内容正文:
关于月球的起源,科学家们有着不同的假说。下面是几种主要的假说。
(1)同源说:地球和月球是在同样的环境下,由同一弥漫星云物质逐渐凝集形成的按照这种假说,地球和月球是兄弟关系。
(2)分裂说:月球是在偶然或罕见的巨大变动中从地球母体中分离出来的。按照这种假说,地球与月球是母子关系。
关于月球的起源,科学家们有着不同的假说。下面是几种主要的假说。
(3)俘获说:当初月球是在太阳系行星际空间形成的,后来在运动中接近地球时,被地球引力俘获,成为地球的俘虏。
(4)碰撞说:该假说认为,45亿年前,地球受到一个像火星大小的天体撞击,炽热的碎片最终形成了月球。
证据:
阿波罗计划带回来的月球岩石
1.其中所含的氧同位素组成比例与地球的地幔几乎完全一样。
2.化学元素的检查发现月球岩石几乎不含挥发性的元素和轻元素,因而被推断是在极端高温与异常的高热下形成,使这些元素都气化而逃逸了。
3.放置在月球上的测震仪测出月球的铁镍核心,比其他形成理论(例如孪生说)预测的都要小。如此小的核心与大碰撞假说是吻合的,因为这个理论认为月球主要由地球被撞击出的地幔和撞击体的部分地幔组成的,其中并未包含撞击体的核心。(撞击体的核心下沉与地球的核心合并,成为现在的地球核心。)
从太阳星云中分化出来的地球是一个近似球体的地球,温度很低,构成地球的各种物质混杂在一起,没有明显的分层。
由于原始地球的收缩和放射性元素衰变等原因,地球内部温度升高,使物质出现可塑性,局部出现熔融状态,并且物质在重力作用下开始分异,其中地核、地幔、地壳组成了固体地球。
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深度 /km
莫霍界面
古登堡界面
内核
上地幔
下地幔
外核
软流层
地壳
岩石圈
地核
地幔
地球内部圈层
按地震反射界面:
地壳、地幔、地核
按流变学性质:岩石圈、软流圈、地幔过渡带
地球内部圈层
在板块构造学说建立的过程中,地质学家对地球的圈层结构有了一些新的认识,在60~ 400km深度的位置上有一个横波的低速层,科学家们因此推测该层物质的塑性程度较高,在动力的作用下可以发生缓慢的流动,并称之为软流圈。在软流圈之上的地壳和上地幔的坚硬部分则称为岩石圈。
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深度 /km
莫霍界面
古登堡界面
内核
上地幔
下地幔
外核
软流层
地壳
岩石圈
地核
地幔
表生系统:水圈、大气圈、生物圈
地球内部圈层
地壳由大洋地壳和大陆地壳组成。
大洋地壳主要有三层:
第一层是深海沉积物,厚度为几百到一千米;
第二层是海底喷发作用形成的玄武岩层,厚度为15~3km;
第三层主要由基性岩(辉长岩【深】、辉绿岩【浅】)和部分超基性岩(橄榄岩)组成。
地壳由大洋地壳和大陆地壳组成。
大陆地壳主要由克拉通和造山带组成。
克拉通是大陆地壳中一种稳定的构造单元。通常可以分为上、下两个大的构造层次,下面的部分称为基底,上面的部分称为盖层,有时也可以缺失上面的盖层部分【地盾】。克拉通的基底是地壳中最古老的部分,克拉通的盖层是覆盖在基底上面的沉积岩层。具有基底和盖层的克拉通又称为地台。由于克拉通的基底非常坚硬,上面的沉积岩层不容易发生构造变形,是大陆中的稳定地区,也就形成了平原地貌,如华北平原、西伯利亚平原等,世界上著名的大平原的地壳构造都是克拉通。
造山带是大陆地壳中一种较为活跃的构造单元,也称为褶皱带其最重要的特征就是构造变形非常强烈,岩石破碎,褶皱、断裂遍布整个造山带,并形成了一些延伸很远的线状构造。造山带主要分布在克拉通的边缘,它是地球内部系统发生变化致使岩石圈发生大规模的水平运动而形成的。
