地球科学概论 宇宙中的地球.

1、第一章第一章 宇宙中的地球宇宙中的地球 1 1 宇宙宇宙 2 2 银河系与太阳系银河系与太阳系 3 3 地球的形态和特征地球的形态和特征第一章第一章 宇宙中的地球宇宙中的地球 第一节第一节 宇宇 宙宙宇：宇：是空间的概念，代表无边无际是空间的概念，代表无边无际宙：宙：是时间的概念，代表无始无终是时间的概念，代表无始无终宇宙宇宙：是无限空间和无限时间的统一：是无限空间和无限时间的统一, , 是天地万物，是天地万物，是物质世界。是物质世界。第一节第一节 宇宇 宙宙一一 宇宙中的天体和物质宇宙中的天体和物质 宇宙的统一性在于它的物质性，其物质存在形式多宇宙的统一性在于它的物质性，其物质存在形式多种多

2、样种多样:一部分：一部分：以电磁波、星际物质（气体和尘埃）等形式以电磁波、星际物质（气体和尘埃）等形式另一部分：另一部分：则聚集成团，表现为各种实体如地球、月则聚集成团，表现为各种实体如地球、月球、行星、恒星以及星云等。球、行星、恒星以及星云等。天体：天体：通常把包括通常把包括星际物质星际物质和各种和各种聚集实体聚集实体在内的在内的宇宇宙星体宙星体统称为天体统称为天体一一 宇宙中的天体和物质宇宙中的天体和物质（一）恒星（一）恒星 1 概念概念：是宇宙中最重要的天体，是由是宇宙中最重要的天体，是由炽热气体炽热气体组成、组成、能自身能自身发光发光的球形或类似球形的天体，主要成分为的球形或类似球形的

3、天体，主要成分为氢氢，其次为，其次为氦氦。 由于恒星间的距离太遥远，在短时间内用肉眼难以观察出它由于恒星间的距离太遥远，在短时间内用肉眼难以观察出它们之间的相对位置变化，因此有们之间的相对位置变化，因此有“恒星恒星”之称之称。其实它们也在运。其实它们也在运动和变化。动和变化。最新研究发现，太阳热量输出在增强，地球总趋势在最新研究发现，太阳热量输出在增强，地球总趋势在变热。变热。 （一）恒星（一）恒星 2 特点特点：恒星一般具有以下特征恒星一般具有以下特征 （1）质量大质量大：一般为太阳质量的一般为太阳质量的0.110倍倍 （2）能发光能发光：由于质量大，内部受到高温高压的作用，从而由于质量大，

4、内部受到高温高压的作用，从而导致导致氢聚变为氦氢聚变为氦的热反应，并的热反应，并以发光形式释放能量以发光形式释放能量。 （3）距离远）距离远：恒星间的距离都非常遥远，太阳是距离地球最恒星间的距离都非常遥远，太阳是距离地球最近的恒星，而太阳光到达地球需近的恒星，而太阳光到达地球需8分钟分钟, 距太阳最近的恒星距太阳最近的恒星半半人马座人马座星（比邻星）所发出的光到达地球则需星（比邻星）所发出的光到达地球则需4.3年年4.3 l.y. （4）具有亮度具有亮度：把把在地球上用肉眼观察到恒星的明亮程度称在地球上用肉眼观察到恒星的明亮程度称为亮度，一般来说，一等星比六等星亮为亮度，一般来说，一等星比六等

5、星亮100倍。亮度每差一等相倍。亮度每差一等相当于当于2.5倍。倍。（一）恒星（一）恒星 3 恒星的种类恒星的种类：据光度等级据光度等级可划分为可划分为 4 种：种：（1）恒星：）恒星：把光度在短时间内几乎不变的大多数恒星把光度在短时间内几乎不变的大多数恒星称为恒星，如太阳属此类。称为恒星，如太阳属此类。（2）变星：）变星：把光度在几年、几日甚至几小时内发生明把光度在几年、几日甚至几小时内发生明显变化的、特别是周期性变化的恒星称为变星。变星可显变化的、特别是周期性变化的恒星称为变星。变星可分为三类：分为三类：几何变星、脉动变星、爆发变星。几何变星、脉动变星、爆发变星。几何变星几何变星：因因几何

