徐世球：地球的来龙去脉 科普ppt课件.ppt

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1、地球的来龙去脉,主讲人：徐世球 馆长、教授、博士 中国地质大学逸夫博物馆,在浩瀚的宇宙中，我们的地球已经走过了46亿年的漫长岁月，给人类留下了无穷的奥秘 生活在地球上的我们，对地球的了解有多少呢？,让我们一起去辨认亿年沧海桑田的印记，去领略历史长河中的逝水流沙 ,巡天遥看一千河揭开地球的面纱地球的物质世界漫长的生物进化永不安稳的大地大自然的雕塑家人与地球,巡天遥看一千河,坐地日行八万里,现在能观测到的最远天体离地球达150亿光年 1光年约等于9.4万亿公里,天似穹庐，笼盖四野 中国古代民歌,神奇的宇宙,上下四方为宇 往古来今为宙 宇宙是空间和时间的统一体，是无限多样的物质世界。宇宙由无数个星系

2、组成。星系是大量恒星及星际气体、尘埃物质聚集在一起的庞大天体系统。,椭圆星系,人们在宇宙中已经观测到了约1000亿个星系,旋涡星系,不规则星系,世界上已建成的最大的 射电望远镜 安装在波多黎各一个山间盆地里,直径305米,中国将建造世界上最大的射电望远镜,贵州省平塘县克度镇一个岩溶洼地,直径500米,开天辟地宇宙大爆炸,宇宙起源于一次开天辟地的大爆炸。这场大爆炸发生在150亿年前，时间和空间从此开始。大爆炸之后，宇宙经历了初期的急剧暴涨、早期的迅速扩张和后来的局部收缩阶段。,邃古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？ 屈原：天问,宇宙大爆炸想象图,开天辟地,混沌初开乾坤始奠轻清者上浮为天重浊者下

3、凝为地 中国古代观点,从无穷小到无限大,最初的宇宙，是一个无穷小的“奇点”，这个点在大爆炸的瞬间急剧暴胀，能量转换成物质，以气体形式存在。 经长期降温过程，气体物质凝聚成星云、星系、恒星与行星，形成今天浩瀚无涯的宇宙。天文学研究表明，现在的宇宙还在膨胀。,各星系光谱的红移图片 显示宇宙现在还在膨胀,我们的星系银河系,我们所在的银河系，是典型的漩涡星系。它由约2千亿颗恒星以及星云和星际物质组成，直径为10万光年。 太阳是银河系中一颗普通恒星，它距离银河系中央约3万光年。,横贯苍穹的银河 牛郎织女的传说,包含约2000亿颗恒星的银河系,太阳,太阳,银河落九天,绕膝承欢大家庭太阳系,太阳系由太阳、八

4、大行星、矮行星以及至少165颗已知的卫星和数以亿计的太阳系小天体构成，最大范围达1光年以外。 太阳的质量占太阳系总质量的99.865%，其引力控制着太阳系内其它天体绕太阳公转。,太阳及其八大行星轨道面（黄道面）,太阳系的诞生,50亿年前的太阳系是一团巨大的星云，经过星云物质的收缩、凝聚、旋转、加热等复杂的物质运动，首先在中央形成太阳，继而形成了八大行星。,星云假说,50亿年前由混沌的星云到太阳系,星云,太阳系,天外来客流星与陨石,太阳系中的小行星高速闯入地球大气圈，同大气燃烧而产生的光迹，称为流星。 未燃烧尽的的流星体坠落到地面，就是陨石。陨石是来自天外的无价之宝。,天涯远客,流星,不速之客,

5、直径超过1公里的小行星每隔数十万年和地球相撞一次直径大于6公里的小行星每隔数亿年和地球相撞一次,吉林一号陨石 世界上最大的石陨石 （1976年3月8日陨落）,湖北随州陨石（1986年4月15日陨落）,中国地质大学逸夫博物馆镇馆之宝,世界上最大的撞击陨石坑 美国亚里桑那州巴林杰陨石坑 （爆炸能量相当于150颗广岛原子弹）,直径1200米，深150米,美国亚利桑那州巴林杰陨石坑,揭开地球的面纱,最恰当的位置 处在太阳系最恰当的位置上，有水，有空气，有生命，这就是我们的家园地球。尽管它的体积和质量在八大行星中排行第五，但它是最奇妙和最独特的。,距离太阳1亿5千万公里,美丽的容貌,从太空看，地球是个蔚

