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1、第第2 2章地球的基本特征章地球的基本特征本讲稿第一页，共三十六页2022-09-2212南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质本讲稿第二页，共三十六页3南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质宇宙的概念 在空间上：“无边无际”在时间上：“无始无终”天体：恒

2、星约1022个 星系10多亿个 银河系一千多亿个恒星 太阳系 地球本讲稿第三页，共三十六页4南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的形状：“圆球形”一级近似“旋转椭球体”二级近似“大地水准面圈闭的形状”三级近似大地水准面的函数变化形状地球赤道截面和经向截面的形状本讲稿第四页，共三十六页5南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中

3、的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质地球的大小赤道半径6378137 m两极半径6356752 m平均半径6371000 km（约）本讲稿第五页，共三十六页6南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的表面形态起伏不平千姿万态规模悬殊成因复杂本讲稿第六页，共三十六页7南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球

4、概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质大陆地形（按照高程和起伏变化）（按照高程和起伏变化）山地：海拔大于海拔大于500m500m的隆起地形的隆起地形高原：海拔大于海拔大于600m600m、相对起伏较小、面积广阔的地区、相对起伏较小、面积广阔的地区丘陵：海拔小于海拔小于500m500m、具有一定起伏的地区、具有一定起伏的地区平原：海拔小于海拔小于200m 200m、面积广阔、地势平坦的地区、面积广阔、地势平坦的地区盆地：中间地势较低、四周较高的地形中间地势较低、四

5、周较高的地形本讲稿第七页，共三十六页8南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质地球的物理性质海洋（海底）地形海：与大陆毗邻、与洋有一定隔离的水域与大陆毗邻、与洋有一定隔离的水域（分成：（分成：“陆间海陆间海”和和“陆缘海陆缘海”两类）两类）洋：远离大陆、面积宽广、深度较大的水域远离大陆、面积宽广、深度较大的水域 大陆边缘大陆边缘（大陆架、大陆坡、大陆基）（大陆架、大陆坡、大陆基）洋中脊（海岭）洋

6、中脊（海岭）大洋盆地大洋盆地 深海丘陵深海丘陵 深海平原深海平原本讲稿第八页，共三十六页9南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第一节第一节 地球概况地球概况地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的形状和大小地球的形状和大小地球的形状和大小地球的物理性质地球的物理性质 地球的重力 地球的密度和压力 地球的磁性 地热 地球的弹性和塑性 其它：电性、放射性等本讲稿第九页，共三十六页10南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的物理性质地球的物理性质地球的重力地球的重力地球的密度和压力地球的密度和压力地球的密度和压力地球的密

7、度和压力地球的磁性地球的磁性地热地热地热地热地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性其它：电性、放射性等其它：电性、放射性等其它：电性、放射性等其它：电性、放射性等本讲稿第十页，共三十六页11南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的重力地球的重力正常的重力场：正常的重力场：正常的重力场：正常的重力场：g g0 0 0 0=9.78032(1+0.0053024sin9.78032(1+0.0053024sin9.78032(1+0.0053024sin9.78032(1+0.0053024sin2 2 2 2-0.000005sin2-0

8、.000005sin2-0.000005sin2-0.000005sin2)m/sm/s2 2重力异常场：重力异常场：重力异常场：重力异常场：布格重力异常布格重力异常布格重力异常布格重力异常 ggggB B=（g gg gh h-g-g-g-gm m m m）-g-g0 0本讲稿第十一页，共三十六页12南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的密度地球的密度怎么求出地球的密度怎么求出地球的密度怎么求出地球的密度怎么求出地球的密度5.5175.517（g/cmg/cm3 3 3 3）问题问题与常见的情况不符与常见的情况不符与常见的情况不符与常见的情况不符实际情况：地

9、表处：实际情况：地表处：2.652.65（g/g/cmm3 3 3 3 ）33km33km莫霍面处：莫霍面处：3.323.32（g/g/cmm3 3 3 3 ）2990km2990km古登堡面处：古登堡面处：5.569.98（g/g/cmm3 3 3 3 ）6371km地心处：地心处：12.5112.51（g/g/cmm3 3 3 3 ）本讲稿第十二页，共三十六页13南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的压力地球的压力地球静压力的计算结果：地球静压力的计算结果：地表地表地表地表10km10km处：处：处：处：3000（atmatm）33km莫霍面处：莫霍面处：

