《地球与地壳》PPT课件.ppt

第一章第一章 地球与地壳地球与地壳 地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置 地球的形状、大小和运动地球的形状、大小和运动 地球的圈层构造和形态特征地球的圈层构造和形态特征 地壳的组成地壳的组成 大地构造学说大地构造学说 火山与地震火山与地震宇宇 宙宙:“宇宇”指无限空间指无限空间,“宙宙”指无限时间。哲学指无限时间。哲学上又叫上又叫“世界世界”天天 体体:宇宙中恒星、行星、卫星、彗星、宇宙尘、宇宙中恒星、行星、卫星、彗星、宇宙尘、流星、星云等的统称流星、星云等的统称天文单位天文单位：地球和太阳的平均距离地球和太阳的平均距离(14960104km)光光 年年：光在一年中传播的距离光在一年中传播的距离(94600108 km)地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置-宇宙和天体宇宙和天体-恒星恒星:行星行星:卫星卫星:彗星彗星:流星流星:星云星云:质量很大且能发光。凭肉眼能看到的天体，质量很大且能发光。凭肉眼能看到的天体，9999以上都是以上都是恒星（恒星（太阳太阳）自己不发光，质量也远较恒星小，但需要具有一定的质量，自己不发光，质量也远较恒星小，但需要具有一定的质量，并且绕恒星运动（并且绕恒星运动（地球地球）质量比行星更小，绕行星运动，并随着行星绕恒星运动，其质量比行星更小，绕行星运动，并随着行星绕恒星运动，其包括人造卫星和与此相对的天然卫星（包括人造卫星和与此相对的天然卫星（月亮月亮）太阳系外围行星形成后所剩余的物质组成太阳系外围行星形成后所剩余的物质组成,是一种很小的，但是一种很小的，但具有特殊外表和轨道的天体具有特殊外表和轨道的天体质量更小，也不发光，在行星际空间运行，当接近地球，质量更小，也不发光，在行星际空间运行，当接近地球，受到引力作用时，可以改变轨道甚至陨落受到引力作用时，可以改变轨道甚至陨落,少数落到地面上少数落到地面上即为陨石即为陨石 是一种云雾状的天体是一种云雾状的天体,散布在银河系内、太阳系外的一堆堆散布在银河系内、太阳系外的一堆堆非恒星形状的尘埃和气体非恒星形状的尘埃和气体,主要成份是氢和氮主要成份是氢和氮 星系星系:河外星系，简称为星系，是位于银河系之外、由几十亿至河外星系，简称为星系，是位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、气体和尘埃物质组成的几千亿颗恒星、气体和尘埃物质组成的天体系统天体系统宇宙宇宙 “大爆炸大爆炸”学说学说 美国天文学家哈勃美国天文学家哈勃(Edwin Hubble(Edwin Hubble，1889-1953)1889-1953)宇宙宇宙“大爆炸大爆炸”这一理论这一理论(Big Bang(Big Bang theory)theory)首先是由首先是由Edwin HubbleEdwin Hubble提出的，提出的，是现代宇宙学中最有影响的学说，是目前是现代宇宙学中最有影响的学说，是目前有关宇宙历史最可能的一种解释。有关宇宙历史最可能的一种解释。1923 1923至至19241924年在威尔逊天文台时，哈勃年在威尔逊天文台时，哈勃发现仙女座大星云的发现仙女座大星云的1212颗造父变星，根据颗造父变星，根据周光关系，推算出它们位于银河系以外，周光关系，推算出它们位于银河系以外，是与银河系一样的恒星系统，这一发现使是与银河系一样的恒星系统，这一发现使哈勃成为哈勃成为星系天文学星系天文学奠基人。奠基人。他认为宇宙大爆炸导致宇宙扩张，并压迫空间物他认为宇宙大爆炸导致宇宙扩张，并压迫空间物质变为超致密团。宇宙质变为超致密团。宇宙“大爆炸大爆炸”的直接证据是的直接证据是19651965年以来才有所发现的。那时候，有两位科学家声称测年以来才有所发现的。那时候，有两位科学家声称测到了到了“大爆炸大爆炸”残余微波，但未能对残余微波，但未能对“大爆炸大爆炸”后四后四处扩散的物质，如何重新凝聚从而形成星球及星系的处扩散的物质，如何重新凝聚从而形成星球及星系的问题做出解释。问题做出解释。仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得出的仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得出的一种设想一种设想宇宙宇宙 “大爆炸大爆炸”学说学说 “哈勃哈勃”号太空望远镜号太空望远镜(1990(1990年年4 4月月2525日，由美国航天飞机日，由美国航天飞机送上太空轨道送上太空轨道)是目前被送入轨道的口径最大的望远镜。