地质学-第16章 地球的起源及其演化

玄武质火成岩、斜长石质火成岩、玻璃质 物质、表皮土、以及角砾岩。 月球高地具有斜长岩的组分，月海具有玄 武岩组分。 月球表面被月壤层所覆盖。
（3）月球的内部构造
月球具有与地球类似的圈层构造。
月球所经历的地质作用主要是陨石撞击、火 山作用。 火山作用可以形成熔岩平原、月海盆地。 撞击形成环形山。 碎裂物质堆积在月球表面形成月壤沉积层。 月球上没有大气层和地表水，因此，其表面 形态起伏较大，缺乏外力地质作用的改造。
嫦娥一号发回 的第一张月球 图片
月球表面的一个陨石坑ຫໍສະໝຸດ • 其直径大约在 30公里左右。 它位于月球的 背面，那里比 我们通常所看 到的月球正面 更加粗糙。 • 这张照片是阿 波罗11号飞船 在1969年绕月 飞行时所拍摄 的。
NASA 公布的月球表面图
嫦娥一号拍摄的月球全图
从月球上看地球
（2）月球的岩石成分
• 2006-08-24日国际天文学联合会大会通过 决议，将地位备受争议的冥王星“开除” 出太阳系行星行列，太阳系行星数目也因 此降为8颗。 从此，冥王星这个游走在太阳系边缘的天 体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐 妹”一道被称为“矮行星”。
冥王星 海王星
天王星
火 星
水 星
土 星 木星
地 球
金 星
灶神星，
• 又称第4号小行星，是德国天文学家奥伯斯于 1807年3月29日发现的。奥伯斯原是一位医学教 授，于1802年3月28日的夜间发现第二号小行星 智神星（Pallas）,5年之后又在他发现第2号小行 星的天区室女座西北部发现了灶神星。他给第4号 小行星取名为Vesta，是古代意大利的管理炉灶和 火种的女神，相当于希腊神话中的赫斯提亚，是 炊事人员、磨坊工人、面包师的保护神。又有一 说它是源自于古代罗马神话，取名为“灶神”， 它是负责寺庙里面和古罗马家庭里面的厨房的火 种不灭的神。
第十六章 地球的起源及其演化
地球在宇宙中的位置 太阳系和地球起源的各种假说 地球的圈层构造的形成过程 大陆的起源及其发展
第一节 地球在宇宙中的位置
地球的起源是一个天文学、地质学、物理学、 宗教、哲学都需要回答的问题。 ——《圣经· 创世纪》
一、地球在宇宙中的位置
宇宙的构成 宇宙——星系——恒星 银河系（恒星+星云+星际物质）——正面呈 旋涡形，侧面呈扁饼形。 河外星系
•
唐天复十年庚午夏，洪州陨石于越王山下昭仙观前， 有声如雷，光彩五色，阔十丈。袁吉江洪四州之界，皆见 光闻声。观前五色烟雾，经月而散。有石长七八尺，围三 丈余，清碧如玉，堕于地上。节度使刘威命舁入昭仙观内， 设斋祈谢。七日之内，石稍小，长三尺。又斋数日，石长 尺余。今只有七八寸，留在观内。
(出《录异记》)
彗星
池谷—张彗星 这颗彗星的中国发现者是张大庆
《史记 秦始皇本纪》
• 七年，彗星先出东方，见北方，五月见西 方。将军骜死。以攻龙、孤、庆都，还兵 攻汲。彗星复见西方十六日。夏太后死。 • 九年，彗星见，或竟天。 • 彗星见西方，又见北方，从斗以南八十日。
《后汉书 天文志》
• （汉明帝永平）三年六月丁卯，彗星出天 船北，长二尺所，稍北行至亢南。见三十 五日去。天船为水，彗出之为大水。是岁 伊、雒水溢，到津城门，坏伊桥；郡七、 县三十二皆大水。
月球岩石——气孔玄武岩
阿波罗带回的月球岩石
4、小行星、彗星、陨星 （1）小行星（asteroid)
位于火星和木星之间，环绕太阳公转。1801年1月 1日发现第一颗小行星。目前已发现2000多颗， 推测有几万颗。小行星的直径，小的仅几百米， 大多在60-70km以下。
小行星，顾名思义，它们的体积都很小。最早发 现的“谷神星”（Ceres 1)、“智神星”(Pallas 2)、“婚神星”(Juno 3) 和“灶神星”(Vesta 4) 是小行星中最大的四颗，被称为“四大金刚”。
太阳的结构
（1）日冕层 （corona）, （2）色球层 （chromosphere） （3）光球层 （photosphere）
(1)日冕层
——太阳最外面的稀薄大气层，呈银色。
日冕连续不断地向四外膨胀，产生带电离子的 流体——太阳风（solar wind） 。
（2）色球层（chromosphere (" sphere of color") ）
谷神星（1 Ceres）
• 谷神星（1 Ceres） 是人们最早发现的小 行星，由意大利人皮 亚齐于1801年1月1日 发现。其平均直径为 952公里，等于月球 直径的1/4，质量约为 月球的1/50，又被称 为1号小行星。是小行 星带中最大最重的天 体。
智神星（2 Pallas）
• 智神星（2 Pallas）是第二颗被发现的小行 星，由德国天文学家奥伯斯于1802年3月28 日发现。其平均直径为520千米。
银 河 系
太阳可能被银河系旋臂抛离出诞生地
银河系中心黑洞
环绕银河系的 三个恒星流
宇宙大爆炸示意图
二、太阳系（solar system)
太阳系是以太阳为中心，由围绕太阳旋转的 行星-卫星系、小行星、彗星、以及陨星、 星际物质、太阳辐射线和宇宙射线构成的 星体系统。
