小学四年级上册科学校本教材《地球面貌》

1、 我们的地球阅读提示： 自古以来，人们就一直关心地球到底是什么 样的。现代科学研究说明，地球是太阳系中唯 一有生命存在的星球，也是围绕太阳运行的八 大行星中的第五大行星。地球不是一个十分标 准的球形，此外，地球每时每刻还在不停地公 转和自转，不仅带来了四季变换和昼夜更替， 还缔造出强大的地球引力和无处不在的磁场。地球的形状： 人们公认古希腊哲学家毕达哥拉斯是第一位提出地球是球体的人。之后，亚里士多德根据月食时月面出现的圆形地影，给出了地球是球形的第一个科学证据。1622 年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的环球航行证明了地球确实是球形的。 1 7 世纪末，牛顿研究了自转对地球形态的影响，认为地球应是一个赤道略鼓、两极略扁的球体。地球的质量： 地球的质量是无法用直接称量法来计算的。由于地球由外表到核心的物质结构不同，其密度随深度的增加而变大这是地球的组成物质在重力作用下，重者下沉，轻者上浮，发生重力分异的结果；另外，深度增加，压力增大，密度也会相应加大，因此用体积和密度的乘积来计算地球质量行不通。英国物理学家卡文迪什用牛顿提出的万有引力定律，间接地计算出了地球的质量约为 61024 千克；并由地球的质量和体积，求出地球的平均密度约为 5.5 克/立方厘米。这些数据直至今天一直被科学界所认可。地球巨大的质量产生了强大的引力。在强大引力的作用下，不仅地球外表的万物被紧紧地束缚在地球上，而且围绕在地球周围的大气也无法逃逸。地球的运动： 地球自形成以来，就在太阳及太阳系内其他天体的引力作用下沿着椭圆形轨道一刻不停地绕着太阳旋转，同时自身也在飞速地绕着地轴旋转。 太阳东升西落，昼夜交替循环，这种现象的形成是因为地球每时每刻都在自转。由于太阳只能照亮地球的一半，向着太阳的那面就是白昼，背着太阳的那面就是黑夜，所以当地球不停地自转时，昼夜现象就会交替出现。关于自转方向，从北极上空观察，呈逆时针方向旋转，从南极上空观察那么呈顺时针方向旋转。 地球自转一周的时间就是自转周期，即 1 日，由于观测周期采用的参照点不同，故有恒星日和太阳日之分。恒星日是指天文学上以恒星为标准度量地球自转所得到的周期，是地球真正的自转周期。太阳日是指太阳连续两次出现在同一地中天所经历的时间。由于地球既自转同时又公转，所以 1 个太阳日是地球自转 36059所经历的时间。根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度大约为 15/小时。地球外表除南北两极点外，任何地点的自转角速度都一样。地球自转的线速度那么因纬度的不同而有差异，一般来说，赤道处最大，为 465 米/秒，越往两极越小，至两极处为零。 地球自转 自 20 世纪以来，由于天文观测技术的开展，人们发现地球自转并不是匀速的。到目前为止，人们已发现地球自转速度有 3 种变化：长期减慢、不规那么变化和周期变化。地球自转的长期减慢，使日长每 100 年大约增长 12 毫秒，这也使以地球自转周期为基准所计量的日长在 2000 年里累计慢了 2 个多小时。地球自转速度除长期减慢外，还存在着时快时慢的不规那么变化。地球自转还有季节性的周期变化，在一年中，8、9 月自转速度最快，3、4 月自转速度最慢。 地球在自转的同时，还以太阳为中心，自西向东地进行着公转运动。从北极向下看，地球公转的方向是逆时针的，根据日出东方的习惯，也可以说是自西向东的。地球公转的轨道是一个椭圆，太阳位于这个椭圆的一个焦点上。地球公转产生的最显著自然现象是四季更替。公转过程中，由于黄赤交角的存在，不同的时间有不同的太阳高度和昼夜长短，因此在同一地点不同的时间，地球上获得热量的多少即冷暖的差异便出现了，四季也就形成了。 笼统地说，地球的公转周期是 1 年。但具体地说，由于参照点的不同，天文上“年的长度有恒星年、回归年、近点年和交点年 4 种。