它是目前被送入轨道的口径最大的望远镜。它全长全长12.812.8米，镜筒直径米，镜筒直径4.274.27米，重米，重1111吨，由三大部分组成，吨，由三大部分组成，第一部分是光学部分，第二部分是科学仪器，第三部分是辅第一部分是光学部分，第二部分是科学仪器，第三部分是辅助系统，包括两个长助系统，包括两个长11.811.8米，宽米，宽2.32.3米，能提供米，能提供2.42.4千瓦功率千瓦功率的太阳电池帆板，两个与地面通讯用的抛物面天线。的太阳电池帆板，两个与地面通讯用的抛物面天线。为纪念为纪念Edwin HubbleEdwin Hubble对天文的贡献，故命名为哈勃太空望远对天文的贡献，故命名为哈勃太空望远镜。镜。哈勃太空望远镜升空哈勃太空望远镜升空“哈勃哈勃”新拍照片反映的是新拍照片反映的是一颗遥远恒星周围的景象。一颗遥远恒星周围的景象。这颗名为这颗名为“V838 Mon”“V838 Mon”的恒的恒星位于麒麟星座方向，距离星位于麒麟星座方向，距离地球地球2 2万光年。在照片上可万光年。在照片上可以看到恒星周围漩涡状的尘以看到恒星周围漩涡状的尘埃云。据估计，这些漩涡状埃云。据估计，这些漩涡状尘埃云在星际空间中跨越数尘埃云在星际空间中跨越数万亿公里。万亿公里。“哈勃哈勃”拍照的一颗恒星周围的景象拍照的一颗恒星周围的景象关于宇宙关于宇宙 “大爆炸大爆炸”1988 1988年，英国的一年，英国的一位科学家在时间简史：位科学家在时间简史：从大爆炸到黑洞中阐从大爆炸到黑洞中阐述，宇宙最初的模样像述，宇宙最初的模样像一个豌豆大小的物体，一个豌豆大小的物体，悬浮于一片没有时间的悬浮于一片没有时间的真空，在真空，在“大爆炸大爆炸”前前瞬间发生极其快速的膨瞬间发生极其快速的膨胀过程。时间为距今约胀过程。时间为距今约12010120108 8年。年。关于宇宙关于宇宙 “大爆炸大爆炸”-黑洞黑洞黑洞黑洞是广义相对论所预言的一种是广义相对论所预言的一种暗天体暗天体，它有一个封闭的，它有一个封闭的视界面，外来物质能够进入而视界内的任何物质却不能逃出视界面，外来物质能够进入而视界内的任何物质却不能逃出视界。视界。黑洞被认为由解体的星球残余物质形成。英国科学家用黑洞被认为由解体的星球残余物质形成。英国科学家用哈勃天文望远镜拍摄的照片，去除一层层耀眼光环后，观察哈勃天文望远镜拍摄的照片，去除一层层耀眼光环后，观察到了整个星系相互碰撞并被黑洞吞噬的景象，黑洞比亿万颗到了整个星系相互碰撞并被黑洞吞噬的景象，黑洞比亿万颗太阳还要大，星系相互碰撞后的物质，首先被吸进强旋涡中太阳还要大，星系相互碰撞后的物质，首先被吸进强旋涡中心，在被黑洞吞噬之前释放出巨大能量。黑洞甚至吸收光线。心，在被黑洞吞噬之前释放出巨大能量。黑洞甚至吸收光线。黑洞吸引周围物质下落而发出黑洞吸引周围物质下落而发出X X射线。日本科学家花了射线。日本科学家花了1515年年时间分析来自外太空的无线电波后，于时间分析来自外太空的无线电波后，于19991999年说，已发现银年说，已发现银河中心有河中心有2424个黑洞。个黑洞。20002000年年8 8月，美国麻省理工学院的天文学家们宣布月，美国麻省理工学院的天文学家们宣布发现了银河系中央存在黑洞的证据，位于银河系中发现了银河系中央存在黑洞的证据，位于银河系中央的一个区域，其质量超过央的一个区域，其质量超过260260万个太阳质量，但万个太阳质量，但它的直径不超过太阳和地球之间的距离。密度如此它的直径不超过太阳和地球之间的距离。密度如此之大的天体，只可能是个黑洞。之大的天体，只可能是个黑洞。黑洞的假想图黑洞的假想图关于宇宙关于宇宙 “大爆炸大爆炸”胎儿期的恒星在此孵化这是由绕轨道而行的哈这是由绕轨道而行的哈勃望远镜拍摄到的高度勃望远镜拍摄到的高度清晰的云柱。这三座云清晰的云柱。这三座云柱是柱是新星群的育儿室新星群的育儿室。其中最大的头尾两端足其中最大的头尾两端足足有足有4 4光年的长度。光年的长度。近日，美国宇航局公布了探测近日，美国宇航局公布了探测器拍到的宇宙器拍到的宇宙“婴儿期照片婴儿期照片”，为，为宇宙大爆炸理论提供了新的依据。宇宙大爆炸理论提供了新的依据。根据这些照片，科学家还精确地测根据这些照片，科学家还精确地测量出了宇宙的实际年龄是量出了宇宙的实际年龄是137亿年。亿年。