第三章--地球演化历史优秀PPT.ppt
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1、第三章第三章地球演化历史地球演化历史Chapter3EvolvinghistoryoftheEarth地球是从哪儿来的?它一起先就是现在这个模样吗??人们常常思索的一个问题第一节第一节 地球形成假说地球形成假说比较公认的假设为:比较公认的假设为:约66亿年前,银河系里发生过一次大爆炸约50亿年前起先,尘埃星云收缩。重的物质向内部集中,轻的物质向外逸散,后来重的物质形成行星地球约46亿年形成如何知道地球的年龄?人类在地球上存在只有200-300万年,如何知道地球的年龄?同位素:1克235U每年有1/7400微克衰变为207Pb,即半衰期为7.1亿年。分析地质确定年龄的同位素有:87Rb(铷)-8
2、7Sr(锶);235U(铀)-207Pb(铅);40K(钾)-40Ar(氩)法(半衰期近十亿年)同位素测定法地球的确定年龄同位素测定法地球的确定年龄地球上保存最早的岩石地球上保存最早的岩石 保存最早的是保存最早的是41-42.7个年前位于澳大个年前位于澳大利亚沙石中的冥古宙的风信子玉矿石片。利亚沙石中的冥古宙的风信子玉矿石片。阿波罗阿波罗17号登月宇航员号登月宇航员1972年年12月月采集的月岩样品,其年头近似采集的月岩样品,其年头近似46亿年亿年。地球上的水是如何来的?科学界始终存在地球上的水是如何来的?科学界始终存在着不同的看法着不同的看法 第一种看法:第一种看法:原始的地球形成后,小天体
3、不断轰击地球表面,原始的地球形成后,小天体不断轰击地球表面,地幔里的熔融岩浆易于上涌喷出,大量的水蒸气、地幔里的熔融岩浆易于上涌喷出,大量的水蒸气、二氧化碳等气体上升到空中并将地球覆盖起来,二氧化碳等气体上升到空中并将地球覆盖起来,水蒸气形成云层,产生降雨,并地壳低洼处不断水蒸气形成云层,产生降雨,并地壳低洼处不断积水,形成了最原始的海洋。积水,形成了最原始的海洋。其次种看法:海水来自冰慧星雨。这是美国科学家提出的一种新的假说。1987年,科学家从卫星获得高清晰度的照片,发觉一些过去从未见到过的黑斑,或“洞窟”。科学家认为,它们是冰慧星造成的。而且初步推断,冰慧星的直径多在20千米。大量的冰慧
4、星进入地球大气层,经过数亿年的时间,地球表面将得到特别多的水,于是就形成今日的海洋。这种理论也有它不足是缺乏海洋在地球形成发育的机理过程,而且这方面的证据也很不充分。火星上陨石坑地球和海洋是如何形成的?只有当地球和海洋是如何形成的?只有当太阳系起源问题得到解决了,地球太阳系起源问题得到解决了,地球起源问题、地球上的海洋起源问题起源问题、地球上的海洋起源问题才能得到真正解决。才能得到真正解决。其次节、地球年头的划分其次节、地球年头的划分 地球的确定年龄:用同位素测定。地球相对年龄:主要依据于化石。“化石层序律”:生物的进化由低级到高级,在不同时代的地层中含有不同的化石,依据这些化石后也可以推断产
5、出这些化石的地层年头。乳孔藻,志留纪深厚藻,志留纪星叶,石炭纪座延羊齿石炭纪晚期植物化石巨杉,渐新世菊石,侏罗纪早期叶菊石,侏罗纪早期三叶虫,寒武纪动物化石恐龙蛋,白垩纪始祖鸟,白垩纪标准化石在众多的古生物门类中,有些门类特征显著,演化快速,在反映地质年头上特别“灵敏”,这种化石被科学家们称作“标准化石”,它们被用作划分时间地层单位时往往起主导作用。如三叶虫只生存在古生代,如三叶虫只生存在古生代,而且演化明显,在古生代不同而且演化明显,在古生代不同时代中都有各具特色的属种代时代中都有各具特色的属种代表,是著名的标准化石;表,是著名的标准化石;非标准化石有些门类则演化特别缓慢,或空间分布的局限性
6、很大,因此在划分和确定地质年头时只能起协助作用。舌形贝是一种腕足动物,舌形贝是一种腕足动物,从寒武纪就已出现,在现代海从寒武纪就已出现,在现代海洋中仍特别常见,在几亿年的洋中仍特别常见,在几亿年的时间内,这种化石从形态、大时间内,这种化石从形态、大小到内部结构,几乎没有显著小到内部结构,几乎没有显著变更,为非标准化石。变更,为非标准化石。地质年头人们以生物演化为依据,建立了能反映地球相对年龄的地质年头表。在这个表上,时间概念依次是宙、代、纪、世、期。地层单位是宇、界、系、统、阶。如寒武纪时形成的地层就被称为寒武系。第三节、不同地质时期生物的组成一、生命的起源与进化一、生命的起源与进化海洋起源陨
