地球的历史.优秀PPT.ppt

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1、第5章地球的歷史地球的年齡地球的年齡地質時代的劃分地質時代的劃分指相化石與標準化石指相化石與標準化石最早的化石紀錄最早的化石紀錄海陸變遷與古氣候變遷海陸變遷與古氣候變遷大滅絕大滅絕回總目錄回總目錄地球的年齡地球年齡是利用放射性定年法，測定地球、地球年齡是利用放射性定年法，測定地球、月球上的岩石和隕石年齡推斷而得。月球上的岩石和隕石年齡推斷而得。放射性元素定年法放射性元素定年法：(1)(1)某些元素具有放射性，會隨著時間而衰變某些元素具有放射性，會隨著時間而衰變 ；我們把衰變的元素稱為母元素，衰變後；我們把衰變的元素稱為母元素，衰變後 產生的元素稱為子元素。產生的元素稱為子元素。(2)(2)母元

2、素衰變到原來數量的一半所需時間，母元素衰變到原來數量的一半所需時間，稱做半衰期。稱做半衰期。(3)(3)經由測定岩石中母元素與子元素含量，以經由測定岩石中母元素與子元素含量，以 及該元素半衰期長短，可以計算出岩石的及該元素半衰期長短，可以計算出岩石的 年齡。年齡。放射性元素定年法見下頁見下頁資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historical Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,P64,West Publishing Company四種主要長半衰期的放射性定年法地質時代的

3、劃分地質時代的劃分地質時代的劃分相對年头的推斷法則相對年头的推斷法則地質時代的劃分利利用用放放射射性性元元素素來來測測定定岩岩石石年年头头（絕絕對對年年齡齡）的的技技術術是是在在1920年年以以後後逐逐漸漸發發展展成成熟熟的的。在在此此之之前前，地地質質學學者者已已能能推推斷斷地地層層的的相相對對年年头头，把把岩岩石石或或地地質質事事务务以以先先後後次次序序加以排列，並製成地質時代表。加以排列，並製成地質時代表。相相對對年年头头的的單單位位由由大大至至小小分分別別為為：元元、代代、紀紀、世世；而而化化石石則則是是劃劃分分相相對對年年头头的的主主要要工具。工具。地質時代表相對年头的推斷法則疊置定

4、律疊置定律在重力作用下，沉積物多呈水平沉積，較早的在重力作用下，沉積物多呈水平沉積，較早的沉積物堆積在下層、年輕的在上層；若無地殼沉積物堆積在下層、年輕的在上層；若無地殼變動的影響，沉積岩層愈上方的愈年輕。變動的影響，沉積岩層愈上方的愈年輕。截切關係定律截切關係定律火成岩體或地質構造不能利用上述法則，必須火成岩體或地質構造不能利用上述法則，必須利用彼此的截切關係來判斷。利用彼此的截切關係來判斷。化石群連續定律化石群連續定律利用地層中發現的化石群，可以將不同地區的利用地層中發現的化石群，可以將不同地區的地層加以對比；學者將各地區地層排序構成標地層加以對比；學者將各地區地層排序構成標準地層柱，並據

5、以構成地質時代表。準地層柱，並據以構成地質時代表。截切關係定律利用化石做地層對比指相化石與標準化石指相化石指相化石標準化石標準化石指相化石某些生物對於環境條件特别敏感，其遺某些生物對於環境條件特别敏感，其遺骸或遺跡可以用來指示當時生活環境的骸或遺跡可以用來指示當時生活環境的化石，稱作指相化石。化石，稱作指相化石。(1)例如森林掩埋後成為煤，成為指示潮例如森林掩埋後成為煤，成為指示潮濕溫濕溫 熱環境的陸相化石；珊瑚礁則可視為熱熱環境的陸相化石；珊瑚礁則可視為熱帶帶 淺海環境的海相化石。淺海環境的海相化石。(2)我國著名古生物學家馬廷英教授從化我國著名古生物學家馬廷英教授從化石紀石紀 錄中各地質時

6、代珊瑚的分布，進而重錄中各地質時代珊瑚的分布，進而重建不建不 同時期赤道的位置，供应了大陸漂移同時期赤道的位置，供应了大陸漂移的堅的堅 實證據。實證據。現代珊瑚礁及泥盆紀珊瑚化石分布圖見下頁見下頁資料來源：Osborne R&Tarling D.(1996)The History Atlas of the Earth,P135,Henry and Holt and Co.,Inc.,New York珊瑚礁和珊瑚結構圖資料來源：馬廷英先生九十誕辰紀念地質研討會，會程及論文摘要標準化石用以作為地層分層、時代劃分的化石稱用以作為地層分層、時代劃分的化石稱做標準化石。做標準化石。標準化石具備以下特性：