“恒星育儿室恒星育儿室”全天空图全天空图片片19891989年，美国太空总署发射了一年，美国太空总署发射了一颗颗“宇宙背景探测卫星宇宙背景探测卫星”，该资，该资料表明，观测到了在宇宙的遥远料表明，观测到了在宇宙的遥远边际存在着一堆极其庞大的波浪边际存在着一堆极其庞大的波浪形物质，这种波形物质伸展达形物质，这种波形物质伸展达(59010(590108 8)(100010(1000108 8)哩，并哩，并且已有且已有15015010108 8年历史。由于该波年历史。由于该波浪形物质是在宇宙大爆炸仅浪形物质是在宇宙大爆炸仅301030104 4年后便已形成，所以它年后便已形成，所以它被喻为是宇宙诞生的证据。被喻为是宇宙诞生的证据。这种波浪形物质形成后，万有引力这种波浪形物质形成后，万有引力使愈来愈多的物质凝聚起来，最后变成星系使愈来愈多的物质凝聚起来，最后变成星系。后来，一个国际科学家小组利用欧洲航天局红外太空观测卫后来，一个国际科学家小组利用欧洲航天局红外太空观测卫星（星（ISOISO）的观测数据，对一种氘氢分子进行分析测算后发现，）的观测数据，对一种氘氢分子进行分析测算后发现，在距地球约在距地球约15001500光年的猎户星云中高度活跃的恒星形成区，氘光年的猎户星云中高度活跃的恒星形成区，氘原子与氢原子的比例为原子与氢原子的比例为1:10101:10104 4。宇宙中所能探测到的所有氘。宇宙中所能探测到的所有氘元素，可能都是在宇宙元素，可能都是在宇宙“大爆炸大爆炸”几分钟后的原始核聚变过程几分钟后的原始核聚变过程中产生的，有关氘元素丰度的最新测算结果再次证实，宇宙中中产生的，有关氘元素丰度的最新测算结果再次证实，宇宙中正常物质总是无法遏止宇宙无限膨胀的趋势。正常物质总是无法遏止宇宙无限膨胀的趋势。1999 1999年德国的天年德国的天文学家称发现了距今约文学家称发现了距今约700700年的一次超新星爆年的一次超新星爆发留下的气体云，估计发留下的气体云，估计其温度为其温度为3000103000104 4K K，为太阳核心温度的两倍，为太阳核心温度的两倍，气体云延伸的直径达到气体云延伸的直径达到2525光年。光年。在宇宙空间中可能不均匀地漫布着由在宇宙空间中可能不均匀地漫布着由“大爆炸大爆炸”或恒星炸裂而产生的尘云物质，它们有可能被或恒星炸裂而产生的尘云物质，它们有可能被吸引聚积而形成星体。吸引聚积而形成星体。哈哈勃勃望望远远镜镜拍拍摄摄的的照照片片哈勃望远镜拍摄的照片哈勃望远镜拍摄的照片据天文观测，在星际空间和星云中，据天文观测，在星际空间和星云中，有大约有大约99%99%气体和气体和1%1%灰尘组成的稀灰尘组成的稀疏物质，气体大部分是氢和氦，尘疏物质，气体大部分是氢和氦，尘状物类似于地球物质的成分，如硅状物类似于地球物质的成分，如硅化合物、二氧化铁、冰晶以及包括化合物、二氧化铁、冰晶以及包括有机分子在内的许多细小分子，于有机分子在内的许多细小分子，于是提出了分凝序列模型。韦扎克是提出了分凝序列模型。韦扎克(Weizsacker,1944)Weizsacker,1944)的计算结果，在的计算结果，在一大旋涡作湍动收缩时，就产生出一大旋涡作湍动收缩时，就产生出一些子旋涡，一个子旋涡足以产生一些子旋涡，一个子旋涡足以产生一个太阳系，在太阳旋涡的外缘有一个太阳系，在太阳旋涡的外缘有一些亚子旋涡，两个亚子旋涡的啮一些亚子旋涡，两个亚子旋涡的啮合部位尘埃粒子的碰撞结合，从而合部位尘埃粒子的碰撞结合，从而形成星子行星。形成星子行星。西班牙加里克西班牙加里克.伊斯拉埃伊斯拉埃良等人在一颗恒星的光谱良等人在一颗恒星的光谱里找到了它曾经吞食过行里找到了它曾经吞食过行星的证据。星的证据。HD82943HD82943里所里所含的微量锂含的微量锂-6-6，就像小猫，就像小猫胡子上沾的牛奶一样，是胡子上沾的牛奶一样，是这颗恒星可能曾经吞食过这颗恒星可能曾经吞食过行星的有力证据。行星的有力证据。恒星吞食行星恒星吞食行星哈勃望远镜拍下大星系吞食小星系照片哈勃望远镜拍下大星系吞食小星系照片 正如天文学家预测的那样，一正如天文学家预测的那样，一个大型的星系正在吞食一个微个大型的星系正在吞食一个微型星系，而且首次有了照片证型星系，而且首次有了照片证据来证明这种宇宙中的据来证明这种宇宙中的“大鱼大鱼吃小鱼吃小鱼”现象。天文学家表示，现象。天文学家表示，小星系因为受到大星系的万有小星系因为受到大星系的万有引力而解体，小星系里被吸附引力而解体，小星系里被吸附走的星体将成为螺旋状大星系走的星体将成为螺旋状大星系周围环绕的球形晕轮的一部分。周围环绕的球形晕轮的一部分。