6、位置变化而发生变光现象的变星。几何位置变化而发生变光现象的变星。脉动变星脉动变星：因星体本身周期性膨胀和收缩而使得光度因星体本身周期性膨胀和收缩而使得光度发生变化的变星发生变化的变星 。爆发变星爆发变星：因星体本身的爆发而使得光度突然因星体本身的爆发而使得光度突然增强的变星，进一步可分为新星和超新星。增强的变星，进一步可分为新星和超新星。 新星：新星：普通爆发的变星普通爆发的变星 超新星：超新星：比新星爆发更为剧烈的变星。比新星爆发更为剧烈的变星。有的学有的学者认为超新星的爆发是恐龙灭绝的原因之一。者认为超新星的爆发是恐龙灭绝的原因之一。（3 3）巨星：）巨星：指体积大、密度低而具有很高光度的

7、恒星。指体积大、密度低而具有很高光度的恒星。（4 4）白矮星：）白矮星：指体积小、密度高而具有很低光度的恒星。指体积小、密度高而具有很低光度的恒星。 巨星和白矮星都是恒星演化的晚期阶段的产物巨星和白矮星都是恒星演化的晚期阶段的产物白矮星白矮星天琴座环状星云天琴座环状星云一一 宇宙中的天体和物质宇宙中的天体和物质（二）星际物质、星际云和星云（二）星际物质、星际云和星云 1 星际物质星际物质：是指是指弥漫于星际空间中极为稀薄的物质，可分为弥漫于星际空间中极为稀薄的物质，可分为星际气体和星际尘埃。星际气体和星际尘埃。（1）星际气体：）星际气体：以以氢氢为主，其次为为主，其次为氦氦，呈原子、分子、电子

8、或，呈原子、分子、电子或离子状态。离子状态。（2）星际尘埃：）星际尘埃：指微小的固体质点，占星际物质总质量的指微小的固体质点，占星际物质总质量的10，主要为主要为水、氨水、氨和和甲烷甲烷的的冰状物冰状物。2 星际云星际云：星际物质密度超过星际物质密度超过101000个质点个质点cm3的区域称为的区域称为星际云。星际云。3 星云星云：天空中一切天空中一切云雾状天体云雾状天体都称为星云，由星际气体和星际都称为星云，由星际气体和星际尘埃组成尘埃组成。 天鹅座猫眼星云天鹅座猫眼星云天空之眼天空之眼 沙漏星云沙漏星云在南天极附近在南天极附近 一环套一环的复杂结构一环套一环的复杂结构二二 天体系统和河外星

9、系天体系统和河外星系1 天体系统：天体系统：宇宙中的天体按照一定的规律运动并相互吸引、绕宇宙中的天体按照一定的规律运动并相互吸引、绕转，形成不同层次的系统称为天体系统。转，形成不同层次的系统称为天体系统。如月球和地球构成如月球和地球构成地月地月系系，地球与其他行星围绕太阳公转构成高一级的天体系统，地球与其他行星围绕太阳公转构成高一级的天体系统太阳太阳系，系，更高一级为更高一级为银河系银河系。而而宇宙宇宙是最高一级的天体系统。是最高一级的天体系统。2 河外河外星系：星系：银河系之外许许多多与银河系规模相当的天体系统银河系之外许许多多与银河系规模相当的天体系统称为河外星系或星系称为河外星系或星系第

10、二节第二节 银河系与太阳系银河系与太阳系一一 银河系银河系1银河系银河系: :是一个由大约是一个由大约1400亿亿颗恒星和大量星际物质组成的颗恒星和大量星际物质组成的天体系统，侧面看呈天体系统，侧面看呈中间厚中间厚边边缘薄的扁饼形，直径缘薄的扁饼形，直径10万万l.y.。2 银核银核：银河系中心外凸部分。银河系中心外凸部分。3 银盘银盘：银核外侧较薄的部分。银核外侧较薄的部分。4 银道面银道面：银盘中心的平面。银盘中心的平面。 银河系内所有天体大体上顺银河系内所有天体大体上顺着银道面绕核心作飞快的旋转着银道面绕核心作飞快的旋转运动，这种运动称为运动，这种运动称为银河系银河系自转自转。 银银河河

