地球的外内部圈层

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,*,地球的外部圈层：,从地表以上到地球大气的外边界部位。,地球的外部圈层可分为：,大气圈,、和,它们各自形成一个围绕地表自行封闭的圈层体系。虽然各个圈层是一个单独的体系，但是它们之间是相互关联、相互影响、相互渗透、相互作用的，并共同促进地球外部环境的演化,第二章 地球的外部圈层,1,第一节 大气圈,一、大气圈的物质组成,大气圈的总质量：,5,10,18,kg（5万万亿吨）,大气密度：,1.23,10,-3,g/cm,3,(海面、150C),2,1.恒定组分,主要由氮（78.09%）、氧（20.94%）、氩（0.93%）组成。,2.可变组分,二氧化碳、臭氧和水蒸气,随季节、气象、和人类活动的影响而发生变化。,3.不定组分,这部分物质在大气中含量变化非常大，如尘埃、硫化氢、煤烟、金属粉尘等。它们一是来源自然界，二是来自人类生产、生活活动。,注意：,我们现在讲的都是现阶段的大气组成，而且是低层大气的组分（90km以下）。高层大气以氮、氧、氢等的原子、离子为主。,地质历史时期的大气组分与现今也是不一样的。,3,依据：,物质组成，大气温度变化，电荷，大气运动,自地面向上，依次分为,对流层、平流层、中间层、暖层及散逸层,（对流层和平流层最重要）,二、大气圈的结构,4,三、大气的热状况,大气运动的力,气压：,是指单位面积上所承受的空气柱的重量。单位：帕斯卡（Pa）,气压梯度：,单位距离内的气压变化值,真正造成大气水平运动的动力是水平梯度力。,四、大气的运动,5,第二节 水 圈,水圈（hydrosphere）,指由地球表层水体所构成的连续圈层，以气态、固态和液态三种形式为主。,海洋占97.2%，冰川占2.17%，地下水占0.62%。,6,1.海水,据天然水所处的环境不同分:,海水、陆地水、大气水,主要的盐类：,氯化钠、碳酸钙、硫酸镁等,。,主要的元素：,氯、钠、镁、钙、硫、钾等。,盐度：,一千克海水中溶解的全部盐类物质。,盐度介于337之间，以35代表海洋的标准盐，如果明显高于35的海洋称为咸化海，如红海（40），低于35的为淡化海，如波罗的海（10)。,一、水的类型,7,海水的运动方式：,波浪、潮汐、洋流、浊流,。,波浪：,海水作波状起伏的运动。,8,海水的运动呈波浪状，水质点基本绕某个平衡位置,作圆周运动,，只是向前移动很小距离。,9,潮汐：,全球性的海水作周期性的涨落的现象。,10,浊流,：,发生在大陆坡的一种高密度流,海洋（或湖泊）中载有大量悬浮物质的高密度水下重力流,，多由地表、火山等因素引发，因而具有较大的剥蚀、搬运能力，常形成冲槽、冲沟、铸模等，沉积物具鲍马序列。,11,2.陆地水,地面流水、地下水,河流,：是指沿着沟谷流动的,常年性,流水。,片流：,是指沿着山坡流动的面状,暂时性,流水。,洪流,：是指沿着沟谷流动的,暂时性,流水。,水系：,主流与支流所构成的流水运行网。,流域：,水系所覆盖的区域。,地面流水的方式有：,暂时性,、,常年性,12,片流暂时性流水,13,洪流暂时性流水,14,地下水,地下水：,埋藏在地表以下的水。,存在于岩石和堆积物的孔隙或裂隙中，以及地下溶洞和地下河。,地下水在来源：,降水、凝结水、岩浆冷凝固结析出水、,古海洋湖泊残留水,15,包气带水,潜水,承压水。,16,湖泊、沼泽水,湖泊：,是陆地上的积水洼地。,其水量为22.9,1013m3，占陆地水的0.61%。,世界上,最大的湖泊,是西亚的,里海（咸水湖），,面积约4310,4,km2。,第二大湖是北美的,苏比利尔湖（淡水湖），,面积810,4,km2,世界上最深的湖泊是俄罗斯的,贝加尔湖,，水深1741m。,世界上最高的湖泊是我国西藏高原的,纳木湖,，海拔4718m。最低的是,死海，,海拔-395m,17,沼泽：,地面低洼湿润，喜湿性植物大量繁殖的地带。,18,冰川:,发育在高纬度地区或高山上能运动的冰体。,冰川的形成,：,雪花,雪粒,粒雪,冰川冰,19,冰川的类型,：,山岳冰川：,发育在中、低纬度高山上的冰川。,特点：,规模小，运动慢，分布受地形影响。