地理文化未解之谜地球的奥秘和地质年代
地球地球是太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗。地球到太阳的平均距离约为1.5亿千米,即1天文单位。从太空中拍摄的照片来看,地球是一个球体。但地球实际上并不是正圆,而是一个两端稍扁、赤道略鼓的不规则球体。地球的赤道半径约为千米,极半径约为千米,二者相差约21千米。地球的平均半径约为千米,周长是4万多千米,表面积为5.1亿平方千米。质量为5.97×千克,体积约1.×立方米。平均密度是水的5.5倍。地球有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统地月系。
从太空上看,地球是一个蓝色星球,可以说像一个“水球”。地球表面约71%是海洋,陆地面积仅占约29%。地球上的海洋连成一片,而陆地则被海洋分隔成几块面积广阔的大陆和许多面积较小的岛屿。大陆与其周围岛屿合起来称为大洲。整个陆地由七大洲组成。亚洲、非洲、欧洲和大洋洲主要在东半球,北美洲和南美洲在西半球,南极洲大部分在南极圈内,被太平洋、大西洋和印度洋所环绕其中亚洲的面积最大,大洋洲的面积最小。地球上的海洋,以其面积大小依次为太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。地球的大气由7%的氮,21%的氧,微量的氩二氧化碳和水组成。
地球初步形成时,大气中可能存在大量的二氧化碳,但是几乎都被组合成了碳酸盐岩石,少部分溶入了海洋或被活着的植物消耗。大气中稳定存在的少量二氧化碳通过温室效应维持地表气温,没有它海洋将会结冰,而生命将不可能存在。地球的内部结构由外向内分为地壳、地幔、地核三部分。地球大约有46亿年的历史。地球有一个由内核电流形成的适度的磁场区。地壳地壳是地球固体圈层的最外层,由岩石组成。位于地球表面至莫霍界面之间。莫霍界面是地壳与地幔的分界面。地壳的厚度各处不一,整个地壳平均厚度约17千米。其中大陆地壳厚度较大,一般为15~80千米,平均厚度为35千米。
高山、高原地区地壳最厚,平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄只有2~11千米,平均厚度为7千米。地壳按成分可分为上下两层:上层为花岗岩层,较硬,易发生脆性破裂,由于富含硅、铝,又称“硅铝层”;下层为玄武岩层,较软,易发生塑性变形,由于富含硅和镁,又称硅镁层”两层以康拉德不连续面隔开硅铝层仅存在于大陆地壳,是不连续圈层;镁层在大陆和海洋均有分布,为连续圈层。大陆地壳和上地幔顶部又合称岩石圈地壳经常处于运动状态地壳运动称大地构造作用,指由各种自然作用所引起的地壳的大规模变形,导致形成大陆和大洋盆地、山系和裂谷及其他各种现象。
地幔地幔是地球内部构造的一个圈层,介于莫霍界面和古登堡界面之间,厚度约千米,主要由致密的造岩物质构成,是地球内部体积和质量最大的一层。其体积约占地球总体积的83%,质量约为地球总质量的68.1%地震波在地幔中的传播速度缓慢而均匀,说明地幔物质较地壳具有很大的均匀性地幔一般分为上地幔和下地幔两层。地表常见的玄武岩就来自上地幔。上地幔顶部存在一个地震波传播速度减慢的层(古登堡低速层),一般又称为软流层,很可能是岩浆的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分下地幔的温度、压力和密度均增大,物质呈可塑性固态。
地核地核是指地球内部构造的中心圈层,是地球的核心位于古登堡界面(位于地下约千米)以下直至地心;半径约为千米,质量占整个地球的31.5%,体积占整个地球的16.2%,比火星的体积还要大。据科学家观测分析,地核分为外地核、过渡层和内地核3个层次。外地核的厚度约为千米,物质呈液态。过渡层的厚度只有千米,物质处于由液态向固态过渡状态内地核厚度约千米,主要成分是以铁、镍为主的重金属,所以又称铁镍核。由于地核处于地球的最深处,受到的压力比地壳和地幔部分要大得多。在外地核部分,压力已达到千帕(万个大气压),到了核心部分便增加到千帕(万个大气压)了。
这样大的压力,我们在地球表面是很难想象的。地核内部不仅压力大,而且温度也很高,可高达~℃,或更高。在这种高温、高压和高密度的情况下,我们平常所说的“固态”或“液态”概念,已经不适用了。因为地核内的物质既具有钢铁那样的“刚性”,又具有沥青那样的“柔性”(可塑性)。这种物质不仅比钢铁还坚硬十几倍,而且还能慢慢变形而不会断裂。地核内部这些特殊情况,即使在实验室里也很难模拟,所以人们对它了解得还很少。但人们普遍认为,地球内部是一个极不平静的世界,地球内部的各种物质始终处于不停息的运动之中。地质年代地质年代是指地壳中不同年代的岩石和地层在形成过程中的时间和先后顺序。地质年代可分为相对地质年代和绝对地质年代两种。
相对地质年代主要依据岩石的层位和岩石中的化石,指明岩石生成时间的顺序;绝对地质年代依据岩石中放射性同位素蜕变产物的含量,指明岩石生成后距今的实际年数。地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序将地层分地质年代单位;根据绝对地质年代,计算出每个地质年代单位共延续多少年。具体地质年代如下。寒武纪之前的地质时代,也称“前古生代”或“先寒武纪”。寒武纪的开始,标志着地球进入了生物大繁荣的新阶段而在寒武纪之前,地球早已经形成了,只是在几十亿年的漫长过程中一片死寂。科学家们便把寒武纪之前这一段漫长而缺少生命的时间称作前寒武纪。前寒武纪始于最早的地质阶段,结束于约5.7亿年前,约占全部地史时间的5/6。
由于没有足够的生物依据,我们对地球的这段历史知之甚少前寒武纪曾划分为太古代和元古代,现广泛采用太古宙和元古宙分别表示其早、晚两个阶段,分界线为25亿年前年,GH.查德威克将全部地质时期划分为两部分:寒武纪以前称为隐生宙;自寒武纪始的地质时期称显生宙。近年来,由于软躯体动物化石在前寒武纪地层上部被发现,并据以划分为太古宙和元古宙,隐生宙之称已趋于不用。前寒武纪岩体是金属矿产特别是铁、镍、金、铀和铜等的重要来源铁矿床主要为沉积型,但也可能有属于火山成因的大型磁铁矿体全世界镍产量的75%来自加拿大地盾安大略萨德伯里的一个大型侵入体。前寒武纪岩体中产出的金超过其他地质体的总和。现在世界金产量的一半来自南部非洲的威特沃特斯兰德的前寒武纪砾岩。其他有价值的矿产还有铂、、铅、锌、铬、钴、锰、石墨、云母和滑石等。
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