1. 地殼運動周期性
地殼運動周期性(periodicity
of
crustal
movement)是指全球總體顯示大致按一定周期發生一次強烈構造運動(比如地震、海嘯、火山噴發)的規律性。至少自早古生代以來,強烈構造運動大都是全球范圍周期性發生的。但這種構造運動全球性(global
scale
of
tectonic
movements)和周期性現象並不十分嚴格。
另外:丟球是什麼?
2. 地球有多少年歷史分幾個時期啊
約46億
在人類出現以前,地球早已存在了,而且年齡非常古老。人類用什麼法子能知道地球歲數的大小呢?這的確是個不簡單的問題。在沒有找到科學方法以前,人們只能從古代的神話傳說中,來猜測天地生成之時。如 1654年,愛爾蘭有一位大主教從希伯來的經典中,居然考證出地球是在公元前4004年 10月 26日上午 9時由上帝創造的。這種荒誕的說法在當時的歐洲,竟然也有人相信!
為了能了解地球的真實年齡,不少科學家都在做這方面的探索。1862年,英國物理學家開爾芬,第一次從物理學的觀點探討了地球的年齡問題。他曾假定地球原來是熾熱的液體,以後凝固冷卻下來。他根據熱傳導計算,曾推導出地球由凝固到演化成現在這種樣子所經過的時間,約2000萬年~4000萬年。他的計算結果發表後,學術界並未承認,尤其是地質學家們認為,其數據絕不能視為地球的整個年齡。因為從大自然所觀察的事實,地殼運動並非活動一次就不再有什麼新的變化,實際造山運動在地史上,有的甚至可發生15次以上的輪回。因而,用最後一次變化的岩石來測定整個地球的地殼年齡,無論如何,其測定值人們是無法接受的。並且,首先就假定地球最早為液態狀,也未必正確。
1896年,法國柏克勒爾發現了天然放射性元素鈾。1905年又有人發現岩石具有放射性特徵。之後,通過人們的進一步研究,發現根據岩石中放射性元素的蛻變速度,可以測定岩石的具體年齡。如利用鈾鉛法就可以測算出岩石形成的實際年齡。因為,一克鈾(U235)在一年中,總會有1/74億克裂變為鉛和氦,只要我們按一定的要求進行岩石采樣,並用專門儀器測定岩石中放射性元素鈾(U235)和鉛(Pb237)的比值,就能計算出岩石的年齡。這種方法稱之為同位素年齡定位。同位素年齡也叫絕對年齡。此外,利用銣鍶法、鉀氬法、C14法等,也可測量岩石年齡。比較起來,用鈾鉛法測算極古老的岩石、更理想些。通過以上方法對原始地殼古老岩石進行測算,地球上的古老岩石一般都不小於36億~37億年。最多可達40億年。
另外,由於地球形成時年齡與太陽系年齡相近,「他山之石,可以攻玉」,科學家們用一些墜落於地球上的隕石和從月球採集的月岩(壤),經測定,並綜合地球最古老岩石年齡,可推算出地球形成時的年齡,大約為46億年。如用銣鍶法測得吉林隕石年齡為47億年。組成吉林隕石的物質是在47億年前由太陽原始星雲中分離出來的,故比地球形成時的年齡要早一點。目前,一般以46億年為限,46億年開始產生古地殼以來這段時期,為地球的地質時間,也稱古地理圈時期;46億以前的階段,稱為「天文時期」,又稱「前地質時期」。
近年來,科學家們通過研究,還可利用熱釋光法、電子探針法等鑒定岩石同位素,以測定地球的年齡。
上面所說的「46億年前」,是指地球形成最初的年齡,也即產生最初原始地殼的大體年齡。而地球形成前的「天文時期」,有人計算至今達50億~70億年。
3. 地殼運動循環周期是多久
沒有周期,因為地殼是是時刻運動著的
4. 地球是否會輪回
你要什麼有什麼———————— 地球是太陽系八大行星之一,國際名稱為「該婭」,按離太陽由近及遠的次序數是第三顆。它有一顆天然的衛星---月球,二者組成一個天體系統---地月系統。 地球自西向東自轉,同時又圍繞太陽公轉。地球自轉與公轉運動的結合使其產生了地球上的晝夜交替和四季變化(地球自轉和公轉的速度是不均勻的)。同時,由於受到太陽、月球、和附近行星的引力作用以及地球大氣、海洋和地球內部物質的等各種因素的影響,地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生變化。地球自轉產生的慣性離心力使得球形的地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前的略扁的旋轉橢球體,極半徑比赤道半徑短約21千米。 阿波羅飛船在月球上看到地球是由一系列的同心層組成。地球內部有核(地核)、幔(地幔)、殼(地殼)結構。地球外部有水圈和大氣圈,還有磁層,形成了圍繞固態地球的美麗外套。 地球作為一個行星,遠在56億年以前產生於原始太陽星雲。 地球的基本參數: 赤道半徑: ae = 6378136.49 米 極半徑: ap = 6356755.00 米 平均半徑: a = 6371001.00 米 赤道重力加速度: ge = 9.780327 米/秒2 平均自轉角速度: ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒 扁率: f = 0.003352819 質量: M⊕ = 5.9742 ×1024 公斤 地心引力常數: GE = 3.986004418 ×1014 米3/秒2 平均密度: ρe = 5.515 克/厘米3 太陽與地球質量比: S/E = 332946.0 太陽與地月系質量比: S/(M+E) = 328900.5 公轉時間: T = 365.2422 天 離太陽平均距離: A = 1.49597870 × 1011 米 公轉速度: v = 11.19 公里/秒 表面溫度: t = - 30 ~ +45 表面大氣壓: p = 1013.250毫巴 表面重力加速度(赤道) 978.0厘米/秒2 表面重力加速度(極地) 983.2厘米/秒2 自轉周期 23時56分4秒(平太陽時) 公轉軌道半長徑 149597870千米 公轉軌道偏心率 0.0167 公轉周期 1恆星年 黃赤交角 23度27分 地球各圈層結構 地球海洋面積 361745300平方公里 地殼厚度 80.465公里 地幔深度 2808.229公里 地核半徑 3482.525公里 表面積 510067866平方公里 人們對於地球的結構直到最近才有了比較清楚的認識。整個地球不是一個均質體,而是具有明顯的圈層結構。地球每個圈層的成分、密度、溫度等各不相同。在天文學中,研究地球內部結構對於了解地球的運動、起源和演化,探討其它行星的結構,以至於整個太陽系起源和演化問題,都具有十分重要的意義。 地球圈層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。地球外圈可進一步劃分為四個基本圈層,即大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈;地球內圈可進一步劃分為三個基本圈層,即地幔圈、外核液體圈和固體內核圈。此外在地球外圈和地球內圈之間還存在一個軟流圈,它是地球外圈與地球內圈之間的一個過渡圈層,位於地面以下平均深度約150公里處。這樣,整個地球總共包括八個圈層,其中岩石圈、軟流圈和地球內圈一起構成了所謂的固體地球。對於地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接觀測和測量的方法進行研究。而地球內圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震學、重力學和高精度現代空間測地技術觀測的反演等進行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點,即固體地球內部與表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的,其中生物圈表現最為顯著,其次是水圈。 