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Chapter 1
第一章 宇宙中的地球

第一节 地球的宇宙环境

知识点1：地球在宇宙中的位置
1．天体
(1)概念：闪烁的恒星、轮廓模糊的星云、相对星空背景有明显位移的行星、一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星，它们连同星际空间物质，统称为天体。
(2)常见天体
天体类型
组成物质(或成员)
特点
恒星
炽热的气体
①质量庞大，温度高，能自己发出光和热；
②恒星之间相距遥远；
③太阳是距离地球最近的恒星
星云
气体和尘埃，主要物质是氢
①本身不发光，一般星云里都会有恒星，呈云雾状；
②密度小，体积和质量都很大
行星
如：太阳系八颗行星
①在椭圆轨道上绕恒星运行，质量比恒星小；②本身不发光，靠反射恒星的光而发亮
卫星
如：月球
①环绕行星运转、本身不发光；
②卫星大小不一，但是质量不会超过它绕转的行星
流星体
尘粒和固体块
①不能自己发光，但与大气摩擦形成光迹；
②进入大气层后，同大气摩擦燃烧而发光，产生流星现象；
③没有烧尽的残体落到地面叫陨星，其中石质陨星叫陨石，铁质陨星叫陨铁
彗星
冰物质
①密度很小，具有云雾状外表，不能自己发光；②绕太阳运行

2．天体系统
(1)概念：宇宙中的天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。
(2)层次：可观测宇宙

知识点2：行星地球
1．普通性

(1)八大行星
①类地行星：水星、金星、地球、火星；
②巨行星：木星和土星；
③远日行星：天王星和海王星
(2)八大行星运动特征
(3)结论：无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星。
2．特殊性
(1)表现：八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球。
(2)生命存在的两大条件
①安全的宇宙环境
②自身条件

1．天体的判断方法

2．天体系统的判断

3．地球的特殊性——存在生命的行星
(1)地球存在生命的外部条件
外部条件主要是针对地球所在天体系统的宇宙环境而言。

(2)地球存在生命的自身条件
自身条件主要是指适宜的温度条件、适合生物生存的大气条件和液态水的存在。

第二节 太阳对地球的影响

知识点1：太阳辐射对地球的影响
1．太阳辐射
(1)概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，这种现象称为太阳辐射。
(2)能量来源：太阳内部的核聚变。
2．对地球和人类的影响
(1)为地球提供光和热，维持着地表温度，是地球上水、大气运动和生命活动的主要动力。
(2)为我们生活、生产提供能量。
3．太阳辐射对地球的影响
(1)对地球环境形成和变化的影响

(2)对人们生产和生活的影响

知识点2：太阳活动对地球的影响
1．太阳的大气
(1)结构：从里到外分为光球、色球和日冕三个圈层。
(2)特征

亮度
厚度
密度
温度
观测
光球层
最强
约500千米
大
低
肉眼直接观测
色球层
较弱
约几千千米
小
高
在日全食时或者用特制的望远镜才能看到
日冕层
极弱
几个太阳半径
最小
最高
在日全食时或用特制的日冕仪才能用肉眼看到

2.太阳活动
(1)概念：太阳大气的变化称为太阳活动。
(2)类型及分布
类型
太阳黑子
太阳耀斑
日珥
日冕物质抛射
分布
光球层
色球层
色球层
日冕层

①太阳黑子的多少和大小，可以作为太阳活动强弱的标志。其数量具有周期性变化。
②太阳大气不断释放高速带电粒子流，这种带电粒子流被称为太阳风。正常情况下，地球的磁场能够阻挡太阳风，使地球免受太阳风的危害。

3．太阳活动对地球的影响
(1)扰动地球的磁场，产生磁暴现象。
(2)扰动地球的大气层，使两极地区产生极光现象。
(3)当这种扰动足够强烈时，还会对卫星导航、空间通信、电网、航空航天等人类活动产生灾害性的影响。

一、影响太阳辐射的因素
（1）纬度因素：一般太阳辐射强度从低纬向高纬递减，纬度越低，正午太阳高度越大，获得太阳辐射越多。
（2）昼长因素：一般昼长越长太阳辐射越多，白昼越长，日照时数越长。
（3）地势因素：一般地势越高，太阳辐射越强，地势越高，大气层越薄，透明度越好，日照时数越长。
（4）天气因素：晴天，太阳辐射强，大气削弱作用弱，日照时数长。
二、太阳活动及其对地球的影响
活动类型
位置
形态
活动特征
对地球的影响
太阳黑子
光球层
黑斑点
温度比光球层表面其他区域低
①太阳黑子、耀斑增多→电磁波扰动地球大气层→无线电短波通信受影响；
②太阳大气抛出高能带电粒子→扰乱地球磁场→产生磁暴现象；
③太阳大气抛出高能带电粒子→与极地高层大气碰撞→产生极光
太阳耀斑
色球层
大而亮的斑块
色球层太阳大气高度集中的能量释放过程
日珥
色球层
喷射的气体呈弧状

