地球的基本特征

,*,南京信息工程大学遥感学院,*,第二章,地球的基本特征,2024-11-26,1,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,11/26/2024,2,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,宇宙的概念,在空间上：“,无边无际,”,在时间上：“,无始无终,”,天体：恒星约10,22,个,星系10多亿个,银河系一千多亿个恒星,太阳系,地球,11/26/2024,3,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,地球的形状,：,“圆球形”,一级近似,“旋转椭球体”,二级近似,“大地水准面圈闭的形状”,三级近似,大地水准面的函数变化形状,地球,赤道截面,和,经向截面,的形状,11/26/2024,4,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,地球的大小,赤道半径,6378137 m,两极半径,6356752 m,平均半径,6371000 km,（,约）,11/26/2024,5,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,地球的表面形态,起伏不平,千姿万态,规模悬殊,成因复杂,11/26/2024,6,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,大陆地形,（按照高程和起伏变化）,山地：,海拔大于,500m,的隆起地形,高原：,海拔大于,600m,、,相对起伏较小、面积广阔的地区,丘陵：,海拔小于,500m,、,具有一定起伏的地区,平原：,海拔小于,200m,、,面积广阔、地势平坦的地区,盆地：,中间地势较低、四周较高的地形,11/26/2024,7,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,海洋（海底）地形,海：,与大陆毗邻、与洋有一定隔离的水域,（分成：“,陆间海,”和“,陆缘海,”两类）,洋：,远离大陆、面积宽广、深度较大的水域,大陆边缘,（大陆架、大陆坡、大陆基）,洋中脊（海岭）,大洋盆地,深海丘陵,深海平原,11/26/2024,8,南京信息工程大学遥感学院,第一节 地球概况,地球在宇宙中的位置,地球的形状和大小,地球的物理性质,地球的重力,地球的密度和压力,地球的磁性,地热,地球的弹性和塑性,其它：电性、放射性等,11/26/2024,9,南京信息工程大学遥感学院,地球的物理性质,地球的重力,地球的密度和压力,地球的磁性,地热,地球的弹性和塑性,其它：电性、放射性等,11/26/2024,10,南京信息工程大学遥感学院,地球的重力,正常的重力场：,g,0,=,9.78032(1+0.0053024sin,2,-0.000005sin2,),m/s,2,重力异常场：,布格重力异常,g,B,=,（,g g,h,-g,m,）,-g,0,11/26/2024,11,南京信息工程大学遥感学院,地球的密度,怎么求出地球的密度,5.517,（,g/cm,3,）,问题,与常见的情况不符,实际情况：地表处：,2.65,（,g/,c,m,3,）,33km,莫霍面处：,3.32,（,g/,c,m,3,）,2990km,古登堡面处：,5.569.98,（,g/,c,m,3,）,6371km,地心处：,12.51,（,g/,c,m,3,）,11/26/2024,12,南京信息工程大学遥感学院,地球的压力,地球静压力的计算结果：,地表,10,km,处：,3000（,atm,）,33km,莫霍面处：,12000（,atm,）,2990km,古登堡面处：,1325000（,atm,）,6371km,地心处：,约,360,万（,atm,）,注,：,1,atm,=1.0132510,5,Pa（,帕）,11/26/2024,13,南京信息工程大学遥感学院,地球的磁性,地磁场,测量参数,地磁场的特点,11/26/2024,14,南京信息工程大学遥感学院,地球的磁性,地磁场,测量参数,地磁场的特点,11/26/2024,15,南京信息工程大学遥感学院,地球的磁性,地磁场,测量参数,地磁场的特点,测量参数（5个）,：,总磁场强度,T,水平磁场强度,H,垂直磁场强度,Z,磁偏角,磁倾角,11/26/2024,16,南京信息工程大学遥感学院,地球的磁性,地磁场,测量参数,地磁场的特点,地磁的特点,：,地磁由稳定场,(Ts),和变化场,(T),组成；,地下磁感应物质可以引起地表此异常；,地磁产生的原因尚不明了。,11/26/2024,17,南京信息工程大学遥感学院,地热,热源,地球内部温度,地热散失特点,11/26/2024,18,南京信息工程大学遥感学院,地热,热源,地球内部温度,地热散失特点,地内热源,：,放射性元素生热：,U,235,、,U,238,、,Th,232,、,K,40,物质聚集,重力、摩擦能等,其他：,潮汐摩擦、化学反应等,11/26/2024,19,南京信息工程大学遥感学院,地热,热源,地球内部温度,地热散失特点,地内温度,：随深度而变化（分三层）,变温层：,日变化,1,2m,；,年变化,15,30m,恒温层：,（很薄）温度不受日温或年温的影响。,增温层,：,温度随深度而增加。,推测增温层温度,：,100km,：,1000,400km,：,1500,700km,：,1900,2900km,：,3700,5100km,：,4300,6371km,：,4500,11/26/2024,20,南京信息工程大学遥感学院,地热,热源,地球内部温度,地热散失特点,地热散失,：,地热通过火山、温泉、构造运动、地震、地下传导等形式散失。,每年散失量相当于燃烧,300,多亿吨标准煤。