大氣圈 大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。 水圈 水圈包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川和地下水等,它是一個連續但不很規則的圈層。從離地球數萬公里的高空看地球,可以看到地球大氣圈中水汽形成的白雲和覆蓋地球大部分的藍色海洋,它使地球成為一顆"藍色的行星"。地球水圈總質量為1.66×1024克,約為地球總質量的3600分之一,其中海洋水質量約為陸地(包括河流、湖泊和表層岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整個地球沒有固體部分的起伏,那麼全球將被深達2600米的水層所均勻覆蓋。大氣圈和水圈相結合,組成地表的流體系統。 生物圈 由於存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個合適的溫度條件下,形成了適合於生物生存的自然環境。人們通常所說的生物,是指有生命的物體,包括植物、動物和微生物。據估計,現有生存的植物約有40萬種,動物約有110多萬種,微生物至少有10多萬種。據統計,在地質歷史上曾生存過的生物約有5-10億種之多,然而,在地球漫長的演化過程中,絕大部分都已經滅絕了。現存的生物生活在岩石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部,構成了地球上一個獨特的圈層,稱為生物圈。生物圈是太陽系所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。 岩石圈 對於地球岩石圈,除表面形態外,是無法直接觀測到的。它主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成,從固體地球表面向下穿過地震波在近33公里處所顯示的第一個不連續面(莫霍面),一直延伸到軟流圈為止。岩石圈厚度不均一,平均厚度約為100公里。由於岩石圈及其表面形態與現代地球物理學、地球動力學有著密切的關系,因此,岩石圈是現代地球科學中研究得最多、最詳細、最徹底的固體地球部分。由於洋底占據了地球表面總面積的2/3之多,而大洋盆地約占海底總面積的45%,其平均水深為4000~5000米,大量發育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周圍延伸著廣闊的海底丘陵。因此,整個固體地球的主要表面形態可認為是由大洋盆地與大陸台地組成,對它們的研究,構成了與岩石圈構造和地球動力學有直接聯系的"全球構造學"理論。 軟流圈 在距地球表面以下約100公里的上地幔中,有一個明顯的地震波的低速層,這是由古登堡在1926年最早提出的,稱之為軟流圈,它位於上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位於約60公里深度以下;在大陸地區,它位於約120公里深度以下,平均深度約位於60~250公里處。現代觀測和研究已經肯定了這個軟流圈層的存在。也就是由於這個軟流圈的存在,將地球外圈與地球內圈區別開來了。 地幔圈 地震波除了在地面以下約33公里處有一個顯著的不連續面(稱為莫霍面)之外,在軟流圈之下,直至地球內部約2900公里深度的界面處,屬於地幔圈。由於地球外核為液態,在地幔中的地震波S波不能穿過此界面在外核中傳播。P波曲線在此界面處的速度也急劇減低。這個界面是古登堡在1914年發現的,所以也稱為古登堡面,它構成了地幔圈與外核流體圈的分界面。整個地幔圈由上地幔(33~410公里深度的B層,410~1000公里深度的C層,也稱過渡帶層)、下地幔的D′層(1000~2700公里深度)和下地幔的D〃層(2700~2900公里深度)組成。地球物理的研究表明,D〃層存在強烈的橫向不均勻性,其不均勻的程度甚至可以和岩石層相比擬,它不僅是地核熱量傳送到地幔的熱邊界層,而且極可能是與地幔有不同化學成分的化學分層。 外核液體圈 地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位於地面以下約2900公里至5120公里深度。整個外核液體圈基本上可能是由動力學粘度很小的液體構成的,其中2900至4980公里深度稱為E層,完全由液體構成。4980公里至5120公里深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體內核圈之間一個很簿的過渡層。 固體內核圈 地球八個圈層中最靠近地心的就是所謂的固體內核圈了,它位於5120至6371公里地心處,又稱為G層。根據對地震波速的探測與研究,證明G層為固體結構。地球內層不是均質的,平均地球密度為5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度僅為2.6~3.0克/厘米3。由此,地球內部的密度必定要大得多,並隨深度的增加,密度也出現明顯的變化。地球內部的溫度隨深度而上升。根據最近的估計,在100公里深度處溫度為1300°C,300公里處為2000°C,在地幔圈與外核液態圈邊界處,約為4000°C,地心處溫度為 5500 ~ 6000°C。 太陽系九大行星之一 。地球在 太陽系中並不居顯著的地位,而太陽也不過是一顆普通的恆星。但由於人類定居和生活在地球上,因此對它不得不尋求深入的了解。 行星地球 按離太陽由近及遠的順序,地球是第3個行星,它與太陽的平均距離是 1.496億千米 ,這個距離叫做一個天文單位(A) 。地球的公轉軌道是橢圓形 ,其軌道長半徑為149597870千米,軌道偏心率為0.0167 ,公轉軌道運動的平 均速度是29.79千米/秒。 地球的赤道半徑約為 6378 千米 ,極半徑約為6357千米,二 者相差約21千米 。地球的平均半徑約為6371千米 。地球的平均密度為5.517 克/厘米 。地球的尺度和其他參量見表。 形狀和大小 中國古代對天地的認識有所謂渾天說。東漢張衡在《渾天儀圖注》里寫道:「天體圓如彈丸,地如雞中黃……天之包地猶殼之裹黃。」地球是圓的這個概念在遠古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宮說等人 ,在今河南省選定同一條子午線上的 13 個地點 ,測量夏至的日影長度和北極的高度 ,得到子午線一度之長為351里80步 ( 唐代的度和長度單位 )。摺合現代的尺度就是緯度 一度長132.3千米,相當於地球半徑為7600千米 ,比現代的數值約大20%。這是地球尺度最早的估計( 埃及人的測量更早 一些,但觀測點不在同 一 子午線上 ,而且長度單位核算標 准不詳,精度無從估計)。 精確的地形測量只是到了牛頓發現萬有引力定律之後才有可能,而地球形狀的概念也逐漸明確。地球並非是很規則的正球體。它的表面可以用一個扁率不大的旋轉橢球面來極好地逼近。扁率e為橢球長短軸之差與長軸之比 ,是表示地球形狀的一個重要參量。經過多年的幾何測量、天文測量以至人造地球衛星測量,它的數值已經達到很高的精度。這個橢球面不是真正的地球表面,而是對地面的一個更好的科學概括,用來作為全球各地大地測量的共同標准,所以也叫做參考橢球面 。按照 這個參考橢球面 ,子午圈上一平均度是111.1千米 ,赤道上一平均度是111.3千米 。在參考橢球面上重力勢能是相等的,所以在它上面各點的重力加速度是可以計算的,公式如下: g0=9.780318(1+0.0053024sin2j -0.0000059sin2j)米/秒2, 式中g0是海拔為零時的重力加速度,j是地理緯度 。知道了地球形狀、重力加速度和萬有引力常數G=6.670×10-11牛頓·米2/千克2,可以計算出地球的質量M為 5.976×1027克。 