7、標準化石具備以下特性：(1)演化速度快。演化速度快。(2)生存期限短。生存期限短。(3)個體數量多。個體數量多。(4)分布範圍廣。分布範圍廣。(5)特徵明顯，简洁在野外鑑定。特徵明顯，简洁在野外鑑定。見圖示見圖示利用不同的三葉蟲當作標準化石資料來源：修改自Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology,P167,fig.8-10,Addison Wesley Longman Ltd.,Edingburg Gate,Harlow,Essex CM20 2JE,England最早的化石紀錄最古老的化石最古老的化石米勒生命起源模擬實驗米勒生命起源模擬實

8、驗最古老的化石地地球球形形成成後後，大大氣氣和和海海洋洋的的演演化化過過程程使使它逐漸變化成適合生命的環境。它逐漸變化成適合生命的環境。第第一一個個生生命命原原委委誕誕生生於於何何時時何何地地？以以何何種方式種方式發發生生？這這問問題題的的答答案案已已渺渺不不行行考考，科科學學家能做家能做的的只只是是在在實實驗驗室室中中模模擬擬初初始始生生命命誕誕生生的的理化狀理化狀況，以及在地層中尋覓最古老的化石。況，以及在地層中尋覓最古老的化石。目目前前找找到到最最古古老老明明確確的的化化石石，是是在在澳澳洲洲35億億年年前前的的地地層層中中所所發發現現的的一一種種無無核核原原生生細細菌菌，同同時時發發現

9、現一一種種類類似似於於藍藍綠綠藻藻的的疊層石。疊層石。最早的化石紀錄見下頁見下頁資料來源：Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology,P67,fig.4-4,Addison Wesley Longman Ltd.,Edingburg Gate,Harlow,Essex CM20 2JE,England。澳洲鯊魚灣現生疊層石見下頁見下頁資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historial Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,

10、P252,West Publishing Company。澳洲找到的35億年前疊層石資料來源：黃也白主編(民76)地球大紀行2，P33，華園出版有限公司。米勒生命起源模擬實驗海陸變遷與古氣候變遷海陸變遷海陸變遷岩石循環岩石循環南美洲安地斯山脈形成過程南美洲安地斯山脈形成過程古氣候變遷古氣候變遷冰期和間冰期冰期和間冰期上次間冰期和末次冰期鼎盛期上次間冰期和末次冰期鼎盛期海陸變遷地球外部的均夷作用和內部的地殼變動地球外部的均夷作用和內部的地殼變動過程，造成了地殼的海陸變遷。過程，造成了地殼的海陸變遷。(1)急流沖刷岩石，日以繼夜，風化侵蝕急流沖刷岩石，日以繼夜，風化侵蝕的力的力 量能將高山夷為平地

11、。量能將高山夷為平地。(2)板塊運動的擠壓，將从前的海底隆起板塊運動的擠壓，將从前的海底隆起成為成為 高山。高山。大陸漂移和海底擴張過程，逐漸形成今大陸漂移和海底擴張過程，逐漸形成今日的海陸分布。日的海陸分布。大陸漂移：岡瓦那古陸解體資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P35岩石循環資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P24南美洲安地斯山脈形成過程資料來源：Earth(1994)Eyewitness Science Series,P47古氣候變遷板塊構造運動不斷改變海陸分布和形貌，板塊構造運動不斷改

12、變海陸分布和形貌，海流與大氣循環也因此受影響，各地氣海流與大氣循環也因此受影響，各地氣候也就隨著時間有所不同（還有其他影候也就隨著時間有所不同（還有其他影響氣候變遷的因素）。響氣候變遷的因素）。古生物學家利用指相化石和一些古氣候古生物學家利用指相化石和一些古氣候的指標，判斷地球的古氣候。的指標，判斷地球的古氣候。以過去六億年而言，近二百萬年來地球以過去六億年而言，近二百萬年來地球正處於一個罕見而寒冷的正處於一個罕見而寒冷的冰室氣候冰室氣候。冰室氣候：六億年來冷暖氣候大循環資料來源：修改自Van Andel T.H.(1994)New Views on an Old Planet:A Histo

13、ry of Global Change.Cambridge University Press,Cambridge,439pp冰期和間冰期近近兩兩百百多多萬萬年年來來，高高緯緯度度地地帶帶的的冰冰原原有有時時擴擴大大、有有時時退退縮縮，造造成成冰冰期期和和間間冰期的交互出現。冰期的交互出現。冰冰期期的的結結束束通通常常來來得得很很快快，大大量量的的冰冰化化成成水水，流流入入海海中中而而使使海海平平面面上上升升。冰冰期期與與間間冰冰期期大大約約每每十十萬萬年年反反覆覆一一次次，海面的升降約一百公尺。海面的升降約一百公尺。見圖示見圖示過去90萬年來的冰原體積消長資料來源：魏國彥、許晃雄（民86）全球

