地球演化01緒論.ppt

1、地球演化,第一章 緒論 第一節(jié) 關(guān)于地球演化 主要回答如下問(wèn)題： 1.為什么開(kāi)設(shè)這門(mén)課程 2.如何開(kāi)設(shè)這門(mén)課程,1、地質(zhì)學(xué)、地球科學(xué) 地球是由許多圈層組成的：大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈、地幔、地核 研究大氣圈形成氣象學(xué)：大氣的運(yùn)動(dòng)、現(xiàn)象及天氣預(yù)報(bào)。氣象學(xué)、氣候?qū)W、大氣物理學(xué)等。 研究水圈形成：海洋學(xué)、陸地水文學(xué)、冰川學(xué)。海洋學(xué)：含海洋物理、化學(xué)、生物、地理及地質(zhì)等各方面。水文學(xué)：以淡水為研究對(duì)象。 研究生物圈形成生物學(xué)： 研究地幔與地核則主要由地球物理學(xué)、地球化學(xué)與宇宙化學(xué)來(lái)研究。地球物理學(xué)：使用物理方法進(jìn)行地球研究的一門(mén)科學(xué)。地球化學(xué)：研究地球各圈層化學(xué)元素及其同位素的分布數(shù)量及其在自然界

2、中的循環(huán)。,研究巖石圈形成地質(zhì)學(xué)： 地質(zhì)學(xué)（狹義）：是以固體地球（或巖石圈或地殼）為研究對(duì)象的一門(mén)科學(xué)。主干課程： 礦物巖石學(xué)：主要研究地球外殼（巖石圈）的物質(zhì)組成-礦物與巖石。古生物學(xué)與地層學(xué)：古生物學(xué)是以化石為研究對(duì)象，探討地史時(shí)期生物界及其發(fā)展規(guī)律的一門(mén)科學(xué)；地層學(xué)（廣義）：是研究地殼巖石的時(shí)空分布規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)：普通構(gòu)造學(xué)，是研究地層變形特征的一門(mén)科學(xué)；大地構(gòu)造學(xué)，是研究地殼上一些大型構(gòu)造（區(qū)域或全球）空間的分布、地質(zhì)、地球物理性質(zhì)、演化、及其形成的地球動(dòng)力學(xué)。 地理學(xué)：研究地球表層所有現(xiàn)象，尤其以人與環(huán)境的關(guān)系為研究對(duì)象，（自然、人文）,地質(zhì)時(shí)期的大氣圈、水圈和生物圈主要

3、是由地質(zhì)學(xué)來(lái)研究；地質(zhì)學(xué)亦包括地質(zhì)時(shí)期的地幔、地核。 如此，地質(zhì)學(xué)：涉及地球的起源、物質(zhì)組成、及其形態(tài)，它的歷史、演化過(guò)程等等。 地質(zhì)學(xué)（廣義）就是關(guān)于地質(zhì)時(shí)期的地球科學(xué)。,2地球系統(tǒng)科學(xué) 盡管各學(xué)科的研究對(duì)象和內(nèi)容都很明確，但卻都局限在某一個(gè)特定的時(shí)間與空間范圍內(nèi)。地球是一個(gè)巨大的系統(tǒng)，地球科學(xué)應(yīng)當(dāng)作為一門(mén)系統(tǒng)科學(xué)來(lái)研究，這已經(jīng)成為當(dāng)前全世界學(xué)術(shù)界的共識(shí)。地球系統(tǒng)科學(xué)就是要從整體論(Ho1ism)的觀點(diǎn)出發(fā)，研究地球這個(gè)大系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)，即各圈層內(nèi)部以及圈層之間的運(yùn)動(dòng)變化的過(guò)程、形成機(jī)制以及可能發(fā)生的變化趨勢(shì)。,地球系統(tǒng)科學(xué)理論的構(gòu)建主要取決于地球科學(xué)、信息科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展三大背景和挑戰(zhàn)。

