地球化学第3讲课件.pptVIP

第2章：地球环境 本章主要内容： 地球圈层构造 地球的大气环境 地球的水环境 地球的生态环境（生态系统） 地球各圈层与人类的关系 第1节：地球环境概述 一、地球环境及其组成 自然环境包括人类赖以生存的环境要素，例如空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生物等，以及由这些要素构成的各圈层，如大气圈、水圈、土壤圈、生物圈和岩石圈。这些要素和圈层构成了人类的生存环境和地理环境。 二、地球环境的独特性 地球环境丰富多样，适合生物的生存和繁衍：地球上存在着大气、陆地和海洋；距地面15－40km处有一个臭氧层，保护着地球不受高能紫外线的侵袭；大气中含有一定数量的CO2，使地表保持适中的温度，有利于生物的生长,地表上覆盖着一层或厚或薄的土壤，为植物提供营养和生长的基地。 地球的独特性在于它是一个靠生命来捕获、转移和储存太阳辐射能，靠生命活动来驱动地球表层的物质元素循环，靠生命过程来调控并保持其远离天体物理学平衡的开放系统。 第1节：地球环境概述 三、地球（生物）圈层演化及其作用： 约46亿年的时候： 地球是一个炙热的大火球，还没有圈层的分化。地球外面包围着原始大气，主要由H2、CH4、NH3和水蒸气等组成，是一个还原性的大气圈。 38亿年左右： 在某种机制的作用下，地球上出现了水。水分的蒸发和降雨，降低了地表的温度．产生了河流、湖泊和海洋，为地球生命的出现创造了最基本的条件。水的出现是地球发育史的第一个重大事件。 20亿年前后： 地球上出现了较为进化的细菌和蓝藻等生物。从此，开始了一种新的生命过程——光合作用，大气圈中首次出现O2。生命的出现是地球史上第二个重大事件。 第1节：地球环境概述 距今16亿年左右： 一个含氧的大气圈终于形成。性质极其活泼的O2对大气圈进行了一场“氧革命”，导致还原性的原始大气逐渐向含有C02、H20和O3的氧化性大气转化。这一过程不仅进一步改变了大气圈的组成，而且03在高空的积累逐渐形成了保护地球的臭氧层，为更高等的海洋生物进化和生命登陆创造了条件。 16亿年后，生物进化过程加速。12亿年前出现最早的真核细胞。5亿年前出现海洋无脊椎动物，4.5亿年以前，顶囊蕨植物开始登录，在2亿年前出现哺乳类动物。今天，大约有500万至5000万种生物组成了五彩摈纷的生物界，构成了包括人类在内的生物圈。地球各圈层发育过程中生物的作用起有重要作用。 第2节：大气圈 一、大气圈的组成与结构 一.组成 大气是由干洁大气、水汽及气溶胶质粒子三部分组成的。 1.干洁空气 大气中除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。其组成成分最主要的是氮、氧、氩三种气体，。还有少量的二氧化碳、臭氧、各种氮氧化合物及其他一些惰性气体(见后表)。 2.水汽 大气中的水汽来源于海洋、湖泊、江河、沼泽、潮湿地面及植物表面的蒸发或蒸腾作用。 3.固体杂质（气溶胶粒子） 固体杂质（或大气气溶胶粒子）是指悬浮于空气中的液体和固体粒子，包括水滴、冰晶、悬浮着的固体灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的抱子花粉以及各种凝结核和带电离子等。 4.大气污染物 人类活动所产生的某些有害颗粒物和废气，可分为两类：一类是有害气体，如SO2、CO、CH4、N2O、H2S、HF等；另一类是灰尘烟雾，如煤烟、煤尘、水泥、金属粉尘等。 第2节：大气圈 第2节：大气圈 二、大气圈的结构 按大气温度随高度分布的特征可把大气分为对流层、平流层、中间层、热层和外层(见图)。 1)对流层 Troposphere： 大气圈的最下一层，平均厚度在高纬度地区为8—9km，中纬度地区为10.12km，低纬度地区为17—18km。 2)平流层 Stratosphere ： 从对流层顶以上到大约50Km左右高度为平流层。 3)中间层 Mesosphere： 平流层顶以上到大约80km的一层为中间层。 4)热层(或暖层)Thermosphere： 中间层顶以上到800km高空属于暖层，温度可达1000度。 5)外层（或逸散层）Esosphere： 热层以上的大气层，即690km高度以上的大气层属散逸层。 第2节：大气圈 第2节：大气圈 二、地球大气平衡对生命的影响 组成地球大气的多种成分可分为稳定组分和不稳定组分。氮、氧、氩、氦、氪、甲烷、氢、氖等，这些气体之间的比例，从地表到90km的高度范围内都是稳定的，属稳定组分；不稳定组分包括二氧化碳、二氧化硫、臭氧和水汽等。 不稳定组分CO2、O3等浓度的变化对生物圈会造成极大影响。作为大气微量组分的C02和03等气体浓度已经发生实质性变化则是不争的事实，目前还没有观测到大气氧浓度的这种戏剧性变化。 大气圈各组分之间的平衡是地球环境亿万年来发育的结果。保持这种平衡乃