地球系统科学.ppt

1、，地球系统科学、地球系统科学用世界统一的整体观、系统观、多时空尺度研究地球系统的整体行为，使人类更好地认识到自己所依赖的环境，更有效地防止和控制突发灾难对人类的危害。地球动力系统开放的地球系统地球权层之间的强大相互作用不可逆转的进化是灾难的各种时间尺度的周期性变化和地球动力系统，地球上的所有物质不断地移动着地球徐璐其他物质的运动。独特的动力学机制地球以30公里/秒的速度围绕太阳公转，公转时间为一年。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧，地球名言)地球的大气层、水权和生物圈不断移动，形成了地球表面的外动力地质作用。岩石圈(地壳)、地幔和地核交换物质和能量，形成复杂的内动力地质作用过程，开放的地球系

2、统，地球和宇宙进行着广泛的物质交换。地球和宇宙之间正在进行能量交换。(太阳辐射能量，宇宙射线)地球的形成和演化是在开放体系中进行的。(地球是宇宙巨大系统的一部分)，地球圈之间强烈的相互作用，地球是由具有强大相互作用(非线性作用)的单位(子系统)组成的复杂系统。地球各卷层的强相互作用耦合和解耦作用是两个相邻蟑螂之间的强相互作用：壳、核、水圈岩石圈、岩石圈大气层不相邻的圈层之间的相互作用：磁场-内外核、岩石圈放气、温度-地幔(地震、厄尔尼诺、拉尼娜、地幔放气)耗散结构论和合作论指出，自然的不平衡约束和非线性动力学机制同时作用于开放的耗散系统，使系统自发从简单到复杂，从无序到有序。一边和灾难，地球的

3、进化是一边和灾难的交替发展。表示稳定器和活跃器的变化。稳定器(平均周期):地球的进化以相对平静有序的特征出现。大气层、水权、生物圈、岩石圈的变化较为平稳。活动期(灾难期):地球的进化出现突变或灾难，表示非常不平衡的无序状态。气候变化，海平面上升，生物灭绝事件，地磁反转，结构运动，岩浆作用，变质作用强，各种时间尺度的周期性变化，60年四大行星力距离效应，地球公转半径变化；“天地的茄子”；固体潮、地震、火山、核-地幔耦合作用等29.8年地球自转速度变化，极移；内核振动周期。11年太阳黑子活动，地球自转速度变化；厄尔尼诺磁暴地震活动较短的周期。一年地球公转一周；每日辐射纪念日变化；生长季节的变化；固

4、体潮。13.1- 14.76日月半月潮；大气超长波变化；半月潮固体潮，余震。1日地球自转一周。复制太阳；半天助手生物钟固体潮。地球内层的耦合和解耦。耦合是指两个系统通过相互作用徐璐影响甚至结合的现象。解耦是指两个系统解除耦合后，各系统自行形成系统的现象。早期地球地幔，地幔基本保持固态。下地幔成分相对均匀，上地幔具有横向和纵向化学成分的不均匀性，表明上下地幔没有经过所有熔融分化，没有经过平衡的演化过程。(威廉莎士比亚，温斯顿，哈利波特斯) (威廉莎士比亚，温斯顿，哈利波特斯)在地球表层，火山密集，同时有相当数量的陨石撞击，40亿年前形成了远视大陆，晶体结构比较松散的铝硅酸盐聚集在地表，形成了大陆

5、地壳。，大陆地壳的形成和生长，地壳的主要增生时期为3018亿年，即新太古古代时代，现在已知的大陆地壳基本上是在牙齿时期形成的。18亿年前，地球内部的热活动比较强，因此垂直方向(地球半径方向)上物质的分化、对流、移动等作用相当激烈。18亿年后，地球内部变冷，岩石可塑性变小，上部地幔顶层和地壳统一的岩石圈合成，其刚度提高，岩石圈板块出现。形成大气层，与此同时，岩浆活动排出的气体(以CO2和H2O为主，包括少量N2)可以形成初步的大气层，形成类似金星、火星的大气层。大气压力相当于现代的300倍，温度可能高达230左右，此后逐渐降温，气体中凝结的水(Cl，SO4离子丰富的水)几乎可以复盖整个地球表面，

6、水的形成，1998年扎恩勒认为地球的水主要是冰(固体的H2O)牙齿丰富的彗星一般认为，大气层和水权(海洋)的85%是44亿年前形成的。平均辩论，18世纪末叶到19世纪初，地质学的创始人霍顿(Hutton，j .17261797)和莱尔(Lyell.C .17971875)表示，这是他们“平均辩论”的主要观点，代表大格辩论，奎比耶(Cuvier.G .17691832)的“大格辩论”在生物进化过程中主张：“缓慢进行的原因不能产生突然的效果。”因此，地球上的生命过程经历了多次可怕的事件。稳定器，地层内连续沉积，地层间综合接触关系地热稳定堆积，热活动薄弱。岩浆活动罕见，很弱。以埋葬变质为主。施工应力逐渐累积和调整，主应力方向不明确，差异应力值小。板块稳定升降，水平位移量减少；岩石变形弱。韵格作用微弱，各天体比较稳定。活跃期，地层沉积间断，地层间角度不统一接触关系，地球内部热能大量释放，岩浆活动，各种变质作用严重。岩石圈内的结构应力猛烈释放，岩石强烈变形，结构应力的方