4、,本世紀(jì)，人類(lèi)正面臨著一系列前所未有的重大而緊迫的全球環(huán)境問(wèn)題， 如：人口爆炸、土地荒漠化、資源短缺、環(huán)境污染加劇、“溫室效應(yīng)”與全球變暖、臭氧屏蔽的破壞、森林銳減和物種加速滅絕、淡水資源短缺等。 從科學(xué)角度看，這些緊迫的環(huán)境問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是由地球各圈層組成的統(tǒng)一系統(tǒng)，即地球系統(tǒng)各圈層相互作用引發(fā)的。,地球系統(tǒng)科學(xué)是將地球大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈作為一個(gè)互相作用的系統(tǒng)，研究其間的物理的、化學(xué)的和生物的過(guò)程，并與人類(lèi)生活和活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，借以了解現(xiàn)狀和過(guò)去，預(yù)見(jiàn)將來(lái)。只有如此才能真正深化對(duì)地球的研究，也只有如此才能回答人類(lèi)所面臨的一系列地球系統(tǒng)行為的緊迫環(huán)境問(wèn)題。,例如，數(shù)十年來(lái)大氣科學(xué)的發(fā)展，就

5、日益介入海氣相互作用、陸氣相互作用、大氣痕量氣體的化學(xué)過(guò)程及氣候效應(yīng)等，從海洋學(xué)角度，海氣相互作用，冰川及冰蓋變遷，海水與陸地及大氣的淡水交換等的重要性及相應(yīng)的研究工作日益得到重視。,四十多年來(lái)空間技術(shù)的突飛猛進(jìn)開(kāi)闊了人類(lèi)的眼界，大大提高了人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球的能力，這是向地球系統(tǒng)科學(xué)概念轉(zhuǎn)變的另一重要背景。,1960 獲第一顆地球衛(wèi)星照片 1971 用月球巖石年齡測(cè)定證實(shí)地球一月球系統(tǒng) 的年齡為45億年 1972 發(fā)射LANDSAT-1衛(wèi)星觀測(cè)地球陸地 1978 發(fā)射SEASAT及Nimbus7進(jìn)行海洋大氣監(jiān)測(cè) 70年代 認(rèn)識(shí)到催化循環(huán)； 對(duì)平流層臭氧層 的破壞 1981 從空間研究地球極光 198

6、3 通過(guò)VLBI直接測(cè)量大陸漂移 1986 由國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)支持開(kāi)始國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃 (1GBP) 80年代 積極研究南極臭氧洞 1995 開(kāi)始地球系統(tǒng)科學(xué)的觀測(cè)計(jì)劃 .,過(guò)去30年間發(fā)展起來(lái)以高速計(jì)算機(jī)為代表的計(jì)算能力是地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要支柱。,地球系統(tǒng)的一般特征1）動(dòng)力系統(tǒng) 地球是一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，地球上的所有物質(zhì)都在運(yùn)動(dòng)，而且物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都具有一定的速率、一定的演化過(guò)程并有一定的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。2）開(kāi)放的系統(tǒng) 地球系統(tǒng)自從誕生以來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)與周?chē)h(huán)境之間就一直發(fā)生著質(zhì)量、能量與動(dòng)量的交換。,3）圈層間的強(qiáng)烈相互作用 地球是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，這表明它是由大量不同的、而且具有強(qiáng)相互作用(即非線性相互

7、作用)的單元(子系統(tǒng))所組成的系統(tǒng)。正是地球的各個(gè)子系統(tǒng)之間發(fā)生的強(qiáng)相互作用而自發(fā)地涌現(xiàn)出系統(tǒng)總體性狀、結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)行為，這些就被稱為地球系統(tǒng)的復(fù)雜性。地球各圈層的強(qiáng)相互作用，意味著各圈層之間發(fā)生著耦合與解耦作用。,4）不可逆的進(jìn)化 現(xiàn)在已經(jīng)知道地球的演化，正像非平衡熱力學(xué)和非線性動(dòng)力學(xué)所揭示的那樣，在時(shí)間演化上具有不對(duì)稱性和單向性，即不可逆性。 5) 6) 推薦：畢思文，2003.地球系統(tǒng)科學(xué).北京，科學(xué)出版社，p.1-318,當(dāng)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展亦是如此. 如:古生物學(xué),已經(jīng)從傳統(tǒng)的門(mén)類(lèi)古生物學(xué)跨入現(xiàn)代古生物學(xué)-它集理論古生物學(xué).門(mén)類(lèi)古生物學(xué).應(yīng)用古生物學(xué)于一體.,3.地球演化 主要是探討與地