地球公转的平均速度为29.79 千米/秒。根据开普勒三定律：在公转轨道上，太阳和地球的连线在单位时间中扫过的面积相等，因此，在近日点日地连线短，在单位时间中地球公转运动的弧线长，公转速度就快；反之，在远日点，公转速度就慢。地磁场： 地球本身会在附近的空间产生磁场，即地磁场。地磁场是地球内部的物理性质之一。地磁场的南极大致指向地理北极附近，地磁场的北极大致指向地理南极附近。地磁场的分布特点是：赤道附近磁场的方向是水平的，两极附近那么与地表大致垂直；赤道附近磁场最小，两极最强。 人们可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。此外，假设没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流通常叫太阳风，就不会受到地磁场的作用发生偏移而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球生命将无法生存。地磁场虽然看不见，但却保护着地球上的所有生物，使之免受宇宙辐射的侵害。 阅读思考： 1、地球是什么形状的？ 2、地球的质量有多大？ 2、原始地球 3、地球是怎样运动的？ 4、地 球 的 磁 场 是 怎 样 分 布 的？ 2、原始地球阅读提示： 大约在 50 亿年前，银河系里弥漫着大量的 星云物质。它们因自身引力作用而收缩，既而 破裂，其中不易挥发的固体尘粒相互结合，形 成越来越大的颗粒环状物，并开始吸附周围一生命起源的假说 虽然关于生命起源的说法各不相同，但科学家对产生生命的化学进化过程认识根本是一致的。他们认为，生命是从无机物合成有机小分子，如氨基酸、核苷酸等；再由有机小分子合成生物大分子，如蛋白质、核酸、类脂、多糖等；生物大分子在原始海洋中长期相互作用而构成由蛋白质、核酸等组成的多分子体系，进而演化成为原始生命。 生 命 起 源 的 假 说海洋出现： 地球四分之三的面积被海洋覆盖。人们一般将这些占地球很大面积的咸水水域称为“洋，大陆边缘的水域称为“海。然而，地球在形成之初并没有海水，它们以结构水、结晶水等形式贮存于矿物和岩石之中。随着地球的演化，轻重物质的分异，它们逐渐从矿物、岩石中释放出来，成为原始海水。譬如，在火山活动中总是有大量的水蒸气伴随岩浆喷发出来。海水的水量便是通过这样的方式经过数亿年的积累逐步形成的。大气形成： 地球大气是指包围地球的气体层。在通过聚集而形成地球的尘埃等物质中含有少量的挥发物，这些挥发物裹在尘埃和星子即微行星中一起被埋在地球内部。后来由于地球逐步集结热量，温度升高，一些气体就从含挥发物的矿物中释放出来，在地球周围形成大气层。大气质量约 61018 千克，差不多占地球总质量的百万分之一。大气层最高大约延伸到离地面 6400 千米处。生命出现： 一般认为，地球上最初形成的原始生命，是一些功能与现在病毒相类似的非细胞形态的生物，其躯体仅以 “界膜开展为“细一层“界膜与水分开。久而久之，胞膜，从此原始单细胞生物原核生物出现。 随着繁殖数量的增多，原核生物所需的物质日渐供不应求，随之而来的生存竞争便开始了。约在 30 亿年前的太古代晚期，光合作用作为进化的一个早期成果，大大增加了大气的含氧量，由此加速了生命的进化过程。约在 18 亿年前，原核细胞生物演化成了拥有真正细胞核的真核细胞生物。这是生物进化史上的一次大飞跃，它导致在以后的漫长岁月里，真核细胞生物中的一支渐渐开展成为多细胞生物，之后逐渐演变出了更高级的动植物。世界因此变得多姿多彩。 原始地球的模样 原始地球地球的年龄： 地球的年龄大约为 46 亿年。目前对地球年龄的测量一般依据岩石中微量元素铀等的衰变情况。放射性元素在发生核衰变时，速度很稳定，不受外界条件影响。在一定时间内，一定量的放射性元素分裂多少、生成多少新物质都是固定的。