6、蓝色的漂亮星球，因为地表70.78%的面积是海洋。全球陆地的平均海拔高度为840米，在漫长的地质演化过程中，形成了无数鬼斧神工般的奇特景观。,太空看地球,欲穷千里目，更上一层楼,中国地质大学逸夫博物馆的磁悬浮地球,迷人的上游河谷景观,奇丽的山川地展平原骏走风,地球的诞生,最初的地球，相对均匀，无分层结构。随着温度升高，内部物质达到熔融状态，比重大的亲铁元素下沉，成为铁镍地核；比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳；更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表，形成原始的水圈和大气圈。 天，积气也；无处无气。地，积块也；充塞四虚，无处无块。 列子天瑞,生命的母亲原始地球,用数字勾绘地球,地球是一个扁率

7、不大的椭球体。 赤道半径：6378.140km 两极半径：6356.755km 赤道周长：40075.24km 表面面积：5.1亿余平方公里 地球质量：59.76万亿亿吨 全球65%的陆地集中在北半球，因此北半球又有陆半球之称。,地球形状,梨子,吃起来很不容易,如果把地球切开,地球呈现典型的内外圈层结构 外部圈层：大气圈、水圈、生物圈 内部圈层：地壳、地幔、地核 地壳与地幔的分界称莫霍面 地幔与地核的分界称古登堡面,地球结构相当于巨大的,地壳,鸡 蛋,地幔,地核,切一块地球蛋糕,莫霍面,人工地震,接收地震波,地,幔,地 核,实施人工地震探测地球深部,深入地球深部的眼睛,中国超深钻深入地下5公里

8、（地壳平均厚度为33公里）,钻探工程探索地球奥秘,钻探取得的地下深处岩石样品,地球的防护罩大气圈,大气圈是由于地球的引力作用，在地球周围聚集的气体圈层。大气的主要物质成分是氮和氧，约占大气总质量的99%。大气最初的主要成分是氢和氦。 大气圈是地球表面和生命的防护罩，是导致地球表层破坏与重建、生命兴衰的重要因素。,大气的剧烈运动,壮观的台风云系,大气的剧烈运动,龙卷风,大气的剧烈运动,闪电,大气的垂直分层,生命之源水圈,水圈是环绕地球的连续的含水圈层。水是生命之源，是改造地表的主要动力。 水圈的形成时间在距今40亿年左右。,海水：97.31%,淡水：2.69%,如果大地没有任何坑坑洼洼,整个大地

9、就会被海洋淹没海水深度会达到3798米海洋的面积和体积太大地球，取错了名字水球？海球？,水圈的循环,地球的固体外壳岩石圈,地壳和地幔的顶部都是由岩石组成的，所以，地质学家们把它们统称为岩石圈。 岩石圈离我们最近，对它的研究也是最多、最详细、最彻底的。,岩石圈,地球的物质世界,地球的细胞元素 地球上已知元素有108种，其中在自然界存在的有92种，但最主要的只有铁、氧、硅、镁、铝等十几种。 我们直接接触地球表面，对地壳的元素含量了解得比较准确。在整个地球内，元素的分布是不均匀的。,地壳的元素组成,氧+硅+铝+铁+钙=90.83%,元素的结合矿物 元素在一定条件下组合在一起，可以形成大小和结构不同、

10、形态和颜色各异的矿物。目前地球上发现的矿物有近4000种。,Si + 2O SiO2（水晶）,水晶晶簇,辰 砂（硫化汞）,萤石（氟化钙）,矿物的结合岩石 矿物组合在一起，就形成了岩石。自然界中的岩石千姿百态，数量众多，但都无一例外地归为三大类： 沉积岩、岩浆岩、变质岩 在生产上能被利用的岩石称为矿石。,花岗岩主要由三种矿物组成,花岗岩,石英,黑云母,长石,岩石由矿物组成,沉积岩,沉积岩是在地表环境下形成的岩石。它是由岩石的风化产物、火山物质、有机物质等经过搬运、沉积和固结而形成的岩石。它的最显著的特征是成层性，并且常含化石，如石灰岩、砂岩、泥岩等。 沉积岩包含大量的地理环境和气候的信息,成层性