自轉 由於地球轉動的相對穩定性 ,人類生活歷來都利用它作為計時的標准,簡單地說,地球繞太陽公轉一周的時間叫做一年,地球自轉一周的時間叫做一日。然而由於地球外部和內部的原因,地球的轉動其實是很復雜的。地球自轉的復雜性表現在自轉軸方向的變化和自轉速率即日長的變化。 自轉軸方向的變化中,最主要的是自轉軸在空間繞黃道軸緩慢旋進,造成春分點每年向西移動50.256〃的歲差。這是日、月對地球赤道突出部分吸引的結果。其次是地球自轉軸相對於地球本身的位置變化,造成了地面各點的緯度變化。這種變化主要有兩種成分 :一種以一年為周期 ,振幅約為0.09〃,是大氣和海水等季節性變化所引起的,是一種強迫振動;另一種成分以14個月為周期,振幅約為0.15〃,是地球內部變化所引起的,叫做張德勒擺動,是一種自由振動 。此外還有一些較小的自由振動。 轉速的變化造成日長的變化。主要有3類 :長期變化是減速的,使日長每百年增加1 ~ 2毫秒 ,是潮汐摩擦的結果;季節性變化最大可使日長變化0.6毫秒 ,是氣象因素引起的; 不規則的短期變化,最大可使日長變化4毫秒 ,是地球內部變化的結果。 表面形態和地殼運動 地球的表面形態是極復雜的 ,有綿亘的高山,有廣袤的海盆,還有各種尺度的構造。 地表的各種形態主要不是外力造成的,它們來源於地殼的構造運動。地殼運動的起因至少有以下幾種設想:①地球的收縮或膨脹。許多地學家認為地球一直在冷卻收縮,因而造成巨大的地層褶皺和斷裂。然而觀測表明,地面流出去的熱量和地球內部因放射性物質的衰變而生出的熱量是同量級的。也有人提出地球在膨脹的論據。這個問題現在尚無定論。②地殼均衡。在地殼以下的某一定深度,單位面積上的載荷有一種傾向於均等的趨勢。地面上的巨大高差為地下深部橫向物質流動所調節。③板塊大地構造假說——地球最上層約八、九十千米厚的岩石層是由幾塊巨大的板塊組成的。這些板塊相互作用和相對運動就產生地面上一切大地構造現象 。板塊運動的動力來自何處,現在還不清楚,但不少人認為地球內部物質的對流起了決定性的作用。 電磁性質 地磁場並不指向正南。11世紀中國的《夢溪筆談》就有記載。地磁偏角隨地而異。真正地磁場的形態是很復雜的。它有顯著的時間變化,最大的變化幅度可達到總地磁場的千分之幾或更高。變化可分為長期的和短期的。長期變化來源於地球內部的物質運動;短期變化來源於電離層的潮汐運動和太陽活動的變化。在地磁場中,用統計平均或其他方法將短期變化消去後就得到所謂基本地磁場。用球諧分析的方法可以證明基本地磁場有99%以上來源於地下,而相當於一階球諧函數部分約佔80%,這部分相當於一個偶極場,它的北極坐標是北緯78.5°,西經69.0°。短期變化分為平靜變化和干擾變化兩大類。平靜變化是經常出現的,比較有規律並有一定的周期,變化的磁場強度可達幾十納特 ;干擾變化有時是全球性的 ,最大幅度可達幾千納特 ,叫做磁暴。 基本磁場也不是完全固定的,磁場強度的圖像每年向西漂移0.2°~0.3°,叫做西向漂移。這就指出地磁場的產生可能是地球內部物質流動的結果。現在普遍認為地球核主要是鐵鎳組成的(還包含少量的輕元素)導電流體,導體在磁場中運動便產生電流。這種電磁流體的耦合產生一種自激發電機的作用,因而產生了地磁場。這是當前比較最為人接受的地磁場成因的假說。 當岩漿在地磁場中降溫而凝固成岩石時,便受到地磁場磁化而保留少許的永久磁性,稱為熱剩磁。大多數岩漿岩都帶有磁性,其方向和成岩時的地磁場方向一致。由相同時代的不同岩石標本可以確定成岩時地球磁極的位置。但由不同地質時代的岩石標本所確定的地磁極位置卻是不同的。這就給大陸漂移的假說提供了一個有力的證據。人們還發現,在某些地質時代成岩的岩石,磁化方向恰好和現代的地磁場方向相反。這是由於地球在形成之後,地磁場曾多次自己反向的結果。按照自激發電機地磁場成因假說,這種反向是可以理解的。地磁場的短期變化可以感應地下電流,而地下電流又引起地面的感應磁場。地下電流同地下物質的電導率有關,因而可由此估計地球內部的電導率分布。然而計算是復雜的,而且解答不單一。現在所能取得的一致意見是電導率隨深度而增加,在60~100千米深度附近增加很快 。在400~700千米的深處,電導率又有明顯的變化,此處相當於地幔中的過渡層(又叫C層)。 溫度和能源 地面從太陽接受的輻射能量每年約有10焦耳,但絕大部分又向空間輻射回去,只有極小一部分穿入地下很淺的地方。淺層的地下溫度梯度約為每增加30米,溫度升高1℃ ,但各地的差別很大 。由溫度梯度和岩石的熱導率可以計算熱流 。由地面向外流 出的熱量 ,全球平均值約為6.27 微焦耳/厘米秒 ,由地面流出的總熱能約為10.032×1020焦耳/年。 地球內部的一部分能源來自岩石所含的放射性元素鈾 、釷、鉀。它們在岩石中的含量近年來總在不斷地修正,有人估計地球現在每年由長壽命的放射性元素所釋放的能量約為9.614×1020焦耳 ,與地面熱流很相近 ,不過這種估計是極其粗略的,含有許多未知因素。另一種能源是地球形成時的引力勢能,假定地球是由太陽系中的彌漫物質積聚而成的 。這部分能量估計有25×1032焦耳 ,但在積聚過程中有一大部分能量消失在地球以外的空間 ,有一小部分 ,約為1×1032焦耳,由於地球的絕熱壓縮而積蓄為地球物質的彈性能。假設地球形成時最初是相當均勻的,以後才演變成為現在的層狀結構,這樣就會釋放出一部分引力勢能,估計約為2×1030焦耳。這將導致地球的加溫。地球是越轉越慢的。地球自形成以來,旋轉能的消失估計大約有1.5×1031焦耳,還有火山噴發和地震釋放的能量,但其數量級都要小得多。 地面附近的溫度梯度不能外推到幾十千米深度以下。地下深處的傳熱機制是極其復雜的,由熱傳導的理論去估計地球內部的溫度分布,常得不到可信的結果。但根據其他地球物理現象的考慮,地球內部某些特定深度的溫度是可以估計的。結果如下:①在100千米的深度 ,溫度接近該處岩石的熔點,約為1100~1200℃;②在400千米和650千米的深度,岩石發生相變 ,溫度各約在1500℃和1900℃ ;③ 在核幔邊界,溫度在鐵的熔點之上,但在地幔物質的熔點之下,約為3700℃;④在外核與內核邊界 ,深度為5100千米 ,溫度約為4300℃,地球中心的溫度,估計與此相差不多。 內部結構 地球的分層結構基本上是按地震波( P和S )的傳播速度劃分的。地球上層有顯著的橫向不均勻性:大陸地殼和海洋地殼的厚度大不相同,海水只覆蓋著2/3的地面。 地震時,震源輻射出兩種地震波,縱波P和橫波S。它們各以不同的速度向四圍傳播?經過不同的時間到達地面上不同的地點。若在地面上記錄到P和S的傳播時間隨震中距離的變化,就可以推算地下不同深度地震波的傳播速度υp和υs。 地球內部的分層就是由地震波速度分布定義的,在海水之下,地球最上層叫做地殼,厚約幾十千米。地殼以下直對地核,這部分統稱為地幔。地幔內部又有許多層次。地殼與 地幔的邊界是一個明顯的間斷面 ,稱為M界面或莫霍界面 。界面以下約到會80千米的深度,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下 ,速度明顯降低 ,直到約220千米深度才又回升 。這部分叫低速帶。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔邊界是一個極明顯的間斷面。進入地核 ,S波消失 ,所以地球外核是液體。到了5149.5千米的深度 ,S波又出現,便進入了地球內核。 由地球的速度和密度的分布可以計算出地球內部的兩個彈性常數、壓力和重力加速度的分布。在地幔中,重力加速度g的變化很小 ,只是過了核幔邊界才向地心遞減至零 。在核幔邊界處的壓力為1.36兆巴,在地心處為3.64兆巴。 內部物質組成 地震波的速度和密度分布對於地球內部的物質組成是一個限制條件 。