哈勃发回新照片哈勃发回新照片“大爆炸大爆炸”理论遭质疑理论遭质疑 “哈勃哈勃”望远镜本次拍摄望远镜本次拍摄到了一些宇宙深处的星体，到了一些宇宙深处的星体，这些星体大概形成于宇宙这些星体大概形成于宇宙诞生后的诞生后的5 5亿年内亿年内(约约130130亿年前亿年前)。然而，这些星。然而，这些星体的数量却远远少于科学体的数量却远远少于科学家们原来的估计。为家们原来的估计。为 “大爆炸大爆炸”理论打上一个理论打上一个重重的问号。重重的问号。银河系银河系(人类、地球以及太阳系所处的星系人类、地球以及太阳系所处的星系 )地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置-太阳和太阳系太阳和太阳系-银河系的构造银河系的构造 地球随太阳在银河系中运动地球随太阳在银河系中运动 地球随太阳围绕银河系中心做旋转运动。太阳绕银心旋地球随太阳围绕银河系中心做旋转运动。太阳绕银心旋转一周约转一周约2.8102.8108 8-310-3108 8a.a.，平均速度约，平均速度约250km/S250km/S，轨道，轨道偏心率为之间，它的近银点是退行的。偏心率为之间，它的近银点是退行的。千秒差距千秒差距:量度距离的一种单位，等于量度距离的一种单位，等于32603260光年光年 哈勃望远镜拍到一银河系的星星光环哈勃望远镜拍到一银河系的星星光环 这张是美国哈勃空间望远镜这张是美国哈勃空间望远镜捕捉到的一银河系的环形星群捕捉到的一银河系的环形星群照片，该照片比这个银河系的照片，该照片比这个银河系的任何现有的照片都清晰。整个任何现有的照片都清晰。整个星系大约星系大约120,000120,000光年宽光年宽,比我比我们的银河星系稍微大们的银河星系稍微大.这光环这光环主要由蓝色的小恒星组成主要由蓝色的小恒星组成,与与黄色的核心形成鲜明对比。黄色的核心形成鲜明对比。宇航船在距地球宇航船在距地球宇航船在距地球宇航船在距地球100100100100万公里的第二拉万公里的第二拉万公里的第二拉万公里的第二拉格朗日点轨道上运行，背景为太阳、地格朗日点轨道上运行，背景为太阳、地格朗日点轨道上运行，背景为太阳、地格朗日点轨道上运行，背景为太阳、地球和月亮。球和月亮。球和月亮。球和月亮。太阳系太阳系 太阳系中的行星分别为水星、金星、地球、火星、木星、太阳系中的行星分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。行星中的前四颗较近太阳称为地球土星、天王星和海王星。行星中的前四颗较近太阳称为地球族行星族行星(地组地组)，共同特点是体积小，平均密度大，自转速度，共同特点是体积小，平均密度大，自转速度慢，卫星数少；后四颗较远太阳称为大行星慢，卫星数少；后四颗较远太阳称为大行星(木组木组)，共同特，共同特点是体积大，平均密度小，自转速度快，卫星数多。点是体积大，平均密度小，自转速度快，卫星数多。太阳系主要星体的基本参数太阳系主要星体的基本参数太阳是一个炽热的发光球，它的内部不断进行着太阳是一个炽热的发光球，它的内部不断进行着巨大的热核反应，中心温度更高达巨大的热核反应，中心温度更高达1500101500104 4k,k,太太阳表面温度约为阳表面温度约为6000k6000k。在已知宇宙中，太阳是一个中等大小的恒星，直在已知宇宙中，太阳是一个中等大小的恒星，直径约为径约为14010140104 4kmkm，相当于地球直径的，相当于地球直径的109109倍；表倍；表面积约为地球的面积约为地球的1200012000倍；体积约为地球的倍；体积约为地球的13013010104 4倍。质量约倍。质量约1 1.98910989102727t t，相当于地球的，相当于地球的3333.3 310104 4倍；并且占整个太阳系质量的倍；并且占整个太阳系质量的9999.86%86%。太阳与日地系统太阳与日地系统 太阳在约太阳在约461046108 8a.a.以前，由气体和尘粒物质开始积以前，由气体和尘粒物质开始积聚而从星云中形成。物质积聚，收缩或凝结使其内部聚而从星云中形成。物质积聚，收缩或凝结使其内部的压强和温度急剧升高，温度升高到足以发生核聚变，的压强和温度急剧升高，温度升高到足以发生核聚变，以至太阳最终成为一颗恒星。产生核聚变要求的最低以至太阳最终成为一颗恒星。产生核聚变要求的最低温度估计约温度估计约50010500104 4，氢聚变反应式为：，氢聚变反应式为：4H1H+4H1H+能量能量 即即4 4个氢原子核聚合形成个氢原子核聚合形成1 1个氦原子核并释放出能量。个氦原子核并释放出能量。