1.2 地球的形成与演化 讲义 2026-2027学年高一上学期地理鲁教版必修一

第二节 地球的形成与演化 讲义 课堂导入 同学们，我们生活在一颗蔚蓝色的星球上，她已经46亿岁了。如果把地球的历史压缩成一天24小时： 凌晨0点——地球诞生； 大约凌晨3点——海洋形成； 清晨5点——原始生命出现； 晚上21点——寒武纪生命大爆发； 晚上23点40分——恐龙灭绝； 接近午夜24点——人类才出现。 人类在地球历史中只占了不到1分钟！那么，地球是如何从一团炽热的岩浆球，演变成今天这颗生机勃勃的星球？地质学家又是如何“读出”地球46亿年的记忆的？今天我们就来学习——地球的形成与演化。 一、地层与化石——地球历史的“书页”与“文字” （一）地层 1. 概念：地层是地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物。 2. 分布规律：在未受剧烈构造运动扰动的情况下，先形成的地层居下，后形成的地层居上（下老上新）。 3. 研究意义：地层性质在一定程度上反映了地层形成时的地表环境。 岩石类型 反映的地表环境 石灰岩 温暖浅海环境 页岩 静水环境 玄武岩 火山活动 【思考】我国云贵高原地区分布有大量石灰岩，据此推测其形成过程。 提示：云贵高原在地质时期曾是一片热带浅海，后来由于地壳变动，海底隆起，海水退缩，形成了高原。 （二）化石 1. 概念：化石是存留在地层中的古生物遗体、遗物及遗迹，在地层或沉积物中经矿物质的填充或置换而形成。 2. 类型：植物的茎、叶，动物的骨骼、牙齿及其活动遗迹等。 3. 化石的意义： （1）确定其所在地层的年代——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。 （2）推断当时的地理环境——生物演化具有不可逆性，即由低级到高级、由简单到复杂不断进化。 化石类型 推断信息 三叶虫化石 古生代、海洋环境 珊瑚化石 温暖的浅海环境 恐龙化石 中生代、温暖湿润的森林环境 煤炭 温暖湿润的陆生环境 琥珀 温暖湿润的森林环境，大量松柏类植被 图1 三叶虫化石（古生代海洋无脊椎动物的代表） 【注意】并非所有沉积岩中都有化石。若沉积过程中没有生物遗体或遗迹保存下来，就不会有化石存在。 二、地质年代表 1. 地质年代：用来描述地球历史事件发生早晚或先后顺序的时间单位。常用地质年代单位由大到小依次是：宙→代→纪，分别对应地层单位中的宇→界→系。 2. 地质年代表：科学家依据地质年代的先后顺序，把地球历史上的重大地质事件编成的时间顺序表。 3. 地球年龄：约46亿年。两大阶段为前寒武纪（46亿～5.41亿年前）和显生宙（5.41亿年至今）。 （一）简化的地质年代表 宙 代 纪 距今时间 主要生物演化 显生宙 新生代 第四纪 约180万年前至今 人类出现 显生宙 新生代 古近纪-新近纪 6600万～180万年前 哺乳动物快速发展，被子植物繁盛 显生宙 中生代 白垩纪 1.45亿～6600万年前 恐龙灭绝，鸟类出现 显生宙 中生代 侏罗纪 2.01亿～1.45亿年前 恐龙繁盛，裸子植物繁盛 显生宙 中生代 三叠纪 2.52亿～2.01亿年前 恐龙出现，裸子植物兴盛 显生宙 古生代 二叠纪 2.99亿～2.52亿年前 生物大灭绝（95%物种消失） 显生宙 古生代 石炭纪 3.59亿～2.99亿年前 蕨类植物繁盛（重要成煤期） 显生宙 古生代 泥盆纪 4.16亿～3.59亿年前 鱼类繁盛，两栖动物出现 显生宙 古生代 志留纪 4.44亿～4.16亿年前 陆生裸蕨植物出现 显生宙 古生代 奥陶纪 4.85亿～4.44亿年前 海洋无脊椎动物繁盛 显生宙 古生代 寒武纪 5.41亿～4.85亿年前 寒武纪生命大爆发 前寒武纪 元古宙 — 25亿～5.41亿年前 真核生物和多细胞生物出现 前寒武纪 太古宙 — 40亿～25亿年前 蓝细菌等原核生物出现 前寒武纪 冥古宙 — 46亿～40亿年前 只有有机质，无生命迹象 记忆口诀：寒奥志留泥盆石，二三侏白古新四。 三、地球形成与演化简史 地球的形成与演化经历了以下关键阶段： ①约46亿年前——地球形成； ②地球形成初期温度很高，表面覆盖岩浆。