地球核有約 90%是由鐵鎳合金組成的,但還含有約法三章10%的較輕物質;可能是硫或氧。關於地幔的礦物組成,現在還存在分歧意見。地殼中的岩石礦物是由地幔物質分異而成的。火山活動和地幔物質的噴發表明地幔的主要礦物是橄欖岩。地震波速度的數據表明在內400、500、和諧500千米的深度,波速的梯度很大 。這可解釋為礦物相變的結果。在內400千米的深處 ,橄欖石相變為尖晶石的結構,而輝石則熔入石榴石 。在家500千米的深度,輝石也分解為尖晶石和超石英的結構 。在先650千米深度下,這些礦物都為鈣鈦礦和氧化物結構 。在下地幔最下的200千米中,物質密度有顯著增加。這個區域有無鐵元素的富集還是一個有爭論的問題。 起源和演化 地球的起源和演化問題實際上也就是太陽系的起源和演化問題。早期的假說主要分兩大派:以康德和拉普拉斯為代表的漸變派和以G.L.L.布豐為代表的災變派 。漸變派認為太陽系是由高溫的旋轉氣體逐漸冷卻而成的;災變派主張太陽系是由此及彼2個或3個恆星發生碰撞或近距離吸引而產生的。早期的假說主要企圖解釋一些天文事實,如行星軌道的規律性,內行星和外行星的區別。太陽系中角動量的分布等。在全面解釋上述觀測事實時,兩派都遇到不可克服的因難。 從20世紀40年代中期起,人們逐漸傾向於太陽系起源於低溫的固體塵埃的觀點。較早的倡議者有魏茨澤克、施米特和尤里。他們認為行星不是由高溫氣體凝固而成,而是由溫度不高的固體塵物質積聚而成的。 地球形成時基本上是各種石質物體和塵、氣的混合物積聚而成的。初始地球的平均溫度估計不超過去時1000℃。由於長壽命放射性無素的衰變和引力勢能的釋放,地球的溫度逐漸升高。當溫度超過鐵的熔點時,原始地球中的鐵元素就化成液態,由於密度大就流向地球的中心部分,從而形成了地核。地球內部溫度繼續升高,使地幔局部熔化,引起了化學分異,促進了地殼形成。 海洋和大氣都不是地球形成時就有的,而是次生的。因為原始地球不可能保持大氣和水 。海洋是地球內部增溫和分異的結果。原始大氣是從地球內部放出的,是還原性的。直到綠色植物出現後,大氣中才逐漸積累了自由氧,在漫長的地質年代中逐漸形成現在的大氣(見地球起源)。 年齡 地球的年齡 ,如果定義為原始地球形成後到現在的時間,則由岩石和礦物所含的放射性同位素可以測定。但是這樣做時,仍免不了對地球的初始狀態做一些假定,根據岩石礦物中和隕石中鉛同位素的精密分析,現在一般都接受的地球年齡約為46億年。 大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。 我們的家園——地球 地球是什麼形狀的?她來自哪裡? 早在170萬年前,人類就對自己的家園——地球,產生了各種美麗的遐想,編織成許多絢麗多彩的傳說。中國古代就有盤古開天闢地的故事,古希臘神話講開天闢地時,傳說宇宙是從混沌之中誕生的,最先出現的神是大地之神——該亞。天空、陸地、海洋都是由她而生,因此人們尊稱她為「地母」。 地球已經是一個5000歲的老壽星了,她起源於「盤古」開天劈地。約在5000年前,天和地相聯後來逐漸進化,出現了各種不同的生物。地球的平均赤道半徑為6378.14公里,比極半徑長21公里。 地球的內部結構可以分為三層:地殼、地幔和地核。在地球引力的作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成包層,這就是地球大氣層。 地球就像一隻陀螺,沿著自轉軸自西向東不停地旋轉著。她的自轉周期為23小時56分4秒,約等於24小時。 同時,地球還圍繞太陽公轉,她的公轉軌道是橢圓形,軌道的半長徑達到149,597,870公里。 公轉一周要365.25天,為一年。
5. 地殼運動,多長時間一個輪回
地殼運動周期性(periodicity of crustal movement)是指全球總體顯示大致按一定周期發生一次強烈構造運動的規律性。至少自早古生代以來,強烈構造運動大都是全球范圍周期性發生的。但這種構造運動全球性(global scale of tectonic movements)和周期性現象並不十分嚴格。
6. 關於地殼變遷
水平層面上的大陸板塊飄移引起了陸陸碰撞,造成了板塊削減,即一個板塊俯沖到另一個板塊之下,典型例子就是印度板塊向北俯沖造成青藏上升成為高原,在20000000年以前,青藏還是低地,沒有阻擋印度暖濕氣流,塔里木還是綠洲。相比之下,在板塊接觸帶上的這種變化還是比較迅速的,雖然它的時間尺度已經達到百萬年,但是在某些穩定陸塊,向北美,非洲,它們內部的地質變化更是緩慢。關於你所指的局部短時間的變化,可以像這樣說,如果有一盤濕沙子,且粘度適當,從兩側用木板緩慢均勻施力,你會看到(也能想像)其中的變化,他們中沙粒之間的摩擦與位移相當於我們的地震,而整個沙盤的變化,相當於我們的地殼變化,哦對了,海嘯大多是由於海底地震引起的。
總之,地殼變遷是在地球由內向外地力的驅動下完成的,表現為板塊漂移,洋陸變化,裂谷高原等等等等。
希望你能大致了解。
7. 海水漲潮是怎麼一回事講明白點啊
大部分是因為月球的引力造成的,也有些是因為地殼運動造成的.
海水白天漲落叫做潮,夜間漲落叫做汐。我國古書有「大海之水,朝生為潮,夕生為汐」的記載。引潮力包括月球、太陽等天體,尤其是月球,同時,隨著地球、月球和太陽的相對位置發生周期性變化,這種力的作用也呈周期性變化。
月球引力和地球離心力是兩種對立的力,兩者結合起來產生的合力(矢量和),就是月球使海水發生潮汐現象的力量,稱為「月球引潮力」。太陽的質量大約是月球質量的2700萬倍,太陽到地球的平均距離約為月球到地球平均距離的389倍。因此可以推算出太陽的引潮力和月球的引潮力之比為1:2.18,它所引起的潮汐現象雖不易被單獨觀測到,但卻影響著月潮的大小。每當農歷初一(朔)或十五(望)時,地球、月球、太陽的位置幾乎在同一直線上,月球和太陽的引潮力是一致的,兩種力量迭加在一起,就使海水出現大潮。可是每當農歷初七、八(上弦)或二十二、三(下弦)時,月球對地球的引潮力與太陽對地球的引潮力互相垂直,太陽引潮力削弱了月球引潮力,因而海水就出現了小潮。實際上,大潮往往發生在朔望後二、三天,小潮大都出現在上、下弦後二、三天,其原因是海水在流動過程中受到本身粘滯性和海底地形因素的影響造成的。
計算方法:
由於海水的漲潮退潮是受到月球引力影響而產生的一種地理現象,因此漲潮退潮是有規律可循,15天輪回一次,因此,下一天漲潮是頭天漲潮時間推遲0.8小時(48分鍾),可根據農歷日期計算每天漲潮的時間,具體測算方法是:按照農歷算,如天數少於15,則天數直接乘以0.8,得出的數字即是當天最高潮時間;如天數大於15。則天數先要減去15後得出的數字再乘以0.8,得出的數字即是當天最高潮時間。同時,漲潮退潮一般間隔6個小時,也就是說一天漲潮退潮各兩次。高潮時間一般能維持一個多小時才開始退潮,最低潮時間在兩次高潮中間的時間。
潮水類型:
在一個潮汐周期(約24小時50分鍾,天文學上稱一個太陰日,即月球連續兩次經過上中天所需的時間)里,各地潮水漲落的次數、時刻、持續時間也均不相同。潮汐現象盡管很復雜,但大致說來不外三種基本類型。
半日潮型:一個太陰日內出現兩次高潮和兩次低潮,前一次高潮和低潮的潮差與後一次高潮和低潮的潮差大致相同,漲潮過程和落潮過程的時間也幾乎相等(6小時12.5分)。我國渤海、東海、黃海的多數地點為半日潮型,如大沽、青島、廈門等。
全日潮型:一個太陰日內只有一次高潮和一次低潮。如南海汕頭、渤海秦皇島等。南海的北部灣是世界上典型的全日潮海區。
混合潮型:一月內有些日子出現兩次高潮和兩次低潮,但兩次高潮和低潮的潮差相差較大,漲潮過程和落潮過程的時間也不等;而另一些日子則出現一次高潮和一次低潮。我國南海多數地點屬混合潮型。如榆林港,十五天出現全日潮,其餘日子為不規則的半日潮,潮差較大。
呵呵很詳細了吧?