日冕物质抛射
日冕层
带电粒子脱离太阳飞向宇宙空间

三、年太阳辐射分布图的判读
1．大气上界是地球大气层之外的空间，太阳辐射到达大气上界还没有被大气层削弱，所以该处的太阳辐射量比到达地面的太阳辐射量要大的多。
2．到达大气上界的太阳辐射量从赤道向两极逐渐减少。
3．太阳辐射量随纬度的变化，导致不同纬度的生物量不同：低纬度太阳辐射量大，生物量也大。
4．到达地面的太阳辐射量远小于到达大气上界的辐射量，地表接收太阳辐射的多少取决于太阳辐射强度和日照时数，具体包括纬度、地势和天气等因素：
影响因素
纬度
地势
天气
日照时数
极圈以内地区有极昼极夜现象，极圈以外地区夏季日照时数多于冬季
一般地势高的高原日照时数多于地势低的盆地
多阴雨天气的地区，日照时数少；多晴朗天气的地区，日照时数多
太阳辐射强度
纬度越低，正午太阳高度越大，辐射强度越大
地势高，大气稀薄，透明度高，固体杂质、水汽少，辐射强度大
晴天越多，到达地面的太阳辐射越多，太阳辐射强度越大

第三节 地球的历史

知识点1：化石和地质年代表
1．地层与化石
(1)地层：地层是具有时间顺序的层状岩石。
(2)沉积岩地层特点
①具有明显的层理构造。
②常含有化石。
(3)化石：在沉积岩的形成过程中，有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来，形成化石。
(4)地层与化石的关系：同一时代的地层往往含有相同或者相似的化石，越古老的地层含有越低级、越简单生物的化石。
(5)研究意义：通过研究地层和它们包含的化石，可以了解地球的生命历史和古地理环境。
2．地质年代表
地球演化呈现明显的阶段性，科学家把漫长的地球历史按照宙、代、纪等时间单位，进行系统性的编年，这就是地质年代表。
宙
代
纪
距今时间(百万年)
主要生物进化
动物
植物
其他
显生宙
新生代
第四纪
2.6
人类出现
被子植物高度繁盛
人类出现是生物发
展史上的重大飞跃
新近纪
23
哺乳动物快速发展
古近纪
66
中生代
白垩纪
145
爬行动物盛行尤其是恐龙；中后期，一些爬行动物进化出鸟类发展；小型哺乳动物出现
裸子植物极度兴盛
末期，物种大灭绝
侏罗纪
201
三叠纪
252
古生代
二叠纪
299
晚古生代脊椎动物发展：早期鱼类大量繁衍；中期两栖类形成；晚期爬行动物出现
晚古生代，蕨类植物繁盛；晚期，裸子植物开始出现
末期，物种大灭绝
石炭纪
359
泥盆纪
419
志留纪
444
早古生代早期，海洋无脊椎动物空前繁盛
后期，陆地上开始出现低等的植物

奥陶纪
485
寒武纪
541
元古宙
前寒武纪
2 500
蓝细菌大爆发，演化出真核生物和多细胞生物
太古宙
4 000
出现了蓝藻等原核生物
冥古宙
4 600
只有一些有机质，没有生命的迹象

知识点2：地球的演化历程
1．前寒武纪
(1)时间：自地球诞生到距今5.41亿年。
(2)演变历程
海陆格局
大气层、海洋和陆地慢慢形成
生物演化
冥古宙
只有一些有机质
太古宙
出现了蓝细菌等原核生物
元古宙
演化出真核生物和多细胞生物
地质矿产
重要的成矿时期，大量的铁、金、镍、铬等矿藏出现在这一时期的地层中

2.古生代
(1)时间：距今5.41亿年～2.52亿年
(2)演变历程
海陆格局
地壳运动剧烈，许多地方反复上升和下沉，海陆格局发生了多次大的变迁，到了后期地球各块大陆汇聚成一个整体，称为联合古陆
生物演化
早古生代
寒武纪
①植物：出现低等的植物；
②动物：海洋无脊椎动物空前繁盛
奥陶纪
志留纪
晚古生代
泥盆纪
①植物：蕨类植物繁盛；
②动物：脊椎动物时代(鱼类→两栖类→爬行动物)
石炭纪
二叠纪
地质矿产
蕨类植物形成了茂密的森林，是地质历史上重要的成煤期

