第一章地球概況第1頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月“混沌初開，乾坤始奠。輕清者上浮為天，重濁者下凝為地?！薄袊糯苜t宇宙是我們周圍的物質世界整個宇宙第2頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衛(wèi)星、5顆已經(jīng)辨認出來的矮行星（冥王星、谷神星、鬩神星、妊神星和鳥神星）和數(shù)以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。第4頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)地球的形狀和大小測量學中以平均海平面為基準，并將其擴展到陸地而構成的一個封閉球形體，代表地球的形狀和大小的球面，稱為大地水準面。一般以赤道半徑與兩極半徑及扁率所決定的橢圓繞地軸旋轉構成的旋轉橢球體，代表地球的形狀和大小。扁率=a-b/a第6頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月通過天文大地測量、地球重力等位測量、衛(wèi)星大地測量等精密測量，發(fā)現(xiàn)：地球并不是一個正球體，而是一個極半徑略短、赤道半徑略長，北極略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。地球重力場是地球的一種物理屬性。表征地球內(nèi)部、表面或外部各點所受地球重力作用的空間。根據(jù)地球重力場的分布，可以研究地球內(nèi)部結構、地球形狀以及對航天器的影響。地球的自然表面并非光滑，珠穆朗瑪與馬里亞納海溝之間的高差達近20km。第7頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月看起來，地球形狀像一只梨子：它的赤道部分鼓起，是它的“梨身”；北極有點放尖，像個“梨蒂”；南極有點凹進去，像個“梨臍”，整個地球像個梨形的旋轉體，因此人們稱它為“梨形地球”。其實地球確切地說，是個三軸橢球體。地球近似于旋轉橢球體，是地球自轉所致，表明它具有彈塑性。地球不知嚴格的旋轉橢球體，表明其內(nèi)部物質分布不均勻。第8頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月國家重力基準第9頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

國際主要的橢球參數(shù)橢球名稱年代長半徑/m扁率附注德蘭勃（Delambre）180063756531：334.0法國埃弗瑞斯（Everest）183063772761：300.801法國貝塞爾（Bessel）184163773971：299.152英國克拉克（Clarke）184163782061：294.0978英國克拉克（Clarke）188063782491：293.0459英國海福特（Hayford）191063783881：297.01942年國際第一個推薦值克拉索夫斯基194063782451：298.3蘇聯(lián)1967年大地坐標系196763781601：298.2471971年國際第二個推薦值1975年大地坐標系197563781401：298.2571975年國際第三個推薦值1980年大地坐標系197963781371：298.2571979年國際第四個推薦值

我國在1953年以前，使用海福特橢球體參數(shù)，1953后改用克拉索夫斯基橢球體參數(shù)。1978年開始，我國決定在西安對地球重新定位。目前新出版的地圖使用GRS1980。

第10頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月赤道半徑：6378.140km；兩極半徑：6356.755km；平均半徑：6371.004km；長短半徑：21.385km扁率：1/298.253；表面積：510064472km2體積：10832×108km3；質量：5.976×1024kg赤道半徑：6378.14km；平均密度：5.515gm/cm3平均日距：149600000km地球形狀的地理意義由于地球是圓的，使太陽的正午高度角有規(guī)律的從南北緯23.5°之間向兩極減少。太陽輻射使地表增暖的幅度也按同樣的的方向降低，從而造成了地球上熱量的帶狀分布和所有與地表熱狀況相關的自然現(xiàn)象（氣候、植被、土壤等）的地帶性分布。第11頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)地球的外部圈層結構

即大氣層，厚約2000到3000千米，由氣體和懸浮物組成，主要成分是氮和氧。連續(xù)但不規(guī)則的圈層，范圍包括地表水，地下水，生物水，大氣水等。處于不間斷的循環(huán)運動中。地球表層生物及其生存環(huán)境。范圍包括：大氣圈的底部，水圈的全部，巖石圈的上部

。大氣圈：水圈：生物圈：第12頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月一、大氣圈：是指因地球的引力而聚集在地表周圍的氣體圈層。大氣圈中的氣體主要集中于地表以上18km的范圍內(nèi)，往上氣體變得極為稀薄。

第14頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月直到距今38億年前，地球上的大氣仍是缺氧和呈酸性的，至32-29億年前能起光合作用的藻類開始繁殖，后者能消耗二氧化碳，產(chǎn)生出氧氣。距今18億年前到6億年前，隨著海洋里菌藻大量增多，使大氣中的二氧化碳減少，氧和氮的含量逐步增加。直至古生代之后，大氣圈的成分漸漸接近目前的狀況最初的大氣成分主要是水蒸汽，還有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氫和氯化氫等第15頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月由地表往上可分為五個次級圈層：對流層、平流層、中間層、暖層、擴散層（散逸層）。第16頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）對流層第17頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）平流層第18頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）中間層第19頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月二、水圈：是指地球表層由水體構成的連續(xù)圈層。其物態(tài)有固、液、氣三種狀態(tài)。