,山岳冰川、,大陆冰川,20,大陆冰川（continental glacier）,分布在高纬度和两极，,特点：,雪线低，面积大，冰层厚，由中间向四周流动，流速快。,21,存在于大气圈对流层中的水，以气态形式存在。主要来自海水蒸发，由于污染可形成酸雨，可使地面具“温室效应”。,大气水（自学）,22,一、生物圈的组成,生物圈：,是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层。,界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species),第三节 生物圈（自学）,23,生物演化的特点,低级高级,简单复杂,植物动物,微观宏观,演化不可逆,结构构造：简单,复杂,生物类型：低等到高等,生活环境：海洋,陆地、空中,24,第三章 地球的内部圈层,地球的内圈就是地球内部物质分布的圈层。,目前所掌握的对地球内圈的直接观测资料是较少的，因为地球上最深的钻井才,12.5km,，因风化剥蚀而出露在地表的岩石，其原来的形成深度最多也不超过,25km,，即使是火山喷溢出来的岩浆，最深也只能带出地下几十到,200 km左右,的物质。这些与地球的半径6371km相比，是微不足道的。,如何认识地球内部圈层结构？,第一节 地球内部圈层,一、地球内部圈层的划分,25,地震时产生出两种弹性波：,一种是质点振动方向与传播方向一致的,纵波,，,一种是质点振动方向与传播方向相垂直的,横波,。,纵波和横波都是在物体内部传播的，因此都叫,体波,。,还有一种地震波只在地球表面传播，称为,表面波,。,地震波分类及其性质,26,P,波传播快，可在固体或液体中传播。,S波传播慢，且只能在固体中传播。,横波（S波）,纵波（P波）,27,地震波从地震的震源激发向四面八方传播， 到达地表的各个地震台站后被地震仪所记录下来。根据这些记录，人们可以推断地震波的,传播路径、速度变化,以及,介质弹性、温度、压力和密度等条件的特点，了解地球的内部构造。,28,最先由,克罗地亚,学者,莫霍洛维奇,(A. Mohoroviche, 1857 - 1936) 于1909年发现,在莫霍面上下，纵波速度从,7.0 km/s迅速增加到8.1 km/s,左右；横波速度则从,4.2 km/s增加到4.4km/s,左右莫霍面出现的深度，,大陆平均为33 km, 在,大洋之下平均仅为7km,。后来，人们就把莫霍面之上称为,地壳,，莫霍面之下到古登堡面之间称为,地幔,莫霍面,29,古登堡面,1914年由美籍德裔学者古登堡（B. Gutenberg, 1889 - 1960）发现的,在此不连续面上下，纵波速度由,13.6 km/s突然降低为7.98 km/s,；横波速度从,7.23 km/s到突然消失,此界面位于地下,2885 km,深度。此界面之下到地心，称为,地核,。,30,（一）地壳,上自地表，下至莫霍面，大陆平均33,km，最厚70km；大洋一般4 8km，平均16km。,31,大洋地壳厚度较薄，一般为510km（不计海水厚度），在一些洋隆或海山地区可达10km以上。一般而言，厚度在洋中脊地区较薄，远离洋中脊地区厚度有增厚趋势。,32,（二）地幔,莫霍面与古登堡面之间，厚2860,km，平均密度4.5g/cm,3,，,波速在984（650,km）突增，分成上、下地幔。,上地幔,平均密度3.5g/cm,3,，成分高铁镁的超基性岩。,下地幔,平均密度5.1gcm,3,，成分仍是高铁镁的超基性岩，但因压力增大，形成晶体结构更紧密的高密度矿物。,33,（三）地核,古登堡面至地心，半径3473km，根据波速变化（4640km、5155km）又分为外核、过渡层、内核，（铁镍核）。,外核：厚1742km，平均10.5g/cm,3，,横波不过，液态。,过渡层：厚515km，变化复杂，可具横波。,内核：厚1216km，平均密度13.0g/cm,3,，纵、横波均有。,34,二、地球内部的主要物理性质,地球内部的主要物理性质包括,密度,、,压力,、,温度、磁性及弹塑性,等。,1、地球的密度,地表,岩石平均密度为2.62.7g/cm,，,在地壳下部为2.9 g/cm,，,在,莫霍面以下,密度突然变大到3.32g/cm,；地幔密度可由3.32 g/cm,逐渐增大到与地球平均密度相当的5.56 g/cm,；,在,古登堡面,之下，密度剧增至9.98 g/cm,，,而在,地心,则可达12.51g/cm。