一标准。3.003.50 MaBP 第30页/共76页 “四分”全新世晚更新世中更新世早更新世符号Q4Q3Q2Q1INQUA(1987)10 KaBP128 KaBP730 KaBP第31页/共76页一、第四纪学科发展 二、第四纪研究的基本特点 三、第四纪研究的主要内容四、第四纪研究的意义 第32页/共76页第四纪地质第四纪环境 第四纪科学 第33页/共76页初期的第四纪地质学以地壳表层松散堆积物为主要研究对象，以地层学为基础，是一门描述地壳组成物质最新发展过程的地质学分支学科 。 第34

8、页/共76页经过100多年的发展，第四纪地质学已从最初的“”三大传统地质课题的范畴，从一门单一学科，繁衍成为一个很大的“学科家族” 。例如 冰川学、气候地层学、古气候学、古海洋学、古水文学第35页/共76页 古脊椎动物学、古人类学、微体古生物学、古土壤学、古生态学 火山学、地震地质学、现代岩石圈动力学 砂矿地质学、工程地质学、水文地质学、环境地质学、农业地质学、城市地质学第36页/共76页 以第四纪地质学为，是第四纪地质学的；以第四纪时期人类与环境发展过程和机制为；是一门新兴的 。 第37页/共76页 历史过程与现代过程的统一 统一的全球环境系统 第38页/共76页第四纪学历史过程地壳物质历史

9、与现代的统一统一的全球环境系统现代过程生存环境第39页/共76页 人类学气象学 海洋学考古学生物学地球化学地球物理工程地质 土壤学 水文学第40页/共76页Quaternary Research杂志 编委会顾问的专业组成 人类学与考古学、植物学与孢粉学、地球化学与地球物理学、地质年代学、地理学与地貌学、冰川学、古气候学、古生态学与动物地理学、古生物学、第四纪地质学、第四纪海洋学、土壤学等20多个学科第41页/共76页学会机构 下设11个专委会 地质、地理、古生物、动物、植物、土壤、人类、考古、地球物理、地球化学、工程地质。 下设11个专委会 黄土、全新世、地层、海岸线、珊瑚礁、新构造、第四纪年

10、代学、环境考古、应用第四纪、热带亚热带环境、第四纪教学 第42页/共76页新技术不断渗入 AMS()在14C测年中的应用 几克几毫克，1个/17小时40个/24小时，4-5万年7-8万年。LA-ICPMS()可测定单粒火山灰所含痕量元素，结合钾氩法年龄测定，可获得1毫米厚的薄层火山灰的年龄值。VLBI() 水平1cm/a第43页/共76页第四纪科学正迅速地向着的方向发展。(纹泥、瓣鳃类、冰芯)问题6 地质学的基本信条是什么?第44页/共76页-A. Geikie (1905)第45页/共76页第46页/共76页 第四纪时期人类、生物界以及各种物理环境因子的演化历史和相互作用机制 第47页/共7

11、6页 具体内容 沉积物与地层研究地壳运动研究气候变化与大气环境研究古海洋与大陆水环境研究生物演化与古人类研究宇宙因素对地球环境影响研究技术手段研究岩石圈Lithosphere大气圈 Atmosphere水 圈Hydrosphere生物圈Biosphere宇宙圈Cosmosphere第48页/共76页 中国科学院海洋研究所研究员第49页/共76页 揭示人类生存环境演变的历史过程和变化规律，为现代环境整治和未来环境预测提供背景材料和参照系，进而推动地球系统科学(ESS)和系统地球观的发展。 第50页/共76页环境是一种动态过程，认识当前环境的基本标准就是“定位”，就是确定其时空位置，即了解它的“来

12、龙去脉”。如何定位? 仅有一个点不行，没有参照系不行。“过去的变化历史”就是“来龙” ，就是参照系，就是第四纪研究的第一要务。第51页/共76页时 间温 度过去未来?第52页/共76页ESS ( )的创立具有十分深远的科学意义和哲学意义。ESS强调将地球各种相互作用的组成部分作为一个统一的整体，作为一个完整的系统来进行综合研究，势必导致一场以“系统地球观”为标志的。在这一进程中，以综合研究为基本特征的第四纪研究可以发挥很大的作用。第53页/共76页正在发展之中的系统地球观包含三个基本成分 人类与自然统一的；地表与地内各圈层统一的；地球与地外天体统一的。人类对地球的认识经历过两次革命三个阶段。早

13、期神创地球观(静止的地球观)；18世纪末，以均变论和进化论的创立为标志，发展起变化的地球观；20世纪60-70年代，以板块学说和全球构造理论的确立为标志，形成海陆统一的地球观。第54页/共76页 在建设性环境研究方面，为工程建设和发展规划提供科学依据；在灾害性环境研究方面，为减灾防灾服务。 第55页/共76页指导第四纪矿产资源的勘探开发；为环境资源合理开发和保护提供科学依据。 问题7 第四纪矿产主要有哪些?砂矿(金属、非金属)、建材(砂石、粘土)、盐矿(氯化钠、氯化钾、芒硝等)、地下水(淡水、卤水)、燃料(泥炭、天然气)第56页/共76页 抽水引起的地下水资源枯竭和地面沉降。 我国30多个城市

14、发生区域性地面沉降。19591988年29年市区地面平均沉降1.75米(平均每年6.03厘米)，按此速度，只需17年大部分市区将降到平均海面以下。 地区50年代以来形成的地面沉降漏斗面积4700平方公里(3mm/a等值线圈闭，中心均大于7mm/a)，预测到2050年低于高潮位的面积较今大3.21.8 倍。第57页/共76页主要杂志主要英文杂志 Quaternary ResearchQuaternary Science ReviewJournal of Quaternary SciencePalaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology主要中文杂

15、志 第四纪研究海洋地质与第四纪地质第58页/共76页第59页/共76页一、全球变化研究计划二、第四纪研究在全球变化研究中的地位和任务 第60页/共76页第61页/共76页科学目标第62页/共76页计划时间第63页/共76页核心和意义第64页/共76页 计划背景第65页/共76页 计划内容核心计划 - Atmospheric Chemistry - Terrestrial Ecosystem - Vegetation & Hydrology - Land-Ocean Interactions - Global Ocean Fluxes - Ocean Euphotic Zone - Pa

16、st Global Changes - Land Use & Land Cover Change 第66页/共76页框架活动 - Analysis & Modelling - Data & Information - The System for Analysis, Research & Training第67页/共76页 相关计划: : 热带海洋和全球大气计划； 世界海洋环流试验 国际日地计划； 国际岩石圈计划 国际地质对比计划； 人与生物圈计划 地球观测系统计划第68页/共76页第1212届和第1313届INQUAINQUA主席第69页/共76页第70页/共76页第71页/共76页IGBP八个核心计划中与第四纪研究关系最密切的一个。PAST GLOBAL CHANGES第72页/共76页2