8. 什麼叫地殼運動規律 地殼運動規律雲: 研究地殼運動,必須先從地球的記憶(結構)出發,總結出陸塊結...
地球的記憶數億萬年前在結構上最初是各板塊連在一起的,後逐散開漂移,又經億萬年形成大洋,最具有代表性的就是大西洋兩岸,兩岸的地質、物種都相似,就連陸地板塊也相吻合,不過兩岸還在繼續分離,以致太平洋在縮小,而大西洋在擴張。問題是現在的地震只是地殼板塊的小摩擦,既然地球是圓的,那麼當各板塊漂移到原來板塊相聚的地球的另一邊再次相聚,會不會板塊相撞產生地震、火山、海嘯等災害啊,到那時要麼就是世界末日,要麼就是根據力學原理相撞後再次分開形成再一輪的二次漂移。不過就算那樣,也必定是地球物種的大滅絕,若干年後新的物種又來次大輪回、大演變。不過到那時,或許我們人類已在太空上找到新的家園。
9. 人類的祖先到底是誰又來自於哪裡呢
那麼?說道這里,人類的祖先到底是誰?人類到底從哪裡來,人類為什麼會在不久以後的將來出現在蔚藍色的地球上,並且在地球的大自然中繁衍生息生存下來的呢?
從古猴的時代結束以後,時間輪回到距今約為三百萬年以後,因為地球地殼發生了變動,伴隨著時間波流,大自然面臨著嚴重的地質災害,地球地殼變動所引起的大災難,這其中就包括了地震,海嘯,泥石流等大自然災害,生存在地球上的生物,因為大自然種種災害,一波接連一波,使得地球上棲息的生物生存的苦不堪言,統統遭到滅頂之災。
在這些嚴重的自然災害中,很多地球上棲息的物種遭到強而有烈打擊,紛紛滅絕,並最終死去,其屍體被 歷史 的塵埃掩埋在古老的大地之下。
大自然的生存法則殘酷無比,弱者淘汰,強者適應 歷史 的波流生存,繼而伴隨著 歷史 的流動走向,一步一步進化著。
當最原始的人類鼻祖古猴的時代,在距今約為三百萬年,拉下帷幕之後,出現在地球上的人類祖先,即古猿類,開始興起。
古猿是古猴進化的一個分支,但其中不僅僅只有一種,也是分很多種類的。古猿的興起,包括他的誕生,是從古猴滅亡以後,地球所產生的一種產物。
但根據多年考古學家判斷,古猴的滅絕,到古猿的興起,或許只是一個由復雜在到一個簡單的過程。在這個過程中,古猿的出現,一直扮演著一個神秘的色彩。
這種色彩並不是直觀的,而是具有一定重要的意義。遙想當初,即公元前六千五百萬年前,恐龍就是因為無法適應地球上的自然災害導致的滅絕。
恐龍也是地球上棲息的一種產物,雖然誕生的年代,要比人類的鼻祖古猴的時間要早,而古猴是在恐龍滅絕以後的三千五百萬年以後,才出現在地球上,期間共經歷了三千五百萬年的時間。
不同的是,恐龍從誕生在到滅絕,一共棲息在地球上長達兩億年之久,在這兩億年的時間里,恐龍一直沒有進化成地球上最高等級的生物。
而古猴興起,在到古猿的誕生,才不過區區兩千多萬年的時間,在這兩千多萬年的時間里,古猴滅絕以後,古猿只用了短短不到三百萬年的時間,就進化成站在大自然金字塔頂端的人類。
由恐龍跟人類的祖先與之比較,恐龍所進化的時間,和地球上存活的時間,都遠超人類祖先進化的時間,從某種客觀的角度去說明,恐龍之所以會滅絕,或許正因為他沒有隨著 歷史 波流的進化而改進,一直處於原地循環的狀態。
而人類的祖先則大不相同,人類的祖先通過時間的波流,一直都在不斷完善自身進化著,朝著最高的角度去出發,人類之所以會在後來的進化,變遷中,站立著大自然金字塔的頂端,正因為人類有了非常高的智慧。
有著聰明的大腦,可以通過大腦發明各種高級的東西,通過這些東西的無限循環利用,加以改進,發明出更加高級的東西,最終,人類以一種優勝者的姿態,降臨地球,成為地球大自然中的主宰。
關於人類的祖先,即古猿的興起,大抵是從古猴滅絕以後開始的。
三百萬年前,古猿正式空降地球,然而當時的地球上,棲息的古猿種類有分很多種類,南方一帶,稱之為南方古猿,而北方一帶,則稱之為北方古猿,不同的地區,棲息的古猿有分很多種,而不同的種類中,古猿的品種也分各種各樣,且長相方面,也大為不同。這些古猿,在興起的時候,都處於進化階段。
在遙遠古老的三百萬年以前,沒有任何的 歷史 記錄,就連 歷史 是什麼,也是一片空白。然而,我們人類的祖先,就是誕生在一個沒有任何 歷史 記錄的時期。
說道這里,其實會有人問,為什麼三百萬年以前,是一個沒有 歷史 記錄的時期,人類的祖先為什麼會誕生在一個沒有任何史料記載的 歷史 時期的呢?
這其中到底發生了什麼?人類的祖先,即古猿類,在一個沒有任何 歷史 記錄的時期生存下去的呢?
