地球的起和基本特征.ppt

地球的起源和基本特征 第一节 地球的起源 第二节 地球的圈层结构 第三节 地球的非对称性 第四节 地球构造活动的韵律性 第一节 地球的起源 科学的地球起源研究与整个太阳系的起源联 系在一起，认为地球是从太阳系星云中诞生的， 是由较重元素组成的星子聚集、增生，即通过吸 积凝结作用形成的。 宇宙的年龄为137亿年 太阳系约形成于100亿年 地球起源的年龄约在46亿年 太阳由70％左右的H、27％左右He以及3％左 右的其它一百多种元素所组成，以最轻的元素为 主，它与太阳系原始星云的成分比较接近。 地球由34.6％的Fe、29.5％的O、15.2％的 Si、12.7％的Mg、2.4％的Ni、2.2％的Ca和Al、 1.9％的S以及1.5％的其它一百多种元素所组 成，重元素含量比太阳多得多。 大陆地壳的平均化学成分由5.8％的Fe、 45.2％的O、27.2％的Si、 2.77％的Mg、 8％的Al、5.06％的Ca、2.32％的Na、 1.68％的K、0.68％的Ti、0.14％的H、 0.10％的Mn、0.10％的P以及0.95％的其他 一百多种元素所组成。 根据月球演化资料判断，陨石大量撞击 并使地球的质量与体积不断增大的吸积作 用，大约仅持续了5000万年，以后便按指 数方程的特征快速衰减。在最近40亿年以 来，陨石撞击地球的数量骤减，由陨石撞击 而造成地球质量的增大只增加了1025g，即 大约增加了地球总质量（5.976×1027g） 的六百分之一，这就是说，近40亿年来， 地球的质量和体积都没有发生过大幅度的变 化，吸积作用早已结束。 非均匀吸积—多阶段堆积模型： ⑴由直径大于3000 km的巨 星子堆积形成相当 于现今地球质量70％～90％大小的原始地球，巨 星子由金属铁组成的M群星子和类似于月球组成 的L群星子构成。 在吸积、增生的同时，地球物质在万有引力作 用下向中心聚集，体积缩小，压力增大，放出热 量，使地球内部相对均匀的富含镁铁质的硅酸盐 发生全部熔融，从而导致物质按照密度的不同， 沿地球半径方向发生分异和迁移。 地核、下地幔、原始地壳 约在4460 Ma前，原始地球基本形成，以 后则一直比较稳定，大致保持其重力均衡和 圈层结构的特征。 ⑵由平均直径约为400km的、较小的晚期星 子堆积到地球外层，构成镶饰层。晚期镶嵌堆积 的星子主要是C群星子，可能也有一定数量的L 群星子。它们堆积在冷却中的原始地球表面之 后，也产生了分异作用。根据现今全球上地幔和 地壳横向不均匀的特征推断，镶饰层仅发生过部 分熔融，没有发生全部熔融。上地幔补给层以部 分熔融的方式形成了早期的地壳。以晚期星子堆 积为基础的上地幔—地壳分异系统，自4460 Ma 以来一直在起作用。 DSCN-东胜陆核，CBCN-环渤海陆核，LFCN-临芬陆核 第二节 地球的圈层结构 目前，通过钻探能直接研究的地球深度刚超过 13 km，因地壳上升而被剥蚀出露的岩石其原来 形成时的深度也不超过25 km，这与地球的平均 半径（6367 km）相比显得微不足道。 对地球更深部的了解只能通过间接的地球物理 手段来研究，其中最主要、最有效的方法就是利 用地震波来研究地球的内部结构。 地球内部结构主要是通过对地震波以及由大地 震所激发的地球自由振荡的观测和研究确定的。 地震波是一种机械运动的传播，产生于地球介 质的弹性。地震波到达之处，介质就产生形变。 地震波可分为体波和面波两大类，其中体波可 在地球内部的三维空间内传播，并可分为P波和 S波两类。 P波又叫纵波、压缩波或初至波，是由地球内 部物质的压缩产生的，质点位移与传播方向一 致。 P波能在固体和液体中传播。 S波又叫横波、剪切波、畸变波或次波、续至 波，质点位移方向与传播方向垂直。S波仅能在 固体中传播。 地震波的传播速度决定于介质的弹性与密 度之比。在地球内部，岩石的弹性和密度都 是随深度而增加的，不过弹性增加得更快， 所以，地震波的速度一般是随深度而增加。 1909年，莫霍洛维奇(Mohorvìcic)根据近 震初至波的走时，算出地下56 km深处存在 一间断面，其上物质的波速为5.6 km/s，其 下为7.8km/s。后来称这一间断面为莫霍面 或M面，这个面以上的圈层称为地壳。 1914年，古登堡(Gutenberg)根据地震 波走时，测定出在2900 km深度处存在 一间断面。后来称这一间断面为古登堡 面或G面，这个面以下的部分为地核， 以上直至地壳底部