最早的水體出現(xiàn)是在地球上的溫度逐漸降低至低于100°C時。大氣中的水蒸汽陸續(xù)凝結出來，形成了廣闊的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有許多酸性物質。38億年前，海洋中開始有了生命的活動——最原始的原核細胞生物--藍綠藻，大約到27億年前游離氧在海洋中出現(xiàn)。綠色植物的大量繁殖，更加快了大氣和海洋環(huán)境的變化，使其有利于高等喜氧生物的發(fā)展。第21頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月及所占比例

水體的形式有河、湖、海、冰川（蓋）水蒸氣、地下水等，并形成一個包裹著地球的完整圈層。地表上直接被液態(tài)水體覆蓋的區(qū)域占地表面積的3/4。在太陽能、重力的作用下，使得水圈中的水體周而復始的運動，形成水循環(huán)。第22頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月水循環(huán)的方式有：海洋與大陸間的循環(huán)；地表與地下間的循環(huán)；生物體與周圍空間的循環(huán)；水圈與大氣圈間的循環(huán)。第23頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月三、生物圈：是指地球表層（地下3km）由生物及其活動地帶所構成的連續(xù)圈層。

生物從高等到低等，從動物到植物，乃至細菌和微生物等生活于地球表面一定范圍的陸地、水體、土壤及空氣中，構成了一個基本連續(xù)的圈層。目前已知的生物有近兩百萬個種。生物的演化發(fā)展受控于自然環(huán)境的演化，通過地質歷史時期生物化石的研究就可以知道地質演化的歷史。第24頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月38億年前，海洋中開始有了生命的活動——最原始的原核細胞生物--藍綠藻，大約到27億年前游離氧在海洋中出現(xiàn)。綠色植物的大量繁殖，高等喜氧生物開始發(fā)展。顯生宙之后大量生物繁殖。生物的出現(xiàn)是在水、氣圈形成之后。

（地球年齡46億年，大量動物7-8億年）第25頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月各圈層相互作用第26頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）大氣圈對水圈和生物圈的作用是水圈運動和循環(huán)的媒介和重要動力是生物生存和發(fā)展的必要條件第27頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地球的密度

地球的平均密度：5.516g/cm3地表巖石平均密:

2.7g/cm3（沉積巖、花崗巖等）地心的密度:

13g/cm3第三節(jié)固體地球的主要物理性質地球內(nèi)部大部分物質的密度，應大于地球的平均密度670km2891km5150km第30頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地球的重力

地球的重力

地球自轉引起的離心力和地球引力的合力。P=F+drdFPR重力的變化在地表的變化：重力隨緯度的增加而增加，隨海拔高度的增加而減小。若將地球視為均質體，以海平面為基準可計算出不同緯度的標準重力值。g=987.032(1+5.3×10-3×sin2ф-5.9×10-6

×sin22ф)g為重力（伽），ф為緯度第31頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月在地球內(nèi)部的變化

影響重力大小的不是整個地球的總質量，而主要是所在深度以下的質量。

由于地殼與地幔的密度都比較小，從地表到地下2900km的核幔界面，重力大體上是隨深度增加而略有增加，但有波動。在核幔界面上，重力值達到極大(約1069伽)，再往深處去,各個方向上的引力趨向平衡,重力值逐漸減少，直至變小為零。2900km地心第32頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月重力異常實際測得的重力值與理論重力值之間的差值，稱重力異常。

當實測重力值>理論重力值,稱正異常

當實測重力值<理論重力值,稱負異常

在埋藏有密度較小物質（如石油、煤、鹽等非金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，常顯示負異常；而埋藏有密度大物質（如鐵、銅、鉛、鋅等金屬礦產(chǎn)）的地區(qū)，就顯示正異常。所以人們就可以通過重力測量，來圈定重力異常的區(qū)域，尋找那些引起重力異常的非金屬和金屬礦產(chǎn)。這就是地質勘查中常用的重力探勘方法。把地球當做圓滑的均質體，以大地水準面為基準計算出的重力值稱為理論值。第33頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月三、地球的壓力

地球內(nèi)部壓力是隨深度加大而逐漸增高的。深度每增加1km，壓力增加27.5MPa（1MPa＝1兆帕斯卡＝106N/m2）。深部隨著巖石密度的加大，靜巖壓力增加得更快些。靜巖壓力在莫霍面附近約1200MPa，古登堡面附近約135,200MPa，地心處可達361,700Mpa，相當于360萬個大氣壓力。地表地心第35頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月四、地球的磁性