7、石从宇宙中带来无论如何,生命是从海洋中进化的两种观点?多数人的观点:海水中的含碳物质偶然间发生了一系列的化学反应 形成外表由油状膜包住的小的泡状物能够吸取四周的化学物质而复制自身细胞 单细胞细菌多细胞生物动物植物微生物1、生命来自于海洋证据I1970年末以来,潜水器考察了大洋中脊和裂谷,洋底水温高达380。热海水与玄武岩发生猛烈的化学反应,将岩中的锰、锌、铜和铁淋滤出来,并散逸出大量的气体,其中包括甲烷、硫化氢、氢气。温泉口四周细菌大量繁殖,它们使硫化氢氧化来获得能量。细菌与“管状蠕虫”、贝壳、螃蟹和虾在此共生着。阿尔文号深潜器拍摄的海底世界试验证明,海底到处一片漆黑。因此有人假设,试验证明,
8、海底到处一片漆黑。因此有人假设,正是由于这些深海环境导致了地球上生命的诞生。正是由于这些深海环境导致了地球上生命的诞生。阿尔文号神 秘 的 海 底 世 界证据II米勒试验米勒试验1953美国芝加哥高校探讨生美国芝加哥高校探讨生米勒,导师米勒,导师Urey 原始地球还原性大气中通过闪电能产生有机物CH4NH3H2混混合合气气体体1周,共生成周,共生成20种有机物种有机物,其中其中11种氨基种氨基酸中有酸中有4种(即种(即甘氨酸、丙氨甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸酸、天冬氨酸和谷氨酸和谷氨酸)是)是生物的蛋白质生物的蛋白质所含有的所含有的 以后米勒认为,设想原始大气的成分是以后米勒认为,设想原始大气的成
9、分是以后米勒认为,设想原始大气的成分是以后米勒认为,设想原始大气的成分是CHCHCHCH4 4 4 4、N N N N2 2 2 2、微量的微量的微量的微量的NHNHNHNH3 3 3 3和和和和H H H H2 2 2 2O O O O的混合气体更为合理,因为的混合气体更为合理,因为的混合气体更为合理,因为的混合气体更为合理,因为NHNHNHNH3 3 3 3它它它它会溶于海水中。会溶于海水中。会溶于海水中。会溶于海水中。1972197219721972年米勒等在上述混合气体中进行火花放电,年米勒等在上述混合气体中进行火花放电,年米勒等在上述混合气体中进行火花放电,年米勒等在上述混合气体中进
10、行火花放电,结果得到结果得到结果得到结果得到35353535种有机物,其中有种有机物,其中有种有机物,其中有种有机物,其中有10101010种组成蛋白质的种组成蛋白质的种组成蛋白质的种组成蛋白质的氨基酸,即氨基酸,即氨基酸,即氨基酸,即甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸异亮氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸异亮氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸异亮氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸和苏氨酸和苏氨酸和苏氨酸和苏氨酸。若进行水解,还可生成天冬酰胺和谷氨
11、酰胺。若进行水解,还可生成天冬酰胺和谷氨酰胺。若增加若增加H2SH2S,则可生成甲硫氨酸。在,则可生成甲硫氨酸。在CH4CH4、NH3NH3、H2OH2O和和H2SH2S混合气体中进行光解作用,可以找到半胱氨混合气体中进行光解作用,可以找到半胱氨酸。对酸。对CH4CH4及其它碳氢化合物在高温下进行热解,及其它碳氢化合物在高温下进行热解,可以得到苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。可以得到苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。到目前为止,用米勒模拟试验和其它类似试验,已到目前为止,用米勒模拟试验和其它类似试验,已能合成出能合成出2020种自然氨基酸中的种自然氨基酸中的1717种;其余三种(赖种;其余三种(赖氨酸、精氨
12、酸和组氨酸)信任在改进技术之后,不氨酸、精氨酸和组氨酸)信任在改进技术之后,不久亦能合成。久亦能合成。米勒其人斯坦利米勒(Stanley Miller)1952年秋,已经是芝加哥高校化学系探讨生的米勒(23岁)找到尤里,说他想过程此的试验。他只花了两个星期,就得到了令他终身享有盛名的试验结果。1951 诺贝尔化学奖得主尤里(HaroldUrey)在一次讲座中提到还原性的地球大气中出现生命的可能性。俄罗斯科学家奥巴林等人早在1920年头就提出了此想法,并且提诞生命最早产生于地球上的“原始汤”尤里和米勒1953年2月初向美国科学杂志投稿。1953年3月8日纽约时报报道说,俄亥俄州立高校科学家进行模
