地球科學概論B第一章宇宙中的地球.ppt

《地球科學概論B第一章宇宙中的地球.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《地球科學概論B第一章宇宙中的地球.ppt（69頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第一章宇宙中的地球 空間探測技術(shù) 地球的全貌 一個以藍色為主的 色彩豐富的星球 天道圜 地道方 圣王法之 所以立上下 公元前3世紀 呂氏春秋 日月交替 東升西降 變換有序 如果大地是一個平面 那日月星辰又落到何處呢 板狀的大地靠什么依托 大地的另一面又是什么樣子 古希臘人運用邏輯思維方法 率先提出大地是一個圓球的想法 畢達哥拉斯 Pythagoras 前571 前497 亞里士多德 Aristotle 前384 前322 把地球擺在他設(shè)想的宇宙體系中心 埃拉托色尼 Eratosthenes 前276 前196 在亞歷山大及其南邊約920km錫恩的觀察 計算出地球的周長為25000英里 4萬千米 張衡 78 139年 觀測中發(fā)現(xiàn)月蝕的陰影邊緣總是弧形的 推測大地是圓的 第一節(jié)宇宙 宇宙 universe 宇 是空間的概念 是無邊無際的 宙 是時間的概念 是無始無終的 宇宙是無限的空間和無限的時間的統(tǒng)一 1 宇宙物質(zhì)的存在形式電磁波星際物質(zhì)積聚實體 星云 行星 恒星 2 天體 通常將包括星際物質(zhì)和各種積聚態(tài)實體在內(nèi)的所有宇宙星體稱天體 3 人造天體 在恒星與恒星之間存在著極其廣大的空間 稱為星際空間 彌漫于星際空間的極其稀薄的物質(zhì)稱為星際物質(zhì) 主要的星際物質(zhì)有兩類 星際氣體和星際塵埃 二 天體系統(tǒng)和星系宇宙中的物質(zhì)是運動的 運動的主要方式是天體按照一定的系統(tǒng)和規(guī)律相互吸引和相互繞轉(zhuǎn) 形成不同層次的天體系統(tǒng) 銀河系太陽系地月系 三 宇宙的形成演化 BIGBANG 大爆炸 比利時G E Lematre 1894 1966 1927 宇宙的全部物質(zhì) 當初都集中在一個 原始原子 或稱宇宙蛋 里 異常緊密 高溫 發(fā)生大爆炸 原始原子 迅速膨脹 逐漸擴展成為我們現(xiàn)在的宇宙 20世紀初 天文學家斯里弗爾 V M Slipher 1875 1969 在觀測銀河系外的仙女座大星云時 取得15個星系的光譜資料 經(jīng)過研究 發(fā)現(xiàn)其中13個正在以每秒幾百公里的高速退行 即離開我們愈來愈遠 紅移現(xiàn)象 1929年 哈勃 E P Hubble 1889 1953 根據(jù)觀測到的河外星系正在退行的資料 提出 一個星系退行的速度和它與我們 地球 的距離成正比 即離得愈遠退行愈快 這個發(fā)現(xiàn)說明 我們周圍的星系正在四散離開 也可以說我們已知的宇宙正在膨脹 愛因斯坦 AlbertEinstien 1879 1955 1916年提出廣義相對論 演繹出宇宙在膨脹的理論 哈勃的發(fā)現(xiàn)被認為是對這些理論的驗證 以后天文觀測繼續(xù)有新的發(fā)現(xiàn) 證明宇宙在膨脹 曾測到有的河外星系之間 正以每小時250萬Km的速度在拉開距離 怎樣證明發(fā)生過這樣的大爆炸 爆炸形成的宇宙一直在降溫 恒星是在降到40000 K以下時才開始形成現(xiàn)在測得最老星系的年齡都只有100多億年 符合這個理論的推斷 蓋莫夫 G Gamow 1904 1968 預言 在大爆炸的特殊宇宙背景下產(chǎn)生出來的微波輻射 至今還存在于宇宙空間中 其溫度應(yīng)已降低到只有絕對溫度幾度 彭茲亞斯 A A Penzias 1933 威爾遜 R W Wilson 1936 1964年 威爾遜山上一臺高靈敏度的射電天文望遠鏡 在各個方向都測得一種3 K的微波背景輻射 大爆炸理論得到了有力的支持 為此得到了1978年的諾貝爾物理學獎 第二節(jié)銀河系與太陽系一 銀河系二 太陽系 一 銀河系 一個中心凸出并成旋渦狀的圓餅銀球 直徑約1 63萬光年 其核心稱為銀核 恒星密集銀盤 銀球周圍較為明亮的部分 展布如盤 表現(xiàn)為若干旋臂 銀盤直徑近10萬光年 厚約1萬光年太陽系位于銀盤的一側(cè) 距銀河系的中心尚有2 7 0 33萬光年之遙 銀河系的所有天體大體順著銀道面繞核心作飛快的旋轉(zhuǎn)運動 自轉(zhuǎn) 銀河系自轉(zhuǎn)不同于固體轉(zhuǎn)動 銀盤內(nèi)從中心到邊緣的不同地方自轉(zhuǎn)的角速度不同 太陽附近銀河系自轉(zhuǎn)角速度為0 0053 a 線速度為250km s 太陽公轉(zhuǎn)一周的時間約為2 65億a 太陽一方面大體沿銀道面作公轉(zhuǎn) 同時還進行著往返于銀道面兩側(cè)的波狀位移 0 33億a 二 太陽系 8個大行星66顆衛(wèi)星1萬多顆小行星數(shù)以億計的彗星和流星以及彌漫在看起來一無所有的空間中的星際物質(zhì) 在太陽系內(nèi) 由于接受的太陽輻射多 溫度高 輕的氣體被輻射到遠處 散失到太陽系的外部遠處構(gòu)成類木行星近太陽的地區(qū) 水星 金星 地球和火星 以塵埃中的固體物質(zhì)為主 