第1章 宇宙中的地球.ppt

1、课件资料下载,帐号: 密码:diqiukexue123,行星地球,宇宙中的沧海一粟 迄今已知唯一存在智能生命的星球,第一章 宇宙中的行星地球,1 地球-人类在地球中的唯一家园 1.1 太阳系的结构 1.2 太阳的能量 1.3 行星地球基本参数 2 地球在太阳系中的运动 2.1 地球自转 2.2 地月关系 2.3 地球轨道参数 2.4 星体影响和撞击事件,太阳系的结构,类地行星、巨行星、远日行星 类地行星、类木行星,一. Earth of the universe,The Solar System,类地行星与类木行星,木星的卫星,土星的卫星,天王星的卫星,海王星的卫星,固体地球内部结构,液态木星

2、内部结构,太阳的能量,地球外部能量的主要来源 太阳能量变化对地球的影响,地球的内外动力,太阳内部结构,太阳内部的核聚变,太阳直径：1.4 x106 km 太阳质量：地球质量（ 6x1021 t）的33.3万倍， 占太阳系总质量的99 . 87% 太阳平均密度：地球密度的1/4左右，水的1.41倍 太阳表面温度：6000K(=5726C) 太阳核心温度/密度：1.5 x 107K /水的160倍 在这种高温高压条件下，发生了核聚变（4个H原子核聚变为1 个He原子核）作用。 1克H核聚变为He核所亏损的质量（按E=mc2公式），可产生： 6281x108J(或1500 x108cal)的热能（相

3、当于燃烧15t石油或2700t煤）,一千克氢原子核聚变 转化的能量,太阳辐射与太阳常数,太阳黑子,太阳活动与黑子周期,黑子与黑子周期 名为黑子其实不黑，仅温度比 周围光球低1000C, 在明亮 光球反衬下呈暗黑色。 黑子是太阳表面剧烈活动所激 起的气旋涡。 黑子数量和分布范围（5 -25之间）出现较规律的周期性变化，称为黑子周期。,蝴蝶图 周期开始：少量黑子首先出现 在南、北纬30附近。 高峰期：大量分布在15 周期结束：最后出现在赤道 附近的黑子又都消失。 绘出的黑子时空分布图其形状很像一群蝴蝶，称为蝴蝶图。 黑子周期平均长度为11.1年。,蝴蝶图,太阳活动极大、极小年的日冕,太阳黑子与人类

4、日常生活,黑子周期高峰期容易发生磁暴： 1989.3.13魁北克全城停电事件 短波无线电通讯中断 指南针失灵、候鸟迷失方向 户外活动注意事项,太阳黑子数与 北半球不同纬度带 降水量相关性,太阳黑子周期与灾害频发周期,行星地球基本参数,地球唯一性的物质基础： 行星质量、日地距离,九大行星基本参数比较,地球与金星比较,惟独地球有磁场,太阳风与磁暴,地球的唯一性迫使科学家们去认真思考地球这颗行星能适宜于生命繁衍特殊环境的原因： 行星的质量（最大的类地行星，决定了地球的重力、结构、 磁场等基本物理性质）和 行星到太阳的距离（直接影响行星表面的温度和太阳风 对行星表面气体的驱赶能力） 是决定行星内部结构

5、、表面特征及演化历史的 主要因素。,地球自转,地球自转的速度变化 及其地学意义,科里奥利力（地转偏向力）,现实生活,讲述现实生活中的一则示例或轶事 如有必要，对听众的处境表示有同感,大气环流,地球表面的温度（1988年6月）,厄尔尼诺现象与地球旋转速度变化关系,地球轨道参数,星体间的相互影响 偏心率、黄赤交角、岁差 米兰科维奇学说,米兰科维奇轨道参数,天文学研究早已证明： 相邻大行星（木星、金星）对地球公转和自转轨道 的微弱摄动，可以使地球轨道三个基本参数 (偏心率、斜度、岁差)发生周期性变化。 南斯拉夫学者M. Milankovich (1920)最早指出： 第四纪冰川时期的成因和地球轨道要

