第一章地球第五节地球的圈层构造.ppt

第一章 地 球,第一节 地球在宇宙中的位置 第二节 地球的形状和大小 第三节 地球的运动 第四节 地理坐标 第五节 地球的圈层构造 第六节 地球表面的基本形态和特征,第五节 地球的圈层构造,一、地球的内部圈层,1、划分依据：地震波,2、圈层的划分：,较 快,较 慢,固体、液体、气体,固 体,都随所通过物质的性质而改变,当地震发生时，陆地上的人们有什么感觉？,33,2900,速度千米/秒),地震波的速度与地球内部圈层的划分,莫霍界面,古登堡界面,地壳,地幔,地核,上地幔,下地幔,外核,内核,莫霍界面,古登堡界面,2900,33,地壳,地幔,地核,上地幔,下地幔,外核,内核,上地幔上部存在一个软流层，这里可能为岩浆的主要源地,温度、压力和密度 很大,1、由岩石组成的固体外壳 2、厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚,圈层的划分：,思考,想一想： 在莫霍界面和古登堡界面，地震波波速的突然变化说明了什么问题？莫霍界面和古登堡界面下的物质状态可能是什么？,说明了物质状态发生了变化；在莫霍界面下P、S波都能通过，物质状态可能是固态，在古登堡界面以下，S波消失，物质状态可能是液态。,思考、探究：,除了可以依靠地震波，想一想还能通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？,火山喷发的物质,温泉、热泉,遥感技术,其他,改进钻探技术,大气圈,生物圈,水圈,岩石圈,二、地球的外部圈层,地球大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在20001.6万公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克，相当于地球总质量的0.86%。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75%的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。,（一）大气圈,大气中的水汽几乎都集中于此，是展示风云变幻的“大舞台”：刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。对流层最显著的特点是有强烈的对流运动。 该层有如下特点： （1）温度随高度的增加而降低：这是因为该层不能直接吸收太阳的短波辐射，但能吸收地面反射的长波辐射而从下垫面加热大气。因而靠近地面的空气受热多，远离地面的空气受热少。每升高1公里，气温约下降6.5度。 （2）空气对流： （3）温度、湿度等各要素水平分布不均匀,1、对流层,平流层（stratosphere），又称同温层。定义1：从对流层顶到约50公里高度的大气层。层内温度通常随高度的增加而递增。底部温度随高度变化不大。该层有如下特点： 对流层上面，直到高于海平面50公里这一层，气流主要表现为水平方向运动，对流现象减弱，这一大气层叫做“平流层”，又称“同温层”。这里基本上没有水汽，晴朗无云，很少发生天气变化，适于飞机航行。在2030公里高处，氧分子在紫外线作用下，形成臭氧层，像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳紫外线及高能粒子的袭击。,2、平流层,中间层（Mesosphere），又称中层。自平流层顶到85公里之间的大气层。 该层内因臭氧含量低，同时，能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射已经大部分被上层大气所吸收，所以温度垂直递减率很大，对流运动强盛。中间层顶附近的温度约为190K；空气分子吸收太阳紫外辐射后可发生电离，习惯上称为电离层的D层；有时在高纬度地区夏季黄昏时有夜光云出现。,3、中间层,电离层（Ionosphere）是地球大气的一个电离区域。电离层（ionosphere） 受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层。60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。除地球外，金星、火星和木星都有电离层。电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域，其中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。,4、电离层,外层（Exosphere），又名散逸层，热层顶以上是外大气层，延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高，可达数千度；大气已极其稀薄，其密度为海平面处的一亿亿分之一。外大气层也叫磁力层，它是大气层的最外层，是大气层向星际空间过渡的区域，外面没有什么明显的边界。在通常情况下，上部界限在地磁极附近较低，近磁赤道上空在向太阳一侧，约有910个地球半径高，换句话说，大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。,5、外层,水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗“蓝色的行星“。地球水圈总质量为1.66×1024克，约为地球总质量的13600，其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。,（二）水圈,由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有510亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。,（三）生物圈,对于地球岩石圈，除表面形态外，是无法直接观测到的。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿过地震波在近33公里处所显示的第一个不连续面（莫霍面），一直延伸到软流圈为止。岩石圈厚度不均一，平均厚度约为100公里。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系，因此，岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。,（四）岩石圈,46亿年前，地球诞生了。地球演化大致可分为三个阶段。 第一阶段为地球圈层形成时期，其时限大致距今4600至4200Ma。46亿年前诞生时候的地球与21世纪的大不相同。根据科学家推断，地球形成之初是一个由炽热液体物质（主要为岩浆）组成的炽热的球。随着时间的推移，地表的温度不断下降，固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动，密度小的物质（岩石等）浮在地球表面，这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。,三、地球的演化,第二阶段为太古宙，元古宙时期。其时限距今4200-543Ma（million anniversary 百万年，英ænv:sri美ænv:rsri ）。地球自不间断地向外释放能量，由高温岩浆不断喷发释放的水蒸气，二氧化碳等气体构成了非常稀薄的早期大气层-原始大气。随着原始大气中的水蒸气的不断增多，越来越多的水蒸气凝结成小水滴，再汇聚成雨水落入地表。就这样，原始的海洋形成了。,三、地球的演化,第三阶段为显生宙时期，其时限由543Ma至今。显生宙延续的时间相对短暂，但这一时期生物及其繁盛，地质演化十分迅速，地质作用丰富多彩，加之地质体遍布全球各地，广泛保存，可以极好的对其进行观察和研究，为地质科学的主要研究对象，并建立起了地质学的基本理论和基础知识。,三、地球的演化,