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第一单元 从宇宙看地球
第一节 地球的宇宙环境
一、 宇宙
(一) 宇宙
1. 概念:宇宙是时间和空间的统一体,是运动、发展和变化着的物质世界。
2. 范围:目前天文望远镜的探测距离约为137亿光年。
(二) 天体
1. 概念:宇宙中有多种多样的物质,这些物质统称为天体。
2. 恒星和星云是最基本的天体;太阳是距离地球最近的恒星:月球是地球唯一的天然卫星。
3. 主要天体类型和特征
(1)恒星:炽热气体,如太阳,自身能发出光和热;
(2)行星:围绕恒星运动,自身本身不发光;
(3)星云:气体和尘埃,呈云雾状;
(4)卫星:环绕行星运行,大小差别很大;
(5)流星体:运行于行星际空间的尘粒和固体块;
(6)彗星:体积大,密度很小,具有云雾状的外表;
4. 天体的判别
(1)位于地球大气层之外,独立存在于宇宙中;
(2)宇宙间的物质,一些现象不属于天体,如极光、流星雨;
(3)在一定轨道上独自运行,依附在其他天体上运行的物体不属于天体。
(三) 天体系统
1. 含义:天体之间相互吸引、相互绕转,形成天体系统。
2. 天体系统层次
地月系
太阳系
银河系 其他行星系
可观测宇宙 其他恒星系
河外星系
二、 太阳
(一) 太阳系概况
1. 组成:太阳(中心天体)、八大行星及其卫星,以及小行星、彗星等
2. 位置:A 水星,B 金星,C 地球,D 火星,E 木星,F 土星.G 天王星,H 海王星,其中小行星带位于火星和木星之间。
3. 分类:ABCD为类地行星,EF为巨行星,GH为远日行星。
(二) 太阳辐射
1. 概念:太阳以电磁波的形式向外传递能量,称太阳辐射;太阳辐射所传递的能量,称为太阳辐射能。
2. 能量来源:核心物质在高温高压下,经核聚变反映产生巨大能量。
3. 影响因素
(1)纬度:一般纬度越低,正午太阳高度越大,太阳辐射越多;
(2)昼长:一般昼长越长,日照时间越长,太阳辐射越多;
(3)地势:地势越高,大气层越薄,透明度越高,获得太阳辐射越多;
(4)天气:晴天大气削弱作用弱,获得太阳辐射多。
4. 日地距离:太阳与地球之间的平均距离约为1.5亿千米,太阳光能到达地球的时间大约为8分钟。
5. 对地球的影响:
(1)为地球提供光能和热能,维持地表温度;
(2)为生物繁衍、大气和水体运动等提供能量;
(3)为人类生产生活提供能源。如:太阳能、煤炭和石油。
(三)太阳活动
1.亮度越来越暗;2.厚度越来越厚;3.温度越来越高。
(1)太阳大气层的结构:A光球层,B色球层,C日冕层。
(2)太阳活动的主要类型:A层的黑子,B层的耀斑,其周期约为11年,它们都是太阳活动的重要标志。C层的太阳风,是太阳抛出的高能带电粒子流。
(3)对地球的影响:
①扰动地球的电离层,影响无线电短波通信。
②扰乱地球磁场,产生“磁暴”现象。
③产生“极光”现象。
④太阳活动对天气、气候也会产生一定影响。
三、地球
(一)地球是太阳系中一颗普通的行星
1. 物理性质相近:地球与水星、金星和火星都是类地行星,在质量、体积、密度等方面相似。
2. 运动特征相似:
(1)近圆性:各行星绕日公转轨道均近似圆形;
(2)共面性:各行星公转轨道几乎在同一平面上;
(3)同向性:绕日公转方向都是自西向东。
(二)地球是太阳系中一颗特殊的行星——唯一有生命存在的天体
1. 外部条件:稳定的太阳光照;比较安全的宇宙环境;
2. 内部条件:地球本身条件适中。
(1)日地距离适中:接受到的太阳光热适量,地表有适宜的温度,存在液态水;
(2)地球的质量适中:形成包围地球的大气层,适合生物生存的大气条件;