8、球有關(guān)的這些物質(zhì)在不同時(shí)期的狀況及其演化過(guò)程的一門(mén)學(xué)問(wèn)。就是利用已知的關(guān)于地球科學(xué)的各分支學(xué)科的知識(shí)，闡明地球發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程及其演化規(guī)律。,地球演化源于地史學(xué)高于地史學(xué)推薦：劉本培、全秋琦，1996.地史學(xué)教程. 北京，地質(zhì)出版社，p.1-277,1）地球演化是地球在時(shí)間這個(gè)縱軸上的變化過(guò)程，所以地球演化的討論是按年代線索進(jìn)行。分為地球的天文演化和地質(zhì)演化，地質(zhì)演化又可按地質(zhì)年代分為若干階段，如：太古宙、元古宙、顯生宙的演化等等。,2）從宏觀上看，地球演化主要是地球各圈層的演化以及各圈層演化的耦合關(guān)系。,各圈層演化 地球的演化分為古大氣圈的演化、古水圈的演化、古生物圈的演化、古巖石圈的演化等

9、等。,地球各圈層演化的耦合關(guān)系大氣圈演化與其它圈層演化的耦合關(guān)系水圈演化與其它圈層演化的耦合關(guān)系生物圈演化與其它圈層演化的耦合關(guān)系巖石圈演化與其它圈層演化的耦合關(guān)系地球系統(tǒng)中各圈層演化的耦合關(guān)系,以地質(zhì)年代為線索，以圈層演化以及圈層演化的耦合關(guān)系為主線是地球演化課程教學(xué)的主導(dǎo)思想。,目的： 將所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)一步濃縮、提煉、深化，歸結(jié)到地球演化這樣一個(gè)系統(tǒng)中。 這對(duì)開(kāi)闊視野，提高綜合分析問(wèn)題的能力、建立宏觀知識(shí)結(jié)構(gòu)、活躍學(xué)術(shù)思想等方面具有重要的意義。,第二節(jié)地球科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史與地球演化觀,一、18世紀(jì)之前，古代地球科學(xué)的發(fā)展階段18世紀(jì)之前，地球科學(xué)的發(fā)展處于古代階段-萌芽階段。對(duì)地球的研究主要

10、是對(duì)地質(zhì)知識(shí)的直觀、零散的描述以及對(duì)這些現(xiàn)象的高度推測(cè)。亞里士多德（Aristoteles）,公元前384322年，著有氣象學(xué)葛洪（284-364）的神仙傳中就有“東海三為桑田” 的海陸變遷的思想。沈括（1031-1095）在夢(mèng)溪筆談中對(duì)上述思想進(jìn)行了精辟的論述。15世紀(jì)“地理大發(fā)現(xiàn)”促使區(qū)域地理學(xué)逐漸發(fā)展成為具有全球性內(nèi)容的學(xué)科。1543年，哥白尼（Copernians）發(fā)表了天體運(yùn)行論，提出“日心說(shuō)”，科學(xué)論述了地球運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。1669年，斯坦諾（Steno）提出了地層疊覆律、原始側(cè)向連續(xù)定律，原始水平定律。,中世紀(jì)，神學(xué)占主導(dǎo)地位，創(chuàng)世說(shuō)成為解釋地球的根據(jù)-地球是由神秘的上帝所主宰的。,二

11、、18-19世紀(jì)，是近代地球科學(xué)發(fā)展階段在地球科學(xué)中，首先發(fā)展起來(lái)的是地理學(xué)，它是以地表附近的地理圈為研究對(duì)象?，F(xiàn)代的概念是：是研究地球表層（面）的所有現(xiàn)象的一門(mén)科學(xué)，尤其是以人與環(huán)境的關(guān)系為研究對(duì)象。可分為自然地理，人文地理。其次是地質(zhì)學(xué)，18-19世紀(jì)的地質(zhì)學(xué)是一門(mén)包羅萬(wàn)象的學(xué)科，成為當(dāng)時(shí)地球科學(xué)理論的核心。,1、 水成論與火成論,18世紀(jì)，作為地質(zhì)學(xué)的開(kāi)端人們首先關(guān)心的是礦物巖石學(xué) 德國(guó)的維爾納建立了礦物巖石的系統(tǒng)分類(lèi)，建立了德國(guó)南部的地層層序。 玄武巖-地層煤層燃燒的結(jié)果 沖積層， 礫、砂、黏土-河流形成 富含化石的成層巖石和玄武巖 板巖、硬砂巖、石灰?guī)r-化學(xué)沉積 花崗巖、片麻巖、片巖