10、12000 12000（atm）2990km古登堡面处：古登堡面处：古登堡面处：古登堡面处：1325000（atm）6371km地心处：地心处：地心处：地心处：约约360360万万万万 （atmatm）注注注注：1 atm=1.01325101 atm=1.01325105 5PaPa（帕）（帕）（帕）（帕）本讲稿第十三页，共三十六页14南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的磁性地球的磁性地磁场地磁场测量参数测量参数地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点本讲稿第十四页，共三十六页15南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地

11、球的磁性地球的磁性地磁场地磁场测量参数测量参数地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点本讲稿第十五页，共三十六页16南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的磁性地球的磁性地磁场地磁场测量参数测量参数地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点地磁场的特点测量参数（5个）：总磁场强度T水平磁场强度H垂直磁场强度Z磁偏角磁倾角本讲稿第十六页，共三十六页17南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的磁性地球的磁性地磁场地磁场测量参数测量参数地磁场的特点地磁场的特点地磁的特点：地磁由稳定场(Ts)和变化场(T)组成；地下磁感应物质可以引起地

12、表此异常；地磁产生的原因尚不明了。本讲稿第十七页，共三十六页18南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地热地热热源热源地球内部温度地球内部温度地热散失特点地热散失特点地热散失特点地热散失特点本讲稿第十八页，共三十六页19南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地热地热热源热源地球内部温度地球内部温度地球内部温度地球内部温度地热散失特点地热散失特点地热散失特点地热散失特点地内热源：放射性元素生热：U235、U238、Th232、K40物质聚集重力、摩擦能等其他：潮汐摩擦、化学反应等本讲稿第十九页，共三十六页20南京信息工程大学遥感学院南京信息

13、工程大学遥感学院22-Sep-22地热地热热源热源地球内部温度地球内部温度地热散失特点地热散失特点地内温度：随深度而变化（分三层）变温层：日变化1 2m；年变化15 30m恒温层：（很薄）温度不受日温或年温的影响。增温层：温度随深度而增加。推测增温层温度：100km：1000400km：1500700km：19002900km：37005100km：43006371km：4500本讲稿第二十页，共三十六页21南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地热地热热源热源地球内部温度地球内部温度地球内部温度地球内部温度地热散失特点地热散失特点地热散失：地热通过火山、温泉、构造

14、运动、地震、地下传导等形式散失。每年散失量相当于燃烧300多亿吨标准煤。地热散失特点：局部差异很大裂谷、年轻山脉、深大断裂、大洋中脊、岛弧裂谷、年轻山脉、深大断裂、大洋中脊、岛弧散失较大散失较大。古老地盾、地台、海沟、洋盆古老地盾、地台、海沟、洋盆散失较小散失较小大陆和海洋散失程度相当本讲稿第二十一页，共三十六页22南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地震波地震波本讲稿第二十二页，共三十六页23南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep

15、-22地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地震波地震波地球的弹性：固体潮地震波地球的塑性：与温度有关与温度有关褶皱本讲稿第二十三页，共三十六页24南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地球的弹性和塑性现象地震波地震波地震波：面波 L波体波：横波S波 纵波 P波地震波的特点：VpVs Vl 本讲稿第二十四页，共三十六页25南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈

16、层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈水圈水圈 生物圈生物圈生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳 地幔地幔 地核地核本讲稿第二十五页，共三十六页26南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈水圈水圈 生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳地壳地壳 地幔地幔地幔地幔 地核地核大气圈：厚度：主要成分：氮、氧、二氧化碳、一氧化碳、水

17、汽、惰性气氮、氧、二氧化碳、一氧化碳、水汽、惰性气体、硫化氢、氧化硫、烷烃、尘埃等体、硫化氢、氧化硫、烷烃、尘埃等大气分层：对流层、平流层、中间层、热层、逸散层。对流层、平流层、中间层、热层、逸散层。大气圈的作用：（见（见P25P25下面下面6 6点）点）本讲稿第二十六页，共三十六页27南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈 生物圈生物圈生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈

