地球的基本特征

1、 第二章地球的基本特征教学目的与要求认识地球的形状、大小、物理性质；了解地球的内外圈层结构；掌握地质作用。重点：地质作用，圈层结构；难点：地质作用。第一节地球概况一、地球的形状和大小地球不是一个圆球体，而是一个实心椭球体，赤道半径长，两极半径短。（一）对地球形状、大小的认识人类在长期生产实践中，对于地球形状的认识经历了反复曲折的过程。第一级近似：圆球形第二级近似：旋转椭球体第三级近似：大地水准体大地水准面：是指由平均海面所封闭的球体形状。（二）地球大小赤道半径a=6378.137KM两极半径c=6356.752KM平均半径R=6371.004KM长短半径差a-c=21.385KM扁平&=（a-

2、c）/a=1/298.257表面积S=4nr2=510064472KM2体积v=4n徨/3=10832亿KM3地球的形状呈梨形,其实地球确切地说，是个三轴椭球体。地球的平均半径为6371千米。二、地球的表面形态地球表面高低起伏。以海平面为界分为海洋和陆地两大地理单元，海洋面积占70.8%，陆地面积占29.2%。海洋主要分布在南半球，陆地主要在北半球，而且非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、欧洲等大陆的形状均为尖端向南的倒三角形。另外，大西洋东西两岸的海岸线形状十分吻合。大陆平均海拔高度875m，最高8844.43m（8.8km）（珠穆朗玛峰）。大洋底平均深度3729m，最深11034m（马里亚纳海沟

3、）。若将地球表面地形拉平，则地球表面位于现在的海平面以下2.44km。（一）陆地地形特征按照高程和起伏特征，陆地地形可分为山地、丘陵、平原、高原和盆地等类型。1、山地一海拔500m以上，切割度大于200m。呈线状延伸的山体叫山脉。如美州西缘安第斯山脉、喜马拉雅山脉。世界上高大的山脉大多是在地壳活动特别强烈的地带。它们可分为两大地带：一为环太平洋两岸地带；另一为略呈东西向横贯亚洲、欧洲南部、非洲北部的地带(地中海沿岸，即阿尔卑斯-喜马拉雅带)。上述两带是现今地球上火山和地震活动最强烈的地带。由此可见，全球的主要山系基本上是南北方向或东西方向延伸。2、丘陵一海拔低于500m,相对高差小于200m介

4、于山地和平原之间。如我国东南丘陵区、川中丘陵。3、平原一海拔V200m的广阔而平坦的地区。如华北平原、松辽平原。4、高原高原是海拔高程在600m以上、面积较大、顶面较为平坦或略有起伏的地区。5、盆地一一四周为山地或高原、中央低平的地区称盆地。如四川盆地、柴达木盆地。6、洼地一一高程在海平面以下的低洼区。吐鲁番盆地中的艾丁湖。(二)海底地形特征根据海底地形的总体特征,海底大致可分为大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊。1、大陆边缘(continentalmargin)是大陆与大洋盆地之间的过渡地带。由海岸向深海方向,大陆边缘常包括大陆架、大陆坡和大陆基。有时在大陆边缘则出现岛弧与海沟地形。大陆架(con

5、tinentalshelf)是海与陆地接壤的浅海平台，其范围是由海岸线向外海延伸至海底坡度显著增大的转折处。大陆架部分的海底坡度平缓,一般小于0.3,平均约0.1。大陆坡(continentalslope)是大陆架外侧坡度明显变陡的部分。其平均坡度为4.3，最大坡度可达20以上；(3)大陆基(continentalrise)是大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜坡地。坡度通常为535大陆基主要分布于大西洋和印度洋边缘，在海沟发育的太平洋边缘不发育。(4)海沟与岛弧海沟是大洋边缘的巨型带状深渊，其长度常达1000km以上，宽度近100km。深度多在6000m以上。海沟常与岛弧平行伴生。岛弧是大洋边缘延伸

6、距离很长、呈弧形展布的岛群。活动型大陆边缘，陆架、陆坡不宽，缺失陆基；稳定型大陆边缘，陆架、陆坡、陆基环绕着大陆。2、.大洋中脊(midoceanicridge)是绵延在大洋中部(或内部)的巨型海底山脉，它具有很强的构造活动性，经常发生地震和火山活动。大洋中脊在各大洋中均有分布，且互相连接，全长近65000km,堪称全球规模最大的“山系”。大洋中脊轴部常有一条纵向延伸的裂隙状深谷，称中央裂谷。大西洋中脊，中央部有一巨大的裂谷，称中央裂谷。陡，宽数十公里，深1-2km。太平洋洋隆，中央裂谷不发育。洋中脊被一系列横向断裂错开。3、大洋盆地(oceanicbasin)大洋盆地是介于大陆边缘与大洋中脊

