内容正文:
第三节 地球的历史
课标要求
目标定位
运用地质年代表等资料,简要描述地球的演化过程。
1.野外实地考察,推知地层、化石与古地理环境之间的关系,增强地理实践力。
2.联系地质年代表,运用综合思维明确地球的演化历史,分析不同地质年代的演化特征和规律。
一、化石和地质年代表
1.地层与化石
(1)概念
①地层是具有时间顺序的层状岩石。
②在沉积岩的形成过程中,有些生物的遗体或遗迹在沉积物中保存下来,形成化石。
(2)图解地层与化石
(3)研究意义
通过研究地层和它们包含的化石,发现不同时期主要生命形式的特点及其变化,了解地球的生命历史和古地理环境。
2.地质年代表
(1)含义:根据地层顺序、生物演化阶段、岩石年龄等,科学家把漫长的地球历史按照宙、代、纪等时间单位,进行系统性编年,这就是地质年代表。
(2)地质年代
沉积岩的层理构造
沉积岩在形成过程中,由于沉积环境的改变,所引起的沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象。
二、地球的演化历程
1.前寒武纪
(1)时间:是自地球诞生到距今5.41亿年的时期,约占地球历史的90%。
(2)生命演化
(3)矿产形成:重要的成矿时期,大量的铁、金、镍、铬等矿藏出现。
2.古生代
(1)时间:距今5.41亿年—2.52亿年。
(2)海陆变迁: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。
(3)演化过程
(4)矿产形成:地质历史上重要的成煤期。
3.中生代
时间
距今2.52亿年—6_600万年,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪
海陆变迁
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
生物进化
爬行动物盛行,尤其是恐龙;中后期,部分爬行动物开始向鸟类发展;小型哺乳动物出现;裸子植物极度兴盛
物种灭绝
中生代末期,绝大多数物种从地球上消失
成矿情况
主要的成煤期
4.新生代
时间
距今6 600万年至今,分为古近纪、新近纪和第四纪
海陆
变迁
联合古陆最终解体,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
生物
进化
被子植物高度繁盛,草原面积扩大;哺乳动物快速发展,生物界逐渐呈现现代面貌;第四纪出现了人类
第四纪
时期
全球出现数次冷暖交替变化。目前,地球处于一个温暖期
冰川周期
冰期是地质历史上出现大规模冰川的时期;间冰期是两次冰期之间气候变暖的时期。冰期时,冰川大规模扩张或前进;间冰期时,冰川消融后退。一个冰期与相邻的间冰期是对立而又互相转化的气候期,组合成一个冰川周期。
1.判断
(1)研究地层和它们包含的化石,可以探究地球的生命历史和古地理环境。(√)
(2)不同时代的地层也可能含有相同或者相似的化石。(×)
(3)古生代期间地壳运动剧烈,海陆格局变迁,使该时期成为地质历史上重要的铁矿成矿期。(×)
(4)恐龙灭绝是中生代结束的标志。(√)
2.根据化石可以确定地层顺序和地质年代。据此完成(1)、(2)题。
(1)下列动物化石,存在于古生代地层的是( )
(2)按由老到新的年代顺序排列,不正确的是( )
A.蕨类植物→裸子植物→被子植物
B.三叶虫→鱼类→恐龙
C.元古宙→古生代→太古宙
D.两栖动物→爬行动物→哺乳动物
(1)B (2)C 解析:第(1)题,结合所学知识和图片,始祖鸟作为最早的鸟类,与恐龙一同出现在中生代;三叶虫生活在海里,是典型的古生代生物;大象是哺乳动物,出现于新生代,繁盛于新生代。第(2)题,结合地球的演化史可知,由老至新依次为冥古宙—太古宙—元古宙—古生代;植物进化顺序为蕨类植物—裸子植物—被子植物;动物为海生无脊椎动物—脊椎动物—两栖动物—爬行动物—哺乳动物,代表性动物为三叶虫—鱼类—恐龙。
3.【思考】 我国的银杏树为什么被称为“世界第一活化石”?
提示:银杏树属于裸子植物,现在地球上大部分地区的银杏树都成为了印在石头里的植物化石,只有在我国还保存了一部分活的银杏树,因此被称为“世界第一活化石”。
地层、化石与地理环境关系的推断
阳泉昆虫化石
2024年8月,在山西省阳泉市发现的昆虫化石标本正式确定为我国首个距今约3亿年的透翅目昆虫,被命名为阳泉中华埃尔莫透翅(下图)。阳泉中华埃尔莫透翅化石采集地层为湖相沉积,科研团队在该地层发现了鱼化石和大量蕨类、科达类植物的叶片化石。此类昆虫相对罕见,只生活在距今约3亿年前,具有刺吸式口器,靠吸食植物汁液为生。
[探究1] 地层中的化石主要是指什么?