11、极好的沉积岩,历史的万卷书,沉积岩层的新老关系,新,老,地层层序律,沉积岩中的动物化石,不同地点、含同一种化石的沉积岩层是同时形成的,地点1,地点2,地点3,地点4,化石层序率,岩浆岩,岩浆岩是地壳深处的岩浆涌上来之后，冷却固结而形成的岩石,如花岗岩、玄武岩等。 岩浆岩能带来很多地下深处的信息,我国沿海地区的岩浆岩地貌（玄武岩）,蓝宝石,9月份诞生石,感受黄山，天下无山黄山由岩浆岩（花岗岩）组成,变质岩,变质岩是早先形成的岩石，因温度、压力等条件的变化，而形成的一种新的岩石。此种岩石具有新的化学成分、矿物成分和结构构造。如大理岩、片麻岩等。 变质岩包含大量地壳运动和岩浆活动的信息,野外研究变质

12、岩,中岳嵩山由变质岩组成,漫长的生物进化,大自然的精华,地球表面的生物相互依存和制约，构成了形态特殊的圈层生物圈。 生物圈是地球外部圈层相互作用的产物，是大自然的精华。,地球生命是怎么来的,地球初期具备了生命诞生的基本条件： 含生命元素的大气：碳、氢、氧、氮、硫、磷 能源：太阳能、火山爆发、大气放电、宇宙射线 液态的水：原始海洋无机物有机物简单有机物复杂有机物最早的细胞38亿年前第一批原始细胞的出现，宣告了生命的诞生，从此，我们的星球开始充满生机与活力。,原始能源推动无机物有机物原始生命,生物进化的总路线,低级到高级简单到复杂单一到多样海洋到陆地,灭绝复苏繁荣灭绝复苏 ,生命大爆发,生命起源之

13、后，进化极为缓慢，没有大的起色。然而，到了距今5.4亿年的寒武纪初期，终于从沉默中爆发。各门类动物的祖先同时出现。我国云南的澄江动物群是这场大爆发的典型代表。这批化石发现于云南澄江县，是20世纪世界重大科学发现之一。,一个崭新的时代即将到来,澄江动物群复原景观,国家地质公园 澄江动物群化石产地,4亿多年前植物界离开海洋，征服大陆,绿藻,原蕨植物,3亿7千万年前脊椎动物脱离海洋，向陆地进军,鱼两栖动物爬行动物,生物圈的更替,不同历史时期，生物圈的面貌不同，但每个时期都有统治者。 古代生物留给我们的化石，是生物圈演化的历史见证。,不同时期有不同的统治者,地球的挂历,4亿年前的三叶虫化石,恐龙家族统

14、治地球长达1亿6千万年，在6500万年前神秘地走向消亡，取而代之的是哺乳动物迅速崛起，占居了统治地位。,5000万年前的鱼化石,地大逸夫博物馆1000多万年前的三趾马化石,从鱼到人 历史的跨越和选择 人类出现在二百五十万年前,鱼,人,如果把人类最近5万年划分为800代,前650代都营穴居生活最近70代方有可能有效地将信息一代代传下去最近6代广大群众才开始接触到印刷文字最近2代世人才用上了电动机今天我们日常生活中使用的绝大多数物品，都是现今这一代（即第800代）发展起来的。第800代标志着人类有史以来全部经历的一次大转折,如果地球46亿年的历史 = 1天,零晨零点， 地球诞生 早上4：10 生命

15、诞生在海洋中 晚上9：11 寒武纪生命大爆发 晚上9：55 植物界征服大陆 晚上10：10 脊椎动物向陆地进军 晚上10：50 恐龙家族问世 晚上11：40 恐龙家族全军覆没 晚上11点59分13秒 人类诞生 中华民族上下5000年 0.09秒 人活100岁 1/600秒,在浩瀚的宇宙中我们孤独吗？,据测算，银河系约有170亿颗“太阳”、6亿颗“地球”。离我们最近的一颗有生命的行星远在27光年之遥。假设人类的宇宙飞船每秒钟飞行10公里，要想飞到离我们最近的那颗有生命的行星，需要,80万年！,宇宙生命是什么样子？人类有过无数的想象,2009年3月6日美国发射世界首个探测地外行星的“开普勒”号太空

