认识地球第4章Word文档下载推荐.docx
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休整半年,10-11月美洲南端的麦哲伦海峡。
太平洋。
100多天。
1521年3月8日到菲律宾群岛。
1521年4月27日,麦哲伦中箭死亡。
1521年11月到达马鲁古群岛。
1521年12月最后一条船“维多利亚”返航,开始穿越印度洋。
1522年9月6日回到西班牙。
出发时200多人,返回时28人。
行动证明了地球是圆的。
海洋是连通的。
全球纪元标志着人们了解了地球是圆的。
1486年迪亚士发现好望角
1492年哥伦布发现美洲
1499年达伽马到达印度。
1519年麦哲伦
几年后德国的纽伦堡地球仪出现了麦哲伦航线
地球的长径和短径比值是300:
299
极半径6357km
赤道线速度为463m/s半径6378km
回归线处:
34700km线速度402米每秒
极圈处20000km线速度232米每秒
珠穆朗玛峰8844.43km距离地心6382km
厄瓜多尔境内的钦博拉索山海拔6272m距离地心6384.1km
71%为海洋,剩余为陆地
海洋平均深度4km
地球体积10832亿m³
表面积5.1亿平方千米
海洋面积3.6亿平方千米
陆地约1.5亿平方千米
珠峰的高度(1847年来)
第二节地球的质量
称量地球质量的第一人:
布格
马斯基林用其数据算地球体积:
1.08×
1012km3
地球质量5.98×
1024kg
平均密度5.5g/cm3
现代测量值4.5
金字塔的数据:
长230米高137米
230万块石灰岩每块2.5吨密度为每立方厘米2.7克
卡文迪许扭秤实验
他测得地球密度为每立方厘米5.45g,现在公认的为5.25g,
卡文迪许算出了万有引力常数:
由此得到地球质量:
5.98×
密度地面2-3地核7-10(平均5.2)
地幔密度和地壳密度相近
地球的圈层结构示意图
地核直径是地球直径的一半
地核密度11
19世纪末,地球内部结构模型
第三讲地震波
地震是指地表岩层发生震动
1906年美国旧金山大地震。
2005年巴基斯坦克什米尔大地震
撞击——形变——位移
断层最初的移动的位置为震源
震中:
震源在地表的垂直投影点
震源和震中的距离为震源深度
1883年英国人米尔纳研究了日本地震,提出一个大地震释放的能量可以在地球上任何一点测到
德国人帕施维茨设立了一个精确的摆锤来测量地面方向水平的变化,证实了米尔纳的预见132年张衡的候风地动仪第一台可以预测的工具
1889年东京大地震:
帕施维茨根据摆锤记录得知地震发生在东京
现代地震之父——奥尔德海姆,在全世界设立摆锤。
19世纪末证明了地震波。
波有运行规律
记录地震波的仪器:
地震仪(地面振动)
地震仪的构成:
记录纸卷筒、悬垂笔头
振动曲线称为地震谱
振动幅度和谱线高度正相关
曲线越密,地震的频率越高
先到的波叫P波,后到的S波,再后面是面波。
面波是散乱的。
P波和S波又称为体波。
体波能在地球内部传输
面波只能沿着地表传播
P波是纵波(上下)。
S波是横波,破坏力较强。
(左右)
面波又分勒夫波和瑞雷波。
(振幅大,波长长)
地震波来测量地球内部的结构。
第四节地震波与地球内部探测
1906年奥尔德海姆发现地球内部是由两种介质组成的(地核和地幔——地震波在两种介质中的传播速度不一样)
地核和地幔的过度地带地震波波速发生突变,证实了重力学家根据转动惯量计算认为地球一半对一半是最稳定。
在介质密度不一样的地方。
波速必然发生突变。
1909年南斯拉夫的莫霍洛维奇:
介于地壳和地幔之间有波速突变带,地震波传输的不连续面,(纪念)称为莫霍面。
位于大陆下30-40公里
1914年德国的古登堡完善了他老师奥尔德海姆提出的幔核界面理论
在低下2900km处是该界面的位置——古登堡面
地核是双层的。
外核是液态的
英国数学家杰弗里斯和古登堡研究了波和介质的物理性质的关系。
P波是压缩波,S波是剪切波(剪切波不能在液体中传播,没有剪切波——那么就有液体。
地震波相互叠加和消长
勒夫波(L波)瑞利波(R波)
哥本哈根的地震观测站的勒曼观察员提出了地核的双重结构,杰弗里斯和古登堡证实了。
地幔是固态
地震波不连续→地球内部密度不连续
岩石的种类:
火成岩、沉积岩、变质岩
高压物理学对地震研究的影响:
剑桥大学的布里奇曼
他的研究生(伯奇)做了不同温度。
压力和介质下地震波传播速度的测定
建立了地震波速度与地球压力、密度、温度和各种化学行为之间的关系
地幔是一种富含硅的介质、
地核是一种富含铁的介质、
贴在特高压下,密度增长非常大。
最大11-13
第五讲内部构造与物资组成
洋壳主要由黑色玄武岩构成,而陆壳则由浅色富硅的岩石构成。
地壳深部主要是玄武岩和花岗岩及两种岩石的混合物构成。
随着地震学家对地震波的进一步研究,地幔的主要岩石成分被确定为橄榄岩,同时地幔是塑性的,会在压力下进行蠕变,并且同地核一样由两部分构成:
上地幔和下地幔。
科学家又进一步精确推算出地壳、地幔与地核的主要元素构成及密度大小。
洋壳比地壳重一些
榴辉岩石石榴子石和辉石组成,暗红色
伯奇
火山岩玄武岩
地壳和地幔的结合带附近,即莫霍面附近
地幔蠕变,物质对流
地幔与地核的分界面是古登堡面
100公里的深度1300度
地核温度:
3000度-5000度
陆壳的硅含量比洋壳高
地震波在地下传播有三个不连续面:
莫霍面,古登堡面(密度突变),还有地球内部的内核和外核
毛河光,金刚石压腔
第六讲岩石圈
岩石圈和软流圈是美国地质学家约瑟夫·
巴利尔在20世纪初提出。
19世纪早期,普拉特和艾利分别提出了不同的均衡平衡模式,使人类意识到地球内部均衡补偿面的存在。
利用地震波对地壳深度的测算与实际情况的对比,巴利尔将均衡补偿面之上的地壳称为岩石圈,岩石圈包括地壳和上地幔的顶部,位于岩石圈板块顶部的大陆,是随板块的运动而运动的。
而本尼奥夫带的发现,则更好的说明是板块运动造成了地震、火山的形成和发生。
普拉特漂浮均衡原理
艾利与普拉特均衡原理的区别在于固态外壳和液态底层之间的界面是不是平的
“均衡补偿面”
艾利认为补偿面应该是地面的镜像,山越高山根约厚
科罗拉多山脉
1955年本尼奥夫,本尼奥夫带(板块俯冲带)——深源地震带沿着海沟的内壁分布,由板块下插引起,离海沟越远,地震的深度越大
第七讲地核与地核的旋转
地核因外部压力和元素分布的不同而分成两部分:
固态内核和液态外核。
根据角动量守恒定律,我们能得到地球各圈层的旋转状态。
通过对地震波的研究,科学家发现地核相对于地壳在旋转,地球磁场也因此产生。
地核
外核液体,内核固体(压力大)
铁和镍——地核的组成元素
外核里有轻元素,降低了熔点
宋晓东
第八章地磁场
地球磁场的磁力线犹如一件防护衣,保护地球和地球上的生物不被太阳风伤害。
地球磁场每隔一段时间都会出现一次倒转,这一点可通过对陆地上火山岩的磁性研究、以及海底洋中脊的岩石磁性条带上得到证实。
同时洋中脊的地磁条带也被用来研究地球的历史及板块的运动。
高能粒子,太阳风,南北极电离产生极光
地磁场频繁倒置,每隔三十万年一变
熔岩记录
岩石磁性条带的形成
地磁条带
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