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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四、,现代地球环境的逐渐形成,46,亿年前，整个地球的温度都很高，表面也接近于熔融的状态,各类岩石的块体（以星子为基础）各不相属地分布在地球的表面,后来构成大陆的地壳,1,冥古宙（,46,38,亿年前,）,Hadean,大约在,40,亿年前后，,越来越多的较轻的硅酸盐成分迁移到上部冷凝,地球终于有了一个虽然还比较薄、但已是连续完整的地壳,2,原始地球表层,(27/02/26),一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结，或涌出地面，表现为广泛分布的火山活动,另一方面物质又在向下流动，把上面已固结的地壳撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地幔物质之中,与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击下，形成大量陨击坑,3,4,最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等,直到距今,38,亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性的,随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于,100C,），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有许多酸性物质,5,太 古 宙（,38,25,亿年前）,38,亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出现最原始的原核细胞生物,-,蓝绿藻，,32-29,亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后者能消耗二氧化碳，产生出氧气,大约到,27,亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展,6,元 古 宙,（距今,18,亿年前到,6,亿年前）,大陆不断扩大,大气变成以二氧化碳为最多,海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中的二氧化碳减少，氧和氮的含量逐步增加,7,显生宙, 古生代，中生代，新生代最近,6,亿年来,大气圈的成分渐渐接近目前的状况,大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相互作用时，将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成多种盐类（以氯化物为主），海水的成分也慢慢变成与今天相近的了,在这种环境中，生命加速发展，海洋中的生物迅速繁荣起来（化石证据较多）,8,9,10,11,12,13,中生代,14,新生代,15,五、怎样知道地球的过去？,那些发生在亿万年以前的往事，你们是怎样知道的？,地球的历史就记录在岩石身上,16,相对地质年代,早就划分出生物地层的地质年代,但仅能排出相对先后，无法确定具体的时间,17,地质年代的确定,相对地质年代的方法,地层层序律,化石层序律,地质体之间的切割律,同位素地质年代,18,中国学者朱熹,(1130-1200),发现,尝见高山有螺蚌壳，或生石中，此石即水中之物。下者却变而为高，柔者变而为刚。,此事思之至深，有可验者。,19,20,21,意大利著名的艺术家、知识渊博的学者达,芬奇,(Leonado Da VinciI,，,1452 -1519),亚平宁山脉上发现的海生介壳化石，本是生活在海滨的生物，是河流带来泥土把它们掩埋，并且渗入了它们的内部。,他推论，后来这里的地势升高，所以这些海洋生物的遗体就会出现在山上。,22,地层层序律,1669,年，出生于哥本哈根的斯特诺,(Nicolaus Steno,，,1638-1686),总结出在岩层之间，存在着如下的规律：岩层在形成后，如未受到强烈的地壳运动的影响而颠倒原来的位置，应该是先沉积的在下，后沉积的在上，一层压一层，保持近于水平的状态，延展到远处才渐渐尖灭。,23,24,图,4,1,地层层序律示意图,A,原始水平层理,B,倾斜层理,C,倒转地层,1,、,2,、,3,、,4,示地层从老到新,25,26,譬如积薪，后来居上” 中国古代贤哲,遗憾的是，仅将它用来说明人事，并不用它去观察山野间的岩石，他们甚至也未想到过需要对自然作些什么观察。