温度逐步降低，内部物质分异，形成地壳、地幔和地核； ③火山喷发，释放气体，形成原始大气圈（主要成分为CO₂、CO、CH₄、NH₃，缺少O₂）； ④温度进一步下降，水汽凝结，约41.5亿年前海洋形成； ⑤约38.5亿年前——原始生命出现； ⑥约5.4亿年前——寒武纪生命大爆发，地球进入显生宙； ⑦约6500万年前（白垩纪末期）——恐龙灭绝； ⑧约180万年前——人类诞生，地球开始了人类历史新纪元。 四、地球主要演化特征 （一）生物演化 1. 从低级到高级，从简单到复杂： 植物演化主线：菌藻类 → 裸蕨植物 → 裸子植物 → 被子植物 动物演化主线：无脊椎动物 → 脊椎动物（鱼类）→ 两栖动物 → 爬行动物（恐龙）→ 哺乳动物 → 人类 2. 从空间分布看：由海洋向陆地扩展 距今约4.4亿年前陆生裸蕨植物出现——植物开始从海洋向陆地拓展； 距今约3.7亿年前（泥盆纪中晚期）两栖动物出现——动物开始从海洋向陆地拓展。 3. 生物演化过程伴随着生物的衰退和灭亡，同时也有新生物的出现和兴盛（此消彼长）： 二叠纪大灭绝（95%物种消失）→ 三叠纪恐龙出现； 白垩纪恐龙灭绝 → 哺乳动物大发展时代。 图2 寒武纪生命大爆发时期的海洋生态复原图（约5.4亿年前） （二）海陆变迁 地球历史上经历了多次海陆变迁： 约3亿～2亿年前（中生代早期）——泛大陆（盘古古陆）形成； 约2亿年前——泛大陆分裂为冈瓦纳大陆和劳亚大陆； 约6500万年前——七大洲、四大洋的轮廓初步显现； 此后直到今天——形成了七大洲、四大洋的海陆格局。 （三）构造运动 1. 概念：由地球内部力量引起的地壳乃至岩石圈的变位、变形的作用和过程。 2. 影响：导致海陆变迁、地形变化，对气候变化、生物演化以及一些矿产的形成具有重要影响。 中生代的构造运动导致泛大陆的解体；晚新生代的构造运动导致青藏高原与喜马拉雅山的形成。 （四）大气圈的演变 1. 原始大气：主要成分为CO₂、CO、CH₄、NH₃，缺少O₂。 2. 现代大气：主要成分为N₂和O₂。 3. 演变原因：蓝细菌（蓝藻）光合作用消耗CO₂、释放O₂；O₂在紫外线作用下形成O₃（臭氧层），为生命走向陆地创造条件。 五、知识窗 （一）放射性同位素测定法 放射性同位素测定法是确定岩石和化石绝对年龄的重要方法。其基本原理是：某些放射性同位素（如铀-238、钾-40、铷-87）会以恒定的速率衰变为稳定的子体同位素（如铅-206）。通过测量岩石中母体和子体同位素的比值，就可以计算出岩石形成的绝对年龄。 常用方法： 铀-铅法：适用于古生代及更古老的地层（最佳范围>1000万年）； 钾-氩法：适用于中—新生代地层（最佳范围10万年～10亿年）； 铷-锶法：适用于中—新生代地层（最佳范围1000万年～1亿年）。 （二）寒武纪生命大爆发 寒武纪生命大爆发发生在约5.4亿年前的寒武纪早期，在短短几百万年的时间内（地质时间尺度上极为短暂），地球上突然出现了多种多样的无脊椎动物门类。这也是为什么把寒武纪作为显生宙开始的原因——从此地球上出现了大量较高等的生物。 代表生物：三叶虫、奇虾、腕足动物、海绵动物等。 （三）恐龙灭绝事件 恐龙灭绝发生在约6500万年前的白垩纪末期，是地球历史上最著名的大规模灭绝事件之一。关于恐龙灭绝的原因，目前主流假说为小行星撞击说（墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯陨石坑）和大规模火山喷发说（印度德干高原暗色岩）。 恐龙的灭绝为哺乳动物的发展腾出了生态位，从此哺乳动物进入快速辐射演化阶段。 图3梁龙骨架化石（中生代巨型恐龙的代表，生活在约1.5亿年前） 六、重要成矿期总结 地质时期 成矿类型 说明 前寒武纪 铁矿等金属矿 重要的金属成矿期，含大量铁、金、镍、铬等矿藏 古生代后期（石炭纪） 煤炭 蕨类植物繁盛，形成大片森林，为煤的形成提供物质来源 中生代 煤炭 裸子植物繁盛，是重要的成煤期 七、课堂小结 1. 地层与化石是研究地球历史的主要途径。地层遵循“下老上新”规律；化石可以确定地层年代和推断古地理环境。 2. 地质年代单位由大到小：宙→代→纪。地球约46亿年历史分为前寒武纪（冥古宙、太古宙、元古宙）和显生宙（古生代、中生代、新生代）。 3. 生物演化总趋势：从低级到高级、从简单到复杂、由海洋向陆地扩展。 4. 海陆变迁：泛大陆形成→分裂为冈瓦纳和劳亚大陆→七大洲四大洋轮廓显现→现代海陆格局。 5. 构造运动导致海陆变迁和地形变化，影响气候、生物演化和矿产形成。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $