地球的起源与演化课件.ppt

地球的起源与演化 魏 刚 锋 长安大学地球科学与国土资源学院 本次课堂内容地球的起源与演化 宇宙的起源 太阳系及地球的起源 地球的演化 一 宇宙的起源 20世纪初，天文学家斯里弗尔在观测银河系外的仙女座大星云时，取得15个星系的光谱资料，经过研究，发现其中13个正在以每秒数十万米的高速退行，即离开我们愈来愈远。 1929年，哈勃根据观测到的河外星系正在退行的资料，提出：一个星系退行的速度和它与我们地球的距离成正比，即离得愈远退行愈快。 我们已知的宇宙正在膨胀。 宇宙的爆炸： 巨蛇座鹰状星云(M16) 恒星在这里诞生 宇宙大爆炸的证据: 爆炸形成的宇宙一直在降温，恒星是在降到40000K以下时才开始形成； 现在测得最老的星系的年龄都只有100多亿年，符合这个理论的推断； 盖莫预言：在大爆炸的特殊宇宙背景下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中。彭兹亚斯和威尔逊于1964年测得一种3K的微波背景辐射。 现在测得不同天体上氦丰度，一般都达到30%左右； 因爆炸而使星系间的距离拉开，更已是熟知的事实； 天文观测中已多次记录到超新星爆炸； 另外新近得到的两个黑洞撞击爆炸的信息，都可以作为佐证。 二 太阳系及地球的起源 太阳系及地球的起源： 星云说 康德认为是万有引力的作用，使这些原始的弥漫物质逐渐分别凝聚，形成了太阳系内的各天体。 拉普拉斯旋转星云析出圆环，圆环一次又一次地被分出来，并分别凝聚结成行星，行星周围的卫星也有着类似的形成过程，星云中心部分则收缩成为太阳。 星云说不能解决太阳和行星的单位质量的角动量问题，太阳和行星的单位质量的角动量，应该是一样的，但实际上相差近100倍。 灾变说 潮汐说 俘获说 原始太阳随银河系公转，在经过有大量星际物质弥漫的空间时，将它们吸引在周围，成为行星的物质来源的，用外来物质形成的行星，角动量可以和太阳不同。 磁耦合说 太阳可以通过磁场的作用，把自己的一部分角动量转移给形成行星和卫星的云团。 电磁场的作用能说明在太阳系形成的过程中，从中心抛出物质的质量虽不多，但带走的角动量可以很多。 地球的形成 在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，温度高，轻的气体被辐射到远处，散失到太阳系的外部远处构成类木行星。 近太阳的地区，以尘埃中的固体物质为主，化学组成当然和原来的星云有显著的不同（铁、硅、镁、氧为主）近处构成类地行星。 三 地球的演化 压缩、放射性元素蜕变和陨石撞击导致温度升高。 重力的作用与高温的影响，地球里面的物质发生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结构： 铁和镍比较重，含量也多，分离出来成为液态的金属向中心聚集——地核； 较轻的硅酸盐物质形成地幔和地幔之上的地壳； 气体和水等轻物质被吸引在固体球的外围。 本次讲课要求 了解： 1 宇宙、太阳系及地球的起源 2 地球的演化：结构、地壳和生物 3 天文地质学是运用天文的方法、观测资料和成果探讨地球上各种地质现象、成因、演化的一门学科。地球演化早期，陨击作用十分普遍及强烈。银河系、太阳系、小天体对地球均有影响。地球是一个开放的动力系统，经历着由简单到复杂，由低级到高级、不可逆的进化过程，均变与灾变交替进行，并具有周期性。 思考题 （一） 基本概念 天文地质学 陨击作用 地球系统科学 （二） 回答问题 1.简述宇宙环境与地球演化的关系。 2.地球内部圈层如何形成？ 3.简述生命的起源与演化。 4.根据已学过的知识，概述地球各圈层之间的相互作用。 （三） 画示意图说明陨击作用过程。 本章参考文献 1.陶世龙等．地球科学概论．北京：地质出版社．P126—138，1999 2.於崇文．固体地球系统的复杂性与自组织临界性．地学前缘，5（3，4）：159—182、347—368．1998 3.沃尔德罗·米歇尔．复杂．陈玲译．505页．北京：三联书店，1997 4巴罗JD．宇宙的起源．卞毓麟译．上海：上海科学技术出版社，119页．1995 5.欧阳自远，张福勤，林文祝等．行星地球的起源和演化模式—地球原始不均一性的起源及其对后期演化的制约．地质地球化学，（5）：11—15．1995 6.欧阳自远，王世杰，张福勤．天体化学：地球起源与演化的几个关键问题．地学前缘，4（3—4）：175—183．1997 7.殷鸿福，徐道一，吴瑞棠．地质演化突变观．武汉：中国地质大学出版社，202页．1988 8.周瑶琪，吴智平，章大港，赵华刚，对地质节律与地球动力学系统的思考．地学前缘，4（3—4）：85—94．1997 9.任振球．全球变化—地球四大圈层异常变化及其天文成因．北京：科学出版社，226页．1990 10.阿莱格尔CT．陨石，地球，太阳系．