12、等-化學(xué)沉積如此，形成了水成論（Neptuism）,認(rèn)為：一切組成地殼的巖石、礦物最初都是由淹沒(méi)地球的海水中沉淀形成的，水是改造地表的主要因素。代表人物：維爾納（A.G.Werner,1750-1817）,薩克森弗萊堡礦業(yè)學(xué)院的教授。,對(duì)水成論提出疑義的是郝屯（Hutton,1726-1797）,蘇格蘭地質(zhì)學(xué)家， 1795著有地球理論，這是一部闡述經(jīng)典地質(zhì)學(xué)的理論的書(shū)。 火成論認(rèn)為：許多火成巖，如花崗巖、玄武巖不可能是礦物質(zhì)從水溶液中結(jié)晶出來(lái)的產(chǎn)物，而是高溫的熔化物經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶的結(jié)果，即花崗巖是巖漿的冷凝，玄武巖是火山噴發(fā)冷凝的結(jié)果。 二者之爭(zhēng)長(zhǎng)達(dá)30年之久。后來(lái)，法國(guó)人德馬列（ N.Desm

13、rest,1725-1815）對(duì)法國(guó)中部玄武巖的研究-通過(guò)追索，找到了火山口，以及維爾納退休，火成論被廣泛接受。火成論與水成論的爭(zhēng)論是圍繞礦物、巖石的成因展開(kāi)的。,2、災(zāi)變論與均變論,19世紀(jì)是古生物學(xué)與地層學(xué)的世紀(jì)。在地層學(xué)方面： 19世紀(jì)初，已經(jīng)建立起古生代以來(lái)地層系統(tǒng)及地質(zhì)年代表。 如；第四系1829，白堊系1822，侏羅系1829， 三疊系1834，石炭系1822 泥盆系1839， 志留系1835，寒武系1836.在1881年召開(kāi)的國(guó)際地質(zhì)會(huì)議上，正式建立了地質(zhì)年代表。,地層學(xué)一些重要理論、概念相繼問(wèn)世。 史密斯（W.Smith）化石層序律； 薛知微（A.Sedgwisk）系及地層的接

14、觸關(guān)系；奧比尼（A.DOrbigny）階和帶的研究； 威廉斯(HS.Williams)地層的雙重劃分； 格萊斯利（A.Gressly）相的概念； 瓦爾特(J.Walther)相對(duì)比定律；.,在古生物學(xué)方面： 化石的分類(lèi)和描記在19世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始。其中，拉馬克（Lamark）古無(wú)脊椎動(dòng)物，居維葉（G.Cuvier）脊椎動(dòng)物，史密斯（W.Smith）生物地層學(xué)。,法國(guó)著名的古脊椎動(dòng)物學(xué)家居維葉(GCuvier，17691832)，在研究化石時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)代不同的相鄰巖層中動(dòng)植物群面貌有顯著的差異。他還發(fā)現(xiàn)較老巖層的產(chǎn)狀常呈傾斜，并為較新的、常呈水平產(chǎn)狀的巖層所不整合覆蓋。 于是，他在1812年提出了一

15、種災(zāi)變論觀點(diǎn)，認(rèn)為堆積物的沉積曾發(fā)生巨大的變革，被世界規(guī)模的大災(zāi)難所中斷。這些變革表現(xiàn)為某些地區(qū)的上升和另外一些地區(qū)的下降，并使較老動(dòng)、植物群滅絕和代之而出現(xiàn)較新的根本不同的動(dòng)植物群。,居維葉的學(xué)生法國(guó)古生物學(xué)家道爾.比尼ADOrbgny，18021857)把災(zāi)變論發(fā)展到極端，他估計(jì)地球史上發(fā)生過(guò)27次大災(zāi)變。而法國(guó)地質(zhì)學(xué)家鮑曼(E de Beaumont,17981874)估計(jì)這種災(zāi)難多達(dá)32次。在十八世紀(jì)末到十九世紀(jì)初，一部分科學(xué)家同教會(huì)的牧師們一樣認(rèn)為地球是在幾千年前才產(chǎn)生的，相信突然而強(qiáng)烈的力量或大災(zāi)難使地球表面發(fā)生了變化，這種理論在哲學(xué)上叫做災(zāi)變論(Catastrophism)。,事

