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关于地球,这篇文章比较全面、系统
来源:地矿课堂 发布时间:2021-09-29 [打印本页] [关闭窗口]

宇宙之大可能远超出了我们平常的想象力,浩瀚的宇宙是如此之大,但幸运的是我们所处的地球却是目前所知的唯一一颗有生命的星球。

从月球车上拍摄的地球照片

地球到现在大约有46亿岁,距离太阳1.5亿千米,地球为两极略扁赤道略鼓的不规则的椭圆球体,平均半径约6371千米,赤道周长大约为40076千米,地球表面积5.1亿千米2,其中71%为海洋,29%为陆地,从太空观察犹如一颗璀璨的蓝色明珠。

我们的家园——地球

地球是八大行星中距太阳的距离仅次于水星和金星的大行星,距离不近不远,太阳射到地球上的光和热,正好能促进万物生长。地球有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。地球自西向东在自转的同时,也在围绕太阳公转,从而产生了每天的昼夜交替、一年的四季分明。地球的质量、大小和引力适中,有力地保护了产生生命的大气和水的存在。地球正因为由于备了以上这些一系列适合孕育出生命的基本环境,所以才能成为生命的家园以及人类的摇篮。

1. 地球的形成

宇宙的诞生为地球的形成奠定了物质基础,地球作为太阳系中的一个行星,一般认为地球起源于原始太阳星云。50亿年前的太阳系是一团由气体和尘埃组成的巨大星云,在太阳系形成初期,太阳星云经过不断地收缩、凝聚和旋转,99%以上的物质向中心聚合形成原始太阳,此后围绕太阳旋转的星云残留物(主要成分有氢、氦、固体尘埃及太阳早期收缩演化阶段抛出的物质)又在很长一段时间里(可能近5亿年),在引力的作用下不断地聚合和碰撞,在吸收其他小碎块的同时越转越大,逐渐凝聚成了八大行星,在大约46亿年前原始状态的地球终于诞生了。

原始地球的形成及环境想象图

2. 地球的物质组成

地球的质量近60万亿吨。组成地球物质的化学元素主要是铁、氧、硅、镁、铅等92种,它们在地下和地表不断迁移和组合,形成各种矿物,同时又由矿物的集合而形成各种岩石。

3. 地球的圈层结构

地球不是一个均质体,它是由不同状态和不同物质成分的若干个同心圈层构成的球体。根据这些圈层的特征,又可以将他们分为内部圈层和外部圈层两大体系。其中内部圈层是地球结构的物质基础,外部圈层则提供了生命体生活的环境,与我们密切相关。

根据地球内部物质成分和物理状态的不同,把地球内部分为三个圈层,即地壳、地幔、地核。如果拿鸡蛋做个比方,地壳就像蛋壳,地幔就像蛋白,地核就像蛋黄。

地球的结构示意图

地壳是地球表面以下至地幔以上的固体外壳,主要由岩石和土壤组成。地壳的厚度并是不均匀的,地壳平均厚度约17千米,大陆部分平均厚度约33千米,海洋地壳较薄,平均厚度约6千米。地壳与地幔的分界线叫莫霍面。

地幔是介于地壳与地核之间的中间层,其厚度接近2900千米,体积约占地球的83%,质量占地球总质量的67.8%,平均密度约为3.32~5.66克/厘米3,压力0.9~150万大气压 ,温度1200~2000℃。

地核是地幔以下至地心部分,主要组成物质为铁和镍,称为铁镍核心。

地球的外部圈层有大气圈、水圈和生物圈。大气圈是包围在地球外面的大气层,它靠近地面稠密,向上渐趋稀薄,并过渡到宇宙空间。组成水圈的水体,包括海洋、河流、冰川、沼泽和地下水。生物主要分布和生活在陆地的表面和水体的上层,也有生活在地下土壤和岩石,以及海洋深部的生物。

地球的圈层划分示意图

大气圈从地表开始向上,无明显的上界。据人造卫星观测,在赤道上方42000千米处和两极上方约28000千米处仍有大气存在的迹象。大气的主要成分有氮、氧、氩、二氧化碳和水蒸气,其他气体含量极少。根据物理性质的不同,大气圈自下而上可分为对流层、平流层、中间层、电离层和扩散层,其中以对流层和平流层对地面及生物的影响比较大。

对流层是大气圈的最下面一层,因大气层具有显著的垂直对流而得名。

它的质量占大气圈的79.5%,水蒸气几乎全部集中在这一层里,大气对流是引起风、云、雨、雪、雹、霜、雾等变化多端的天气现象的重要原因。

平流层在对流层之上,至55千米高空,空气稀薄,以水平流动为重要特征。

地球是太阳系中唯一在其表面上拥有大量液态水的行星,“生命源于水”。地球上水体的总量可达15亿千米3,其中97.2%的水集中在海洋;其次为极地的冰盖和高山上的冰川,约占总数量的21.5%;河流和湖泊中的水只占0.02%,地下水占0.6%。

地球上的总水量示意图

自然界中的水,在太阳辐射热的影响下,不断地进行循环。在太阳热能作用下,水从海面、河湖水面、陆地表面和植物叶面不断蒸发和蒸腾,变成水汽升到大气圈中,并随大气的运动而移动,在适宜条件下,遇冷凝结成液态或固体水,以雨、雪、雹等形式回到地面。

生物圈是由生物即其生命活动的地带所构成的连续圈层。生物主要生活和分布在地壳表面的陆地的表面和水体的最上层。但是,在地表以下的土壤和岩石的裂隙中(一般深度<100米)、某些深海底(通常海深4000米以内)以及大气中(7~8千米高度以内)都发现有生物生存的迹象。

地球的生物圈的厚度示意图

生物圈中的生物和有机体总质量约为11.48太克(1太克=1012克),为地壳总质量的1/105。生物数量虽然相对较少,但它却是地球上不可缺少的重要资源,它在维护生态平衡,保护人类环境,改造地球面貌和形成各种有用物质上起着十分重要的作用。

生物圈的生态结构示意图

4. 岩石的循环

岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体,是构成地壳和上地幔的物质基础。岩石是由矿物组成的。按形成的原因,可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类,并称岩石“三兄弟”。在地球表面,沉积岩分布最广,但在地壳中,岩浆岩和变质岩所占体积更大。

岩浆岩:又称火成岩,是由地壳深处或上地幔中形成的岩浆喷出地表或侵入地壳上部后,冷却凝固并经过结晶作用而形成的岩石。按成因可分为:喷出岩(如:安山岩、流纹岩、玄武岩等)和侵入岩(如:花岗岩、辉长岩等)两大类。

岩浆岩地貌

沉积岩:指由呈层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。在地球表面,有70%的岩石是沉积岩,但就整个岩石圈算,沉积岩只占总体积的5%。

沉积岩地貌

变质岩:指固态岩石在环境条件(如高温、高压和矿物质混合)改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的岩石。

变质岩地貌

三大岩类(岩浆岩、沉积岩、变质岩)之间,因地质条件发生变化,会相互转换,任何一类岩石都可以变为另外一类岩石。这三类岩石互相转变的现象,称为岩石循环。

5. 地质作用

自从地球形成以来,地壳变动一直在广泛地、持续不断地进行着,地球上沧海桑田的变化、岩石的变形和千姿百态的地表形态都是地壳变动的结果。引起地壳变动的原因被称之为地质作用,它是指由自然力引起的地壳的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的各种作用的统称。地质作用按能量来源可分为源于太阳辐射能的外力作用和源于地球内部能量的内力作用。

地质作用的类型