地壳由大洋地壳和大陆地壳组成。
大陆地壳主要由克拉通和造山带组成。
硅铝质
大洋地壳和大陆地壳的差异主要表现在以下四个方面:
①物质成分差异:大洋地壳是玄武岩、辉绿岩和辉长岩【镁铁质】等;大陆地壳是花岗岩、片麻岩【硅铝质】等。
②大陆地壳与大洋地壳的结构存在差异。大陆地壳具有上下地壳的特征,中间存在地震界面(康拉德界面);大洋地壳则只有镁铁质岩层。
③形成时代差异:大陆地壳的核心部分的形成时间大于10亿年;大洋地壳相对年轻,形成时间最久的约为2亿年。
④厚度差异:大陆地壳平均厚度为35km,大洋地壳平均厚度为 6km。
地壳均衡原理
地壳的底部以莫霍面为界,在大陆地区位于地表以下30~78km处,在大洋地区位于地表以下5~12km处。研究表明,地壳在大陆的造山带地区最厚,在大洋地区最薄,青藏高原的地壳厚度可达78km,而在大洋的一些地区厚度甚至不到5km。
这一现象可以用阿基米德原理加以解释,低密度的地壳在地幔之上如同漂浮在水面的木块,高山部位必然有较深的“山根”。这样在地幔的某一深度面上,上覆岩石对地幔的压力才能处处相等,处于一种均衡状态,地质学家称之为地壳均衡原理。
大地水准面
大地水准面(geoid)是一个特殊的等势面,是由静止海水面及其向大陆的延伸所形成的不规则封闭曲面(图1-3-2)。大地水准面是描述地球形状的一个重要物理参考面,也是海拔高程系统的起算面。
在海洋上,大地水准面是静止的海水面(没有海流和波浪等影响因素);在大陆上,大地水准面不是地形表面,它的位置可以通过重力测量推算出来。
地球表面的重力g大约为980000mgal,g的变化量级大约为1mga。为了能够测量的百万分之一的变化,需要利用对g变化相对敏感的仪器,例如人造卫星运行轨道受力场变化的影响非常明显,因此可以根据卫星轨道的精确测量得到重力场的变化。
重力异常是某一测点上的观测重力值与该测点的正常重力值的差)而在得到重力鼎常之前需要进行重力校正。重力校正是将地面观测的重力值归算到参考球体。重力校正主要有地形校正、中间层校正、自由空气校正。现实中通常需要将观测重力值g经过不同项目的校正,并减去正常重力值%之后才可以得到具有参考性的重力异常。重力异常主要包括布格重力异常和自由空气重力异常。
重力异常
褶皱、节理与断层
断裂构造 (fault structure) 1.定义: 岩石中沿不同方向发生的破裂构造。
2.分类:破裂面两侧岩石有明显位移的为断层; 无明显位移的为节理。
三种断层类型
平移断层
滑距 断层两盘错动前的一点与错动后对应点之间的直线距离。
断距 断层两盘对应岩层之间的相对距离。因此,对于同一条断层,在不同的观测剖面上得到的断距是不一样的。根据测定的剖面方位不同,断距可以分为水平断距、铅直断距、地层断距等。
断裂构造 (fault structure) 1.定义: 岩石中沿不同方向发生的破裂构造。
2.分类:破裂面两侧岩石有明显位移的为断层; 无明显位移的为节理。
三种断层类型
平移断层
威尔逊旋回
(Wilson cycle)
大洋演化
六个阶段图解
威尔逊旋回
(Wilson cycle)
阶段 典型代表 主导作用 特征形态
A胚胎期 东非大裂谷 抬升并扩张 裂谷
B幼年期 红海、亚丁湾 扩张 陆间海
C成年期 大西洋 扩张 有活动中脊的洋盆
D衰退期 太平洋 收缩 有俯冲边缘的洋盆
E残留期 地中海 收缩 残留海盆
F.消亡期 喜马拉雅山 收缩并抬升 年轻山系
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