(3)公转、自转周期适当:地表温度的日变化和季节变化幅度不太大。
第二节 地球的形成与演化
一、地球历史的记录
(一) 地层
1. 概念:地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物。
2. 特点:具有时间顺序的层状岩石,有明显的层理结构。下老上新,侵入的岩层晚于被侵入的岩层。
3. 推断地层形成时的地表环境:石灰岩形成与浅海环境,页岩形成与静水环境,玄武岩是火山活动的产物。
(二)化石
1. 概念:是存留在地层综的古生物遗体、遗物和遗迹。
2. 意义:化石是确定所在地层的年代和古地理环境的重要依据。
3. 案例:地层中含有三叶虫化石,表明地层形成于古生代,当时是海洋环境。
4. 应用:根据地层中所含化石,推测地层的年代。
(三)地质年代表
1. 科学家根据地质年代先后顺序,把地球历史上重大地质事件编成的时间顺序表。
2. 简化的地质年代表
宙
代
纪
开始年代
(百万年前)
主要事件
显生宙
新生代
第四纪
1.8
并核实其;人类诞生
新近纪
5.3
人类的祖先——类人猿出现
古近纪
65
被子植物繁荣,哺乳动物目崛起
中生代
白垩纪
99
恐龙等大批生物灭绝
侏罗纪
199
鸟类出现,恐龙繁荣;被子植物出现,裸子植物繁荣
三叠纪
251
恐龙出现,盘古大陆形成,卵生哺乳动物出现
古生代
二叠纪
299
地球上95%的生物灭绝,盘古大陆轮廓初现
石炭纪
359
裸子植物出现;蕨类繁荣;成煤期;爬行动物出现
泥盆纪
416
种子植物出现;两栖动物出现
志留纪
443
陆生的裸蕨植物出现
奥陶纪
488
鱼类出现;海生藻类繁盛
寒武纪
542
寒武纪生命大爆发
前寒武纪
(寒武纪之前的时期)
2300
蓝藻、细菌繁盛 多细胞生物出现
2500
重要的铁矿成矿期
4570
地球形成 出现海洋
二、地球形成与演化简史
三、 地球演化过程
1. 生物演化
(1) 从低级到高级,从简单到复杂;
(2) 分布空间上,由海洋向陆地扩展;
(3) 伴随着生物的衰退和灭亡,出现新生物的诞生和兴盛。
2. 海陆变迁
3. 构造运动导致了海陆的变迁、地形的变化,对气候的变化、生物的演化以及一些矿产的形成具有重要的影响(中生代:泛大陆的解体;晚新生代:青藏高原隆起)
4. 矿产形成:前寒武纪为铁矿成矿期;古生代后期和中生代为煤炭成矿期。
第三节 地球的圈层结构
一、 地球的内部圈层
(一) 地震波
1. 地球内部圈层划分
(1) 依据:通过对地震波传播速度的研究。
(2) 界面:图中C为莫霍面,D为古登堡面。
(3) 圈层:图中由内向外,E+F为地核,G为地幔,H为地壳。
2. 地球内部各圈层的主要特点归纳
圈层名称
不连续界面
深度
地震波的速度变化
特征
地壳
莫霍面
古登堡面
平均约17千米
约2900千米
纵波和横波速度明显加快
纵波速度突然下降,横波消失
1.固体外壳;2.厚度最小,其中大陆地壳较厚,大洋地壳最薄。
地幔
1.固态,地幔上部存在一个软流层,物质处于熔融状态;2.温度、压力、密度增大。
地核
外核
呈液态
内核
呈固态
3. 地球外部圈层的特点
大气圈:由气体(氮气和氧气)和悬浮物组成的复杂系统,是地球生命的保护伞。
生物圈:是地球特有的圈层,也是最活跃的圈层。
水圈:由地球表层各种水体组成的连续而不规则的圈层。
4. 地球的各个圈层之间相互联系、相互制约、相互渗透,不断进行着物质和能量交换,形成了人类赖以生存的地球表层环境。
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