因此，科学家可以根据岩石中现有铀或其他放射性元素的含量算出岩石的年龄，因而得知整个地球至少有多少年的历史。 1、地球的年龄大约是多少？ 2、原始地球大气包含着哪些物质？ 3 化石阅读提示： 在地质历史时期保存在地层中的生物 遗体、遗迹，称为“化石。化石对研 究生物进化、确定地层年代极为重要。 化石具备了生物的特征，如形状、结构、 纹饰和有机体成分等，能够反映生物生 活的环境及生物活动特点。化石的形成: 最常见的化石是由古代动物的牙齿和骨骼形成的。动物死后，尸体的内脏、肌肉等柔软的组织很快便会腐烂，牙齿和骨骼因为有机质较少，无机质较多，就能保存较长的时间。如果尸体恰好被泥沙掩埋，与空气隔绝，腐烂的过程便会放慢。在泥沙空隙中有缓慢流动的地下水，水流一方面溶解岩石和泥沙内的矿物质，另一方面将水中过剩的矿物质沉淀下来成为晶体，随着水流逐渐渗进埋在泥沙中的骨内，填补牙齿和骨骼有机质腐烂后留下的空间。如果条件适宜，由外界渗进骨内的矿物质在牙齿和骨骼腐烂解体之前能有效地替代骨骼原有的有机质，牙齿和骨骼便可完好地保存下来，成为了化石。各类化石: 地层中的化石，从其保存特点看，可大致分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石 4 类。 标准化石是能够确定地层地质时代的化石，它具有生存期限短、演化速度快、地理分布广、特征显著的特点。时限短那么层位稳定，易于鉴别；分布广那么易于发现，便于比拟。根据资料的丰富和认识的提高，标准化石有时也可改变。例如，三叶虫化石就是古生代的重要标准化石。 菊石化石 菊石化石是中生代标准化石。 菊石是一种已经灭绝了的软体动物， 属于运动器官在头部的头足类动物。菊石类壳体的大小差异很大，最小的仅有 1 厘米，而大的可达 3 米。菊石壳的形状多种多样，有三角形、锥形和旋转形，其中旋转形占绝大多数。在菊石壳的外表有许多的壳饰生长纹和生长线的总称。有的壳饰是与壳体的旋卷方向平行的纵纹，有的是与壳体旋卷方向垂直的横纹。 实体化石是指古生物在特别适宜的情况下，避开了空气的氧化和细菌的腐蚀，其硬体和软体均比拟完整地保存下来幕还庵置挥芯灾饔没蛑皇怯幸恍嵛浠纳镆盘迨呛苌俦环值摹蠖嗍纳锘鼋霰舻氖瞧溆蔡宀糠郑叶季瞬煌潭鹊幕饔谩?遗迹化石主要是动物在生命活动中遗留下来的痕迹或遗物。恐龙足迹和恐龙蛋就是著名的遗迹化石。遗迹化石是研究动物生活习性及生命活动的重要证据。常见的遗迹化石包括脊椎动物的足迹、蠕虫和节肢动物的爬迹、舌形贝和蠕虫钻洞留下的潜穴以及某些动物的觅食痕迹。 模铸化石是古生物遗体在地层或围岩中留下的印痕、印模。根据模铸化石与围岩的关系又可以将其分为印痕化石、印模化石、模核化石、铸型化石和复合模化石 5 种类型。 化学化石是古生物遗体分解后遗留在岩层中的化学分子。在某种特定的条件下，组成生物的有机成分分解后形成的氨基酸、脂肪酸等有机物可以继续保存在岩层里。这些物质具有一定的有机化学分子结构，因此，科学家就把这类有机物称为化学化石。 某一些物种，经数千万年至今依然存在，其生物体的特征几乎没有进化和改变，这样的现生物种称为“活化石，例如鹦鹉螺、鲎、龙宫贝等。生物能够适应不断变化的栖息环境是成为活化石最主要的原因 恐龙蛋化石是非常珍贵的古 生物化石，对揭示恐龙的繁殖习 性、行为、灭绝的原因以及当地的地质、气候变化和环境研究都有非常重大的意义。 恐龙蛋化石 1、什么是化石？ 2、化石是怎样形成的？ 4、地球的内部结构阅读提示： 地球内部结构是指地球内部的分层结 构。地壳是地理环境的重要组成局部， 由各种岩石组成。地幔是 3 个圈层的 中间层，也是岩浆的发源地。地核是 地球的核心 温度非常高 地球的内部结构 地球由地核、地幔 和地壳组成。各层的物 质组成和物理性质都 有不同的变化。地壳地壳按其结构特点可分为大陆地壳和大洋地壳两种主要类型。 大陆地壳是指大陆局部的地壳，它覆盖地球外表45的区域，具有双层地壳结构，即由上部硅铝层和下部的硅镁层组成。