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00绪论什么是地球科学地球科学是研究地球物质组成、运动、时空演化和形成机制的系统科学。地球由什么组成？山脉和河流是怎样形成的？地球是怎样演化的？这是地球科学应回答的问题之一。地球科学应回答的另一类问题是:为什么太空中有些天体与地球类似，有些天体则完全不同。地球科学工作者的研究范畴1探索地球本身:大气圈、水圈、生物圈、土壌圈等外部圈层，岩石圈（地壳）、地幔、地核等内部圈层。2探索地球外部：太阳系、银河系等。地球科学家的工作地点野外地质考察海底考察深海钻探深潜调查火山灾害考察地震灾害考察地球科学的分科和研究方法地球科学的分科:大气科学、水文学和海洋科学、地理科学、土壤科学、地球物理科学、地质科学(天文学)地球科学的特点:全球物、空、时的变化及差异性。地球科学的研究方法：类比法——利用“将今论古”的现实主义原理。为什么要学习地球科学地球科学与可持续发展——迎接二十一世纪的挑战人类社会可持续发展面临的问题：人口爆炸、资源短缺、环境恶化、灾害频发、温室效应、海平面上升、荒漠化、水资源短缺第二章地质年代化石：保存在岩石中的生物遗体和遗迹称为化石。标准化石：能够用来确定特定地层时代的化石称为标准化石。标准化石具有演化快，数量多，分布广，特征明显的4大特点。化石的研究意义：确定地质年代；研究生物演化规律；建立地质年表进行地层对比；研究古地理、古气候、古环境。地层：在特定的地质时期形成的层状岩层。地层层序律：地层来经强烈的构造变动而倒转或位移时，保持着正常的顺序，即先形成的地层在下，后形成的地层在上，称为地层层序律。化石层序律：不同时代的地层含不同的化石，不同地区含相同化石的地层属同一时代，称化石层序律。根据沉积岩的原生构造判断地层层序：干裂、波痕；斜层理；递变层理地层的划分：是依据地层的某种特征或属性，按照地层的原始顺序，将地层剖面划分为不同类型、不同级别的地层单位。地层的对比：是依据地区的特征或属性，对不同地区的地层单位进行比较研究，论征这些地层单位在特征和地层位置上的对应和相当关系。相对地质年代（确定原则）：地层层序律：根据叠加原理。（老地层在下，新地层在上）利用波痕，层理，泥裂，雨痕可判断岩层顶底。化石层序律：生物演化遵循由简单到复杂，低级到高级的不可逆原则。利用生物群特征确定岩层新老。地质体之间的切割关系：被切割的先形成，切割者后形成。绝对年代（同位素年龄的测定）原理：放射性元素衰变后成为稳定元素；如：铀（238）=铅（206）+8氦（4）。衰变具固定的半衰期（年）；衰变速度不受外界影响。矿物为测定对象。第三章大气圈大气圈的作用防止太空物质灾害性的袭击地球。固体物质（陨石、冰体）；宇宙辐射。维持地球上生命生存的必备条件。温度、呼吸、气压、循环。大气圈的物质组成100Km以下均匀层中由三部分组成：干洁大气、水气、气溶胶粒子大气圈的分层外层（散逸层）：粒子向太空扩散，构成地球外部磁场。热层（电离层）：90-800km，温度迅速升高，300km达1000度高温，存在大量自由电子和离子，是吸收紫外线、传播无线电波和卫星运行的主要圈层。中间层：50-90km，温度由热-冷（0—-83度）。平流层：10-55km，温度由冷—热（-80—0度），无垂向大气对流，为飞行安全区和臭氧层分布区，吸收了大量的紫外线辐射。对流层：平均11-13km，赤道17-18km，两极8-9km。密度最大，气温由热-冷（15—-50度）。是产生气侯现象的主要层圈。大气圈各分层的作用对流层发生气候变化；平流层(臭氧层)吸收紫外线；热层(电离层)反射无线电波大气圈的物质转换固体物质：火山爆发，陨石坠落。气体物质：氮、氧、二氧化碳的循环。水：蒸发与降水过程。科里奥利力(地球自转偏向力)北半球偏向前进方向的右侧。南半球偏向前进方向的左侧。影响地球上所有运动的物体。低压中心形成逆时针旋转气团（气旋）。高压中心形成顺时针旋转气团（反气旋）。