探索地球起源与地球环境演变-南一书局.PDF

第1 章 探索地球起源與地球環境演變 1.1 地球環境演變的歷史 1. 地球起源與太陽系的形成息息相關。 2. 約於45～44 億年前，地球內部開始分層；地球從內而外大致分成地核、地函和地殼三 層。 3. 原始大氣起源於45～43 億年前，其組成以二氧化碳為主；今日大氣組成以氮氣和氧氣 為主。 4. 原始海洋起源於40～38 億年前。海水中的水主要源自原始大氣中水氣之凝結。 5. 目前發現最早的化石為35 億年前由原核生物藍綠菌所構成的疊層石，因此推論生命的 起源應該是38 億年前海洋形成後即已出現。 1.2 探索地球歷史的方法與限制 1. 決定地層沉積的相對年代可利用疊置定律、沉積構造、截切關係定律和化石等方法。 2. 化石能決定相對年代，是相信生物演化為單向發展；放射性同位素能決定絕對地質年 代，是因為放射性同位素具有穩定的半衰期。 3. 探索地球歷史的最不利因素是地球上人類太晚出現，存活在地質時間最晚期，約260 萬 年前迄今。至於有文字記載的人類歷史，出現更晚。 第2 章 太空中的地球 2.1 認識星空 1. 視星等是天體看起來的亮度，數值愈小的表示看起來愈亮；天體的實際光度和距離都會 影響視星等的大小；絕對星等則是表示假設天體位在離地球32.6 光年處的視星等，可 客觀比較實際光度。 2. 恆星的顏色與表面溫度有關，行星與衛星的顏色則受到大氣和表面物質成分影響。 3. 星座的成員星間沒有關連，各自與地球的距離也不同。全天球分為88 個星座天區。 4. 天球上的坐標有如地球儀上的經緯度，以赤經及赤緯表示。 5. 天空中恆星彼此間相對位置的改變並不明顯，所以星座大致維持一定的形狀。行星則因 為距離我們較近，有各自不同的公轉速度，造成行星在天空中相對於恆星的位置會不斷 改變。 2.2 觀察星空 1. 地球自轉造成日月星辰的東升西落，使得天體看起來似乎繞北極星做周日運動，一天繞 一圈。 2. 地球公轉造成不同季節會看到不同的星空。 3. 地球的自轉與公轉造成恆星每天提早四分鐘出現在天空中同一個位置。 4. 地球的自轉軸與公轉軌道面法線夾23.5°，再加上繞太陽公轉，造成了(1)季節的變化；(2) 晝夜長短的變化；(3)太陽在天空中移動軌跡的改變。 5. 在臺灣春秋兩季，太陽從東方升起，西方落下；夏季時，日出為東偏北，日落為西偏北； 冬季時，日出為東偏南，日落為西偏南。 2.3 有組織的太陽系 1. 太陽系的成員還包括行星、矮行星和太陽系小天體等。 2. 太陽系有八顆行星，構成有組織的系統：(1)公轉軌道都很接近圓形；(2)公轉軌道面很 接近同一平面；(3) 自轉方向與公轉方向大多為由西向東轉。 3. 太陽系的行星可分為兩大類：(1)類地行星（水星、金星、地球、火星）：成分以岩石和 金屬為主，體積小、密度大、質量小、衛星數少；(2)類木行星（木星、土星、天王星、 海王星）：成分以氣體和冰為主，體積大、密度小、質量大、衛星數多，且具行星環。 4. 太陽系八大行星中，土星密度最小；木星自轉最快。 5. 彗星主要來自柯伊伯帶或歐特雲。其成分是冰與灰塵，靠近太陽時，才會產生彗尾。 6. 金星大氣濃厚，溫室效應太強，因此表面溫度太高；火星因為大氣稀薄，溫室效應微弱， 因此表面溫度太低，沒有液態水。兩者都不利於生命發展。 2.4 地球所處的太空環境 1. 太陽大氣可以分成光球、色球與日冕，我們平時所看到的太陽是光球的部分。 2. 太陽黑子是太陽光球上磁場較強，溫度較低的區域。 3. 太陽的自轉速度隨緯度改變，愈接近赤道地區，自轉速度愈快。 4. 地球的大氣會阻擋隕石與大多數有害輻射，地球的磁場則可以阻擋太陽風的襲擊。 5. 地球之所以能有生命，除了液態水、適宜的溫度、適當的陽光，還有大氣層與磁層的保 護。 第 3 章 固體地球的結構與變動 3.1 固體地球內部的分層結構和組成 1. 地球內部構造的分層，主要以地震波的傳播波速變化和路徑來判斷，可依三個不連續面 分為四層，由外而內分別是地殼、地函、外地核和內地核。 2. 地震波可分為表面波和實體波。探求地球的內部構造主要是利用實體波。 3. 依形成的過程，岩石可分為三大類：由岩漿冷卻固化形成火成岩；由外營力、化學作用 或生物作用形成沉積岩；由熱和壓力等的增加 ，使原本岩石改變成分或組織而