科学·技术·社会　理想的“地质时钟”.ppt

1、知识目标：了解地球的发展进化的大致过程 复习原子物理学中关于核衰变的相关内容 理解为什么放射性同位素是“理想的地质时钟” 能力目标：阅读理解能力训练，发散思维训练 学科间迁移应用能力、计算能力训练 情感目标：热爱科学，理解科学与技术的关系 认识学科交叉的重要性,理想的地质时钟,河北定州中学 祝同娜,地球从46亿年前形成，从一个炽热的岩浆球逐渐冷却固化（计算表明仅需1亿年），出现原始的海洋、大气与陆地，但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌，在41亿年前到38亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星的轰击。冥古宙在38亿年前结束后，内太阳系不再有大规模撞击事件。,一、冥古宙 （地球形成 3

2、8亿年前）,地球的 演化发展,阅 读,二、太古宙 （38-25亿年前）,太古宙结束于25亿年前的大氧化事件，以甲烷为主的还原性的太古宙原始大气转变为氧气丰富的氧化性的元古宙大气，并导致了持续3亿年的地球第一个冰期休伦冰期。 最早的生命诞生于距今约36亿年前，但已知最古老的化石在南非发现的32亿年前的超微化石古杆菌和巴贝通球藻。这是最原始的原核生物。在南非的布拉维群灰岩中，还发现了31亿年前的蓝绿藻类形成的大型化石叠层石。,藻类植物日益繁盛，它们通过光合作用不断吸收大气中的CO2，放出O2，从中元古代开始，地层开始有含铁紫红色石英砂岩及赤铁矿层形成，说明当时大气中已含有相当多的游离氧。大气及水体

3、中氧的增多，给生物的发展和演化准备了物质条件。,三、元古宙 （255.4亿年前）,古生代（5.42.5亿年前）,（1）寒武纪（5.434.9亿年前） 寒武纪生命“大爆炸”在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为寒武纪生命“大爆炸”。带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣，它们营底栖生活，以微小的海藻和有机质颗粒为食物，其中，最繁盛的是节肢动物三叶虫，故寒武纪又称为“三叶虫时代”，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物。,四、显生宙,（2）奥陶纪（4.94.38亿年前）气候从温暖到严寒3.生物最早的鱼类出现奥

4、陶纪中期，在北美落基山脉地区出现了原始脊椎动物异甲鱼类星甲鱼和显褶鱼，在南半球的澳大利亚也出现了异甲鱼类。海生无脊椎动物空前发展，其中以笔石、三叶虫、鹦鹉螺类和腕足类最为重要。珊瑚自中奥陶世开始大量出现，复体的珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。植物仍以海生藻类为主，但淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。4.第一次物种大灭绝在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，约85%的物种灭亡。古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰-奥陶纪正是这种情形。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温

5、度下降了， 冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生物圈被破坏了，导致了85%的物种灭绝。,（3）志留纪（4.384.1亿年前）2.气候志留纪初期，南极冰盖迅速消融，导致志留纪海洋和大气环流减弱，纬向气候分带不明显，深海部分相对较暖，含氧量较低，易成滞流。因此，除高纬度的冈瓦纳大陆外，其他各板块大都处于干热或温暖的气候条件下。3.生物最早的陆地植物出现这个时期最大的特点是植物开始登上陆地。作为陆生高等植物的先驱，低等维管束植物开始出现并逐渐占领陆地，其中，裸蕨类和石松类是目前已知最早的陆生植物。伴随着陆生植物的发展，志留纪晚期还出现了最早的昆虫和蛛形类节肢动物。在海中出现了有颌骨的鱼类-

6、棘鱼类，棘鱼类演化出了鳃盖骨，为随后鱼类等高等脊椎动物的大发展奠定了基础。海洋无脊椎动物发生了重要的更新，繁盛一时的三叶虫逐渐衰退，板足鲎类开始兴起，是当时海洋节肢动物中个体最大的种类。海中有成群的珊瑚聚集生活，最后形成珊瑚礁。,（4）泥盆纪（4.13.54亿年前） 最早的两栖类和裸子植物出现 ，第二次物种大灭绝 （5）石炭纪（3.542.95亿年前） 最早的爬行类出现 （6）二叠纪（2.952.5亿年前） 第三次物种大灭绝，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路 （二）中生代（2.5亿年前6500万年前）（1）三叠纪（2.52.05亿年前） 最早的哺乳类和被子植物、恐龙开始出现 ，第4次物种大

7、灭绝，恐龙在此后的1500万年中是地球上最主要、种类最多和数量最大的动物群。 （2）侏罗纪（2.051.37亿年前） （3）白垩纪（1.370.65亿年前） 白垩纪晚期第5次生物大灭绝 （三）新生代（6500万年前现在） （1）古近纪（65002330万年前） （2）新近纪 （3）第四纪（260万年前至今）,体会感悟：,沧海桑田 生命短暂，如白驹过隙 进化的规律：由简单到复杂、海生到陆生,进化的证据有哪些？,化石是研究生物进化的最直接的证据。 我们如何测算某一地层或化石的形成年代呢？,理想的地质时钟,化石 同位素 半衰期,关键词：,P127,你还存在哪些疑问？ 你还想了解哪些信息？,阅 读,1

8、、原子是由哪些微粒组成的？ 2、是否所有原子都有可能发生变化？ 3、什么是同位素？ 4、什么是衰变、聚变、裂变？ 5、你知道哪些衰变过程？ 6、什么叫半衰期？,用数学知识来构建其公式模型,238U 45亿年 235U 7亿年 14C 5730年 131I 8天,P71,衰变实质是放出氦原子核 衰变实质是原子核的一个中子变成质子同时释放一个电子,7、核衰变的特点 8、岩石有哪些种类？是否会形成误差？ 9、如何测定元素的半衰期？,放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。 施加压力和体高温度也不能改变它的半衰期。 所以说同位素是理想的地质时钟。,测定某种

9、同位素的半衰期 并设计实验数据记录表,小组活动1,模拟,如何利用同位素的衰变来计算岩石或化石的年龄？,例1：假设岩石中的铅都是铀衰变形成的。经测定某化石所含的238U和206Pb的比例是2：1，那么，我们就可以知道，这块化石大约是在 年前形成的。,小组活动2,铅污染,？,30亿,分析误差的成因,岩石是怎么形成的？,如何减小初始铅、污染铅或铅流失造成的误差,-铀钍铅测年法,碳14测年技术,例2：要推断一块古木的年代，可以先把古木加温，制取1g碳的样品，再用粒子计数器进行测量，如果测得样品每分钟衰变的次数正好是现代植物所制样品的一半，表明这块古木经过了14C的一个半衰期，即5730年，如果测得每分钟衰变的次数是其他值，也可以根据 半衰期计算出古木的年代。,P72,？,用数学知识来构建其公式模型,自然界中的碳主要是12C，也有少量14C。14C是高层大气中的12C原子核在太阳射来的高能粒子流的作用下产生的。14C具有放射性，能够自发的进行衰变，变成氮。14C原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡，因此它在大气中的含量相当稳定。活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内14C的比例与大气中的相同，植物枯死后