固体地球物理学概论第二章-03.pptVIP

(3) 海洋和大气的形成 关于地球大气的起源，概括地说有两种看法：原生大气说和次生大气说。 原生大气说认为，地球在形成过程中就俘获星云中的气体，或星子彗星陨落到地球上带来的挥发物，形成原始大气。原始大气是还原态大气，以后才演化成今日之大气。 次生大气说认为，地球或者即使有原始大气，或者即使有原始大气，但在某个阶段已全部丢失。现在的大气，全部来自火山岩浆气体，即来自固体地球排出的气体。 现在一般认为地球大气经历了原生大气、还原大气和氧化大气三个阶段。 A、地球在形成过程中俘获星云中的气体，或星子、慧星陨落到地球上带来的挥发物以及星子陨落时释放的能量使氧化铁还原，同时排出气体，形成地球的原始大气层。 原始大气的质量约为现在地球质量0·1一0·2，主要由一氧化碳、氢和水组成。由于温度高，气体分子运动速度快，它己全部或大部溢出地球。 B、由于放射性元素的衰变和引力势能的转化，部分地球物质处于熔化状态，加速了气体从地球内部的溢出过程。 地球的引力使这些溢出的气体渐渐积蓄在地球的周围，形成第二代大气。 它的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨和水，缺少游离的氧气 属还原性质，称为还原大气。 C、由于地球内部的地慢分异作用，排出的气体逐渐氧化; 太阳辐射使地球大气中的水分解为游离的氢和氧，而氢容易散逸到宇宙空间，留下较多的氧气!绿色植物的光合作用 于是使还原大气中的许多气体，有的被氧化，有的向空间散逸，有的转入到固体一液体地球;这样，还原大气就逐渐演变成现代的氧化大气。 关于海洋的起源，一个可以接受的看法是:在地球形成的过程中，星子碰撞后放出的水，火山岩浆活动产生的水，以及大气中的水气凝聚的水都可以流人海洋地壳 (星子撞击坑)，形成地球广阔的海洋即水圈。 （4）地球表层的变化 进人地质时代后，地球的圈层分化过程虽然没有停止，但主要限于地壳和地表。 地壳和地面的变化乃是各圈层相互作用的结果。在外面受到水圈和大气圈的作用，在里面受到地幔的作用。 前者的主要能源，归根结底是太阳，因来自地球以外，统称外力,后者的主要能源来自地球内部，统称内力。 内力和外力改变着地球表面，也改变着地球内部。这两种作用力相反相成。 当外力作用把地球表面变得比较平的时候，地壳中轻重不同的物质就失去平衡，这就为内力起作用创造了条件。 当内力作用把地表搞得高低不平的时候 就为外力，特别是流水作用创造了条件。 地表的变化最明显的是海陆分布的变化。陆地占地表的30，几乎到处都有沉积岩存在。沉积岩主要是在水中，特别是海中形成的。 因此，这种岩石的存在说明，目前的这些陆地，过去曾经是在水中或海中。 例如全球最高的喜马拉雅山所在地，1亿年前首经是汪洋大海。这说明海洋不但可以变成陆地，而且可以变成高山。 随着海洋变成陆地、甚至高山，沉积层不再是水平的，而是变成了摺皱，以至出现断裂。 地壳的变化最明显的是火山和地震。 火山同地下的岩浆活动相联系，火山的熔岩来自地壳下部和地慢上部。现在看来，火山似乎是罕见的。其实，在地质史上，火山现象曾经是普遍的。 地震同地层断裂相联系，大陆地震主要发生在地壳的上部和中部 (10一20km占优势）。 火山和地震是地壳不停运动的剧烈表现形式，而海陆变迁则是地壳不停运动的缓慢表现形式。 造成地壳和地表变化的原因，除上述内力和外力外，还应包括像地球自转速度变化的惯性力。 总之，这些力造成地球整体和各个圈层的变化，可统称为地球动力。 （5）地球发展简史 地球与类地行星、月球等星球，在一些重要特性方面具有大致相同的历史。 地球形成后6x108一7xIO8a或更长时间以后，与其他星球的主要差别才开始显露出来。地球的整体发展大致可以分为五个时期。 A、地球形成期 (约46亿年前) 地球与其他行星、月球、陨石等都是在4·6x109a前大致同时形成，都是太阳系原始星云凝聚的产物。凝聚时，星云物质在旋转中向核心凝聚，产生强烈的核反应，并不断地发生塌缩作用。 B、 放射熔融期 (45一41亿年前) 地球表层与月球和非球粒陨石相比挥发分较多，表明地球早期熔融作用进行得不完全，只在不同时间不同区域发生熔融。 由于熔融不完善，在地球内部还保留了部分放射性物质，且浅部较多。它们在逐渐释放能量，成为后期地壳运动及内部分异的重要动力来源。 在这阶段，从固-液态地球中分异的大量气体和挥发成分，形成了一个高温浓厚的大气圈。 C、小天体碰撞期 (41一39亿年前) 由于地球的质量在类地行星中是最大的，引力也是最大的，故有较多较大的小天体冲击地球，形成一些大型凹坑或凹地。 由于地球的地壳较薄，内部为半熔融状态，在小天体的冲击下，地壳产生破裂，深部半熔融物质亦会被波及影响。 D、熔流外溢期 (39一37亿年前) 由于小天体的大量撞击，地球的壳层产生更多