16、望远镜到太阳系外寻找第二个地球,永不安稳的大地,人们总以为，大地是那样坚固和稳定，以至发出“坚如磐石”、“稳如泰山”的赞叹。实际上，我们脚下的大地从来也没有安稳过。,烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢崒崩。高岸为谷，深谷为陵。 诗经小雅十月之交,大陆在漂移,2亿年前，全世界所有的陆地曾经属于一个统一的盘古大陆。后来，这一盘古大陆才开始破裂、漂移，逐步形成了今天的陆洋分布格局。,古生物化石证据说明两块大陆曾经连在一起,我们俩没法在一起啊,不同时期的世界地图不同,恐龙出现前的大陆（2亿年前）,恐龙时代的大陆（1亿年前）,现在的大陆,沧海桑田的变迁（2亿年的跨越）,海底在扩张大陆漂移的动力,在各大洋

17、的底部有一条绵长的海岭，叫大洋中脊，是全球最大的“山系”。地壳在海岭中央裂开，岩浆不断涌出，冷却固结后，向两侧对称地推挤，导致大洋海底不断扩张。,海底扩张与大陆漂移,大洋中脊全球最大的”山系“、海底扩张的发源地,海底扩张,海底火山爆发,板块运动,如同蛋壳被敲裂一样，地壳由17个板块拼接而成，其中规模较大的有7个。 板块之间相互插入、摩擦和掩压，一直处在运动之中。,西半球板块,东半球板块,我们处在欧亚板块上，东临太平洋板块，南接印度洋板块,地幔对流海底扩张大陆漂移板块运动,山脉是如何形成的呢？,现在普遍认为，绝大部分山脉的形成原因是：,板块的俯冲和碰撞,喜马拉雅山的形成,印度洋板块与欧亚板块于4

18、000万年前发生碰撞,地壳运动的痕迹,古往今来，地壳运动从未停止过。除了象地震那样的瞬时运动之外，绝大部分地壳运动都极其缓慢。 通过对保存在岩层中的褶皱和断裂的观察研究，仍然能让人感受到古代地壳运动的神力。,岩层受到挤压力或者拉张力发生断裂,岩石发生断裂,岩层受力发生弯曲，形成了褶皱,岩层褶皱,大地的颤动地震,地震是瞬间的地壳运动。它是地球内部岩层局部突然发生断裂或者原有断层突然错动，能量在瞬间释放，产生地震波，从而在一定范围内引起地面振动的现象。,力量加大，能量聚集,由量变到质变,能量瞬间释放,地震,龙门山断裂带断层错动引发汶川大地震,汶川茂江断裂,北川映秀断裂,龙门山断裂带,地震发生示意图

19、,衡量地震的两把“尺子”,震级指地震能量大小的等级，有9个等级烈度指地震的破坏程度，划分为十二度一次地震只有一个震级，但地震烈度不同震级每相差1.0级，能量相差30倍,震级和烈度,世界每年地震的次数,全世界每年发生地震约 ，但99%的地震人们感受不到，只有灵敏的地震仪才能观测到。全球7级以上的破坏性地震，平均每年仅约18次，而且通常只在少数地区发生。我国每年6级以上地震平均为6次左右。,500万次,汶川大地震基本情况,地震震级8.0级，属于特大地震地震烈度11度，造成毁灭性破坏震源深度1020公里，在映秀镇附近，属浅源地震，破坏性巨大地震震中从汶川开始，向东北传播200公里以上，宽为几十公里重