该能量是质量减少的转变，按爱因斯坦的著名方程该能量是质量减少的转变，按爱因斯坦的著名方程E=mcE=mc2 2来测算，每秒钟约有来测算，每秒钟约有5105108 8T T质量变成能量，并将质量变成能量，并将60010600108 8T T的氢变成氦，太阳还能维持约的氢变成氦，太阳还能维持约501050108 8年。年。彗彗 星：星：彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一类彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一类质量很小的天体，是太阳系的成员之一。由质量很小的天体，是太阳系的成员之一。由彗核、彗发、彗云和彗尾组成。彗核、彗发、彗云和彗尾组成。小行星是太阳系内类似行星绕太阳运动，但小行星是太阳系内类似行星绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。体积和质量比行星小得多的天体。是地球唯一的天然卫星，是距离我们最近的天是地球唯一的天然卫星，是距离我们最近的天体。与地球的平均距离约为体。与地球的平均距离约为384401 km384401 km。半径。半径相当地球半径的相当地球半径的2727.28%;28%;质量相当于地球质量质量相当于地球质量1/811/81；平均密度为；平均密度为3.24g/cm3.24g/cm3 3，只及地球的，只及地球的0 0.6.6.月球本身并不发光，只反射太阳光。月球本身并不发光，只反射太阳光。小行星：小行星：月月 球：球：太阳风：太阳风：从太阳大气最外层的日冕向空间持续抛射出从太阳大气最外层的日冕向空间持续抛射出来的物质粒子流。来的物质粒子流。彗彗 星星 行星与星地系统行星与星地系统 关于行星与太阳的距离，按提丢斯波得定则关于行星与太阳的距离，按提丢斯波得定则(Titius-Boderule，1766)1766)排列。按照这个定则，应在火星与木星轨排列。按照这个定则，应在火星与木星轨道之间，即距太阳约道之间，即距太阳约2 2.8 8个天文单位处还有一颗同样绕太阳个天文单位处还有一颗同样绕太阳运转的大行星，但始终没有发现，恰在这个空间范围内自运转的大行星，但始终没有发现，恰在这个空间范围内自18011801年以来相继发现了谷神星、智神星等约年以来相继发现了谷神星、智神星等约24002400多颗小行星。多颗小行星。它们的形状不规则，绕太阳旋转的周期为它们的形状不规则，绕太阳旋转的周期为1-141-14年左右不等，年左右不等，很可能曾是一颗大行星遭撞击破碎的产物。很可能曾是一颗大行星遭撞击破碎的产物。英国一太空研究专家日前称一颗英国一太空研究专家日前称一颗英国一太空研究专家日前称一颗英国一太空研究专家日前称一颗巨大的名为巨大的名为巨大的名为巨大的名为2002 NT72002 NT72002 NT72002 NT7的小行星将于的小行星将于的小行星将于的小行星将于17171717年内撞击地球，届时地球上的生年内撞击地球，届时地球上的生年内撞击地球，届时地球上的生年内撞击地球，届时地球上的生命将遭受毁灭性的打击。据称这个命将遭受毁灭性的打击。据称这个命将遭受毁灭性的打击。据称这个命将遭受毁灭性的打击。据称这个小行星是迄今为止所探测到对地球小行星是迄今为止所探测到对地球小行星是迄今为止所探测到对地球小行星是迄今为止所探测到对地球威胁最大的物体，它的直径约两公威胁最大的物体，它的直径约两公威胁最大的物体，它的直径约两公威胁最大的物体，它的直径约两公里，预料撞击速度达每秒里，预料撞击速度达每秒里，预料撞击速度达每秒里，预料撞击速度达每秒28282828公里，公里，公里，公里，无论撞落在地球五大洲的任何一地，无论撞落在地球五大洲的任何一地，无论撞落在地球五大洲的任何一地，无论撞落在地球五大洲的任何一地，都足以摧毁整个洲块，并造成全球都足以摧毁整个洲块，并造成全球都足以摧毁整个洲块，并造成全球都足以摧毁整个洲块，并造成全球性的气候剧变。性的气候剧变。性的气候剧变。性的气候剧变。艺术家眼中的小行星撞地球情景 金星和金星上的火山金星和金星上的火山“金星快车金星快车”拍摄的金星表面火山拍摄的金星表面火山区区 “金星快车金星快车”号是在号是在“火星快火星快车车”和和“罗赛塔罗赛塔”探测器的基础探测器的基础上耗时上耗时4 4年开发而成的，共搭载了年开发而成的，共搭载了7 7种科学仪器，可以对金星大气、种科学仪器，可以对金星大气、离子环境及其与太阳风的相互作离子环境及其与太阳风的相互作用等进行测量。