内容正文:
主题
地球历史、圈层
第一部分 百草园
步入百草园
地球古今
从古老的三叶虫化石,到曾经的地球统治者——恐龙,再到当下的人类世界。地球自形成之初,已经走过了漫长的历史,陪伴着它的各种生物也更换了一批又一批。作为一种普通的哺乳动物,人类凭借其极强的动手能力和善于思考的大脑,慢慢地翻开地下由一片片岩层构成的“书页”,解读出这本书中的尘封亿年的故事,还原地球的过往。
地球历史,贯穿古今,这本厚厚的“史书”能告诉我们什么呢,下面就进入本主题的学习探索中吧。地球演化
基础一 地球的年龄
约46亿年
基础二 地球年龄如何确定的
1、根据化石测定
(1)地层
化石存在于地层之中。
地层,是指具有时间顺序的层状岩石,类型为沉积岩。其形成过程为:裸露在地表的岩石,会经过风化、侵蚀、搬运、沉积形成沉积物,沉积不断加厚压紧,在固结成岩作用下形成沉积岩。地层具有明显的层理构造,一般先沉积的层在下,地层越老;后沉积的层在上,地层越新。
比较右图两地层的新老:【比较各种岩层新老关系,详见“构造地貌”主题】图2
图1
图1:B>A>C>D(A是侵入岩)
图2:④>③>②>①>⑤>⑥(⑤⑥是侵入岩)
(2)化石
化石,指保存在沉积岩层中的生物的遗体或遗迹。同一时代的地层往往含有相同或相似的化石。因为生物总是从低级向高级、从简单向复杂进化的,因此可以通过地层中的化石确定地层年代顺序。越古老的地层,含有越简单、越低级的化石;反之,地层含越复杂、越高级的化石。
2、同位素地质年龄
是指利用放射性同位素衰变定律,测定矿物或岩石在某次地质事件中,从岩浆熔体、流体中结晶或重结晶后,所经历的时间。
探索百草园
探索一 地球演化历程
1、地质年代表
根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等,可将漫长的地球历史按照宙、代、纪等时间单位,进行系统性地编年,即地质年代表。下面是地质年代的划分:
地质年代表
宙
冥古宙
太古宙
元古宙
显生宙
代
太古代
元古代
古生代
中生代
新生代
早古生代
晚古生代
纪
前寒武纪
寒
武
纪
奥
陶
纪
志
留
纪
泥
盆
纪
石
炭
纪
二
叠
纪
三
叠
纪
侏
罗
纪
白
垩
纪
古近纪
新近纪
第
四
纪
距今时间/
百万年
4600-4000
4000-2500
2500-541
541-485
485-444
444-419
419-359
359-299
299-252
252-201
201-145
145-66
66-23
23-2.6
2.6-今
记忆口诀
寒哦,志泥石二,三猪白,故新死
上面编的这句口诀是一个故事:一天,日本人志泥石二从猪贩手里买到三头猪,非常高兴,喂养在圈里。第二天一早,竟发现三头猪都死掉了,志泥石二很生气,找来猪贩理论。猪贩看了猪后说道:“寒哦,志泥石二,三猪白,故新死。”就是说:冷啊,志泥石二,你看这三头猪都冻得发白了,所以猪是昨晚刚冻死的。
2、时期特征
在每个地质时期,都有标志性的事件,下面从动物、植物、大陆漂移、成矿期四个角度来说明不同地质年代的典型特征:
早古生代:低等植物、藻类
晚古生代:蕨类植物
中生代:裸子植物
新生代:被子植物
植物
早古生代:海洋无脊椎动物
晚古生代:脊椎动物(两栖、鱼类)
中生代:爬行动物(恐龙)、鸟
新生代:哺乳动物、人(第四纪出现)
动物
早古生代:海洋无脊椎动物
晚古生代:脊椎动物(两栖、鱼类)
中生代:爬行动物(恐龙)、鸟
新生代:哺乳动物、人(第四纪出现)
前寒武纪:成矿时期,铁、镍、铬等矿藏分布。
晚古生代、中生代:植物繁盛,是主要成煤期
成矿期
大陆漂移
古生代:联合古陆形成(地球各块大陆是一个整体)
中生代:联合古陆在三叠纪开始解体
新生代:现代海陆格局最终形成
拓展
寒武纪生命大爆发
已有46亿年历史的地球,最初是没有生命的荒漠,直至距今35亿多年前,才在海洋中出现了仅有单细胞的菌类、藻类等极低等的生物。到距今5.3亿年前的寒武纪早期,地球上突然出现了以三叶虫为代表的多细胞动物,地球上的生命形式出现了多样性的巨大飞跃,被称为“寒武纪生命大爆发”。
在中国云南澄江发现的寒武纪动物化石群,印证了“生命大爆发”的存在。
探索二 冰期、间冰期
地球历史上的气候并不稳定,曾多次发生较大的冷暖交替变化,称为冰期和间冰期。
1、冰期
指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期,又称为冰川时期。地球历史上经历过五次大冰期,如下:
前寒武纪中期大冰期
发生在前寒武纪中期,距今27-23.5亿年前,已知地球上最古老的一次大冰期。
前寒武纪晚期大冰期
发生在前寒武纪晚期,距今9.5-6.15亿年前。
早古生代大冰期
发生在奥陶纪晚期至志留纪早期,距今4.6-4.4亿年前。
晚古生代大冰期
发生在石炭纪中期至二叠纪初期,持续时间8000万年,是持续时间最长的冰期。
晚新生代大冰期
主要指第四纪冰期,是距今最近的一次大冰期。
冰期时冰川作用变强,两极冰盖向低纬度延伸,山地雪线下降。由于海洋蒸发的水分,在水循环过程中大量在极地、山地凝结成冰,因此冰期海平面会下降,海岸线向海洋回退(海退)。
2、间冰期
指大冰期间相对温暖的时期。
第四纪冰期至今,全球趋于变暖,处于间冰期。
第二部分 地理屋
再入百草园
地球圈层演化