16、實(shí)上，居維葉不能說(shuō)明在每次災(zāi)變之后，新的生物從何而來(lái)，為什么同災(zāi)變前的生物有明顯的差異。災(zāi)變論者所提出的在地史上大批生物絕滅是由于全球性大洪水的淹沒(méi)所致，這和圣經(jīng)上描述的大洪水成災(zāi)的故事相似，因而得到教會(huì)的支持。,均變論（Uniformitanism）=漸變論Gradualism）=現(xiàn)實(shí)主義原理（Priciple of Actualism） 對(duì)災(zāi)變論提出挑戰(zhàn)的是郝頓（Hutton）,他1788出版了地球原理一書(shū)，其去世后，其學(xué)生柏勒費(fèi)爾（ J.Playfair,1748-1819）整理出版了郝頓地球理論說(shuō)明一書(shū)。完整的闡述了均變論的思想。,認(rèn)為：古代巖層的形成可以用現(xiàn)代觀察到的地質(zhì)作用來(lái)說(shuō)明，

17、過(guò)去發(fā)生的所有地質(zhì)作用也在現(xiàn)在發(fā)生著，沉積過(guò)程是緩慢的，大陸巨厚巖層的形成需很長(zhǎng)的時(shí)間，地球有一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史。,萊伊爾（CH.Lyell,1797-1875）,英國(guó)地質(zhì)學(xué)家 ，其名著地質(zhì)學(xué)原理1830，以均變論為題，提出：“現(xiàn)在是了解過(guò)去的一把鑰匙”的現(xiàn)實(shí)主義原理。由于，認(rèn)為地殼和生物界逐漸而緩慢的進(jìn)化的觀點(diǎn)，又叫漸變論。,認(rèn)為：a.在自然界，物理法則及化學(xué)法則是永恒的，不受時(shí)代限制，永遠(yuǎn)正確，地質(zhì)作用過(guò)程、現(xiàn)象是各種物理與化學(xué)作用的過(guò)程與表現(xiàn)，可以將古論今。b 地質(zhì)營(yíng)力發(fā)生變化的原因和地球表面及內(nèi)部發(fā)生變化的原因，過(guò)去與現(xiàn)在完全相同，將來(lái)也不會(huì)改變。C 地質(zhì)營(yíng)力在質(zhì)和量方面，在過(guò)去和將來(lái)完全

18、相同,在古生物學(xué)方面，拉馬克（Lamarck,1744-1829）對(duì)災(zāi)變論中認(rèn)為：“巖石中不同的動(dòng)物群是由世界規(guī)模的災(zāi)難和種的多次創(chuàng)造所形成的”觀點(diǎn)提出置疑。他認(rèn)為：物種與物種之間是過(guò)渡的，由低級(jí)屬種逐漸向高級(jí)發(fā)展的結(jié)論。=進(jìn)化過(guò)程需要很長(zhǎng)時(shí)間，地球有一個(gè)悠久的歷史。,達(dá)爾文（C.Darvin,1809-1882），1859年，出版物種起源一書(shū)，闡述了：生物界是進(jìn)化的，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化，由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，不可逆發(fā)展的。特別強(qiáng)調(diào)了變異、遺傳、自然選擇。,至此，在近代地球科學(xué)發(fā)展歷史中，作為地質(zhì)學(xué)理論體系完善化了，實(shí)現(xiàn)了郝頓萊伊爾達(dá)爾文的地球科學(xué)革命。進(jìn)化論均變論在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位達(dá)1