,35,2.压力,地球内部的压力是指在不同深度处单位面积上的,静岩压力,（其实应该叫压强）,其数值与该处上覆岩石的总重量相等，称为,静岩压力,.,3.重力,地球吸引力和离心力的合力。地球的离心力相对吸引力来说是非常微弱的，其最大值不超过引力的1/288，因此,重力的方向仍大致指向地心,。,地球表面各点的重力值因引力与离心力的不同呈现一定的规律性变化:,重力值随纬度增高而增加,36,重力异常：,由于地下物质分布不均匀，密度差异，实测重力值与理论值,不一致的现象,。,重力,正异常,实测值大于计算值,重力,负异常,实测值小于计算值,重力勘探：,利用局部重力异常寻找地下矿产资源的一种地球物理勘探方法。,37,38,4.地温,：,外热层,、,常温层,、,内热层（增温带）,在地表附近，由于太阳幅射热的影响，温度有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化这一表层可叫,外热层（或变温层）,。,在其下界面附近，地温常年保持不变，等于或略高于当地年平均气温，该处称为,常温层,。,在常温层以下，由于受地球内部热源的影响，温度随深度逐渐增高该处称,增温带,。,39,地温梯度：,每向下加深100米所升高的温度,世界上不同地区，地温梯度都不相同，地球表层的平均地温梯度为海底的地温梯度一般为，大陆为0.9大陆的地温梯度一般来说是显著低于海底的,地球内部向下减小。,40,地磁场是指地球周围空间存在的磁场,5.磁场,它有两个磁极，,S极,位于地理北极附近，,N极,位于地理南极附近。两个磁极与地理两极位置,相近，但并不重合,41,1961年，磁北极位于北纬7554，西经101,磁南极位于南纬70 ，东经148,1970年，磁北极位于北纬76，西经101,磁南极位于南纬66 ，东经140,1980年，磁北极为北纬78.2、西经102.9，,磁南极为南纬65.5、东经139.4,古地磁法,地球磁场是在不断变化的，有,日变化，年变化,，也有,长期的周期变化,（,磁极倒转,）。通过对岩石中,剩余磁性,的研究，了解地质历史上磁场的变化，例如通过,对比,不同时期的,古地磁极,的,位置,(或同一地点不同时期所处的磁纬度)可以帮助了解地壳不同部分的,相对位移,情况，据,古地磁场,反转,周期,则可确定,岩石的形成年代,。,42,地磁三要素,磁偏角,地理子午线与地磁子午线的,交角,。,（指北针偏地理北方的东侧，叫东偏角，符号“+”，反之为“-”。我国大部分西偏，甘肃酒泉以西为东偏）,磁倾角,磁力线与水平面的交角。,（纬度越高，倾角越大，在磁极上为直角，赤道处为零。南半球北针上倾为负，北半球下倾为正）,地磁场强度：,地球上某一点的磁场强度。,43,磁异常（magnetic anomaly）,是地球浅部具有磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场它也叠加在基本磁场之上。,一个地区或地点的磁异常可以通过将实测地磁场进行变化磁场的校正之后，再减去基本磁场的正常值而求得。如所得值为正值称正磁异常，为负值称负磁异常。自然界有些矿物或岩石具有较强的磁性，如磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、镍矿、超基性岩等，它们常常能引起正异常。因此，利用磁异常可以进行找矿勘探和了解地下的地质情况。,44,6.弹塑性,地震,是地下某,一点,发生,振动,，并通过地震波向,四周传播,，造成各种破坏。,因此说明地球具有一定的,弹性,，地震波在不同介质中,传播速度,也不一样。,地表的固体岩石在日、月引力的作用下也有交替的涨落现象，其幅度为78cm,这种现象称为,固体潮,。,地震勘探法,通过测定,人工,地震产生的,地震波,在地下,传播速度,的,变化情况,，地震波反射特征探测地下的地质构造及,矿产资源,。,45,复习思考题,作业,1、地球的外部圈层分为哪些,2、海水的运动方式有哪些,3、地面流水的方式有哪些,4、地下水的来源有哪些,5、莫霍面、古登堡面,6、地磁三要素,46,