在万有引力作用下,原始太阳星云(气体、尘埃等)相互吸引,形成原始地球(岩石圈)。原始地球并不稳定,包裹在地球内部的大量气体和水汽通过火山喷发的形式向地球外部释放,形成原始大气(大气圈),此时的大气含氧量极低。伴随着温度下降,水汽凝结,地球表面形成大量液态水,产生原始海洋(水圈)。在海洋中,诞生了地球上的第一个生命,由此,地球上的生命繁衍不息(生物圈)。地球圈层演化
我们将地球形成的圈层分为内部圈层和外部圈层,下面分别进行说明。
基础一 地球内部圈层
1、地震波
人类到目前为止,可以凭借火箭上天,并在宇宙空间中建设空间站;可以凭借潜水器入海,下潜至海洋最深处,马里亚纳海沟万米深度;但对地球内部的认知很难亲自入地探索,人类最深挖掘深度位于俄罗斯,钻井钻至12km,但即便如此,通过后面的学习就会发现,这连地球的表皮(地壳)都没钻透。所以,对地球内部的探索需要借助其他工具,由此,地震波得到了应用,借助它,我们就能透视地球内部。
地震发生时,地下岩石受到强烈冲击,产生弹性运动,并以波的形式向四周传播,产生地震波。地震波的传播方式可分为横波和纵波。特征比较如下:
波形
振动方向
传播速度
地震时的感受
介质
纵波
(P波)
质点前后震动,与波的传播方向一致(类似于弹簧)
快
因为纵波传播快,当地震发生时,地面物体往往先上下跳动。
固、液、气中均可传播
横波
(S波)
质点上下震动,与波的传播方向垂直(波浪同理)
慢
横波传播速度慢,纵波到达地面横波紧随其后,受横波影响,地面左右摇晃,破坏力强。
只能在固体中传播
2、莫霍界面、古登堡界面
在地面上,根据两种波的特性,观察地下反射回来的地震波,我们就可以推断地球内部的状态,根据波速的变化,确定出地球内部的两个不连续面:莫霍界面、古登堡界面(如下图)。
莫霍界面
1、含义:地壳和地幔的分界线。
2、深度:地壳厚度平均33km。陆壳厚,厚度39-41km;洋壳薄,厚度5-10km。
3、波速变化:横波、纵波速度明显增加。
横波
纵波
古登堡界面
1、含义:地幔和地核的分界线。
2、深度:平均2900km。地核主要由铁和镍等金属元素构成,外核为液态,内核为密度极大的固体金属球。
3、波速变化:横波消失,纵波波速骤降。
陆地最高处在珠穆朗玛峰顶部。岩面高程:8844.43m,加上雪面后的高程:8848.13m。
海洋最深处在马里亚纳海沟。约为-11034m。
3、地球内部圈层结构
实际上,根据速度的变化,地球内部还可以划分更多层,如下图所示:
地球内部圈层结构示意图
基础二 地球外部圈层
地球外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。
1、大气圈
① 主要由气体和悬浮物质组成,主要成分是氮气和氧气。对于生命生存至关重要。
② 大气都存在使地球上温度变化和缓。(通过削弱作用、保温作用实现)
③ 大气圈内发生风、云、雨、雪等天气现象,与人类息息相关。
2、水圈
① 水圈是地表、近地表各种形态水体的总称。主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。
② 水圈里的水通过固、液、气三态变化,处于不间断的循环运动之中,构成一个连续圈层;同时水是流体,没有固定形态,因而水圈又是不规则的。水圈是连续但不规则的圈层。
③ 在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用。
3、生物圈
① 生物圈是地球表层生物的总称。
② 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响,共同组成了地球的生态系统。生物是系统中的主体和最活跃的因素。
③ 生物在获取物质和能量的同时,也在促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态。
4、圈层之间的关系
大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互联系、相互制约、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然地理环境。
圈层间的相互关联关系
头脑风暴——实题演练
(2019·海南 14)2019年2月19日,我国在塔里木盆地顺北油气田完成某钻井钻探,钻井深8588米,创亚洲路上钻井最深记录。据此完成下题。
1、该钻井
A.未穿透地壳 B.深达莫霍面
C.已穿透岩石圈 D.即将穿透地幔
【答案】A
【解析】根据所学知识,陆地上地壳平均厚度33km,8588米未穿透地壳。
(2019·北京 11)莫霍面深度不一。下图为长江中下游某地区莫霍面的等深线分布图。读图,回答下题。
2、据图可推断
A.①地地壳厚度最薄 B.②地金属矿产丰富
C.③地地幔深度最浅 D.④地地下水埋藏深
【答案】B
【解析】莫霍面越深说明地壳越厚,①位于38.5-39.0之间,较厚,并非最薄,A不选。②附近莫霍面深度较浅,地表距岩浆近,岩浆更易通过这一薄弱地带上涌喷出,B可选。莫霍面越深说明地幔深度也越深,③位于37.5-38.0之间,并非最浅,C不选。④位于河流附近,受河流补给,地下水埋藏应较浅,D不选。
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