眾首周知,看過 歷史 的人都知道,三百萬年以後,地球上曾經出現了一次又一次短暫的地殼運動,在一次又一次地殼運動中,地球的大自然遭受到嚴重的大自然所引發的地質災害,比如說地球地殼劇烈運動,所引發的火山爆發,地震,泥石流,海嘯等大自然地質災害。
在這頻繁的大自然災害中,很多地球上棲息的物種都遭到毀滅性的打擊,在這殘酷無比的地質災害中,很多物種相繼滅絕。
人類的祖先,即古猿類也不例外,為了生存,人類的祖先古猿,為了抵禦這些恐怖的天災,於是紛紛遷移到安全的地帶避難。
只有少部分古猿類,在這些頻繁的大自然災害中存活下來,然而,其他一些無法適應大自然災害的古猿類,卻在這些災害中,相繼滅亡。
10. 地球是否有過輪回
你要什麼有什麼————————
地球是太陽系八大行星之一,國際名稱為「該婭」,按離太陽由近及遠的次序數是第三顆。它有一顆天然的衛星---月球,二者組成一個天體系統---地月系統。
地球自西向東自轉,同時又圍繞太陽公轉。地球自轉與公轉運動的結合使其產生了地球上的晝夜交替和四季變化(地球自轉和公轉的速度是不均勻的)。同時,由於受到太陽、月球、和附近行星的引力作用以及地球大氣、海洋和地球內部物質的等各種因素的影響,地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生變化。地球自轉產生的慣性離心力使得球形的地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前的略扁的旋轉橢球體,極半徑比赤道半徑短約21千米。
阿波羅飛船在月球上看到地球是由一系列的同心層組成。地球內部有核(地核)、幔(地幔)、殼(地殼)結構。地球外部有水圈和大氣圈,還有磁層,形成了圍繞固態地球的美麗外套。
地球作為一個行星,遠在56億年以前產生於原始太陽星雲。
地球的基本參數:
赤道半徑: ae = 6378136.49 米
極半徑: ap = 6356755.00 米
平均半徑: a = 6371001.00 米
赤道重力加速度: ge = 9.780327 米/秒2
平均自轉角速度: ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒
扁率: f = 0.003352819
質量: M⊕ = 5.9742 ×1024 公斤
地心引力常數: GE = 3.986004418 ×1014 米3/秒2
平均密度: ρe = 5.515 克/厘米3
太陽與地球質量比: S/E = 332946.0
太陽與地月系質量比: S/(M+E) = 328900.5
公轉時間: T = 365.2422 天
離太陽平均距離: A = 1.49597870 × 1011 米
公轉速度: v = 11.19 公里/秒
表面溫度: t = - 30 ~ +45
表面大氣壓: p = 1013.250毫巴
表面重力加速度(赤道) 978.0厘米/秒2
表面重力加速度(極地) 983.2厘米/秒2
自轉周期 23時56分4秒(平太陽時)
公轉軌道半長徑 149597870千米
公轉軌道偏心率 0.0167
公轉周期 1恆星年
黃赤交角 23度27分
地球各圈層結構
地球海洋面積 361745300平方公里
地殼厚度 80.465公里
地幔深度 2808.229公里
地核半徑 3482.525公里
表面積 510067866平方公里
人們對於地球的結構直到最近才有了比較清楚的認識。整個地球不是一個均質體,而是具有明顯的圈層結構。地球每個圈層的成分、密度、溫度等各不相同。在天文學中,研究地球內部結構對於了解地球的運動、起源和演化,探討其它行星的結構,以至於整個太陽系起源和演化問題,都具有十分重要的意義。
地球圈層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。地球外圈可進一步劃分為四個基本圈層,即大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈;地球內圈可進一步劃分為三個基本圈層,即地幔圈、外核液體圈和固體內核圈。此外在地球外圈和地球內圈之間還存在一個軟流圈,它是地球外圈與地球內圈之間的一個過渡圈層,位於地面以下平均深度約150公里處。這樣,整個地球總共包括八個圈層,其中岩石圈、軟流圈和地球內圈一起構成了所謂的固體地球。對於地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈,以及岩石圈的表面,一般用直接觀測和測量的方法進行研究。而地球內圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震學、重力學和高精度現代空間測地技術觀測的反演等進行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點,即固體地球內部與表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的,其中生物圈表現最為顯著,其次是水圈。
大氣圈
大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
水圈
水圈包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川和地下水等,它是一個連續但不很規則的圈層。從離地球數萬公里的高空看地球,可以看到地球大氣圈中水汽形成的白雲和覆蓋地球大部分的藍色海洋,它使地球成為一顆"藍色的行星"。地球水圈總質量為1.66×1024克,約為地球總質量的3600分之一,其中海洋水質量約為陸地(包括河流、湖泊和表層岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整個地球沒有固體部分的起伏,那麼全球將被深達2600米的水層所均勻覆蓋。大氣圈和水圈相結合,組成地表的流體系統。
生物圈
由於存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個合適的溫度條件下,形成了適合於生物生存的自然環境。人們通常所說的生物,是指有生命的物體,包括植物、動物和微生物。據估計,現有生存的植物約有40萬種,動物約有110多萬種,微生物至少有10多萬種。據統計,在地質歷史上曾生存過的生物約有5-10億種之多,然而,在地球漫長的演化過程中,絕大部分都已經滅絕了。現存的生物生活在岩石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部,構成了地球上一個獨特的圈層,稱為生物圈。生物圈是太陽系所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。
岩石圈
對於地球岩石圈,除表面形態外,是無法直接觀測到的。它主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成,從固體地球表面向下穿過地震波在近33公里處所顯示的第一個不連續面(莫霍面),一直延伸到軟流圈為止。岩石圈厚度不均一,平均厚度約為100公里。由於岩石圈及其表面形態與現代地球物理學、地球動力學有著密切的關系,因此,岩石圈是現代地球科學中研究得最多、最詳細、最徹底的固體地球部分。由於洋底占據了地球表面總面積的2/3之多,而大洋盆地約占海底總面積的45%,其平均水深為4000~5000米,大量發育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周圍延伸著廣闊的海底丘陵。因此,整個固體地球的主要表面形態可認為是由大洋盆地與大陸台地組成,對它們的研究,構成了與岩石圈構造和地球動力學有直接聯系的"全球構造學"理論。
軟流圈
在距地球表面以下約100公里的上地幔中,有一個明顯的地震波的低速層,這是由古登堡在1926年最早提出的,稱之為軟流圈,它位於上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位於約60公里深度以下;在大陸地區,它位於約120公里深度以下,平均深度約位於60~250公里處。現代觀測和研究已經肯定了這個軟流圈層的存在。也就是由於這個軟流圈的存在,將地球外圈與地球內圈區別開來了。