用等进行测量。“金星快车金星快车”于于20052005年年1111月月9 9日由俄罗斯的日由俄罗斯的“联盟联盟”运载火箭从拜科努尔发射场发运载火箭从拜科努尔发射场发射升空。储存的燃料足够支持其射升空。储存的燃料足够支持其运行运行10001000天天 金星火山口照片金星火山口照片 “金星快车金星快车”号拍摄号拍摄的金星火山照片的金星火山照片金星上的火山金星上的火山火星风暴火星风暴 2000 2000年年8 8月，美国的火星月，美国的火星探测器观测到了火星上的大探测器观测到了火星上的大风暴，风暴始于风暴，风暴始于1515日，日，2626日日加剧并急速扩展，已覆盖了加剧并急速扩展，已覆盖了超过半个火星表面。预计它超过半个火星表面。预计它还会继续扩展，直到造成一还会继续扩展，直到造成一次全球性风暴。图为该风暴次全球性风暴。图为该风暴在火星上的位置。在火星上的位置。火星古洪水火星古洪水 美国科学家最近发现了证明美国科学家最近发现了证明火星在较近的时间内发生过大火星在较近的时间内发生过大规模洪水的证据。原因是火山规模洪水的证据。原因是火山喷发，造成地下冰融化。地面喷发，造成地下冰融化。地面上也有一些小河道，十分清楚上也有一些小河道，十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面显然存在过在过去，火星表面显然存在过水，甚至可能有过大湖和海洋。水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。大约四十亿年了。火星上曾被水淹没火星上曾被水淹没 “勇气勇气”号与号与“机遇机遇”号火星车号火星车 勇气号彩照（勇气号彩照（20042004）20042004年年1 1月月2323日日“火星快车火星快车”探测器发现火星南极存在冰冻水探测器发现火星南极存在冰冻水 20042004年年1 1月月1414日日“勇气勇气”号传回照片：奇特的火星地貌让科学号传回照片：奇特的火星地貌让科学家大吃一惊家大吃一惊 20042004年年1 1月月2424日日“机遇机遇”又发回火星照片显示火星土壤含赤铁又发回火星照片显示火星土壤含赤铁矿矿拍摄于美国当地时间拍摄于美国当地时间26日傍晚，日傍晚，照片上可以看到一个巨大的冲照片上可以看到一个巨大的冲击盆地击盆地摄于美国东部时间摄于美国东部时间27日清晨点日清晨点左右，这张照片上可以分辨出一左右，这张照片上可以分辨出一个椭圆形火山和实际长度达个椭圆形火山和实际长度达4000多公里的火星峡谷多公里的火星峡谷 这两张照片所拍摄的分别是火星近乎相反的两面。照片上火这两张照片所拍摄的分别是火星近乎相反的两面。照片上火星南极的白色冰冠相当显眼，还可以清晰地看到不少陨石坑。星南极的白色冰冠相当显眼，还可以清晰地看到不少陨石坑。负责对照片进行分析的专家说，从照片上看，火星南半球目前负责对照片进行分析的专家说，从照片上看，火星南半球目前正处于相对温暖的夏季，其南极冰冠正在融化缩小。正处于相对温暖的夏季，其南极冰冠正在融化缩小。人类探索火星人类探索火星？近来，随着美国近来，随着美国“火星探路者火星探路者”号飞船成功地在火星阿号飞船成功地在火星阿瑞斯平原着陆，这颗瑞斯平原着陆，这颗“神秘神秘”的星球又一次成为世人瞩的星球又一次成为世人瞩目的焦点。从目的焦点。从19651965年年“水手水手4 4号号”火星探测飞船首次探测火星探测飞船首次探测火星起，迄今人类已先后向火星发射过十几次探测飞船，火星起，迄今人类已先后向火星发射过十几次探测飞船，三次在火星陆地着陆。三次在火星陆地着陆。地球人对火星执着的探索，地球人对火星执着的探索，是人类探索宇宙生命是人类探索宇宙生命。美国。美国科学家在一块来自火星的陨石上发现了古代微生物痕迹，科学家在一块来自火星的陨石上发现了古代微生物痕迹，这使得科学家对地球生命有了全新的认识。根据火星陨这使得科学家对地球生命有了全新的认识。根据火星陨石内古微生物痕迹的启示，科学家石内古微生物痕迹的启示，科学家进一步对地球生命起进一步对地球生命起源年代重新研究源年代重新研究。结果表明，地球上出现生命的时间远。结果表明，地球上出现生命的时间远远早于人们过去认为的远早于人们过去认为的3838亿年前。火星探索将有助于揭亿年前。火星探索将有助于揭开地球生命及人类起源的奥秘。开地球生命及人类起源的奥秘。人类探索火星还可使地球人了解地球今后的命运。最近人类探索火星还可使地球人了解地球今后的命运。最近探测表明，火星上曾发生过特大洪水。