地磁軸地理軸地磁場：地球周圍存在的磁場。它有兩個磁極，其磁北極位于地理北極附近，磁南極位于地理南極附近，但不重合，地磁軸與地球自轉軸的夾角現(xiàn)在約為11.5度，1980年實測的磁北極位于北緯78.2度、西經(jīng)102.9度（加拿大北部），磁南極位于南緯65.5度，東經(jīng)139.4度（南極洲）。第36頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月地磁三要素：磁場強度、磁偏角、磁傾角磁場強度：第37頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月磁偏角：磁力線在水平面上的投影與地理正北方向之間形成的夾角。即，磁子午線與地理子午線之間的夾角。磁偏角的大小各處都不相同。在北半球，如果磁力線方向偏向正北方向以東稱為東偏，偏向正北方向以西稱為西偏。我國東部地區(qū)磁偏角為西偏，甘肅酒泉以西地區(qū)為東偏。第38頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月磁傾角：第39頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月五、地球內(nèi)部的溫度

外熱層：在地表附近，由于太陽幅射熱的影響，溫度有晝夜變化、季節(jié)變化和多年周期的變化。日變化深度在1~1.5m，年變化深度20~30m。常溫層：地溫常年保持不變，等于或略高于當?shù)啬昶骄鶜鉁?，該處稱為常溫層。深度大致為20~40m。增溫層：地溫隨深度增大而逐漸增加。大陸區(qū)為常溫層之下30km。

地溫

人們可從火山和溫泉意識到地下深處是熱的，地球的溫度總體是從地表向地內(nèi)逐漸增高。第41頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月常溫層以下，受到地球內(nèi)部熱量的影響，溫度逐漸升高。一般把在常溫層以下，每向下加深100ｍ所升高的溫度稱為地熱增溫率或地溫梯度。這是由于地球內(nèi)部熱量通過向上熱傳導而造成的。世界上不同地區(qū)，地溫梯度都不相同，地球表層的平均地溫梯度為３℃。海底的地溫梯度一般為４－８℃，大陸為０.９－５℃．大陸的地溫梯度一般來說是顯著低于海底的。第42頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月六、地球的彈塑性

第43頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)地球的內(nèi)部圈層結構地殼莫霍界面古登堡界面地幔外核內(nèi)核第47頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月重力作用與高溫的影響，地球內(nèi)部的物質發(fā)生部分熔融，重者下沉，輕者上浮，出現(xiàn)大規(guī)模的物質分異和遷移，從里向外物質密度從大到小的圈層結構。鐵和鎳較重，含量多，分離出來成為液態(tài)的金屬向中心聚集——地核較輕的硅酸鹽物質形成地幔和地殼

氣體和水等輕物質被吸引在固體地球的外圍。

第48頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地球的內(nèi)部圈層的劃分依據(jù)

第49頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第51頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月332900速度{千米/秒)地震波的速度與地球內(nèi)部圈層的劃分莫霍界面古登保界面地殼地幔地核上地幔下地幔外核內(nèi)核第52頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月地震波在地球內(nèi)部傳播時，有兩個明顯的波速突界面，這兩個地球內(nèi)部界面分別稱為：莫霍面和古登堡面根據(jù)莫霍面和古登堡面，可將地球內(nèi)部分為三個Ⅰ級圈層：地殼、地幔、地核根據(jù)次級界面，還可將進一步分為六個Ⅱ級圈層。第53頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月二、地球的內(nèi)部圈層

地殼是莫霍面以上的地球表層。其厚度變化在5-70km之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33km；大洋地區(qū)厚度較小，平均約7km；總體的平均厚度約16km。地殼為固態(tài)巖石所組成，包括沉積巖、巖漿巖和變質巖三大類巖石。第56頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月大陸地殼（上地殼）主要為富硅鋁的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鋁層；大洋地殼（下地殼）主要為富硅鎂的硅酸鹽礦物所組成，常稱為硅鎂層，因其比重較大，主要分布洋底地殼或大陸地殼的下部。第57頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第59頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月第62頁，課件共68頁，創(chuàng)作于2023年2月

地幔莫霍面與古登堡面之間的一個巨厚圈層。其厚度約2850km。平均密度為4.5g/cm3。根據(jù)次級界面可分為上地幔和下地幔。

上地幔：從莫霍面至地下1000km，平均密度為3.5g/cm3，成分主要為含鐵鎂質較多的超基性巖。在上地幔的上部100-350km存在一個由柔性物質組成的圈層稱為軟流圈（地震波的低速帶）。此軟流圈之上的固態(tài)巖石圈層稱為巖石圈（上地幔的頂部和地殼，固態(tài)巖石）。

下地幔：地下1000km至古登堡面之間，平