(3)古生代末期，发生了地球生命史上最大的物种灭绝事件，几乎95%的物种从地球上消失，古生代由此告终。
3．中生代
(1)时间：距今2.52亿年～6 600万年
(2)演变历程
海陆格局
板块运动剧烈，联合古陆在三叠纪晚期开始解体，各大陆向现在的位置漂移
生物演化
三叠纪
①植物：裸子植物极度兴盛
②动物：爬行动物盛行；中后期，开始向鸟类发展；小型哺乳动物出现
侏罗纪
白垩纪
地质矿产
主要的成煤期
(3)中生代末期发生了物种大灭绝事件，绝大多数物种从地球上消失，包括我们所熟知的恐龙，成为中生代结束的标志。
4．新生代
(1)时间：距今6 600万年至今
(2)演变历程
海陆格局
联合古陆在新生代最终解体，形成了现代海陆分布格局。地壳运动剧烈，形成现代地势起伏的基本面貌
生物演化
古近纪
①植物：被子植物高度繁盛
②动物：哺乳动物快速发展，第四纪出现了人类
新近纪
第四纪
气候变化
第四纪时期，出现数次冷暖交替变化，目前地球处于一个温暖期
一、岩层新老关系的判断方法
(1)沉积岩是受沉积作用而形成的，因而一般的规律是岩层年龄越老，其位置越靠下，岩层年龄越新，其位置越靠上(接近地表)。
(2)侵入的岩层晚于被侵入的岩层。
(3)受岩浆活动高温高压的影响而变质的岩层，晚于相邻的岩层。
二、地球环境的演化
1.海陆的演变
①前寒武纪，地球形成，原始海洋出现，形成最初的海洋、陆地分布状况。
②古生代，地壳运动剧烈，形成联合古陆。
③中生代，板块运动剧烈，联合古陆解体，各大陆漂移。
④新生代，形成现代海陆分布格局。地壳运动剧烈，形成了现代地势起伏的基本面貌。
2.大气层的演变
①原始大气：主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气。
②现代大气：主要成分是氮气和氧气。
③演变原因：植物通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气。因此地球上生命的出现和演化与大气中氧气的增多密不可分。
3.生物的演化
科学家对全球各地的地层和古生物化石进行了对比研究，发现地球生物演化呈现明显的阶段性。生物的演化呈现出从低级到高级、从简单向复杂进化的特征。如下为部分地质年代表：
4.主要成矿期
①前寒武纪，重要的金属矿藏成矿时期。
②晚古生代，重要的成煤期。
③中生代，主要的成煤期。
第四节 地球的圈层结构

知识点1：地球的内部圈层结构

1．地震波
类型
传播速度
特点
能通过的介质
共性
纵波(P波)
较快
传播方向与振动方向一致
固体、液体和气体
传播速度都随所通过物质的性质而变化
横波(S波)
较慢
传播方向与振动方向垂直
只能通过固体

2.圈层划分
(1)依据：地震波在地球内部传播速度的变化。
(2)界面：
界面
位置
地震波速度的变化
莫霍界面
在地面下平均33千米处
横波和纵波的速度都明显增加
古登堡界面
在地下约2 900千米处
纵波的传播速度突然下降，横波完全消失

(3)圈层：古登堡界面以下为地核，莫霍界面与古登堡界面之间为地幔，莫霍界面以上为地壳。
①地壳：由固体岩石组成，位于莫霍界面以外；地壳厚薄不一，海洋地壳薄，大陆地壳厚。
②地幔：从莫霍界面直至2 900千米深处的古登堡界面。根据地震波波速的变化，地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的上部存在一个软流层，是岩浆的主要发源地；上地幔顶部与地壳合称岩石圈。
③地核：主要由铁和镍等金属组成。外核是熔融状态的金属物质，外核液态物质的运动形成了地球的磁场；内核是一个密度极大的固体金属球，压力超强。
知识点2：地球的外部圈层结构

1．外部圈层组成：大气圈，水圈，生物圈。
2．各圈层的组成和作用
圈层
组成
地理意义
大气圈
由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气
①使得地球上的温度变化和缓；②提供了生物生存所必需的氧气；③大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关
水圈
地表和近地表的各种形态水体，主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等
水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用
生物圈
地球表层生物的总称，占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部
①促进太阳能转化；②改变大气圈和水圈的组成；③改造地表形态
大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境

一、地壳的物质组成和结构特征
根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层，这两层的物质组成和结构有着明显的区别。

分层
名称
主要成分
密度
分布
上层
硅铝层
由硅、铝成分较多的花岗岩类组成
小
不连续分布；在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄
下层
硅镁层
由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成
大
连续分布；大陆和大洋地壳中都有分布
二、地球内部圈层结构示意图的判读

1．了解地球内部结构的主要依据是研究地震波。地震波分为纵波(P波)和横波(S波)。
2．纵波传播的速度快，可以通过固体、液体和气体传播；横波传播速度慢，只能通过固体传播，遇到液体和气体会消失，速度为0。
3．地震波速度发生变化，意味着地下物质的组成或结构发生了显著变化，据此可知地下有两个明显的不连续界面：地面下平均33千米处的莫霍界面和地下约2 900千米处的古登堡界面。
4．根据两个不连续界面可以把地球内部分成三个圈层：地壳、地幔、地核，地幔又分为上地幔和下地幔，地核分为内核与外核。
5．岩石圈范围包括整个地壳和上地幔顶部，是由坚硬的岩石组成。
6．上地幔上部有软流层，软流层是岩浆的主要发源地。板块的运动与软流层有关。