也许火星曾经是探测表明，火星上曾发生过特大洪水。也许火星曾经是一个温暖、湿润，适宜于生物生长的星球。但根据目前一个温暖、湿润，适宜于生物生长的星球。但根据目前探测结果，火星上现在除南北极存在探测结果，火星上现在除南北极存在“水冰水冰”外，大部外，大部分地区是极干燥的分地区是极干燥的“戈壁滩戈壁滩”。通过对火星深入研究，。通过对火星深入研究，可以使地球人了解星球的历史变迁，更好地保护我们自可以使地球人了解星球的历史变迁，更好地保护我们自已的星球免遭毁灭。比如科学家登上月球后，通过对陨已的星球免遭毁灭。比如科学家登上月球后，通过对陨石坑研究，了解到地球的历史上曾遭受过许多石坑研究，了解到地球的历史上曾遭受过许多“宇宙炮宇宙炮弹弹”的轰击，从而对恐龙灭绝等自然事件有了新的认识。的轰击，从而对恐龙灭绝等自然事件有了新的认识。探索火星，最终也是为人类征服火星作准备。科学家设探索火星，最终也是为人类征服火星作准备。科学家设想，随着科学技术发展，人类有可能在火星上建立适合想，随着科学技术发展，人类有可能在火星上建立适合人类生存的人类生存的“生态环境圈生态环境圈”，让火星成为，让火星成为“第二个地球第二个地球”，成为地球人未来最佳的，成为地球人未来最佳的“避难所避难所”。木星木星木星是太阳系行星中最大的。亮木星是太阳系行星中最大的。亮度仅次于金星。它的质量是地球度仅次于金星。它的质量是地球的的13161316倍，是太阳系中其他行星倍，是太阳系中其他行星加在一起的二倍半。木星没有固加在一起的二倍半。木星没有固体外壳，在浓密的大气之下是液体外壳，在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核，温度高由铁和硅组成的固体核，温度高达达3000030000度。但木星大气的平均度。但木星大气的平均温度约为温度约为140140度。度。太阳行星中有七个带有卫星，最多的是土星有太阳行星中有七个带有卫星，最多的是土星有2323个、木星有个、木星有1616个卫星，天王星的个卫星，天王星的2020颗卫星，其中颗卫星，其中1515颗是近几年才发现的颗是近几年才发现的地球在天体中的位置地球在天体中的位置地球系统是开放系统地球系统是开放系统地球系统的性质可以分为地球系统的性质可以分为:孤立系统：孤立系统：与外界没有能量与物质的交换。与外界没有能量与物质的交换。封闭系统：封闭系统：可与温度确定不变的外界交换能量而不交换物可与温度确定不变的外界交换能量而不交换物质，体系温度保持恒定。质，体系温度保持恒定。开放系统：开放系统：可与外界交换能量和物质。可与外界交换能量和物质。在孤立系统中实际发生的过程，总是使系统的熵增加，在孤立系统中实际发生的过程，总是使系统的熵增加，状态只能自发地从非平衡转变为平衡，从有序转变为无序，状态只能自发地从非平衡转变为平衡，从有序转变为无序，而不可能逆转。对于封闭系统，当体系和外界同一的绝对而不可能逆转。对于封闭系统，当体系和外界同一的绝对温度足够低时，有可能形成低熵的有序平衡结构，如晶体温度足够低时，有可能形成低熵的有序平衡结构，如晶体和相变。对于开放系统，在时间间隔和相变。对于开放系统，在时间间隔(dt)(dt)内，体系熵的改内，体系熵的改变变(ds)(ds)等于熵流等于熵流(des)(des)加熵的产生加熵的产生(dis)(dis)。目前，已能从以。目前，已能从以下几个方面来讨论地球系统是开放系统。下几个方面来讨论地球系统是开放系统。“地心说地心说”“”“日心学说日心学说”曾经有一个很长时期，人们认为地球是宇宙的曾经有一个很长时期，人们认为地球是宇宙的中心，一切天体都是绕地球运行。直到中心，一切天体都是绕地球运行。直到15431543年，年，哥白尼的哥白尼的“天体运行论天体运行论”发表，发表，“日心学说日心学说”创创立，这个错误观念才被抛弃。立，这个错误观念才被抛弃。地球则只是太阳系中的一颗普通的行星，地球地球则只是太阳系中的一颗普通的行星，地球沿着椭圆形轨道绕太阳运行，太阳处在椭圆形轨沿着椭圆形轨道绕太阳运行，太阳处在椭圆形轨道的焦点之一上。道的焦点之一上。哥白尼哥白尼-伟大的波伟大的波兰天文学家，日心说兰天文学家，日心说的创立者，近代天文的创立者，近代天文学的奠基人学的奠基人开普勒开普勒-德国德国天文学家，发天文学家，发现了行星沿椭现了行星沿椭圆轨道运行，圆轨道运行，并且提出行星并且提出行星运动三定律，运动三定律，为为牛顿牛顿发现万发现万有引力定律打有引力定律打下了基础。下了基础。伽利略伽利略-意大意大利物理学家、天利物理学家、天文学家和哲学家，文学家和哲学家，近代实验科学的近代实验科学的先驱者。