20、灾面积超过10万平方公里波及范围几乎整个东南亚和整个东亚地区余震次数到2009年2月16日12时，汶川8.0级地震余震区共发生余震46792次,大地震将汶川映秀镇夷为平地,左图：汶川大地震造成都江堰至汶川的公路中断下图：汶川大地震造成房屋倒塌,地震造成的山体滑坡使得去往北川县城的盘山公路中断,汶川灾民在地震引发的泥石流上通过,全球地震主要分布于板块交接线附近，呈带状分布,地震预报 地震预报是当代科学难题之一，远没有过关，仍处于探索阶段。从世界范围说，地震中、长期预报有一定可信度，短临预报没有重大突破，只能进行经验性预报。,地下有个火海,我们脚下平均深度22公里的地方，就是炽热的岩浆。它发源于上

21、地幔软流圈中或地壳的深部，通常会沿压力较小的破碎带或软弱带向上运移 。,我们脚下的火海岩浆,火山爆发,地下的岩浆如果沿一定的通道喷出地表，就形成了火山爆发。火山爆发是最为宏伟壮观的自然现象之一，同时也是可怕的自然灾害。,残酷的美丽火山爆发与熔岩流,向大海叫板,岩浆滚滚摧枯拉朽,岩浆冷凝形成的熔岩标明了岩浆的流动方向,岩浆流动方向,火山熔岩,世界火山的分布与地震带相吻合,中国的火山、地震及泥石流分布图,中国的火山,黑龙江五大连池火山口,云南腾冲火山口,不知何时发威长白山天池火山口,大自然的雕塑家,无数鬼斧神工般的地貌景观，令人叹为观止。在塑造地貌的过程中，有两种作用同时发生： 地壳运动形成山脉和

22、高原 气流和水不断对地表进行雕塑,分崩离析岩石的风化,岩石的风化是指岩石受太阳、大气、水、生物等的影响，在原地遭受破坏和分解的过程。岩石遭受彻底风化后,就变成了土壤。 岩石风化过程往往形成千姿百态的地貌景观。,差异风化地貌,飞沙走石风的威力,风是顺地面流动的空气。但当风速较大并挟带沙石时，能显著冲击和摩擦地表岩石，使岩石遭受破坏，往往形成鬼斧神工般的风蚀地貌。 在干旱气候区的荒漠地带，风蚀作用最为显著。,风沙的堆积形成了沙漠,风蚀地貌,雅丹地貌是干燥地区的一种特殊地貌。在岩层产状平缓的地区，风常沿着垂直裂隙或暴雨冲刷的沟谷吹蚀，使之进一步加深扩大，形成一个个孤立的平顶残丘，形态酷似城堡，称为“

23、风城”。当风力强劲时，能发出奇怪的声音，因而人们甚至称“风城”为“鬼城”。这种地貌主要发育在我国西北地区。,移山填海地面流水的力量,地面流水分为坡面流水、沟谷流水和河流三大类。它们不断侵蚀、冲刷沿途岩石及土壤，并将冲刷产物搬运至海洋、湖泊等低洼处堆积下来。这个过程往往形成千姿百态的侵蚀和堆积地貌。,泥沙俱下 移山填海,山区河流或江河上游以下蚀作用为主，使河道加深， 形成壮观的峡谷，如金沙江、通天河等,云台山世界地质公园,美国科罗拉多大峡谷,河流中下游以侧向侵蚀为主，使河道弯曲。 当河道高度弯曲时，就会决口而改道。,黑龙江,蛇曲河,牛轭湖,河流决口改道,长 江,发于点滴,切穿横断山,九曲回肠长江

24、荆江河段,长江荆江河段的变迁 长江侧向侵蚀使河道弯曲度加大,1756年,现在,黄河,黄河每年能将12亿吨以上的泥沙搬运入海，这些泥沙如筑成横截面积为1平方米米的长堤，则可 以绕地球赤道30多圈。,黄河切穿黄土高原,滴水穿石地下水的神工,地下水是指埋藏在地表以下的水体，主要来源于大气降水。 地下水是重要的淡水来源，占淡水量的22%。,溶岩铸石 地下水一般多含二氧化碳，它不断地溶蚀石灰岩，形成各种岩溶地貌。而当它流入洞穴或溢出地表时，因压力减小，又产生碳酸钙沉淀，形成钟乳石、石笋以及泉华等。扑朔迷离的地下宫殿 地下水的长期溶蚀与沉积，产生了扑朔迷离的溶洞景观，千姿百态，宛如仙境。,谁持鬼神斧雕此玉