13、拟原始地球大气的放电试验,得到了“特别困难、难以分析的树脂状物质”。尤里和米勒确定从科学撤回论文,改投美国化学会志。1953年5月15日,米勒那篇论文最终出现在科学2、光合生物的产生及作用大约26亿年前,一些藻类借助一个原始的光合作用系统起先制造氧气。1616亿年前,地球上最终产生了具备真正核膜的细胞生物,然后,多细胞生物接踵而至亿年前,地球上最终产生了具备真正核膜的细胞生物,然后,多细胞生物接踵而至 。酵母放线菌在7亿年前,生命形态长到足以用肉眼可以视察到的大小。由于氧气的作用,很多生物有了过剩的实力来产生其它的结构。带硬壳的生物及脊椎动物出现。寒武纪大暴炸二、化石的形成二、化石的形成1、什
14、么是化石?、什么是化石?化石:就是指埋藏在地壳中的生物的遗体、遗物或遗迹变成跟石头一样的东西。大多数化石至少有一万年的历史。2、化石的形成过程1)死去与掩埋:死亡后被沉积物或泥沙所掩埋(树脂、冰雪、沥青等)2)变为石头:身体坚硬部分分解或重结晶,新的矿物沉积下来,此过程称之为石化。四周的沉积物也变为坚硬的岩石。常见的交替物质:二氧化硅、方解石、白云石、黄铁矿等。相应的过程就可以叫做:硅化、方解石化、白云石化和黄铁矿化3)回来地表:化石回来地表才能为人们发觉3、化石的分类、化石的分类实体化石模铸化石 遗迹化石 化学化石1)实体化石:是由古生物遗体本身的全部或部分(特殊是硬体部分)保存下来而形成的
15、化石。西伯利亚发觉的一些保存在冻土里的曾经生存在2万5千年前的第四纪的猛犸象抚顺琥珀里的蚊子5600万年2300万年前俄罗斯4000万年前的一只蚱猛琥珀里的蜘蛛树叶化石硅化木2)模铸化石:)模铸化石:古生物学家把古生物遗体留在岩古生物学家把古生物遗体留在岩古生物学家把古生物遗体留在岩古生物学家把古生物遗体留在岩层或围岩中的印痕和复铸物称为模铸化石。层或围岩中的印痕和复铸物称为模铸化石。层或围岩中的印痕和复铸物称为模铸化石。层或围岩中的印痕和复铸物称为模铸化石。叶子的印痕化石埃迪卡拉玛奥索尼水母一种双壳类石燕石燕一种腕足动物一种腕足动物 3)遗迹化石:)遗迹化石:保留在岩层中的古生物生活保留在岩
16、层中的古生物生活保留在岩层中的古生物生活保留在岩层中的古生物生活时的活动痕迹及其遗物叫做遗迹化石。其中,古时的活动痕迹及其遗物叫做遗迹化石。其中,古时的活动痕迹及其遗物叫做遗迹化石。其中,古时的活动痕迹及其遗物叫做遗迹化石。其中,古生物的遗物又可以成为遗物化石。生物的遗物又可以成为遗物化石。生物的遗物又可以成为遗物化石。生物的遗物又可以成为遗物化石。恐龙脚印古人留下的岩石壁画粪便化石恐龙蛋化石1万年以前古人类遗留下来的器具也称为化石骨器4)化学化石)化学化石:在某种特定的条件下,:在某种特定的条件下,组成生物的有机成分分解后形成的氨组成生物的有机成分分解后形成的氨基酸、脂肪酸等有机物却可以仍旧
17、保基酸、脂肪酸等有机物却可以仍旧保留在岩层里。这些物质看不见、摸不留在岩层里。这些物质看不见、摸不着,但是却具有确定的有机化学分子着,但是却具有确定的有机化学分子结构,足以证明过去生物的存在。因结构,足以证明过去生物的存在。因此,科学家就把这类有机物称为化学此,科学家就把这类有机物称为化学化石。化石。4、化石存在何处?火成岩:是由熔岩或岩浆形成的,它为结晶岩石,特别坚硬。如花岗岩和玄武岩。变质岩:岩石受压和受热而发生变更,所形成岩石。如大理石的板岩。沉积岩:是一层一层积累而成的岩石。如石灰岩、沙岩和白垩。化石存在此岩中页岩三、不同地质时期生物的组成三、不同地质时期生物的组成1、寒武纪、寒武纪C
18、ambrian:5.75.1亿年亿年环境条件:寒武纪时特别暖和,适合各环境条件:寒武纪时特别暖和,适合各种生物的生长发育。寒武纪时主要是水的世种生物的生长发育。寒武纪时主要是水的世界,已经形成的古陆上全部是秃山和荒漠,界,已经形成的古陆上全部是秃山和荒漠,而且彼此孤立、分隔,不具备生物繁衍的条而且彼此孤立、分隔,不具备生物繁衍的条件;但海洋中则是生物形成的主要场所。件;但海洋中则是生物形成的主要场所。植物:藻类植物繁盛。动物:具有硬壳的不同门类的无脊椎动物如雨后春笋般的出现,这些动物,包括节肢动物、软体动物、腕足动物、古杯动物以及笔石、牙形刺等。寒武纪时海水暖和,含有正常盐分和大量溶解了的碳酸
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