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1、1第一章地球概況地球在太陽系中的位置:太陽水星金星地球木星火星第一節(jié)地球的形狀和大小一地球的形狀從人造地球衛(wèi)星拍攝的地球照片上看到的地球形狀是一個球狀體。二地球的大小。1975年第16屆國際大地測量和地球物理聯(lián)合會(IUGG)建議采用的地球形狀的主要參數(shù)有:赤道半徑(a)6378.140km兩極半徑(c)6356.755km平均半徑R二(a2c)1/36371.004km長短半徑差(a—c)21.385km扁率(a—c)/a1/298.253表面積4丌R2510064472km2體積4/3丌R210832X108km3▲北極比旋轉(zhuǎn)橢球體凸出約10m,南極
2、凹進約30m,▲中緯度在北半球稍凹進,而在南半球稍凸出(不到10m)根據(jù)人造衛(wèi)星軌道參數(shù)分析測算所得出的地球真實形狀,據(jù)此可以推論:第一,地球極近似于旋轉(zhuǎn)橢球體,這是地球自轉(zhuǎn)所致,表明它具有彈塑性;第二,地球不是嚴格的旋轉(zhuǎn)橢球體,表明其內(nèi)部物質(zhì)分布不均勻。第二節(jié)地球的外部圈層結(jié)構(gòu)地球的外部圈層包括:大氣圈、水圈和生物圈一、大氣圈大氣圈是由包圍著固體地球的大氣層構(gòu)成的。水中、土壤中及一些巖石中也含有少量空氣,但其深度一般不超過4km。大氣圈沒有明顯的上界,在赤道上空40000km以上仍有大氣存在的蹤跡?!髿馊Φ目傎|(zhì)量約為5.136x1015t,占地球總質(zhì)
3、量的千萬分之九。大氣圈質(zhì)量的97%聚集在從地表到29km高度范圍內(nèi),其中的3/4又集中到地面以上lOkm范圍內(nèi)。因此,越接近地面大氣的密度越大。▲大氣圈的物質(zhì)成分以氮和氧為主,其中氮占大氣圈總質(zhì)量的75.5%,氧占23.1%;其次有氬占1.28%,二氧化碳占0.05%?!鶕?jù)大氣溫度、密度等物理特征,一般把大氣圈自下而上分為5層?!鴶U散層▲電離層▲中層▲平流層▲對流層中層對流層平流層對流層的特點▲對流層:位于大氣圈底部,在赤道地區(qū)厚約16一18km,兩極地區(qū)厚約7一10km,▲冬季較薄,夏季較厚?!緦哟髿獾臏囟戎饕獊碜缘孛娴募t外輻射,即由太陽光照射地面
4、再輻射出來的熱。貼近地面的大氣受熱后體積膨脹,密度減小,產(chǎn)生上升運動;上層大氣則因冷卻而密度增大,產(chǎn)生下降運動,于是形成了熱空氣與冷空氣的對流運動。地面水體受熱汽化產(chǎn)生的水蒸氣自然也參與大氣的對流運動。所以,風、云、雨、雪、雹、雷、電等變化多端的天氣現(xiàn)象,都發(fā)生在對流層中。對流層大氣的流動,不僅是一種重要的地質(zhì)營力,同時又是推動水圈循環(huán)的重要因素。二、水圈▲地球表面?以上的面積被海洋、冰層、湖泊、沼澤、河流中的水體覆蓋?!孛嬉韵碌耐寥篮蛶r石縫隙中也充填有大量的地下水,它們共同構(gòu)成一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層,稱為水圈?!χ械乃饕谔枱崮芎椭亓Φ淖饔?/p>
5、下不停地運動著。陸地上的地表水、地下水和冰層總的說都可自高處向低處運動,其中絕大部分流入海洋。地表水和海洋水通過蒸發(fā)(或植物的蒸騰),一部分水成為水蒸氣而進入大氣圈,由大氣環(huán)流帶到各處,以雨、雪等形式返回地面。這樣就構(gòu)成了水圈的循環(huán),并同時對巖石圈、大氣圈與生物圈產(chǎn)生影響。表1---1各種水體的儲量表水體類型水體水量(1012m3)百分數(shù)(%)I海洋水133800096.538Ⅱ大氣水12.90.001Ⅲ陸地水47971.73.4611.冰層24064.11.7362.永凍土底冰3000.0223.地下水234001.6884,湖沼水187.90.013
6、55.土壤水16.50.00126.江河水2.10.00027.生物水1.10.0001總計1385984.6100.0(據(jù)聯(lián)合國水文會議文件,1977)三、生物圈▲生物生存的范圍可從海平面以上10km高空到巖石圈表面以下數(shù)公里深處的巖石中(幾乎包括了整個水圈)。生物圈中生物及有機體總質(zhì)量約11.48X1012t?!厍蛏仙镔|(zhì)的出現(xiàn)約在3500Ma以前。在南非距今3200Ma的層狀巖石中發(fā)現(xiàn)了原核生物化石。一些學者認為,在地球發(fā)展的早期階段,大氣中的C02甚多,而O2比現(xiàn)在少得多。由于植物的大發(fā)展,植物的光合作用消耗了大部分C02使C在地層中富集,釋
7、放出大量的O2,才使大氣的成分達到現(xiàn)代的狀況。第三節(jié)、固體地球的主要物理性質(zhì)固體地球的主要物理性質(zhì)包括:●密度●壓力●重力●磁性●彈性和塑性●溫度一、地球的質(zhì)量和密度根據(jù)牛頓萬有引力定律計算出地球的質(zhì)量為5.9472X1024kg(據(jù)IUGG,1975),地球的平均密度為5.516g/cm3。但在地表出露的巖石中,測得砂巖、頁巖和石灰?guī)r等沉積巖的平均密度為2.6g/cm3,花崗巖的密度為2.67g/cm3,玄武巖的密度為2.85g/cm3,都遠小于地球的平均密度。因而推論,地球內(nèi)部大部分物質(zhì)的密度,應(yīng)大于地球的平均密度。1目前世界上最深的鉆井僅達12km
8、多,地球內(nèi)部更深處的密度無法直接測量。根據(jù)地震波在地球內(nèi)部不同深度的傳播速度并結(jié)