,地热散失特点：,局部差异很大,裂谷、年轻山脉、深大断裂、大洋中脊、岛弧,散失较大,。,古老地盾、地台、海沟、洋盆,散失较小,大陆和海洋散失程度相当,11/26/2024,21,南京信息工程大学遥感学院,地球的弹性和塑性,地球的弹性和塑性现象,地震波,11/26/2024,22,南京信息工程大学遥感学院,地球的弹性和塑性,地球的弹性和塑性现象,地震波,地球的弹性：,固体潮,地震波,地球的塑性：,与温度有关,褶皱,11/26/2024,23,南京信息工程大学遥感学院,地球的弹性和塑性,地球的弹性和塑性现象,地震波,地震波：,面波,L,波,体波：横波,S,波,纵波,P,波,地震波的特点：,Vp,Vs,Vl,11/26/2024,24,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,11/26/2024,25,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,大气圈：,厚度：,主要成分：,氮、氧、二氧化碳、一氧化碳、水汽、惰性气体、硫化氢、氧化硫、烷烃、尘埃等,大气分层：,对流层、平流层、中间层、热层、逸散层。,大气圈的作用：,（见,P25,下面,6,点）,11/26/2024,26,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,水圈：,存在形式：,液态、固态,表现为：,海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等。,水圈的作用：,（见,P25，,四点）,11/26/2024,27,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,生物圈：,存在：,地下,1000,m,高空,33000,m（,主要在地面与大气、水面交接,200,m,范围）,表现为：,原核生物、原生生物、菌类、动物、植物,五类。,生物圈的作用：,参与物质和能量的交换、转化、更替，不断改变周围环境,11/26/2024,28,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,了解地球的内部结构的依据：,宇宙物质依据：,陨石,地质学依据：,岩浆岩,地球物理依据：,主要是地震波,陨石依据,：,铁陨石：,Fe,、,Ni,组成，比重在,8.0,8.5,或更大,石陨石：,橄榄石,、辉石、角闪石等硅酸盐矿物，比重在,.0,.5,以上,铁石陨石：,介于两者之间,地球内部物质与铁陨石和石陨石相当,岩浆岩依据,：,金刚石的生成：,温度：,1100,2000,，,压力：,5,万个大气压（相当于,150km,深度,),稳定同位素的研究：,陨石的一些特征同位素比值与岩浆岩十分接近。,（如：,C,12,/C,14,、,Sr,87,/Sr,86,、,S,32,/S,34,),地震波依据,：,波速连续,物质成分、物理性质均匀。,波速突变,物质成分、物理性质有明显差异。,波速快慢,与物质密度（,p,）,有关。,横波能否通过,推断固态或液态。,11/26/2024,29,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,（见书上,P28,29）,地壳,地幔,地核,地壳：,地壳是岩石圈上部次级圈层，分,陆壳,、,洋壳,两类。,陆壳：,上部为硅铝层,花岗岩质层,（,O、,Si,、Al、K、Na）,下部为硅镁层,玄武岩质层,（,O、,Si,、Al、Mg、,Mn,、Fe、Ca）,陆壳厚度,：高山区较厚，平原区较薄，平均,33,km,左右。,洋壳：,只有硅镁层，几乎全由富含,Mg、,Mn,、Fe,的,火成岩组成,洋壳厚度较薄，在,68,km,左右,注意：,“,地壳,”和“,岩石圈,”概念的区别,岩石圈：,大洋在,60,km,左右（洋中脊仅,20,km,左右）,陆地平均在,120,km,左右（均超过,100,km）,整个岩石圈平均厚度在,100,km,左右,软流圈：,在地下,60250,km,左右的地震波低速带，岩层近乎熔融。,地震、岩浆活动、大陆漂移的策源地。,11/26/2024,30,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,地幔：,莫霍面至古登堡面（2900km),厚度,:,约2650,km,成份：,Fe、,Mg,硅酸盐，固体,上地幔，相当于石陨石,下地幔，相当于铁陨石,特点：,高温高压作用明显,是地球内部的重要能源地区,易产生中源深源地震,11/26/2024,31,南京信息工程大学遥感学院,第二节 地球的圈层结构,地球的外部圈层结构：,大气圈,水圈,生物圈,地球的内部圈层结构：,地壳,地幔,地核,地核：,古登堡面以下（2900,6370km),半径,:,约3500,km,有三个亚层：,外核,:,厚度,1742,km，,液态，比重,9.7,过渡层,:,厚度,515,km，,内核,:,半径,1200,km,固态,比重,12.9 13.1,成份：,Fe、Ni,组成,相当于铁陨石,11/26/2024,32,南京信息工程大学遥感学院,第三节 地质作用及其能量来源,地质作用的概念：导致地球不断发生,变化,的作用。,“,变化,”,包括：,物质组成,的变化,内部结构,的变化,地表形态,的变化,地质作用的分类,：,内力,地质作用,外力,地质作用,(见P 37,表2 7),11/26/2024,33,南京信息工程大学遥感学院,地质作用的能量,内部能量：,地内热能：,重力能：,地球自转能：,外部能量：,太阳能：,潮汐能：,生物能：,放射性元素蜕变能,地内热能包括：物质聚集能,化学能,结晶能,引力作用下的势能，或重利分异产生的热能。,由地球自转的离心力和离极力产生。,指太阳辐射产生的热能。,潮汐现象使海水摩擦产生热量。,说明:,内能主要作用于地下深处,往往能