先驱者。布鲁诺布鲁诺-意大利意大利哲学家和思想家。哲学家和思想家。牛顿牛顿 -英英国伟大的数国伟大的数学家、物理学家、物理学家、天文学家、天文学家和自然学家和自然哲学家哲学家 地球的形状与大小地球的形状与大小地地球球极极半半径径63566356.779km779km，南南极极比比北北极极半半径径短短1515.2m2m；地地球球赤赤道道半半径径63786378.14km14km，某某些些地地方方相相对对高高出出430m430m；地地球平均半径球平均半径63176317.03km03km；地球圆周长；地球圆周长39840km39840km。地地球球表表面面海海洋洋面面积积3 3.52410524108 8kmkm，占占约约71%71%，平平均均水水深深3729m3729m，最最深深点点-11033m-11033m，海海洋洋水水面面的的隆隆高高最最大大+76m+76m，海洋水面的低洼最低海洋水面的低洼最低-104m-104m。地地球球表表面面陆陆地地面面积积1 1.48410484108 8kmkm2 2，占占地地球球表表面面约约29%29%，在在南南半半球球陆陆地地面面积积占占约约17%17%，在在北北半半球球陆陆地地面面积积占占约约39%39%，陆陆地地平平均均高高度度+875m+875m，陆陆地地上上的的最最高高点点，珠珠穆穆朗朗玛峰玛峰+8848m+8848m，陆地上的最低点死海水面，陆地上的最低点死海水面-392m-392m。地球的圈地球的圈层结层结构构：散逸层：散逸层：约约800 km 800 km 电离层：电离层：约约80-800 km 80-800 km 中间层：中间层：约约52-80 km 52-80 km 平流层：平流层：约约10-52 km 10-52 km 对流层：对流层：约约0-10 km 0-10 km 地壳：地壳：平均厚度平均厚度17km17km 地幔：地幔：平均厚度平均厚度2900km2900km 地核：地核：平均厚度平均厚度3470km3470km 地球地球质质量量5.9761024kgkg，平均密度平均密度5.52 g/cmg/cm3 3 地球的形状地球的形状 地球两极扁平的程度称为地地球两极扁平的程度称为地球的扁率球的扁率，可用下式计算，可用下式计算 a a 椭球体半长轴椭球体半长轴b b 为地球两极半径，即半短轴为地球两极半径，即半短轴ab地球的运动地球的运动 地球的自转地球的自转 地球的公转地球的公转地球的自转地球的自转太阳直射点的变化太阳直射点的变化太阳直射点的变化太阳直射点的变化由于地球自转轴的指向不变，太阳由于地球自转轴的指向不变，太阳辐射在一年中直射地球表面的纬度辐射在一年中直射地球表面的纬度发生变化，并导致地球表面昼夜的发生变化，并导致地球表面昼夜的长短变化和一年四季变化。夏至时长短变化和一年四季变化。夏至时，太阳直射北回归线，北半球白天，太阳直射北回归线，北半球白天最长、黑夜最短，北极圈内为极昼最长、黑夜最短，北极圈内为极昼；南半球黑夜最长、白天最短，南；南半球黑夜最长、白天最短，南极圈内为极夜。冬至时，南、北半极圈内为极夜。冬至时，南、北半球的情况相反。最大的昼、夜时间球的情况相反。最大的昼、夜时间差，赤道为零小时零分，向极区方差，赤道为零小时零分，向极区方向逐渐增大，极圈处达向逐渐增大，极圈处达2424小时零分小时零分时间的确定时间的确定地方时：地方时：太阳时：太阳时：世界时：世界时：子午线以通过格林威治的经线作为标准时间子午线以通过格林威治的经线作为标准时间的参照线的参照线 北京时：北京时：子午线以当地经线作为标准时间的参照线子午线以当地经线作为标准时间的参照线 子午线以东经子午线以东经120的经线作为标准时间的的经线作为标准时间的参照线参照线 取太阳为标准，则地球上同一地点连续两取太阳为标准，则地球上同一地点连续两次通过地心与日心连线所需的时间叫做一次通过地心与日心连线所需的时间叫做一个太阳日个太阳日日界线日界线19841984年国际经度会议规定年国际经度会议规定:原则上以原则上以180180 经线作为地经线作为地球上球上“今天今天”和和“昨天昨天”的分界线，叫作的分界线，叫作“国际日国际日期变更线期变更线”，简称，简称“日界日界线线”。运动物体的偏转运动物体的偏转地转偏向力地转偏向力(科里奥利力科里奥利力)V V：运动物体的速度运动物体的速度：地球自传角速度：地球自传角速度：纬度：纬度地球的公转地球的公转地球围绕太阳的周年旋转地球围绕太阳的周年旋转运动，称地球公转