19、50年之久。,3、固定論與活動(dòng)論,繼礦物巖石學(xué)-地層古生物學(xué)之后，人們亦開(kāi)始關(guān)心大地構(gòu)造學(xué)。1850年，瑙曼（Naumann）提出大地構(gòu)造一詞；1852年，波蒙（de Beaumont）發(fā)表了山脈體系簡(jiǎn)介；1885-1904年，休斯（Suess）發(fā)表了地球的面貌一書(shū)，論述了地殼運(yùn)動(dòng)、涉及山脈與海洋，地貌的形成方式等，在這一時(shí)期，有關(guān)地殼演化的占主導(dǎo)地位的是地槽地臺(tái)學(xué)說(shuō)，其哲學(xué)觀點(diǎn)是“固定論”。,1859年，霍爾（J.Hall）在北美第一次注意到古生代，同一時(shí)代的地層在阿帕拉契山要比比鄰的密西西比河平原厚幾乎10倍，從而把山脈和沉陷地帶聯(lián)系起來(lái)，提出：褶皺山系是在地殼的巨大凹陷部位生成的。凹陷的

20、原因?yàn)槌练e物的加載。1873年，丹納（J.Dana）將其稱為地槽，并認(rèn)為是側(cè)向擠壓的結(jié)果。,1887年，卡賓斯基（Karbinshcki）根據(jù)東歐平原近水平產(chǎn)狀的古生界到處不整合在已經(jīng)強(qiáng)烈變形的結(jié)晶基底之上的現(xiàn)象，建立起地臺(tái)的概念，地臺(tái)是面積巨大，具有雙層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的區(qū)域。,由地槽地臺(tái)學(xué)說(shuō)引申出=固定論。大陸的位置是固定不變的，大洋盆地是永存的，海陸分布的總體格局在地質(zhì)歷史中是固定不變的，地殼運(yùn)動(dòng)以垂直運(yùn)動(dòng)為主，而否定大規(guī)模的水平運(yùn)動(dòng)的存在。固定論是丹納提出的，得到維里斯（B.Willis）、舒可特（C.Schuchert）等人極力倡導(dǎo)。到20世紀(jì)50年代仍占主導(dǎo)地位。,在固定論為主導(dǎo)的情況下，

21、亦產(chǎn)生活動(dòng)論的萌芽。最初的理論形式是“大陸漂移說(shuō)”斯奈德（A.Snider）1858年，繪出一幅大西洋周?chē)箨懙膹?fù)原圖，并給予了初步的說(shuō)明。1910-1912年，泰勒、貝克（HB.baker）、魏格納（AL.Wegener）都發(fā)表了文章。,1915年，魏格納出版了海陸的起源一書(shū)，說(shuō)明，大陸在地質(zhì)歷史中曾發(fā)生過(guò)大規(guī)模的水平移動(dòng)，從而，大陸、大洋的相對(duì)位置曾發(fā)生過(guò)顯著的變動(dòng)。a.南美和非洲大陸輪廓的匹配。 b.地質(zhì)組成和構(gòu)造走向一致。 c.南半球爬行動(dòng)物及哺乳動(dòng)物的相似性。 d.C-P冰磧巖分布的一致性。,上述的大陸漂移只是大陸的運(yùn)動(dòng)方式，關(guān)于大陸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力基礎(chǔ)？1926年，李四光發(fā)表了地球表面形

22、象變遷的主因，提出地球自轉(zhuǎn)速度的變化是地殼運(yùn)動(dòng)的主要原因。之后，1962年，地質(zhì)力學(xué)概論-發(fā)展成：地質(zhì)力學(xué)。1928年，霍姆斯（A.Holmes）提出“地幔對(duì)流說(shuō)”，設(shè)想固體地幔物質(zhì)的緩慢對(duì)流拖動(dòng)了其上的大陸。,三、20世紀(jì)中葉，地球科學(xué)現(xiàn)代發(fā)展階段,20世紀(jì)初，地球物理學(xué)產(chǎn)生了，-固體地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況開(kāi)始揭曉，相應(yīng)地，地球化學(xué)、氣象學(xué)、海洋學(xué)等地學(xué)的分支學(xué)科得到了充分的發(fā)展。 60年代，開(kāi)展了“深海鉆探計(jì)劃”和“國(guó)際地殼上地幔計(jì)劃”，,1956年，通過(guò)大洋地質(zhì)的古地磁學(xué)研究有重大發(fā)現(xiàn)： a.洋殼厚度7Km,與陸殼35Km不同；b.全球性的洋脊系統(tǒng)、海溝、以及火山鏈被發(fā)現(xiàn)；c.相對(duì)洋脊磁極倒轉(zhuǎn)