第四章风化作用与风的地质作用风化作用：岩石在原地发生物理状态和化学成分变化的破坏作用称为风化作用。风化作用的类型：物理风化作用；化学风化作用；生物风化作用物理风化作用：地表的岩石在原地发生机械破碎，不改变其化学成分和矿物组成，未形成新的矿物。包括温差风化、冰劈作用、盐类结晶、层裂等。形成岩屑、砂粒等碎屑。化学风化作用：岩石在原地由于化学反应使其发生物理状态和化学成分的变化，形成新矿物。包括水解、水化、溶解、氧化、碳酸化作用等。生物风化作用（根劈作用）风化作用的影响因素：气候、地形、岩性是影响风化作用的主要因素。气候决定风化作用类型；干旱气候区以物理风化为主，温湿气候区以化学和生物风化为主。地形影响风化作用的程度。岩性影响风化作用的速度。地形对风化作用的影响：山顶，风化作用较强，风化速度快。坡下风化作用相对较弱。风化作用的产物：残积物：地表岩石经长期风化作用，残留于原地的松散堆积物。风化壳：由残积物组成的，呈不连续覆盖地表基岩上的薄层外壳。风化壳的顶部常为土壤层。古风化壳：地质历史时期形成的风化壳。风的地质作用：风的剥蚀作用：风蚀作用，风通过吹蚀和磨蚀对地表进行的破坏作用。风的搬运作用：碎屑颗粒在风的作用下，通过悬浮、跳跃和滚动的形式进行搬运。风的沉积作用：风力无法携带搬运颗粒的重量时发生沉积作用，风速是决定沉积作用发生与否的主要因素。全球沙漠的分布：南、北纬30度是全球的高压带，形成干燥的地面信风，致使全球沙漠分布于南、北纬15—30度的区域内。第五章生物圈生物分类：界、门、纲、目、科、属、种地球上的生物分五个界：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界原核生物：无细胞核的单细胞生物，以细菌和蓝绿为主。原生生物：具有细胞核的单细胞生物，包括细菌、藻和原生动物。真菌：没有叶绿素的真核生物，不能进行光合作用，包括蘑菇、木耳、灵芝等。植物：具有叶绿素，能进行光合作用的自养生物，包括蕨类植物和种子植物等。动物：由无脊椎动物和脊椎动物组成的多细胞复杂生物。生命起源的假说：有机汤说、宇宙成因说、大气成因说、火山成因说、深海成因说生物的大灭绝：生物在地质演化历史中经历过多次集群灭绝事件。例如：元古代埃迪卡拉动物群的灭绝；二叠纪末三叶虫、四射珊瑚的灭绝；白垩纪末恐龙的灭绝等。恐龙为什么在白垩纪末突然灭绝？白垩系与第三系界限上出现铱高异常；恐龙灭绝与陨石轰击有关。生物圈对其它层圈的作用大气圈：生物作用，特别是植物的光合作用对保持大气成分组成具有决定意义。大气圈中氧、氮、二氧化碳的循环都是在生物作用的参与下进行的；人类活动对大气圈的污染值得充分重视。水圈：生物作用影响水圈中元素的迁移和沉淀过程，也影响水圈的运动循环。放射虫硅质岩的形成吸收了海水中大量的二氧化硅；浅海石灰岩（碳酸钙）的形成是生物作用的结果；铅、磷等元素可由生物作用沉积于海底；大洋盆地的锰结核（含多种金属）是菌类和微生物作用的结果；水循环过程中生物活动起着十分重要的作用。岩石圈：生物对岩石圈表层进行破坏和物质交换。石油、天然气和煤是通过生物作用储存的太阳能；岩石圈中的生物风化作用使岩石破碎，生物作用形成了土壤；地质历史中形成的许多矿产（铁、铜、锰）与生物作用有关。第六章水圈水圈的组成：海洋：97.3%（咸水）；冰川：2.1%（固体淡水）；地下水：0.6%；地表水：0.01%；大气水和生物水：0.001%。能够被人类直接利用的水不足1%。水的特点：水的偶极性分子结构决定了水具有流动性好、表面张力强、热容量大、弱粘滞性的特点，使其成为地质作用的主要媒介；水能够吸收大量的太阳辐射，使海洋成为生命的摇篮；水是地球上生物生存和发展的必备条件。水的循环：地球表水的循环；地球内部水（地下水）的循环；生物圈的水循环海底地貌和海洋环境分带：滨海带（滨岸带）：海水与陆地交界的地带。（平均高潮线和平均低潮线之间）浅海带（大陆架）：200米水深以上坡度较缓的地带。半深海（大陆坡、大陆基）：大陆坡（大陆架前缘至大洋盆地之间的陡坡地带）；大陆基（大陆坡脚与大洋盆地之间的过渡地带）。