太阳系家族成员
冥王星的性质归属
（2）彗星（comet)
是以扁的椭圆形、或抛物线形轨道，围绕太 阳旋转的一类星体。形似扫帚，又名“扫 帚星”。有彗头和彗尾两部分组成。 彗星公转周期较长。故太阳系的彗星很难同 时出现，现已发现有600多颗，平均每年可 新发现6颗。 哈雷彗星的周期为76年。从鲁文公14年，到 1910年共出现过29次，每次在中国史书上 均有记载。
“月陆”——月球表面明亮的区域； “月海”——月球表面的暗区。 “湖”、“湾”、“溪谷”。 环形坑——直径大于一公里的有30万个。与陨石撞击有关。 断裂构造——月面上有延伸数百公里的直线形深大断裂，弧形断裂。 月沟——是月球表面上一种窄而长的沟壑或山谷。呈直线形、弓形等。 可能与地球上的正断层形成的地堑相似。 月球波纹——位于月球表面，这种皱纹的脊是一种长而狭窄的背斜构造。
火星
这是一幅描绘的“凤凰”号 火星着陆探测器着陆火星的景象。
关于行星大气的来源有两种观点： A.行星形成时，捕获太阳星云中的气体， 因而行星大气层中的气体具有太阳 星云原始的气体成分。 B.行星内部的物质通过熔融，经过气化 过程，而被行星捕获保留下来。 一般认为，地球和类地行星的气体是次生的，而 类木行星的气体是原生的。
3、卫星（satellite）
卫星是围绕行星运转而自己不发光的天体。
地球——一颗卫星——月球。 火星——两颗卫星； 木星——16颗卫星； 土星——23颗； 天王星——五颗； 海王星——2颗； 水星和金星没有卫星。
地球的卫星——月球
（1）月球的表面特征
月球表面没有水，大气也极稀薄。月球上没有生命，没有天气现象，是 一片十分寂静的世界。 月球表面有强烈的起伏。
• •
• 昨友俞御医桥早朝，偶尔星陨身侧，铿然有声，在地尚响， 视如朱砂小石，惜人哄观而不及取也。——《七修类稿》 明· 郎瑛
陨石的成分分类： 石陨石——由硅酸盐矿物组成，接近于 玄武岩。占陨石种类的92%。 铁陨石——由铁、镍构成，密度为88.5/cm3 。占陨石的6%。 石铁陨石——为铁、镍和硅酸盐的混合 物。约占陨石的2%。
（3）陨星（meteorite)
流星现象——弥漫在宇宙空间的星际尘埃， 在接近地球时，如被地球的引力俘获并吸 向地球，便形成陨星。当陨星进入到地球 的大气层时，因磨擦生热发光，在晴朗的 夜空或白昼，可以看到一线亮光划空而过， 这就是流星现象。
陨石——大多数陨星因磨擦生热而汽化， 但仍有少数未能烧尽而落到地面，这就是 陨石。
——日冕层内炽热的稀薄的气层，呈鲜红色， 厚度3000-5000km。在日全食时可以看到 呈玫瑰色。
日珥
（3）光球层
色球层内部，光彩夺目的太阳表面，又称日 面，厚度200-1000km，太阳的光和热主要 从这一层辐射出来。
光球上有亮斑和黑子两部分。 亮斑（solar flares） ——光球中上升的热气的顶部，直径为1000km。 黑子（Sunspot）——是成群的黑色斑点，它是 光球上的旋涡，温度比日面温度低1000℃，与 周围的物质相比，看起来较黑暗。其直径大小 不同，且经常改变大小和位置。黑子有很强的 磁性，可以引起地球上的极光和磁暴现象。 对于太阳的内部特征，目前了解的还很少。太阳 的能量来源可能是核反应。
（1）行星的物质组成
各行星的物质组成没有根本的差别，可以认为各行星的 物质组成具有统一性。 行星分为两大类： • 类地行星——固体物质以硅酸盐矿物和岩石为主。 • 类木行星——其液态和固态物质的成分尚不清楚。 气体为H2和NH3。
（2）行星的大气层 水星（Mercury)——有稀薄的大气层。目前还没 有发现水星大气中有H2O。 金星(Venus)——与地球一样有复杂的大气层。 主要是CO2,，金星的表层被一层 云雾状大气所遮蔽。目前，还 不太清楚金星的真实形状。 火星（Mars)——有稀薄大气，成分为CO2、N、 Ar、H2O、O3。 木星(Jupiter)——有大气层，成分为H2、He2、 NH3、CH4、H2O。 其它类木行星的大气与木星相似。
太阳黑子 耀斑
2、行星（planet)
行星是沿着椭圆形轨道绕太阳旋转的天体。一 般由固体物质构成。有些行星还有自己的卫 星。他们本身不能发光，但可以反射太阳光。 “行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以 克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够 清除其轨道附近其它物体的天体。
• 按照新的定义，太阳系行星将包括水星、金星、 地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它 们都是在1900年以前被发现的。 • 根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球形，但 不能清除其轨道附近其它物体的天体被称为“矮 行星”。 • 冥王星是一颗矮行星。 • 其它围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统 称为“太阳系小天体”。