14、環境變遷導論，P10-8，教化部環境保護小組見下頁見下頁冰原面積比較現今（間冰期）冰原覆蓋10.8%的陸地二萬年前（上次冰期）冰原覆蓋的面積達陸地面積的32%(綠色代表未被冰原覆蓋，白色代表被冰原覆蓋)資料來源：NASA上次間冰期和末次冰期鼎盛期約十二萬五千年前，地球比現今溫暖，約十二萬五千年前，地球比現今溫暖，海水面可能比現今還高海水面可能比現今還高5公尺。公尺。氣溫以起伏方式愈來愈冷，冰原日益氣溫以起伏方式愈來愈冷，冰原日益擴張，距今約二萬年前達到最冷。擴張，距今約二萬年前達到最冷。臺灣也因相同的因素，經歷了多次海臺灣也因相同的因素，經歷了多次海面升降及氣候冷暖的變化。面升降及氣候冷暖的變

15、化。見圖示見圖示過去16萬年全球平均溫度變化資料來源：魏國彥(1997)臺灣古環境變遷：楔子。地球科學園地第三期，P9大 滅 絕大滅絕大滅絕古生代末期（二疊紀）大滅絕古生代末期（二疊紀）大滅絕中生代末期（白堊紀）大滅絕中生代末期（白堊紀）大滅絕大 滅 絕假如在某個時代，數以百萬計的生物種假如在某個時代，數以百萬計的生物種類在短暫時間之內突然滅絕，就稱做大類在短暫時間之內突然滅絕，就稱做大滅絕。滅絕。(1)六億年來發生五次大滅絕，其中又以六億年來發生五次大滅絕，其中又以古生古生 代末期和中生代末期的大滅絕事务最引代末期和中生代末期的大滅絕事务最引人人 注目。注目。(2)大滅絕的特徵是，比較進化的

16、物種悉大滅絕的特徵是，比較進化的物種悉數滅數滅 絕，而比較原始、易適應環境變化及絕，而比較原始、易適應環境變化及分布分布 廣泛的物種才得以繼續生存。廣泛的物種才得以繼續生存。近六億年來的生物消長資料來源：Benton M.and Harper D.(1997)Basic Palaeontology古生代末期（二疊紀）大滅絕有史以來最大的滅絕事务。有史以來最大的滅絕事务。大多數的海洋生物消逝殆盡，三葉大多數的海洋生物消逝殆盡，三葉蟲蟲全數滅絕。全數滅絕。大多數的探讨者認為大規模的火山大多數的探讨者認為大規模的火山爆發，或是盤古大陸的形成改變海爆發，或是盤古大陸的形成改變海流與氣候所致。流與氣候所

17、致。見圖示見圖示古生代末期大滅絕資料來源：New York Times(1998)The Science Times Book of Fossils and Evolution,P74,The Lyons Press;Copyright:The New York Times中生代末期（白堊紀）大滅絕恐龍和菊石等生物滅絕。恐龍和菊石等生物滅絕。白堊紀大滅絕可能肇因於隕石撞擊。白堊紀大滅絕可能肇因於隕石撞擊。(1)隕隕石石撞撞擊擊地地球球，造造成成數數十十倍倍隕隕石石重重的的爆炸爆炸 落落塵塵從從地地殼殼爆爆破破上上衝衝至至大大氣氣層層中中，遮遮挡挡陽陽 光光、光光合合作作用用暫暫時時終終止止，因

18、因此此食食物物鏈鏈受受到到 破破壞壞，並並且且因因陽陽光光大大量量減減少少，地地表表溫溫度度明明 顯下降，導致各種生物相繼滅絕。顯下降，導致各種生物相繼滅絕。(2)此此種種論論點點的的證證據據包包括括：在在白白堊堊紀紀與與第第三紀三紀 的的交交界界發發現現銥銥元元素素含含量量異異常常高高量量的的黏黏土土層、層、地地層層交交界界有有煤煤灰灰的的出出現現、地地層層中中含含有有因高因高 壓而形成的斜矽石顆粒等。壓而形成的斜矽石顆粒等。中生代末期大滅絕的受害者和倖存者資料來源：Smith D.(1981)The Cambridge Encyclopedia of Earth Sciences,P385隕石撞擊地球模擬圖資料來源：Reed Wicander&James S.Monroe(1993)Historical Geology-Evolution of the Earth and Life Through Time,7Ed,P466,West Publishing Company白堊紀與第三紀交界地層銥元素含量異常物質科學地球科學篇(上)總目錄第一章地球的概觀第一章地球的概觀其次章地球的物質與自然資源其次章地球的物質與自然資源第三章地貌的演變第三章地貌的演變第四章地殼變動第四章地殼變動第五章地球的歷史第五章地球的歷史第六章地質圖與臺灣的地史第六章地質圖與臺灣的地史