深海带（大洋盆地）：由岛弧、海沟、深海平原、大洋中脊、海山、海底平顶山组成的深海地形。海水的特征：海水含有3.5%的盐类，其中2.7%为氯化钠，其次为氯化镁、硫酸镁、碳酸钙等。这些盐类是岩石风化形成的并由河流将其带入海洋中的。海水表层温度受太阳辐射影响与地理纬度一致，200米透光带以下温度迅速降低，密度增高，洋底温度为2度左右。海水的运动：波浪：海水有规律的起伏运动称波浪，波浪的能量来自风。波浪用波长、波高、波峰、波谷来描述。深水区（大于1/2波长）波浪的水质点在原地做圆周运动以传递能量，浅水区（小于1/2波长）水质点受深度影响成椭园运动。波浪影响深度1/2波长。潮汐：海水周期性的涨、落现象称为潮汐。潮汐受日、月引力和地月系统离心力决定，引潮力是二者的合力。浊流：形成于大陆坡沿海底峡谷流动，沉积于深海盆地的高密度重力流。洋流：由于温差和盐度不同引起海洋中沿固定方向大面积流动的水体，分为表层洋流和深部洋流。滨海带的地质作用特点：波浪和潮汐是滨海带的地质作用动力。海蚀作用（冲蚀、磨蚀、溶蚀）使滨岸带形成海蚀崖、海蚀槽、海蚀洞、波切台、海蚀残丘等海蚀地形。海岸带的搬运作用以沿岸漂移为主。由于波脊与岸边不完全平行，波浪推进时将搬运物带入岸边，波浪回落形成底流将搬运物带回水中,使搬运物形成沿岸漂移。滨海带的沉积作用形成砾滩、沙滩、沙咀、泻湖、潮坪等沉积地形。滨海带水浅、流急，海生生物较少，以底栖固着、穴居、钻孔为主。浅海带地质作用：波浪仍然是浅海的地质作用动力。浅海水深大，波浪影响深度有限，以沉积作用为主。形成由浅部粗向深部逐渐变细的条带状海底沉积特征的总趋势。浅海带氧气充足，光照条件好，盐度正常，是海洋中海生生物最丰富的地带。半深海和深海带地质作用：浊流、洋流是半深海和深海带的地质作用动力。浊流发源于大陆架，搬运大量陆源碎屑物质沿海底峡谷流动产生强烈的剥蚀作用，沉积于深海平原。浊流的形成是由于三角洲前缘沉积的大量陆源碎屑物受到地震、火山爆发、海啸的影响，充分液化形成高密度重力流，其搬运能力大，速度快，距离远，是深海带粗碎屑的主要物质来源。深海带的背景沉积软泥沉积：由钙质、硅质、粘土等浮游生物遗体和悬浮物组成。锰结核：锰结核含有大量金属元素，是重要的潜在资源。片流和洪流：片流和洪流受大气降水控制，属季节性和暂时性流水。水系：由支流和主流组成的河流网状运动系统称为水系，水系覆盖的地区称为流域。河流地质作用（产生的原因）：能量（动、势）转换是产生河流剥蚀、搬运、沉积作用（地质作用）的根本原因。河流的剥蚀作用：河流通过机磨蚀和化学溶蚀对河床进行破坏。河流的搬运作用河流上游地质作用的特点：河床坡度大，流速快，搬运力强，以下蚀作用为主。常形成急流、浅滩、瀑布和V形谷。下蚀作用的结果使河流向源头方向伸长，称为向源侵蚀。侵蚀基准面是下蚀作用的极限，海平面是河流的最终侵蚀基准面，湖泊和主河道是上游或支流的暂时性侵蚀基准面。河流中游地质作用的特点：河流中游坡度缓，流速较慢，搬运力降低，下蚀作用减弱，以侧蚀作用为主。使河谷加宽，形成U形谷，河曲等现象，河谷内沉积大量碎屑物。側蚀作用的结果使河流凸岸沉积，凹岸剥蚀后退，河曲加大。河流（中）下游地质作用的特点：河流（中）下游坡度极缓，流速很慢，动能明显减弱，河流几乎不具备侵蚀能力，也很难携带搬运大量的碎屑物，以沉积作用为主。形成蛇曲和大量沉积地形。河流的沉积作用：河流流速减小，搬运能力下降是发生沉积作用的主要原因。形成边滩（点沙坝）、心滩、天然堤、河漫滩等沉积地形，最大的沉积场所位于三角洲。三角洲沉积：三角洲由组成：由顶积层、前积层、底积层三部分组成。平面上表现为三角形或扇形。三角洲的成因：携带的大量碎屑物的河流，在海水顶拖作用下，流速骤减，形成广泛的沉积作用形成三角洲，三角洲是河流最大的沉积场所。冰川的类型：冰川分为大陆冰川和山岳冰川两大类。大陆冰川：又称冰盖，分布于高纬度两极地区的南极洲和格陵兰岛，面状分布，形成中央厚，周边薄的盾状，冰川由中央向四周流动，不受地形影响。冰舌注入海中脱离冰川形成冰山。山岳冰川：形