18、层结构：地壳地壳地壳地壳 地幔地幔 地核地核地核地核水圈：存在形式：液态、固态液态、固态表现为：海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等。海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等。水圈的作用：（见（见P25P25，四点），四点）本讲稿第二十七页，共三十六页28南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈 生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳 地幔地幔 地核地核生物圈：存在：地下地

19、下1000m 1000m 高空高空33000m33000m（主要（主要在地面与大气、水面交接在地面与大气、水面交接200m200m范围）范围）表现为：原核生物、原生生物、菌类、动原核生物、原生生物、菌类、动物、植物物、植物五类。五类。生物圈的作用：参与物质和能量的交换、参与物质和能量的交换、转化、更替，不断改变周围环境转化、更替，不断改变周围环境本讲稿第二十八页，共三十六页29南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈水圈水圈

20、 生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳地壳地壳 地幔地幔地幔地幔 地核地核了解地球的内部结构的依据：宇宙物质依据：陨石陨石地质学依据：岩浆岩岩浆岩地球物理依据：主要是地震波主要是地震波陨石依据：铁陨石：Fe Fe、NiNi组成，比重在组成，比重在8.0 8.0 8.58.5或更大或更大石陨石：橄榄石橄榄石、辉石、角闪石等硅酸盐矿物，比重、辉石、角闪石等硅酸盐矿物，比重在在.0.0.5.5以上以上铁石陨石：介于两者之间介于两者之间地球内部物质与铁陨石和石陨石相当岩浆岩依据：金刚石的生成：温度：温度：1100 1100 2000 2000，压力：压力：5 5万个大气压（相

21、当于万个大气压（相当于150km150km深度深度)稳定同位素的研究：陨石的一些特征同位素比值与岩陨石的一些特征同位素比值与岩浆岩十分接近。（如：浆岩十分接近。（如：C C1212/C/C1414 、SrSr8787/Sr/Sr8686、S S3232/S/S34 34)地震波依据：波速连续物质成分、物理性质均匀。物质成分、物理性质均匀。波速突变物质成分、物理性质有明显差异。物质成分、物理性质有明显差异。波速快慢与物质密度（与物质密度（p p）有关。）有关。横波能否通过推断固态或液态。推断固态或液态。本讲稿第二十九页，共三十六页30南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-

22、22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈大气圈大气圈 水圈水圈水圈水圈 生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：（见书上（见书上（见书上（见书上P28 P28 2929）地壳地壳 地幔地幔地幔地幔 地核地核地核地核地壳：地壳是岩石圈上部次级圈层，分陆壳、洋壳两类。陆壳：上部为硅铝层上部为硅铝层花岗岩质层花岗岩质层 （OO、SiSi、AlAl、K K、NaNa）下部为硅镁层下部为硅镁层玄武岩质层玄武岩质层 （OO、SiSi、AlAl、Mg Mg、MnMn、FeFe、CaCa）陆壳厚度

23、陆壳厚度：高山区较厚，平原区较薄，平均：高山区较厚，平原区较薄，平均33km33km左右。左右。洋壳：只有硅镁层，几乎全由富含只有硅镁层，几乎全由富含Mg Mg、MnMn、FeFe的火成岩组成的火成岩组成洋壳厚度较薄，在洋壳厚度较薄，在6 68km8km左右左右注意：“地壳”和“岩石圈”概念的区别岩石圈：大洋在大洋在60km60km左右（洋中脊仅左右（洋中脊仅20 km20 km左右）左右）陆地平均在陆地平均在120km120km左右（均超过左右（均超过100 km100 km）整个岩石圈平均厚度在整个岩石圈平均厚度在100 km100 km左右左右软流圈：在地下在地下6060250km250

24、km左右的地震波低速带，岩层近乎熔融。左右的地震波低速带，岩层近乎熔融。地震、岩浆活动、大陆漂移的策源地。地震、岩浆活动、大陆漂移的策源地。本讲稿第三十页，共三十六页31南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈大气圈大气圈 水圈水圈 生物圈生物圈生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳 地幔地幔 地核地核地幔：莫霍面至古登堡面（莫霍面至古登堡面（2900km)2900km)