11、系系 银银河河系系 二二 太阳系太阳系 1 太阳系太阳系：以太阳为中心存在着一个受太阳引力支配的天体系以太阳为中心存在着一个受太阳引力支配的天体系统称为太阳系。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳统称为太阳系。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的系的99.87，并发出光和热。，并发出光和热。 围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星由内向由内向外依次为外依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星星和冥王星，以及众多，以及众多小行星小行星（主（主要分布于火星和木星

12、之间）、要分布于火星和木星之间）、卫星、彗星卫星、彗星和和陨星陨星等。等。 二二 太阳系太阳系 1 太阳系太阳系： 太阳是银河系中的一颗太阳是银河系中的一颗中等恒星中等恒星，它位于距银河系中心约，它位于距银河系中心约3 3万万l.yl.y的银盘内，太阳附近银盘厚度约的银盘内，太阳附近银盘厚度约3000l.y3000l.y，太阳距银道面约，太阳距银道面约26l.y26l.y，几乎就在银道面上。，几乎就在银道面上。 二二 太阳系太阳系 2 黄道面：黄道面：太阳系中行星的分布和运转几乎都在一个共同的平太阳系中行星的分布和运转几乎都在一个共同的平面上，这个平面称为黄道面。面上，这个平面称为黄道面。 地

13、球的形态、大小和表面特征地球的形态、大小和表面特征一一 地球的形状和大小地球的形状和大小 形状：形状：象一个象一个“梨子梨子”，赤道半径比，赤道半径比两极半径大两极半径大21.36km，（分别为，（分别为6378.1km和和6356.8km），且南半球要比），且南半球要比北半球北半球“膨大膨大”一些，南极内凹约一些，南极内凹约30m，北极外凸约北极外凸约10m。 体积：体积：1.08321012km3 表面积：表面积：5.1007108km2（5.1亿亿km2） 质量：质量：（5.97420.0006）1024kg （60万亿亿吨）万亿亿吨）地球的形状和大小地球的形状和大小v赤道半径赤道半径

14、6378kmv两极半径两极半径 6356kmv平均半径平均半径 6371kmv扁率扁率 1/298v赤道周长赤道周长 40075v子午线周长子午线周长 40008v表面积表面积 5108km2v体积体积 10832108km3 地球的表面形态地球的表面形态v陆地面积为陆地面积为1.49108km2占地球表面积的占地球表面积的29.2v海洋面积为海洋面积为3.61108km2，占地球表面积的，占地球表面积的70.8 v地表的最高点在亚洲喜马拉雅山脉的珠穆朗地表的最高点在亚洲喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰，海拔玛峰，海拔8848.13m v最低点位于太平洋西侧的马里亚纳海沟，在最低点位于太平洋西侧的马里

15、亚纳海沟，在海面以下海面以下11034m v最大垂直起伏约最大垂直起伏约20km 第三节第三节 地球的形态、大小和表面特征地球的形态、大小和表面特征二二 地球的表面特征地球的表面特征 （一）大陆的地形特征（一）大陆的地形特征 可分为可分为 5 5 种地形：种地形：山地、丘陵、平原、高原、盆地山地、丘陵、平原、高原、盆地 1 1山地（山地（mountainsmountains）: : 指海拔在指海拔在500m500m以上的隆起高地。按高以上的隆起高地。按高程和地形起伏特征可分为程和地形起伏特征可分为3 3类：类：5005001000m1000m称为称为低山低山，100010003500m3500

16、m为为中山中山，3500m3500m以上称为以上称为高山高山。 大陆上最典型的地形特征为山系的发育。大陆上最典型的地形特征为山系的发育。山脉（山脉（Mountain Range）：线状延伸的山体。：线状延伸的山体。山系（山系（Mountain System）：）：成因上有联系的若干山脉的综合体成因上有联系的若干山脉的综合体 世界上的两大山系：世界上的两大山系： 阿尔卑斯阿尔卑斯喜玛拉雅山系喜玛拉雅山系：横贯亚洲、欧洲南部和非洲北部：横贯亚洲、欧洲南部和非洲北部地带，大致呈东西向展布。地带，大致呈东西向展布。 环太平洋山系环太平洋山系：沿太平洋两侧展布。：沿太平洋两侧展布。 二二 地球的表面特征