提示:地层中的化石多数是古生物的遗体、遗物,少数是古生物活动的遗迹。
[探究2] 推理阳泉中华埃尔莫透翅化石形成时期的古地理环境。
提示:温暖湿润、植被茂盛的陆地环境。
1.确定地层形成的先后顺序
正常状态下地层分布是有时间顺序的,即“老的地层在下,新的地层在上”,因此根据两个地层之间的上下位置关系,就可以推测两个地层形成的早晚顺序。如图示A地层最老,D地层最新。
2.依据化石分析地理环境
不同时代的地层一般含有不同的化石,相同时代的地层里往往含有相同或相似的化石。因此,可以根据古生物的演化规律,利用化石来确定地层的顺序和时代。生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐演化而来的,地层中挖掘出的化石所代表生物结构越简单,分类等级越低,水生生物的化石越多,说明该地层越古老,相反地层就越年轻。
对地球演化历程的理解
“植物庞贝城”
内蒙古自治区乌海市的乌达是著名的植被化石产地,已发现植物化石50余种。该地煤层之间有成煤森林的特异埋藏地层,被称作“植物庞贝城”,其成煤森林距今约2.98亿年,是已报道的最早的二叠纪成煤森林。下图为乌达局部地质剖面图。
注:凝灰岩是由火山灰及火山碎屑物质等沉积形成的。
[探究1] 6~8号煤层的新老变化为______;“植物庞贝城”中的成煤森林以________植物为主,同时期是________动物的繁盛期。
提示:由新到老(或上新下老) 蕨类 两栖类
[探究2] 据材料推测“植物庞贝城”形成时期的地理环境特征。
提示:气候温暖湿润;植被茂盛;有火山喷发活动。
1.生物进化、灭绝与环境变迁
2.海陆的演变历程
(1)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,形成一块联合古陆。
(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。
3.大气的演变历程
(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。
(2025·福建厦门期末)硅化木是地质历史时期的树木被迅速掩埋后,木质部分被地下水中的二氧化硅替换而成的树木化石。某科考队在中国西部一处盆地内发现大量松柏类乔木形成的硅化木。这些硅化木中有部分外层出现碳化现象,反映其形成时可能经历高温灼烧。据此完成1、2题。
1.根据该地部分硅化木表面有碳化层的现象,可推知其形成时可能经历( )
A.火山喷发 B.海底地震
C.行星撞击 D.气候变暖
2.松柏类乔木为代表的裸子植物在陆地植物中占主要地位的地质历史时期为( )
A.前寒武纪 B.古生代
C.中生代 D.新生代
1.A 2.C 解析:第1题,火山喷发会释放出高温岩浆、火山灰和气体等,具有极高的温度。当树木被火山喷发物迅速掩埋时,外层容易因高温而碳化。所以根据该地部分硅化木表面有碳化层的现象,可推知其形成时可能经历了火山喷发,A正确。海底地震不会影响陆地上的森林,B错误。行星撞击虽然能量巨大,破坏作用更强,但不会只使得外层出现碳化,C错误。气候变暖是一个相对缓慢的过程,不会产生瞬间能使硅化木外层碳化的高温,D错误。第2题,前寒武纪主要是地球形成和早期演化阶段,此时海洋中藻类等简单生物开始出现,陆地植物还未大规模发展,A错误。古生代蕨类植物繁盛,裸子植物在古生代晚期开始出现,但尚未占据主要地位,B错误。中生代裸子植物极度兴盛,在陆地植物中占主要地位,松柏类乔木作为裸子植物的代表,在中生代广泛分布,C正确。新生代被子植物高度繁盛,占据陆地植物的主导地位,裸子植物不再占主要地位,D错误。
(2025·河北邯郸期末)2024年8月,首都师范大学科研团队在《化石记录》发表论文:发现于山西省阳泉市的昆虫化石为中国首个二叠纪透翅目昆虫化石。透翅目昆虫只生活在石炭纪至二叠纪时期,在2.52亿年前二叠纪末期的生物大灭绝中完全消失。据此完成3~5题。
3.透翅目昆虫生活在( )
A.元古宙 B.古生代
C.中生代 D.新生代
4.与透翅目昆虫同期大量灭绝的物种最可能是( )
A.恐龙 B.三叶虫