地幔圈
地震波除了在地面以下約33公里處有一個顯著的不連續面(稱為莫霍面)之外,在軟流圈之下,直至地球內部約2900公里深度的界面處,屬於地幔圈。由於地球外核為液態,在地幔中的地震波S波不能穿過此界面在外核中傳播。P波曲線在此界面處的速度也急劇減低。這個界面是古登堡在1914年發現的,所以也稱為古登堡面,它構成了地幔圈與外核流體圈的分界面。整個地幔圈由上地幔(33~410公里深度的B層,410~1000公里深度的C層,也稱過渡帶層)、下地幔的D′層(1000~2700公里深度)和下地幔的D〃層(2700~2900公里深度)組成。地球物理的研究表明,D〃層存在強烈的橫向不均勻性,其不均勻的程度甚至可以和岩石層相比擬,它不僅是地核熱量傳送到地幔的熱邊界層,而且極可能是與地幔有不同化學成分的化學分層。
外核液體圈
地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位於地面以下約2900公里至5120公里深度。整個外核液體圈基本上可能是由動力學粘度很小的液體構成的,其中2900至4980公里深度稱為E層,完全由液體構成。4980公里至5120公里深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體內核圈之間一個很簿的過渡層。
固體內核圈
地球八個圈層中最靠近地心的就是所謂的固體內核圈了,它位於5120至6371公里地心處,又稱為G層。根據對地震波速的探測與研究,證明G層為固體結構。地球內層不是均質的,平均地球密度為5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度僅為2.6~3.0克/厘米3。由此,地球內部的密度必定要大得多,並隨深度的增加,密度也出現明顯的變化。地球內部的溫度隨深度而上升。根據最近的估計,在100公里深度處溫度為1300°C,300公里處為2000°C,在地幔圈與外核液態圈邊界處,約為4000°C,地心處溫度為 5500 ~ 6000°C。
太陽系九大行星之一 。地球在 太陽系中並不居顯著的地位,而太陽也不過是一顆普通的恆星。但由於人類定居和生活在地球上,因此對它不得不尋求深入的了解。
行星地球 按離太陽由近及遠的順序,地球是第3個行星,它與太陽的平均距離是 1.496億千米 ,這個距離叫做一個天文單位(A) 。地球的公轉軌道是橢圓形 ,其軌道長半徑為149597870千米,軌道偏心率為0.0167 ,公轉軌道運動的平 均速度是29.79千米/秒。
地球的赤道半徑約為 6378 千米 ,極半徑約為6357千米,二 者相差約21千米 。地球的平均半徑約為6371千米 。地球的平均密度為5.517 克/厘米 。地球的尺度和其他參量見表。
形狀和大小 中國古代對天地的認識有所謂渾天說。東漢張衡在《渾天儀圖注》里寫道:「天體圓如彈丸,地如雞中黃……天之包地猶殼之裹黃。」地球是圓的這個概念在遠古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宮說等人 ,在今河南省選定同一條子午線上的 13 個地點 ,測量夏至的日影長度和北極的高度 ,得到子午線一度之長為351里80步 ( 唐代的度和長度單位 )。摺合現代的尺度就是緯度 一度長132.3千米,相當於地球半徑為7600千米 ,比現代的數值約大20%。這是地球尺度最早的估計( 埃及人的測量更早 一些,但觀測點不在同 一 子午線上 ,而且長度單位核算標 准不詳,精度無從估計)。
精確的地形測量只是到了牛頓發現萬有引力定律之後才有可能,而地球形狀的概念也逐漸明確。地球並非是很規則的正球體。它的表面可以用一個扁率不大的旋轉橢球面來極好地逼近。扁率e為橢球長短軸之差與長軸之比 ,是表示地球形狀的一個重要參量。經過多年的幾何測量、天文測量以至人造地球衛星測量,它的數值已經達到很高的精度。這個橢球面不是真正的地球表面,而是對地面的一個更好的科學概括,用來作為全球各地大地測量的共同標准,所以也叫做參考橢球面 。按照 這個參考橢球面 ,子午圈上一平均度是111.1千米 ,赤道上一平均度是111.3千米 。在參考橢球面上重力勢能是相等的,所以在它上面各點的重力加速度是可以計算的,公式如下:
g0=9.780318(1+0.0053024sin2j
-0.0000059sin2j)米/秒2, 式中g0是海拔為零時的重力加速度,j是地理緯度 。知道了地球形狀、重力加速度和萬有引力常數G=6.670×10-11牛頓·米2/千克2,可以計算出地球的質量M為 5.976×1027克。
自轉 由於地球轉動的相對穩定性 ,人類生活歷來都利用它作為計時的標准,簡單地說,地球繞太陽公轉一周的時間叫做一年,地球自轉一周的時間叫做一日。然而由於地球外部和內部的原因,地球的轉動其實是很復雜的。地球自轉的復雜性表現在自轉軸方向的變化和自轉速率即日長的變化。
自轉軸方向的變化中,最主要的是自轉軸在空間繞黃道軸緩慢旋進,造成春分點每年向西移動50.256〃的歲差。這是日、月對地球赤道突出部分吸引的結果。其次是地球自轉軸相對於地球本身的位置變化,造成了地面各點的緯度變化。這種變化主要有兩種成分 :一種以一年為周期 ,振幅約為0.09〃,是大氣和海水等季節性變化所引起的,是一種強迫振動;另一種成分以14個月為周期,振幅約為0.15〃,是地球內部變化所引起的,叫做張德勒擺動,是一種自由振動 。此外還有一些較小的自由振動。
轉速的變化造成日長的變化。主要有3類 :長期變化是減速的,使日長每百年增加1 ~ 2毫秒 ,是潮汐摩擦的結果;季節性變化最大可使日長變化0.6毫秒 ,是氣象因素引起的;
不規則的短期變化,最大可使日長變化4毫秒 ,是地球內部變化的結果。
表面形態和地殼運動 地球的表面形態是極復雜的 ,有綿亘的高山,有廣袤的海盆,還有各種尺度的構造。
地表的各種形態主要不是外力造成的,它們來源於地殼的構造運動。地殼運動的起因至少有以下幾種設想:①地球的收縮或膨脹。許多地學家認為地球一直在冷卻收縮,因而造成巨大的地層褶皺和斷裂。然而觀測表明,地面流出去的熱量和地球內部因放射性物質的衰變而生出的熱量是同量級的。也有人提出地球在膨脹的論據。這個問題現在尚無定論。②地殼均衡。在地殼以下的某一定深度,單位面積上的載荷有一種傾向於均等的趨勢。地面上的巨大高差為地下深部橫向物質流動所調節。③板塊大地構造假說——地球最上層約八、九十千米厚的岩石層是由幾塊巨大的板塊組成的。這些板塊相互作用和相對運動就產生地面上一切大地構造現象 。板塊運動的動力來自何處,現在還不清楚,但不少人認為地球內部物質的對流起了決定性的作用。
電磁性質 地磁場並不指向正南。11世紀中國的《夢溪筆談》就有記載。地磁偏角隨地而異。真正地磁場的形態是很復雜的。它有顯著的時間變化,最大的變化幅度可達到總地磁場的千分之幾或更高。變化可分為長期的和短期的。長期變化來源於地球內部的物質運動;短期變化來源於電離層的潮汐運動和太陽活動的變化。在地磁場中,用統計平均或其他方法將短期變化消去後就得到所謂基本地磁場。用球諧分析的方法可以證明基本地磁場有99%以上來源於地下,而相當於一階球諧函數部分約佔80%,這部分相當於一個偶極場,它的北極坐標是北緯78.5°,西經69.0°。短期變化分為平靜變化和干擾變化兩大類。平靜變化是經常出現的,比較有規律並有一定的周期,變化的磁場強度可達幾十納特 ;干擾變化有時是全球性的 ,最大幅度可達幾千納特 ,叫做磁暴。
基本磁場也不是完全固定的,磁場強度的圖像每年向西漂移0.2°~0.3°,叫做西向漂移。這就指出地磁場的產生可能是地球內部物質流動的結果。現在普遍認為地球核主要是鐵鎳組成的(還包含少量的輕元素)導電流體,導體在磁場中運動便產生電流。這種電磁流體的耦合產生一種自激發電機的作用,因而產生了地磁場。這是當前比較最為人接受的地磁場成因的假說。
