第一章绪论
一、自然科学六大基础学科:
数学
物理
化学
天文
地学
生物
2、地球科学的主要学科体系
地质科学:主要是研究固体地球的物质成分、内部结构、外部特征、各圈层间相互作用和演变历史的知识体系。
地球物理学:应用物理学的原理和方法对各种地球物理场进行观测,研究与其相关的各种自然现象及变化规律的科学。
地理科学:研究固体地球表面的自然现象、人文现象以及它们之间的相互关系和区域分异的学科。
海洋科学:研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及开发和利用海洋有关的知识体系。
大气科学:研究大气圈的组成、结构和气候过程,尤其是大气的各种物理现象和变化规律的科学。
空间物理学:利用物理学的原理和方法研究宇宙空间环境中物质组成、运动规律和各种物理现象的科学。主要是利用空间飞行器直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科。
第二节 地球科学的特点
全球性与区域性:地球科学全球性的特点使得各国地球科学家的研究工作受到局限,往往需要大范围的合作才能够全面地了解地球;另一方面是地球内部实际观测的难度,目前只能通过地球物理手段进行间接的了解。
时空尺度的差异性:地球形成自今大约经历46亿年的演化,而这些历史很难通过实验加以证实,通常采用的是将今论古的方法。
研究方法内容的多学科性:地球科学涉及学科门类繁多,因此需要建立有特定目标,多学科专家共同合作的综合研究,特别是地质学、地球化学及地球物理学的合作。不应该仅仅局限于某单学科的片面性研究。
第1节 地球在宇宙中的位置
1、宇宙的概念
宇宙是物质世界
宇宙空间无边无际
宇宙时间无始无终
总星系半径150亿光年,约有10亿个星系,太阳所在的星系叫银河系。
2、太阳系
三、行星
行星是环绕恒星运转而本身不发光的天体。太阳系中的八大行星可以分为两类:类地行星(是指以硅酸盐岩石为主要成分的行星。例如:水星、金星、地球、火星)和类木行星(主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径较大,但密度却较低。且具有行星环的结构。例如:木星、土星、天王星、海王星)。
太阳系行星的主要参数
第二节 宇宙和地球的起源
一、宇宙大爆炸理论
宇宙曾有一段从热到冷的演化史,此时宇宙不断膨胀,物质密度从密到稀,如同一次规模巨大的爆炸。宇宙早期温度在100亿摄氏度以上,只有中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态。随着整体膨胀,温度很快降低,降到10亿摄氏度左右时,中子发生衰变或与质子结合成重氢、氦等元素。温度进一步下降到100万摄氏度后,宇宙中的物质主要是质子、电子、光子和一些较轻的原子核。当温度降到几千摄氏度时,宇宙中出现气态物质,并由此形成了包括太阳在内的各种恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
太阳系的形成
太阳系的形成主要经历三个时期五个过程,即星云时期、变星时期和主序星时期,通过冷凝收缩、快引力收缩、慢引力收缩、耀变和氢燃烧。星云时期包括冷凝收缩和快引力收缩,变星时期包括慢引力收缩和耀变,主序星时期包括氢燃烧。
二、地球的起源
关于地球的起源,认为是在46亿年前,从太阳星云中开始分化出原始地球。原始地球内的星子受到引力的作用向中心聚集,同时因重力分异,比重大的亲铁元素向地心下沉,成为地核;比重小的亲石元素迁移到上部组成地慢和地壳;更加轻的液态和气态成分到达地表形成原始的水圈和大气圈。
第1节 地球的形状和大小
扁率非常小的旋转椭球体,南极内凹30m,北极外凸10m,象倒挂的苹果。
第2节 地球的质量与密度
第3节 地球的重力场
第4节 地球的磁场
地磁倒转(Geomagnetic reversal)是地球磁极在地质时期中的交替现象。
第5节 地球的电性
一、以大地为回路;
二、由地磁感应引起;
三、和磁导变化一致
四、磁爆和电爆:
通常是由太阳黑子、宇宙射线和电离层变化引起的干扰。
第6节 金星资料地球的弹性和塑性
一、弹性
主要表现在海洋潮汐,日月作用下产生的弹性变形。
二、塑性
地表岩层挤压变形。
第七节 地球放射性、温度和能量
一、放射性
主要由铀、钍、钾等矿物产生,集中于地壳。
二、温度
变温层(地表1-1.5m)
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