化學組成和原來的星云有顯著的不同 鐵 硅 鎂 氧為主 近處構(gòu)成類地行星 開普勒 JohannesKepler 1571 1630 行星運動的三條定律 行星都是沿 橢圓形 軌道圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星軌道都位于同一個好像圓盤的 平面 黃道面 上 太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積行星軌道平均半徑 以地球與太陽的距離為1 的三次方與公轉(zhuǎn)周期 以地球年為單位 的平方相等 開普勒 JohannesKepler 1571 1630 行星運動的三條定律 行星都是沿 橢圓形 軌道圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星軌道都位于同一個好像圓盤的 平面 黃道面 上 太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積行星軌道平均半徑 以地球與太陽的距離為1 的三次方與公轉(zhuǎn)周期 以地球年為單位 的平方相等 太陽系行星公轉(zhuǎn)周期 哈雷慧星 1986 2061 2 5萬年前 重約7萬噸的隕石 以每小時約6 9萬千米的速度撞入地球 在美國亞利那州的沙漠上留一個丑陋疤痕 巴林杰隕石坑 隕石本身在這個過程中粉碎了是隕石坑寬1264米 深174米 是世界上最大的撞擊隕石坑 撞入地面 其爆炸的能量可能是毀掉日本廣島市的原了彈的40倍 第三節(jié)地月系 一 地月系地球和月球在引力作用下組成一個雙天體系統(tǒng) 地月系 月球繞地球旋轉(zhuǎn) 公轉(zhuǎn) 月球直徑約為地球的1 4 質(zhì)量約為地球的1 81 月球繞地球旋轉(zhuǎn) 公轉(zhuǎn) 白道面 其旋轉(zhuǎn)的角速度為33 h 線速度約1km s 旋轉(zhuǎn)一周的時間為27 32d 月球也有自轉(zhuǎn) 其自轉(zhuǎn)周期等于繞地球公轉(zhuǎn)的周期 因而月球總是以同一面朝向地球 發(fā)生日食的條件 日月相合于黃白交線 發(fā)生月食的條件 日月相沖于黃白交線 2001年6月21日非洲日全食 二 地月系的運動 到太陽的平均距離約為1 496 108km 1個天文單位 地球繞太陽公轉(zhuǎn)的角速度平均為59 08 d 線速度約為30km s 公轉(zhuǎn)一周時間平均約為365 256d 地球繞自己的極軸自轉(zhuǎn)的角速度約為15 h 或15 min 15 s 赤道處的線速度為465m s 自轉(zhuǎn)一周的時間為23小時56分4秒 地球的自轉(zhuǎn)速度在減慢 現(xiàn)今 一天23h56min4s 一年365 256d 4億年前 一天21 5h 一年405d 2億年前 一天23h 一年385d 每一百年減慢0 002s 地球公轉(zhuǎn)軌道偏心率周期 10萬年 黃赤交角的變化周期 4 1萬年 第四節(jié)地球的形態(tài)一 地球的形狀與大小二 地球的表面形態(tài) 一 地球的形狀與大小地球形狀是指大地水準面所圈閉的形狀 大地水準面 是指由平均海平面所構(gòu)成并延伸通過陸地的封閉曲面 地球的整體形狀十分接近一個扁率非常小的旋轉(zhuǎn)橢球體 即扁球體 赤道半徑6378 37km兩極半徑6356 752km平均半徑6371 012km扁率1 298 257赤道周長40075 7km子午線周長40008 08km表面積5 101 108km2體積10832 108km3 數(shù)字地球 二 地球的表面形態(tài)地球表面分為陸地和海洋兩大部分 陸地面積占29 2 海洋面積占70 8 65 以上的陸地集中在北半球 并多在北端與其它大陸相連 大洋間相互溝通 地表的最高點 珠穆朗瑪峰 海拔8844 43m 最低點位于太平洋西側(cè)的馬里亞納海溝 在海面以下11034m 地表最大垂直起伏約20km 陸地的平均高度為875m 海洋的平均深度為3729m 8844m 地表有二級面積較大 起伏較小的臺階 1 海洋的大洋盆地 深4000 5000m 占地球總面積的22 6 2 大陸上低于1000m的平原 丘陵和低山 占地球總面積的20 8 8844m 一 陸地地形特征陸地地形特征按照高程和起伏可分為 山地 丘陵 500m 平原 200m 高原 500m 和盆地等類型 中國大陸地形 二 海底地形特征 海洋環(huán)境 濱海 淺海 半深海和深海 洋底地形 大陸架 大陸坡 大陸基 深海盆地 洋脊 海溝 海溝 深度比相鄰海底深2000米以上 兩岸較陡的狹長深海洼地 大陸邊緣 大陸與深海洋盆的過渡地帶大西洋型 大陸架 大陸坡 大陸基太平洋型 大陸架 大陸坡 海溝 太平洋型大陸邊緣 大西洋型大陸邊緣 洋 中 脊面積 占海洋面積的32 7 長 其南端相連 連綿64000km 寬 2000 4000km 高 其頂?shù)窖蟮准s2000 3000m 距海面2000 3000m 結(jié)構(gòu) 其軸部發(fā)育深達2000多米的中央裂谷 中央裂谷是地幔物質(zhì)大量涌出的地方 大西洋洋中脊 大型海底地形單元及其面積比率 主要內(nèi)容 宇宙的物質(zhì)組成開普勒三定律黃道面 白道面 黃赤交角地球的主要地貌單元海底地貌單元 大陸邊緣 大洋中脊 海溝