25、玲珑,谁持鬼神斧雕此玉玲珑,桂林山水以“山青、水秀、洞奇、石美”而雄视天下。石灰岩地形的发育和地下水的长期溶蚀，使桂林奇峰罗列，形象万千。这里溶洞众多，洞内景物奇状异态，琳琅满目，使无数人惊叹不已。,桂林山水甲天下,开谷移山冰川的能量,冰川是在大陆上常年积雪的地区由积雪形成的能运动的冰体，它分布在极地附近或中、低纬度的高山区。 冰川是最重要的淡水资源。,积雪成冰冰川是由雪花积聚而成的。当积雪增厚时，在压力作用下，雪逐渐变成冰。当冰体厚度达到50米时，在重力驱使下就可沿斜坡流动，形成冰川。 冰川地貌冰川移动过程中，依靠自身及所携带的碎石不断侵蚀地表，形成奇特的侵蚀地貌，如冰斗、U形谷、刃脊、角峰

26、等。当冰川抵达低处时，开始消融，大量碎屑物质在前端堆积，形成弧形堤坝等堆积地貌。,中国南极长城站,雪域冰原,冰天雪地南极,南纬66度33分以南为南极区。南极是冰雪的世界，冰盖面积3300万平方公里，平均厚度2000米。那里的自然环境极其严酷，被称为世界寒极、风极和旱极。然而，南极资源丰富，包括最大的铁矿、煤田以及淡水资源库等。,惊涛拍岸海洋的神威,海洋是最大的物质聚集场所，每年都有大量的物质通过河流带到海洋。然而，在海岸附近及较浅的海底，海水的侵蚀作用也是惊人的。海岸的侵蚀与改造在陡峭的岩质海岸，海浪的冲击和侵蚀可形成奇特的海蚀景观；在沙质海岸，海浪和潮流则对沉积物进行改造，形成宽阔平缓的沙滩

27、。 神秘的海底世界 与陆地类似，海底也有高山、峡谷、平原、盆地和丘陵等。,冰岛北部的枫叶形岛屿,海底世界,人与地球,地球，以博大的胸怀和宝贵的资源养育了人类。由于无止境地向地球索取而不能善待它，人类已经遭到了前所未有的报复，生态危机、资源枯竭环境污染、灾害频发等已成为了全世界面临的紧迫问题。,大自然的报复,生态危机 地球历史上曾发生过6次生物大灭绝，然而和今天相比，不过是小巫见大巫。如不注意保护，地球上现存物种也许在十几万年内就会消失殆尽。 物种灭绝速度之快，主要是人类造成的。,救救它们！,青藏高原野牦牛被猎杀,原油泄漏危及海鸟生存,捕杀鲸鱼,资源枯竭,人类利用的自然资源包括土地、矿产、水、大

28、气、生物和海洋资源等，其中土地和矿产资源是不可再生的。如果人类不加节制地开发和使用，在几十年内，石油、煤炭和部分重要的金属资源等，都将走向枯竭。,湖北大冶铁矿铁矿资源即将枯竭,全球矿产资源形势不容乐观,我国矿产资源供需形势非常严峻,环境污染,科技的迅猛发展，使人类能以空前的速度和规模改变着自然界。其后果是在提高生活质量的同时，也造成了日趋严重的环境污染，如温室效应、大气污染和臭氧层空洞、酸雨、水体富营养化以及全球生态恶化等。,触目惊心空气污染,日益加剧的水污染,保护环境要从娃娃抓起,灾害频发,自然灾害是指发生在地表，能造成人们生命和财产损失的自然事件，如火山爆发、地震、滑坡、洪水等。其中有些是地球演化过程中的正常事件，但有些灾害如泥石流、洪水等，与人类对环境的长期破坏密切相关。,洪涝灾害,滑坡,泥石流,妈妈，怎么会这样？,沙尘暴,南极冰盖融化后海平面上升50米时我国的海岸线情况,人类的命运,人类是地球的主宰，因此，人类的未来命运实际上已掌握在自己手中。要想有美好未来，人类必须处理好与地球和生物圈的关系，与大自然和谐协调发展。,一起动手,呵护地球,谢谢大家请提宝贵意见,