7、之间的较平坦地带。大洋盆地主要可分为深海丘陵和深海平原两类次级地形。大洋盆地中常可见规模不大、地势比较突出的孤立高地，称为海山。有些海山呈链状分布，延伸可达上千公里，称为海岭。海山顶部如露出海面以上即成为大洋中的岛屿。三、地球的物理性质（一）密度和压力地球质量5.976X1027g,地球平均密度5.52g/cm3。按实际测得地表岩石的平均密度2.7,地表水的密度为1，故推测地球内部物质的密度较大。地心最大达13。地球内部的压力主要是静压力,是由上覆地球物质的重量所产生的压力。地球内部的密度随着深度的增加而逐渐增加。同时,深度越大,压力越大。（二）重力地面重力随纬度增加而增加,随海拔高度增加而减

8、少,两极重力最大。重力异常由于地球各部分的物质组成和地壳构造不同,因而实际测量的重力值往往与理论值不符,称为重力异常。正异常实测重力值大于理论值,一般为金属矿区,由于物质密度大,对地面物质的引力较大。负异常实测重力值小于理论值,一般为石油,炔,石膏等非金属矿区,物质密度小,引力小。利用重力异常找矿的方法称为重力探矿法。（三）地磁地球是一个球形磁铁,磁力线在地球周围分布,形成一个偶极地磁场。地磁场的南北两极与地理南北两极不重合,地磁极位置也在不断变化。地磁轴与地理轴（地球自转轴）不相重合,两者交角目前约11.5。地磁子午线与地理子午线（经线）之间也就有交角,这个交角叫磁偏角。罗盘指针是地磁南北,

9、指北针偏在经线东边叫做东偏角,符号为正；偏在经线西边叫西偏角,符号为负。用罗盘测方向时应加以校正才能得到地理方向。磁针的空间位置与水平面之间夹角叫磁倾角。磁针与磁力线重合,赤道水平,两极直立。我国地处北半球,南翘北倾,故南针绕有铜丝。使磁针偏和倾的磁力大小的绝对值叫磁场强度。当把地磁场近似地看成是均匀磁化球体产生的磁场,这种磁场叫正常磁场。磁异常：正磁异常实测磁场大于正常磁场f磁性岩体和矿体（如磁铁矿、镍矿、超基性岩、高磁性物质）；负磁异常实测磁场小于正常磁场f低磁性或反磁性矿物和岩石（如金、铜、盐、石油、花岗岩）。（四）地电大地电流的平均密度约为2Akm2，发电厂是以大地作为回路的。电导率随

10、深度增加而增加电暴地电异电法勘探（五）放射性在地表的岩石、水、大气、生物中都有放射性元素存在，但主要集中在地球上部特别是酸性岩浆岩中。238U、235U、232Th、40K、87Rb。放射性的主要表现是放出热量，是地热的主要来源之一（能源）。放射性物探、放射性检测环保。（六）地热地内温度分布状况可分为三个层：1外热层（变温层）地球表层，温度来自太阳热。2常温层（恒温层）内、外热层的分界面，相当于年平均温度。3内热层（增温层）热能来自地球内部，即放射性元素衰变产生的热能。地热异常区（温泉、火山）一热水、发电、医疗。地球的温度：地下100km约为1300C1000km约为2000C2900km约为

11、2700C地心温度约为40006000C地热梯度（深度增加100m所增加的温度）是+2.5/100m。地温极（地热增温级），增加1度所需的米（深度40m）。（七）弹塑性在作用速度快、持续时间短的力的条件下，地球表现为弹性；在作用速度慢、持续时间长的力的条件下，地球表现为塑性。地震波有纵波、横波两种：纵波（p波）一传播介质质点振动方向与波传播方向相同；横波（s波）一传播介质质点振动方向与波传播方向垂直，速度慢，只能在固体中传播。地震波在不同密度和刚性程度的介质中传播的速度不一致；在地下压力很高的情况下，固体物质密度大，波速快；遇到不同物理性状介质的界面时，发生折射与反射；在液体介质横波不能通过，

12、纵波减速。人工地震地震勘探法。深度/千米0650.S地幔波外核内核!0246810124DE20004000地爲波速/千米每秒60006371-50005160内过外低核賢核|第二节地球的结构地球不是均质体，具圈层结构。以地表为界分内圈和外圈。一、地球外部圈层的特征1、大气圈：是地球的最外圈，由空气、水气和尘埃组成，对地表气候分带和生命活动起着很大的作用。（1）根据气温的垂直变化和密度状况，把大气圈自下而上分为五层：对流层：越高越冷平流层：自对流层顶到50km高往上还有：中间层、暖层、散逸层。（2）根据大气成分把大气圈分为均匀层（低层大气）和非均匀层（高层大气）。在100km以下是低层大气，大

13、气由18种气体混合组成，分布均匀，故叫均匀层。主要成分n2、O2，次要成分对地质作用意义较大的有co2、o3、h2o。100公里以上为高层大气，分O2、N2、H2三层，不均匀。2、水圈：地球表面上的海洋、河流、湖泊、冰川以及地下水等可看成是一个包围地球的连续水层，称为水圈。水循环海陆水分之间的交换。水以各种方式对地面（或地下）岩石进行破坏、改造，并把破坏的物质带到另一些地方堆积下来，形成削高补低结果。3、生物圈地球表层生命物质组成的一个封闭的圈层。包括植物、动物、微生物。生长三要素：空气、阳光、水微生物是地质作用的重要因素。二、地球内圈的特征组成地球的8种主要化学元素及其百分比含量元素氧o铁F