17、地球的表面特征 （一）大陆的地形特征（一）大陆的地形特征 2 丘陵丘陵（Hill）：海拔低于海拔低于500m或相对高差在或相对高差在200m以下的高以下的高地，如胶东丘陵。地，如胶东丘陵。 3 平原（平原（Plain）：海拔低于海拔低于200m、宽广平坦的地区称为平原，、宽广平坦的地区称为平原，如华北平原，松辽平原。世界上最大的平原是的如华北平原，松辽平原。世界上最大的平原是的亚马逊平原亚马逊平原，面，面积（积（560万万km2）。）。 4 高原（高原（plateau）：）：海拔海拔500600m以上，相对高度较高，以上，相对高度较高，面积较宽广，内部起伏小的地区。如我国面积较宽广，内部起伏小

18、的地区。如我国青藏高原青藏高原海拔在海拔在4000m以上，是世界上最高的高原，而世界上最大的高原以上，是世界上最高的高原，而世界上最大的高原巴西高原巴西高原，面积面积500万万km2。 5 盆地（盆地（Basin）：陆地上中间低、四周高的地貌单元，我国陆地上中间低、四周高的地貌单元，我国最大的内陆盆地为最大的内陆盆地为塔里木盆地塔里木盆地，50万万km2。世界上最大的盆地是。世界上最大的盆地是非洲的非洲的刚果盆地刚果盆地。二二 地球的表面特征地球的表面特征（二）海底地形（二）海底地形 主要有主要有大陆边缘、大洋中脊大陆边缘、大洋中脊和和大洋盆地大洋盆地三大地形单元三大地形单元 1 大陆边缘：大

19、陆边缘：大陆与大洋之间的宽广地带，包括大陆与大洋之间的宽广地带，包括 5 种地形单元种地形单元 ：（1 1）大陆架（）大陆架（2 2）大陆坡（）大陆坡（3 3）大陆基）大陆基 （4 4）岛弧）岛弧 （5 5）海沟）海沟 （1）大陆架：）大陆架：是指大陆的水下延伸部分。是指大陆的水下延伸部分。 特点：特点：海底坡度平缓，平均海底坡度平缓，平均0.10，一般小于，一般小于0.30，水深平均，水深平均130m，最深达，最深达550m，一般，一般200m。 （二）海底地形（二）海底地形 （2）大陆坡：）大陆坡：大陆架外缘坡度明显变陡的部分。大陆架外缘坡度明显变陡的部分。 特点：特点：坡度陡，平均坡度坡

20、度陡，平均坡度4.250 ，水深，水深2000m，大陆坡上发育大陆坡上发育海底峡谷。海底峡谷。（二）海底地形（二）海底地形 1 大陆边缘：大陆边缘： （1）大陆架（）大陆架（2）大陆坡：）大陆坡： （3）大陆基：）大陆基：大陆坡基部由陆缘碎屑堆积而成的坡度介于大陆大陆坡基部由陆缘碎屑堆积而成的坡度介于大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带。坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带。（无海沟）（无海沟） 特点：特点：坡度坡度535，水深，水深20005000m，主要由陆缘碎屑堆，主要由陆缘碎屑堆积而成。积而成。 第三节第三节 地球的形态、大小和表面特征地球的形态、大小和表面特征（二）海底地形（二）海底地形 1 大

21、陆边缘：大陆边缘： （1）大陆架（）大陆架（2）大陆坡（）大陆坡（3）大陆基）大陆基 （4）岛弧：）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、呈弧形展布的是大洋边缘外侧延伸距离很长、呈弧形展布的岛链。岛链。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。（4）岛弧：）岛弧：是大洋边缘外侧延伸距离很长、成弧状展布的岛是大洋边缘外侧延伸距离很长、成弧状展布的岛链链。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。如太平洋北部和西部边缘有阿留申、千岛、日本和琉球等。（二）海底地形（二）海底地形 1 大陆边缘：大陆边缘： （1）大陆架（）大陆架（2）大陆坡（）大陆坡（3）大陆基）大陆基 （4）岛弧）岛弧 （5）海沟（）海沟（trench）：是大洋边缘、岛弧外侧巨型的是大洋边缘、岛弧外侧巨型的带状深渊带状深渊，长度常达长度常达1000km以上，宽以上，宽100km，深度多在，深度多在6000m以上，与岛以上，与岛弧平行伴生，两者构成弧平行伴生，两者构成海沟岛弧体系海沟岛弧体系。 （二）海底地形（二）海底地形 1 大陆边缘：大陆边缘：