工程地质学教程 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编 唐平英 方绪华 范千 副主编第1章 地球科学的起源.pptVIP

第1章 地球科学的起源 1.1 地球科学的特点与作用 地球科学（Geoscience，简称地学）是系统研究地球的物质组成、运动、时空演化及其形成机制的科学体系，“将今论古”是地质学思维的重要方法。地质学的研究对象就是地球（包括大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔、地核、等），研究内容包括地球的物质组成、相对运动规律和形成机制。 其主要学科包括地质学（Geology）地理学（Geography）地球物理学（Geophysics）气象学（Meteorology）水文学（Hydrology）土壤学（Soilscience）测绘学（Geodesy）。 地质学的研究重点是地壳和岩石圈，已涉及到地幔。 地质学有很多分支学科，专门研究地壳物质组成的学科有结晶学、矿物学、岩石学、矿床学、等，专门研究地壳运动、地壳形成与演化的学科有构造地质学、古生物地史学、等，还有一些集成性的学科（或叫边缘学科，比如数学地质、地球化学、遥感地质、等）。 地球科学的研究特点是注重宏观与微观的结合、整体性与特异性的关系、时间漫长性与瞬间性的关系、以及自然过程的复杂性和规律性。研究方法主要包括野外地质调查、仪器观测、3S技术（GPS、GIS、RS）实验室分析测试、历史比较（以观察研究现代地质作用过程和结果为基础，再将地史时期地质作用结果与之比较，从而推断昔日的地质作用，如珊瑚、海陆变迁、山脉形成等）电子计算机智能分析与模拟、综合分析、等。当代自然科学一些重大理论问题的最终解决是离不开地球科学研究成果的（比如天体演化、生命起源、等），地球科学在寻找、开发、利用自然资源中具有重要的不可替代的重大作用，地球科学是预测和预报各类自然灾害（比如地震、地裂缝、滑坡、沙漠化、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、等）的基础，也是改善自然环境（比如温室效应、大气污染、水资源污染、等等）的重要依托技术。 有史以来到17世纪以前是地质学的萌芽期，17~19世纪是地质学的创立与初步发展时期，20世纪至今为地质学的繁荣和全面发展时期。 1.2 宇宙与地球 古人云“四方上下曰宇，古往今来曰宙”。宇宙（Universe）是无限、永恒、不断运动变化的客观物质世界。“宇”是空间的概念代表无边无际；“宙”是时间的概念代表无始无终。目前的主流观点认为宇宙是无限的，其产生于150亿年前后的大爆炸，气体与宇宙尘埃组成的星云逐渐形成太阳系，地球是太阳系一员、是宇宙中的尘埃在引力作用下逐渐形成的，地球形状是梨形，地表形态复杂多样，大陆型地壳与大洋型地壳明显不同，地壳物质总是力求同下部物质达到平衡状态（这种均衡总是暂时的和相对的）。 通常认为宇宙中的天体和物质包括恒星（Star）、星际物质、星际云、星云（Nebula）、天体系统（Sphere Systems）等。恒星是由炽热气体组成的、自身能够发光的球形或类似球形的天体 。星际物质是弥漫于星际空间内极其稀薄的物质，包括星际气体和星际尘埃。 太阳系（Solar System）是人类生存的星系，与人类息息相关，太阳是其中唯一的一颗恒星（占太阳系的99.87%、并发出强光和热）。围绕太阳旋转的是8大行星，小行星带及卫星、陨星和彗星等。太阳系天体以太阳为中心作高速旋转，自转和公转方向相同。太阳系行星分布及运转几乎都在一个共同平面内，该平面叫赤道面。太阳系的起源有很多假说，比较典型的是康德~拉普拉斯星云假说。行星地球是宇宙中的尘埃在引力的作用下逐渐形成的。 人们通常习惯将大地水准面所封闭的地球形状作为地球形状，用参考椭球作为其数学形状（其长半轴A=6378137m、短半轴B=6356752m、扁率Α=（A－B）/A=1/298.257，平均半径R=（A+A+B）/3=6371km）。大地水准面（Geoid）可理解为由平均海平面构成并延伸通过陆地的封闭曲面。地球的真实形状略呈梨形，南极向内下凹30m、北极向上凸出约10m。地球的表面分陆地（占29%）和海洋（占71%）两部分，陆地多分布在北半球、海洋则多分布在南半球，地球陆地和海底的表面是起伏不平（世界屋脊、号称地球第三极的珠穆朗玛峰海拔8844.43m，太平洋西侧的马里亚纳深海沟海拔-11034m）。 为合理描述地球的陆地地形特征，人们将地球的陆地形态分为山地（Mountains）丘陵（Hills）平原（Plain）高原（Plateau）盆地（Basin）大陆裂谷（Continental Rift）等。将地球的海底分为大陆边缘（Continental Margin）大洋盆地（Oceanic Basins）和大洋中脊（Mid-Oceanic Ridge）三个地形单元。 1.3 地球的起源及演化 1.3.1 地球起源与演化问题的历史探索 关于地球的起源问题已有相当长的探讨历史了，古代人们就曾探讨了包括地球在内的天