硅铝层含硅和铝较多，主要由比重较小的花岗岩类组成；而硅镁层的硅、铝成分相对减少，镁、铁成分增多，主要由比重较大的玄武岩类组成。硅铝层在大洋地壳中很薄，甚至缺失，而硅镁层那么在大洋地壳中普遍存在。地壳厚度的不均和硅铝层的不连续分布状态，是大陆地壳结构的主要特点。 组成大陆地壳的岩石是地球形成以后逐渐形成的。因受地壳运动影响，大局部岩层已发生变形，其中最老的岩石估计形成于 40 亿年以前。大陆地壳的平均厚度为 33 千米，但各处厚度变化很大。总体上来说，高山、高原地区的地壳厚度比平原区大。 大洋地壳是洋盆局部的地壳，它在结构上与大陆地壳有很大的差异。根据地震、重力及海底钻探资料，典型的洋壳结构除海水和沉积物外，只有硅镁层，没有双层地壳结构。大洋地壳的平均厚度为 1112 千米，最薄处不到 5000 米，最厚的地方也只有 1030 千米。大洋地壳在不断加厚、变老，但其年龄远远低于大陆地壳。 地壳并不是静止不动和永久不变的。在漫长的地球历史中，沧海桑田的巨变时有发生。大陆漂移、板块运动、火山爆发、地震等都是地壳运动的表现形式。地壳还受到大气圈、水圈和生物圈的影响，形成各种不同形态和特征的地球外表。 由于地壳是由岩石组成的，而岩石又是由矿物组成的，因此构成地壳的物质处于不断的运动和变化之中。地球内部的岩浆，经过冷却凝固形成岩浆岩；岩浆岩在流水、风、冰川作用下发生变质，形成变质岩；各类岩石在地壳深处或地壳以下发生重熔再生作用，又成为新岩浆。从岩浆到形成各种岩石，又到新岩浆的产生，这个变化过程也是地壳物质的循环运动过程。 地壳蕴藏着极为丰富的矿产资源，目前已探明的矿物就有 3000 多种，这些都是人类物质文明不可缺少的资源。现在，地壳中已发现的化学元素有 92 种，即元素周期表中 1 至 92 号元素。地壳中不同元素的含量差异很大。在地壳中含量最多的化学元素是氧，它占地壳物质总重量的 48.6；其次是硅，占 26.3；以下是铝、铁、钙、钠、钾、镁。上述 8 种元素占地壳总重量的98.04，其余 80 多种元素共占 1.96。 地壳 地壳位于地幔 之上，就像浮在海 面上的冰山。地壳 薄厚不均，山区较 厚，而海底较薄。地幔： 地幔介于地壳和地核之间，是地球内部体积和质量最大的结构，大局部由被称为“橄榄岩的岩石构成，平均厚度为 2800 多千米。整个地幔圈由上地幔、下地幔的 D层和下地幔的 D层组成。 在距地球外表以下约 100 千米的上地幔上部，有一个明显的地震波低速层，这是由古登堡在 1926 年最早提出的“软流层。坚硬的地壳就浮在这个软流层上。一旦在地壳的浅薄地段产生裂缝，灼热的岩浆就会沿着裂缝喷出地面，引起火山爆发。 上地幔 D层位于 D层上部。随着地震波技术的进步，人们掌握了地震波速在地球内部的分布状况，也发现了一个特别的 D层。D层是下地幔与地核边界附近一个极为复杂的构造。研究说明，这里存在强烈的横向不均匀性，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极有可能具有与整体地幔不同的化学成分。 在地幔中，水平方向最不均匀的地方在表层的软流层附近；另外，由于下地幔的大局部水平压力不变，所以有均匀的构造；然而 D层却有与地幔表层同样的不均匀性。对 D层的成因有各种不同的假说，一种说法认为，地幔与地核各自运动，使热量从地核流到地幔储存热量的地方，即形成 D层；另有观点认为，D层是地核与地幔的某些成分形成的化学边界层。 地球内部的温度变化 地球内部是高温的，其热量不断地发散到地球外表。一般每深入地表 100 米，温度那么增高约 3。地核： 铀等放射性元素释放出的热使地球内部变热，易熔局部开始逐渐化解。铁和镍等重金属开始在中心周围沉积。轻元素成为岩浆，浮在距地表不远处。向地心沉积的铁和镍开始形成地核。地核在中心形成，地表冷却，大陆地壳开始形成。 1、地球内部结构？ 2、地壳按其结构特点可分为哪两种类 型？ 5、大气圈、水圈