23、條帶的對(duì)稱出現(xiàn)； d.自洋脊向大陸，沉積物由新變老。,1960 1962年，赫斯（HH.Hess）、迪茨（RS.Dietz）提出：以地幔對(duì)流為基礎(chǔ)，認(rèn)為洋殼在洋脊處不斷生長(zhǎng)并向兩側(cè)移動(dòng)，而在海溝處俯沖入地幔深處消失的海底擴(kuò)張說(shuō)。,威爾遜（Wilson）1965，提出： a. 巖石圈可以分為少量的板塊，板塊的邊界分為：離散、會(huì)聚、轉(zhuǎn)換型。 b。洋脊擴(kuò)張，形成新洋殼，又通過(guò)俯沖在會(huì)聚邊界消減， 1968年，又提出洋盆的形成、發(fā)展、消亡過(guò)程，稱威爾遜旋回。,1968年，摩爾根（JW.Morgen）、勒皮雄（XL.Pichon）更明確、同時(shí)提出板塊構(gòu)造。a. 巖石圈是由為數(shù)不多的剛性板塊組成，xcm/

24、年速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)。地殼運(yùn)動(dòng)是板塊相互運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，只發(fā)生在板塊的邊界上。b.殼+地幔最上部=巖石圈，以剛性和彈性與下伏的和相對(duì)塑性的軟流圈對(duì)應(yīng)，二者界面是大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)的地方。c.洋殼擴(kuò)張和消減基本平衡，地球的大小、形狀保持不變。d.驅(qū)動(dòng)力可能為地幔對(duì)流,大陸漂移海底擴(kuò)張板塊構(gòu)造可以概括為：活動(dòng)論：地表上的大陸位置相對(duì)于地球的旋軸曾有重要的改變，地表上的大陸之間發(fā)生了重要的位移。,當(dāng)代地球科學(xué)對(duì)板塊構(gòu)造修正：1板內(nèi)的力學(xué)性質(zhì)，板塊是剛性的，只運(yùn)動(dòng)無(wú)變形非剛性的，可變形和縮短 2、板緣運(yùn)動(dòng) 陸陸碰撞結(jié)束 陸陸碰撞-沒(méi)結(jié)束，碰撞構(gòu)造 邊界簡(jiǎn)單 邊界復(fù)雜-大量的微型板塊,3、板塊的歷史，中-新生代，古生

25、代，元古代，太古代 深尾良夫（Y.Fukao）等1994，根據(jù)：地球內(nèi)部三維地震層析成象，行星比較學(xué)，地質(zhì)資料。提出了：生長(zhǎng)構(gòu)造，地幔柱構(gòu)造，板塊構(gòu)造，收縮構(gòu)造，終端構(gòu)造。,4、地球體積的變化 地球的大小、形狀保持不變。 地球體積收縮說(shuō)體積變小；膨漲說(shuō)體積變大；脈動(dòng)說(shuō)收縮-膨脹-收縮-膨脹 5、驅(qū)動(dòng)機(jī)制-地幔對(duì)流，是一個(gè)假說(shuō)，等等。,第三節(jié) 地球的圈層結(jié)構(gòu),4.1 大氣圈 總質(zhì)量： 5.136x1021克，集中在100km,3/4在10km, 物質(zhì)組成：氮78%，氧21%，氬0.93%，二氧化碳0.03%,還有水蒸氣，以及微量氖、氦、氙、氡、氨、氫、臭氧等。 結(jié)構(gòu)：20003000 km,沒(méi)有確切界線。,4.2 水圈 總質(zhì)量：166.4億億噸，陸地（江河、湖泊、沼澤、冰川、地下水、水蒸氣）3%，海洋97%，平鋪地球2600M,4.3 生物圈 大氣圈下部+水圈+巖石圈頂部，植物40萬(wàn)種，動(dòng)物110萬(wàn)種，微生物10萬(wàn)種； 植物 動(dòng)物 微生物 三級(jí)循環(huán)系統(tǒng)。 估計(jì) 化石物種500億，已經(jīng)描述25萬(wàn)種。,4.4 地殼 是莫霍面以上的部分，分