6、素变化有关。 经过长期争论，现在已公认为 米兰科维奇学说或米兰科维奇轨道参数。,斜度与地球气候变化,阳光对地球不同纬度的入射角,光线入射角度的地表效应,偏心率、黄赤交角、 岁差,偏心率（ eccentricity, e）地球椭圆形轨道的最长直径（长轴）与最短直 径（短轴）之差与赤道半径之比。目前地球轨道的偏心率为0.017或 1/60， 地质历史上存在 10万年、40万年两种变化周期, 其值在0.005-0.0607之间。 冰期均发育于e 的最小值，相当于日地距离增加 而日照量减少。 黄赤交角或斜度 （obliquity of ecliptic, ）黄道面与天赤道面的交角 ，即 地轴与地球轨道

7、面夹角的余角。 现在是23 26 21.42 , 地质历史上存 在4万年左右的周期，其值变化于22 02 24 30之间。 值增大使冬、夏温差增强，对极区冰盖发育影响较大，对赤道影响小。 岁差（precession, P）天球上的春分点沿黄道逐年自西往东缓慢后退 50.2786 的现象（“岁岁有差 ”） 。原因是地球不是理想球形，日、月对地 球引力产生的力矩使地轴绕黄道面法线作圆周状进动。最近一次岁差周期约 2.5万 年，地质历史上一般在 1.92.3万年之间(平均 2万年左右）。 P 值变化对赤道带气候影响较大，对极区影响较小。,地质记录中的轨道旋回证据,沉积纹层组合的时间匹配关系 野外成层

8、岩石内，有时可以识别出不同级别的沉积纹层组合： 由小到大可分别称为 纹层、 层束、 层束组、超层束组， 它们的周期值大体为2万年、4万年、10万年、40万年。 因此推论分别相当于 岁差、 斜度、偏心率、长偏心率旋回 长偏心率：偏心率=1:4、 偏心率：岁差 =1:5。,一比五的时间匹配超层束组：层束组：层束：纹层 偏心率：岁差 十万年：二万年,成层岩石中规律性 一：五 旋回组合,南阿尔卑斯山脉灰岩峭壁,米兰科维奇周期 偏心率 斜度 岁差的沉积记录,太阳系内的星体撞击,彗木撞击事件引起的反思,苏梅克-利维彗星列车的发现过程,成功经验: 1. 三结合科研集体 2. 迅速的国际学术联系,万古奇观 长

9、达十六万千米的 彗星列车撞击木星,连珠炮式彗木撞击,碎块 A 撞击后 升起的火球,彗木撞击的破坏能量1994年7月19日4时15分22日 16时（北京时间）,人类第一次科学预报并进行实时的定量化科学测算。 在130小时内共计22次较大的“连珠炮式”撞击（编号A- V），相当于20亿颗广岛原子弹爆炸总能量！平均每秒钟爆炸4200颗！ 美国9.11恐怖事件1/20广岛原子弹破坏能量。 木星上的撞击点相当于地球的80%面积，瞬间温度30000- 50000C。,公元前5万年形成的陨击坑 位于美国亚利桑那州，直径2km ，坑底白色处是建筑物,地球上已知的陨击坑（1993年前）,恐龙绝灭与星体撞击,地球

10、既有幸，又要提高警惕！,太阳系中的大行星（特别是木星）吸引了大部分小行星和彗星，使地球免遭撞击。 直径 10km小星体撞击地球并摧毁全球生态系统（大灾变）的几率，大约每100百万年只有一次（上一次发生于65百万年前）。 太阳正常供应地球能量的寿命至少还有40亿年，人类有足够的准备时间。 现有对近地小行星的监测网存在两大漏洞（南北不匀、存在死角）。 2000年9月仅在5天前预报一颗小行星（2000QW7）将“擦”过地球，如撞上地球则可能 毁灭15亿人！同年12 月23日凌晨，又有一颗事先未能预报的小行星（2000YA, 直径 50m）掠地而过，时速11.5万km, 相距地球仅80万km。 迄今已知最危险的小行星（2000SG344，直