14、e镁Mg硅Si硫S镍Ni钙Ca铝Al百分比30.2529.7615.6914.724.171.651.641.32据物探资料推测（地震波、重力）。地球内部有两个最明显的地震波速度变化界面，称为不连续面。莫霍面、古滕堡面、康拉德面（据此划分地壳、地慢、地核）莫霍面位于地表以下数公里一40km土。大洋浅（平均8km）、大陆深（平均33km）。是由南斯拉夫学者莫霍洛维奇（Mohorovicic）于1909年首先发现的，因此被称为莫霍洛维奇面，简称莫霍面。莫霍面之上为地壳、之下为地幔。2古登堡面位于地下2900km深度。横波到这一界面就消失了。以最早（1914年）研究这一界面的美国地球物理学家古登堡的

15、名字命名。古登堡面之上为地幔，之下为地核。3.康拉德面位于地壳内部。表现为纵波速度由6km/s突变为6.6km/s。由此而推断地壳分为密度不同的上、下两层，上层为花岗岩层（硅铝层），下层为玄武岩层（硅镁层）。层圈名称特征地壳岩石圈1是由岩石组成的地球外壳。上部花岗质层（硅铝层）平均密度为2.7g/cm3,下部玄武质层（硅镁层）平均密度为3.3g/cm3。2.大陆地冗平均厚33km（最厚70km）,广泛分布有沉积岩、岩浆岩、变质岩，最老的岩石年龄为38亿年，具有硅铝层和硅镁层大洋地壳平均厚8km（最薄v3km）,主要为玄武岩类及现代沉积物，只有硅镁层没有硅铝层。3是所有地质作用的场所，也是目前地

16、质学研究的主要对象。莫霍面地幔上地幔为坚硬岩石，与地壳共同构成地球外表。60km土共同特征：，为超铁镁质岩石。平均密度：3.5g/cm3软流圈地震横波传播速度明显降低，10%的岩石处于熔融状态，其强度降低、塑性增加，物质发生蠕变，并缓慢流动。是岩浆的发源地，也是构造运动的动力源。250km地震波速迅速增加，物质密度增大由3.64g/cm3增至4.64g/cm3。650km下地幔地震波速平缓增加，密度为5.1g/cm3，化学成分与上地幔相似，铁的含量增加。2900km古登堡面地核外核平均密度10.5g/cm3，地震纵波速度急剧降低横波消失，推测为液态，温度约3000C，压力大于3X1011Pa4

17、642km过渡层纵波速度加快，推测其物质从液态过渡到固态5157km内核纵波突然加速，并出现由纵波转换成横波，表明物质为固态，平均密度12.9g/cm，与陨石相似推测内核物质主要成分为铁、镍，故称为铁镍核。大陆地壳和大洋地壳的主要区别物质成分差异地壳结构差异形成年代差异地壳厚度差异第三节地壳均衡现象地表有高山和深渊、大陆和海洋并存的现象，反映了地壳结构有所不同。1855年前后英国人普拉特和艾利分别提出两种不同的均衡作用模式。1普拉特模式：地壳下面存在一个均衡面，均衡面以下的物质密度是均一的，均衡面以上的物质密度不均一。为了保持均衡面上物质的均衡，密度小的地方地势高，密度大的地方地势低。2艾利模

18、式：艾利认为地下没有哪一种岩石能够承受得起高山这样的重量，高山之下的岩石势必被压碎而侧向迁移，高山底部同时应往下沉。所以，艾利认为地壳均衡面以上物质密度相同，但均衡面深度不等，即均衡面不是水平的而是起伏的，从而达到均衡。3地壳的真实情况应该是普拉特和艾利两种学说相结合高原和山岳上部质量的剩余就被深部质量的不足所抵销。大洋盆地中直接出露的硅镁层和地幔略向上凸，使其下部质量剩余，补偿了上部（水体部分）的质量不足，从而保持了各个地区地壳在重力上的均衡，这就是地壳均衡现象。地壳均衡现象是一种动态平衡。暂时的、相对的、有条件的。地质作用总是在破坏这种均衡状态。北欧斯堪的纳维亚半岛，近9万年以来，冰川消融，已第四Boom地目前前仍在在作升用一、地质作用就是形成和改变地球的物质组成、外部形态特征与内部构造的各种自然作用。它分为内力地质作用与外力地质作用两类。（1）内力作用：主要以地球内热为能源，并主要发生在地球内部，包括岩浆作用、地壳运动、地震、变质作用等。（2）外力作用：主要以太阳能以及日月引力能为能源，并通过大气、水、生物因素引起，包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用等。二、地质作用的能量来源1、地内热能（放射性热能、压缩热