C.银杏 D.始祖鸟
5.透翅目昆虫生活时期海陆变迁的典型特征是( )
A.还没有宽广的大陆
B.地壳运动较为稳定
C.现代地貌格局形成
D.亚欧大陆雏形基本形成
3.B 4.B 5.D 解析:第3题,由材料“透翅目昆虫只生活在石炭纪至二叠纪时期”并结合所学知识可知,石炭纪至二叠纪时期属于古生代。第4题,恐龙、银杏、始祖鸟均出现在中生代,A、C、D错误;三叶虫属于海洋无脊椎动物,出现在古生代,B正确。第5题,透翅目昆虫生活的地质历史时期为古生代,该时期地壳发生剧烈变动,亚欧大陆和北美大陆雏形基本形成,D正确,A、B错误;新生代地壳运动强烈,形成了现代地貌格局及海陆分布,C错误。
6.阅读图文材料,完成下列要求。
石炭纪开始于距今3.5亿年,延续了约6 500万年,是植物世界大繁盛的代表时期,该时期地壳运动活跃,地层中含有丰富的煤炭,因而得名石炭纪。当时地球上沼泽遍布,植被高大茂密,以蕨类植物为主,动物体型巨大,被称为“巨虫时代”。右图示意2024年2月科技工作者在湖北十堰地区采集的一块古蕨类化石。
(1)说出图中化石形成时期的自然环境特征。
(2)推测石炭纪后期出现物种灭绝的原因。
(3)分析石炭纪成为地球重要成煤期的有利条件。
解析:第(1)题,由材料“该时期地壳运动活跃”“当时地球上沼泽遍布,植被高大茂密,以蕨类植物为主,动物体型巨大”可推测出,石炭纪时期地壳运动活跃;以湿生的蕨类植物为主,说明气候温暖湿润、沼泽湿地遍布;由材料可知,植被高大茂密、以蕨类植物为主,动物体型巨大,被称为“巨虫时代”。第(2)题,根据所学知识可知,石炭纪后期生物物种大灭绝,主要是由于当时的气候快速变冷变干,导致湿地生态系统崩溃,湿地环境中生活的大量植物和动物死亡;气候变冷和海平面下降,破坏了原有的生态系统,导致大量物种无法适应新的环境而灭绝。第(3)题,石炭纪时期气候温暖湿润,有利于植物的生长,能够提供大量的植物遗体;沼泽环境是植物遗体保存的良好场所,植物遗体在沼泽中被掩埋后,由于与空气隔绝,微生物分解作用较弱,从而有利于植物遗体逐渐转化为煤炭;活跃的地壳活动导致海陆频繁交替,大量植物遗体未经生物分解便堆积埋藏,后经特殊地质作用转变成煤炭,使石炭纪成为地球重要成煤期。
答案:(1)构造运动活跃,陆地面积扩大;气候温暖湿润,沼泽遍布;蕨类植物、动物体型巨大。
(2)石炭纪后期气候快速变冷变干,导致湿地生态系统崩溃;海平面下降,破坏了原有的生态系统,导致大量物种无法适应新的环境而死亡或灭绝。
(3)石炭纪时期蕨类植物高大茂密;沼泽遍布,植物遗体在沼泽中容易被掩埋;活跃的地壳活动导致海陆频繁交替,有利于煤的形成。
孢粉化石与古地理环境的变迁
植物孢粉是植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称,孢子是孢子植物(如菌、藻类植物和蕨类植物)的繁殖器官,而花粉是种子植物(包括裸子植物和被子植物)的繁殖器官。孢粉化石就是指保存在沉积岩层中的古代植物的孢子和花粉。当孢子和花粉成熟之后,经过风、水或昆虫等动物的作用,离开母体,落在土壤中,再经过漫长的地质历史,土壤变成岩石,孢子和花粉也就随之成为化石(如图)。孢粉数量巨大(例如,一棵山毛榉树一年可撒出4亿粒花粉),在与空气隔绝的情况下,部分孢粉可以长期存留下来。孢粉化石所记录的孢粉信息对探讨植物的起源与演化、古地理环境的变迁具有重要意义。
请查阅相关资料思考以下问题:
(1)在我国辽宁南部距今10 000—8 000年的泥炭层中,桦树花粉占优势,而现在桦木林已退缩到大兴安岭、小兴安岭和长白山区。桦树为喜冷耐旱植物。据此推测我国辽宁南部距今10 000—8 000年以来气候的变化情况。
提示:距今10 000—8 000年以来,辽宁南部气候由寒冷干燥变得温暖湿润。
(2)为什么说孢粉化石对于探讨古地理环境和古气候变迁具有重要价值?
提示:通过孢粉化石,人们能判断出地质年代的植被类型和植被数量的多少,从而分析出当时的气候特征和古地理环境。
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