因为,“,天下之物本无可格者，其格物之功，只在身心上做,”,；因为,“,岂但禽兽草木，虽天地也与我同体，鬼神也与我同体。,”,明，王守仁,27,英国 郝顿,(James Hutton,1726-1797),根据自己在野外考察的实际经验和前人的认识，把时空统一的地质思维，形象地表述为,“,在地球现在的构造中，可以看到旧世界的废墟,”,(,地球论,1785),28,莱伊尔,(Charles Lyell,1797-1875),用更丰富的事实论证和阐明了在这条被概括为,“,将今论古,”,，或称,现实主义原理,(Actualism),他的巨著,地质学原理,使地质学真正成为一门科学，,29,波滚湖底、风积层理、土地龟裂、雨打沙滩,30,英国运河工程师史密斯,(William Smith,1769-1832),，,化石层序律,在开凿运河的过程中获得了大批化石，经过他的整理研究,发现每一地层各有其特定的化石,他据此制订出世界上第一张最有系统的地层表,31,图,4,2,地层对比及综合柱状图,32,法国古生物学家,居维叶,(D.G.Cuvier,1769-1832),器官相关律,在研究了大量动物器官的构造与机能以後，发现每一种形态的动物机体都是一个统一的体系，这个体系的每个局部在构造和机能上都是互相适应的，因此了解局部就能推知其整体。,33,34,同位素年龄,相对地质年代之表示了地质事件或地层的先后顺序,即使是利用古生物化石组合的方法,也只能了解它们的大致时代。,要更确切、更全面地了解地球的发展历史，除了知道各种地质事件发生的先后顺序及大致时代外，必须定量的知道地质事件究竟发生在距今多少年的时候？延续的时间有多长？地质事件的剧烈程度或作用速率怎样等？,35,卢瑟福,(L.Rutherford,1871-1937),1903,年提出放射性元素的原子会蜕变，即自行分裂为另外的原子，并在以后的实验中得到证实。,36,放射性元素在自然界中自动地放射出,（粒子）、,（电子）或,（电磁辐射量子）射线而蜕变成另一种新元素。,各种放射性元素都有自己恒定的蜕变速度，通常用半衰期（,T,1/2,）表示。,半衰期,是指母体元素的原子数蜕变一半所需要的时间。,t=1/,ln,（,1+,D/N,）,t-,时间,-,蜕变常数,=0.639/,T,1/2,D,-,字体同位素总量,N,-,母体同位素总量,N,、,D,之可用质普仪测出,37,放射性元素蜕变,母体同位素 子体同位素 半衰期,238,U -,206,Pb + 8,4,He 45.1,亿年,235,U -,207,Pb + 7,4,He 7.13,亿年,232,Th -,208,Pb + 6,4,He 139,亿年,87,Rb -,87,Sr 500,亿年,40,K -,40,Ar 14.7,亿年,40,Ar -,39,Ar,150,Sm -,144,Nd,38,同位素方法测定的年龄，除了用铀铅来测定矿物岩石的年龄外,还有多种同位素法,（,K - Ar,40,Ar /,39,Ar, Rb - Sr, Sm - Nd,，,14,C -,14,N,等）,误差为百分之几,同位素地质年代表,39,同位素地质测年必备的条件,1,、具有较长的半衰期，那些在几年或几十年内就蜕变殆尽的同位素是不能使用的,2,、该同位素在岩石中有足够的含量，可以分离出来并加以测定,3,、其子体同位素易于富集并保存下来,40,最古老的岩石,1973,年在格陵兰发现的，年龄为,38,亿年,1983,年在澳大利亚找到几粒年龄为,41-42,亿年的矿物颗粒。,41,最古老的岩石,中国鞍山白家坟,发现有,38,亿年的岩石。,中国迁西太平寨,发现有,38,37,亿年的岩石。,42,表,2-1,地质年代表,宙,(,宇,),代,(,界,),纪,(,系,),同位素年龄,(,百万年,),新生代,(,界,),第四纪,(,系,)-,新近纪,0,第三纪,(,系,)-,古近纪,白垩纪,(,系,) 65,侏罗纪,(,系,),三迭纪,(,系,),显生宙,(,宇,),二叠纪,(,系,) 248,石炭纪,(,系,),古生代,(,界,),泥盆纪,(,系,),志留纪,(,系,) 409,奥陶纪,(,系,),寒武纪,(,系,),震旦纪,(,系,) 600,新元古代,(,界,),青白口纪,(,系,) 800,元古宙,(,宇,),中元古代,(,界,),蓟县纪,(,系,)/,长城纪,(,系,) 1800,古元古代,(,界,) 2500,太古宙,(,宇,) 3800-2500,冥古宙,(,宇,) 4600-3800,43,
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