當岩漿在地磁場中降溫而凝固成岩石時,便受到地磁場磁化而保留少許的永久磁性,稱為熱剩磁。大多數岩漿岩都帶有磁性,其方向和成岩時的地磁場方向一致。由相同時代的不同岩石標本可以確定成岩時地球磁極的位置。但由不同地質時代的岩石標本所確定的地磁極位置卻是不同的。這就給大陸漂移的假說提供了一個有力的證據。人們還發現,在某些地質時代成岩的岩石,磁化方向恰好和現代的地磁場方向相反。這是由於地球在形成之後,地磁場曾多次自己反向的結果。按照自激發電機地磁場成因假說,這種反向是可以理解的。地磁場的短期變化可以感應地下電流,而地下電流又引起地面的感應磁場。地下電流同地下物質的電導率有關,因而可由此估計地球內部的電導率分布。然而計算是復雜的,而且解答不單一。現在所能取得的一致意見是電導率隨深度而增加,在60~100千米深度附近增加很快 。在400~700千米的深處,電導率又有明顯的變化,此處相當於地幔中的過渡層(又叫C層)。
溫度和能源 地面從太陽接受的輻射能量每年約有10焦耳,但絕大部分又向空間輻射回去,只有極小一部分穿入地下很淺的地方。淺層的地下溫度梯度約為每增加30米,溫度升高1℃ ,但各地的差別很大 。由溫度梯度和岩石的熱導率可以計算熱流 。由地面向外流 出的熱量 ,全球平均值約為6.27 微焦耳/厘米秒 ,由地面流出的總熱能約為10.032×1020焦耳/年。
地球內部的一部分能源來自岩石所含的放射性元素鈾 、釷、鉀。它們在岩石中的含量近年來總在不斷地修正,有人估計地球現在每年由長壽命的放射性元素所釋放的能量約為9.614×1020焦耳 ,與地面熱流很相近 ,不過這種估計是極其粗略的,含有許多未知因素。另一種能源是地球形成時的引力勢能,假定地球是由太陽系中的彌漫物質積聚而成的 。這部分能量估計有25×1032焦耳 ,但在積聚過程中有一大部分能量消失在地球以外的空間 ,有一小部分 ,約為1×1032焦耳,由於地球的絕熱壓縮而積蓄為地球物質的彈性能。假設地球形成時最初是相當均勻的,以後才演變成為現在的層狀結構,這樣就會釋放出一部分引力勢能,估計約為2×1030焦耳。這將導致地球的加溫。地球是越轉越慢的。地球自形成以來,旋轉能的消失估計大約有1.5×1031焦耳,還有火山噴發和地震釋放的能量,但其數量級都要小得多。
地面附近的溫度梯度不能外推到幾十千米深度以下。地下深處的傳熱機制是極其復雜的,由熱傳導的理論去估計地球內部的溫度分布,常得不到可信的結果。但根據其他地球物理現象的考慮,地球內部某些特定深度的溫度是可以估計的。結果如下:①在100千米的深度 ,溫度接近該處岩石的熔點,約為1100~1200℃;②在400千米和650千米的深度,岩石發生相變 ,溫度各約在1500℃和1900℃ ;③ 在核幔邊界,溫度在鐵的熔點之上,但在地幔物質的熔點之下,約為3700℃;④在外核與內核邊界 ,深度為5100千米 ,溫度約為4300℃,地球中心的溫度,估計與此相差不多。
內部結構 地球的分層結構基本上是按地震波( P和S )的傳播速度劃分的。地球上層有顯著的橫向不均勻性:大陸地殼和海洋地殼的厚度大不相同,海水只覆蓋著2/3的地面。
地震時,震源輻射出兩種地震波,縱波P和橫波S。它們各以不同的速度向四圍傳播�經過不同的時間到達地面上不同的地點。若在地面上記錄到P和S的傳播時間隨震中距離的變化,就可以推算地下不同深度地震波的傳播速度υp和υs。
地球內部的分層就是由地震波速度分布定義的,在海水之下,地球最上層叫做地殼,厚約幾十千米。地殼以下直對地核,這部分統稱為地幔。地幔內部又有許多層次。地殼與
地幔的邊界是一個明顯的間斷面 ,稱為M界面或莫霍界面 。界面以下約到會80千米的深度,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下,速度變化不大,這部分叫做蓋層。再往下 ,速度明顯降低 ,直到約220千米深度才又回升 。這部分叫低速帶。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔邊界是一個極明顯的間斷面。進入地核 ,S波消失 ,所以地球外核是液體。到了5149.5千米的深度 ,S波又出現,便進入了地球內核。
由地球的速度和密度的分布可以計算出地球內部的兩個彈性常數、壓力和重力加速度的分布。在地幔中,重力加速度g的變化很小 ,只是過了核幔邊界才向地心遞減至零 。在核幔邊界處的壓力為1.36兆巴,在地心處為3.64兆巴。
內部物質組成 地震波的速度和密度分布對於地球內部的物質組成是一個限制條件 。地球核有約 90%是由鐵鎳合金組成的,但還含有約法三章10%的較輕物質;可能是硫或氧。關於地幔的礦物組成,現在還存在分歧意見。地殼中的岩石礦物是由地幔物質分異而成的。火山活動和地幔物質的噴發表明地幔的主要礦物是橄欖岩。地震波速度的數據表明在內400、500、和諧500千米的深度,波速的梯度很大 。這可解釋為礦物相變的結果。在內400千米的深處 ,橄欖石相變為尖晶石的結構,而輝石則熔入石榴石 。在家500千米的深度,輝石也分解為尖晶石和超石英的結構 。在先650千米深度下,這些礦物都為鈣鈦礦和氧化物結構 。在下地幔最下的200千米中,物質密度有顯著增加。這個區域有無鐵元素的富集還是一個有爭論的問題。
起源和演化 地球的起源和演化問題實際上也就是太陽系的起源和演化問題。早期的假說主要分兩大派:以康德和拉普拉斯為代表的漸變派和以G.L.L.布豐為代表的災變派 。漸變派認為太陽系是由高溫的旋轉氣體逐漸冷卻而成的;災變派主張太陽系是由此及彼2個或3個恆星發生碰撞或近距離吸引而產生的。早期的假說主要企圖解釋一些天文事實,如行星軌道的規律性,內行星和外行星的區別。太陽系中角動量的分布等。在全面解釋上述觀測事實時,兩派都遇到不可克服的因難。
從20世紀40年代中期起,人們逐漸傾向於太陽系起源於低溫的固體塵埃的觀點。較早的倡議者有魏茨澤克、施米特和尤里。他們認為行星不是由高溫氣體凝固而成,而是由溫度不高的固體塵物質積聚而成的。
地球形成時基本上是各種石質物體和塵、氣的混合物積聚而成的。初始地球的平均溫度估計不超過去時1000℃。由於長壽命放射性無素的衰變和引力勢能的釋放,地球的溫度逐漸升高。當溫度超過鐵的熔點時,原始地球中的鐵元素就化成液態,由於密度大就流向地球的中心部分,從而形成了地核。地球內部溫度繼續升高,使地幔局部熔化,引起了化學分異,促進了地殼形成。
海洋和大氣都不是地球形成時就有的,而是次生的。因為原始地球不可能保持大氣和水 。海洋是地球內部增溫和分異的結果。原始大氣是從地球內部放出的,是還原性的。直到綠色植物出現後,大氣中才逐漸積累了自由氧,在漫長的地質年代中逐漸形成現在的大氣(見地球起源)。
年齡 地球的年齡 ,如果定義為原始地球形成後到現在的時間,則由岩石和礦物所含的放射性同位素可以測定。但是這樣做時,仍免不了對地球的初始狀態做一些假定,根據岩石礦物中和隕石中鉛同位素的精密分析,現在一般都接受的地球年齡約為46億年。
大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層范圍內。根據大氣分布特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
我們的家園——地球
地球是什麼形狀的?她來自哪裡? 早在170萬年前,人類就對自己的家園——地球,產生了各種美麗的遐想,編織成許多絢麗多彩的傳說。中國古代就有盤古開天闢地的故事,古希臘神話講開天闢地時,傳說宇宙是從混沌之中誕生的,最先出現的神是大地之神——該亞。天空、陸地、海洋都是由她而生,因此人們尊稱她為「地母」。
地球已經是一個5000歲的老壽星了,她起源於「盤古」開天劈地。約在5000年前,天和地相聯後來逐漸進化,出現了各種不同的生物。地球的平均赤道半徑為6378.14公里,比極半徑長21公里。
地球的內部結構可以分為三層:地殼、地幔和地核。在地球引力的作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成包層,這就是地球大氣層。
地球就像一隻陀螺,沿著自轉軸自西向東不停地旋轉著。她的自轉周期為23小時56分4秒,約等於24小時。 同時,地球還圍繞太陽公轉,她的公轉軌道是橢圓形,軌道的半長徑達到149,597,870公里。 公轉一周要365.25天,為一年。