25、厚度:约2650km成份：FeFe、Mg Mg 硅酸盐，固体硅酸盐，固体上地幔，相当于石陨石上地幔，相当于石陨石下地幔，相当于铁陨石下地幔，相当于铁陨石特点：高温高压作用明显高温高压作用明显是地球内部的重要能源地区是地球内部的重要能源地区易产生中源深源地震易产生中源深源地震本讲稿第三十一页，共三十六页32南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第二节第二节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地球的外部圈层结构：地球的外部圈层结构：大气圈大气圈 水圈水圈 生物圈生物圈 地球的内部圈层结构：地球的内部圈层结构：地壳地壳 地幔地幔地幔地幔 地核地核地核：古登堡面以下（古登堡面以

26、下（2900 2900 6370km)6370km)半径:约3500km有三个亚层：外核外核:厚度厚度1742km1742km，液态，比重，液态，比重9.79.7过渡层过渡层:厚度厚度515km515km，内核内核:半径半径1200km,1200km,固态固态,比重比重12.9 12.9 13.113.1成份：Fe Fe、NiNi组成组成,相当于铁陨石相当于铁陨石本讲稿第三十二页，共三十六页33南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22第三节第三节 地质作用及其能量来源地质作用及其能量来源地质作用的概念：导致地球不断发生地质作用的概念：导致地球不断发生变化变化变化变化的

27、作用。的作用。的作用。的作用。“变化变化变化变化”包括：包括：物质组成物质组成的变化的变化 内部结构内部结构的变化的变化 地表形态地表形态的变化的变化的变化的变化地质作用的分类地质作用的分类地质作用的分类地质作用的分类：内力内力地质作用地质作用 外力外力地质作用地质作用地质作用地质作用(见见见见P 37,P 37,表表表表2 7)2 7)本讲稿第三十三页，共三十六页34南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22地质作用的能量地质作用的能量n n内部能量：内部能量：地内热能：地内热能：地内热能：地内热能：重力能：重力能：重力能：重力能：地球自转能：地球自转能：n n外部能

28、量：外部能量：外部能量：外部能量：太阳能：太阳能：潮汐能：潮汐能：潮汐能：潮汐能：生物能：生物能：放射性元素蜕变能地内热能包括：物质聚集能 化学能 结晶能引力作用下的势能，或重利分异产生的热能。由地球自转的离心力和离极力产生。指太阳辐射产生的热能。潮汐现象使海水摩擦产生热量。说明:内能主要作用于地下深处内能主要作用于地下深处,往往能波及地表往往能波及地表.外能主要作用于地表和地下某一深度外能主要作用于地表和地下某一深度.重力作用的参与重力作用的参与,外能才以各种形式表现出来外能才以各种形式表现出来.本讲稿第三十四页，共三十六页35南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-2

29、2作业作业-1-11.1.地质地貌学的特点有哪些地质地貌学的特点有哪些地质地貌学的特点有哪些地质地貌学的特点有哪些2.2.什么是什么是什么是什么是“历史比较法历史比较法历史比较法历史比较法”3.3.什么是什么是什么是什么是“布格重力异常布格重力异常布格重力异常布格重力异常”4.4.地热的主要热源有哪些地热的主要热源有哪些本讲稿第三十五页，共三十六页36南京信息工程大学遥感学院南京信息工程大学遥感学院22-Sep-22作业作业-2-21.1.什么是地质作用什么是地质作用?产生地质作用的能源包括哪些产生地质作用的能源包括哪些产生地质作用的能源包括哪些产生地质作用的能源包括哪些?2.2.什么是相对地质年代什么是相对地质年代什么是相对地质年代什么是相对地质年代?什么是同位素地质年龄什么是同位素地质年龄什么是同位素地质年龄什么是同位素地质年龄?3.3.什么是地层的层序律什么是地层的层序律?生物层序律生物层序律生物层序律生物层序律?地层切割律地层切割律?4.4.地地地地质质质质上上上上常常常常用用用用的的的的时时时时间间间间单单单单位位位位有有有有哪哪哪哪些些些些?与与之之相相对对应应的的地地层层叫叫什什么么?本讲稿第三十六页，共三十六页