地球科学概论第十二章 地球的起源与演化

地球的起源和演化过程地球的起源和演化过程（一）只要打开任何一本世界地图，我们就可以看到在地球上存在各种各样的自然地理环境：一望无际波涛汹涌的海洋和白雪皑皑的崇山峻岭，炎热多雨的赤道森林和飞砂走石的戈壁沙漠，河网交错的千里沃野和千里冰封的冻土苔原等。

同时，我们还知道地球上存在着能适应各种自然地理环境的千差万别的动、植物群落。

现代地球上如此丰富多彩的自然地理现象和生物群落难道是自古以来就存在的吗？不是。

根据地质学的研究，可以证明在过去的“地质时代”中，地球上的自然地理现象和生物群落与现在完全不同。

并且证明现在地球上的自然地理现象和生物群落是地球上的无机界和有机界长期发展演变的结果，是在最近的地质时代中才最后形成的。

只不过地球的发展演变速度很慢，不象社会现象那样迅速明显和令人注意罢了。

一般认为，地球自形成以来，已经有四十五亿年左右的年龄。

但有较完整的地质历史记录的年龄仅有二十七亿年。

在这以前的情况，目前还只能看作是地球的史前阶段。

地质学中在研究地球的历史时，仿用了人类历史研究中划分朝代的方法，把全部地球历史分为五个“代”（从老到新为：太古代、元古代、古生代、中生代和新生代）。

有的代还可以进一步划分为“纪”（如古生代从老到新可分为：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二迭纪。

中生代可分为：三迭纪、侏罗纪和白垩纪。

新生代则分为第三纪和第四纪）。

应当说明，各个代、纪的时间长短是不一样的，一般是越老的代、纪时间越长，越新的时间越短。

（二）太古代和元古代是地球历史上已知的最古老的发展阶段。

太古代长达九亿年，元古代长达十二亿年，两者合计为二十一亿年，占已知地球历史的四分之三以上。

但由于时代上距离现在过于遥远，人们对地质研究的程度很不够，所以，我们对这两个阶段中地球历史的了解仍然是相当贫乏的，只能对当时的一般情况作轮廓性的说明。

可以肯定地说，从太古代起地球的表面上已经形成了岩石圈、水圈和大气圈，但它们的性质和规模和现在有明显的不同。

3 地球的起源与演化3．1 地球的起源和圈层分异地球起源问题自18 世纪中叶以来同样存在多种学说。

目前较流行的看法是，大约在46 亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。

原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。

当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。

从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质- 能量交换的演化历史。

正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。

我们是怎样推测它已经有46 亿年寿命的？这需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。

3．2 地球的年龄地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41〜42亿年历史。

根据地质学研究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。

所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。

地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过45亿年后其一半原子数衰变为206Pb,故称为半衰期）。

我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。

不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。

因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。

地球的起源与演化地球是宇宙中唯一已知存在生命的行星，它的起源和演化过程是一项备受关注的科学研究。

地球的起源可以追溯到约46亿年前的太阳系形成时期。

而地球的演化则是一个持续的过程，涉及到地球的物质组成、大气层、水体、生命的出现等多个方面。

本文将从地球的起源和演化的角度，介绍地球是如何形成并发展至今的。

地球的起源始于太阳系的形成过程。

根据普遍的理论，太阳系形成于一个巨大的分子云坍缩过程中。

在这个过程中，分子云内的物质开始向中心聚集形成了太阳，而围绕太阳的剩余物质则形成了行星。

地球形成于这个过程中，最初是一个由尘埃、气体和岩石组成的原始团块，称为原行星团。

原行星团逐渐通过重力聚集，形成了地球的雏形。

地球的成长是一个漫长的过程。

在地球形成初期，地球表面炙热，并且没有氧气和水。

通过凝结，地球逐渐形成了固体的岩石地壳和金属的地核。

同时，地球逐渐吸积了大量的气体，形成了如今我们所知的大气层。

与此同时，地球的内部也经历了一系列的变化，包括地壳板块的演变、构造运动等。

地球上的水体是地球演化的重要标志之一。

科学家普遍认同的理论是，地球上的水体是由陨石带来的。

陨石的撞击给地球带来了大量的水，而这些水逐渐积聚形成了海洋。

海洋中的水温度和盐度的变化，在一定程度上影响了地球上的气候与生态环境。

此外，地球上的冰川和河流也是地球演化过程中水体变化的产物。

地球上的生命的起源是地球演化过程中最复杂的问题之一。

科学家们认为，生命可能起源于地球的海洋中，最早的生命形式是单细胞生物。

通过长时间的进化，地球上出现了更多更复杂的生命形式，包括多细胞生物和各种种类的植物、动物。

这些生命形式的出现和演化，不仅改变了地球的生态系统，也推动了地球的演化过程。

总结一下，地球的起源与演化是一个复杂而持久的过程。

从分子云坍缩到太阳系形成，再到地球的初步成长，地球的形成阶段是漫长而艰苦的。

而地球的演化阶段，则涉及到地球内部的变化、大气层的形成、水体的积聚，以及生命的起源和演化等多个方面。

地球起源和演化固体地球形成至今，在46亿年的漫长演变史中，经历了地球化学动力演化、大气成分的演化、海陆变迁及生命的演化，形成今日的地球。

这些变化，有些是逐渐发生的，有些是突然发生的。

下面小编带你去看看地球系统演化。

地球起源太阳系的形成关于太阳系的形成，一类认为太阳系是一次激烈的偶然突变而产生的，即灾变说观点;另一类则认为太阳系是有条不紊地逐渐演变成的，即演化说观点。

1755年，德国哲学家康德根据牛顿的万有引力原理，提出一个太阳系形成的假说，认为太阳系中的太阳、行星和卫星等是由星云——一种稀薄的云雾状微粒物质逐渐演化形成的。

1796年，法国天文学家拉普拉斯也提出了与康德类似的星云说，后人常把两者合起来，统称“康德一拉普拉斯星云说”。

这个假说在19世纪的大部分时间内占统治地位。

星云说认为：恒星的形成是银河弥漫的原始星云的某一个球状碎片，在自身引力的作用下不断收缩，产生旋涡，旋涡使星云碎裂成大量碎片，每个碎片又逐渐转化为恒星。

太阳就是其中之一，它也不断收缩、旋转，在长期的运动中形成原始太阳。

周围的物体不断聚合、碰撞，越转越大，就形成了今天的八大行星。

行星周围的物质，也是这样渐渐形成了卫星。

这就是太阳系形成的一个主要假说。

唯心主义认为，地球和整个宇宙都是依神或上帝的意思创造出来的。

18世纪爱尔兰一个大主教公开宣称：“地球是纪元前4004年10月23日一个星期天的上午9时整被上帝创造出来的。

”在中国古代，人们认为远古的时候还没有天地，宇宙间只有一团气，在一万八千年前，有位盘古氏开天辟地，才有了日月星辰和大地。

康德和拉普拉斯他们认为太阳系是由一个庞大的旋转着的原始星云形成的。

原始星云是由气体和固体微粒组成，它在自身引力作用下不断收缩。

星云体中的大部分物质聚集成质量很大的原始太阳。

与此同时，环绕在原始太阳周围的稀疏物质微粒旋转的加快，便向原始太阳的赤道面集中，密度逐渐增大，在物质微粒间相互碰撞和吸引的作用下渐渐形成团快，大团快再吸引小团快就形成了行星。

地球科学概论--中国地质大学（北京）研究生入学考试大纲参考用书:《地球科学概论》汪新文主编，地质出版社，1999绪论重点掌握与理解“历史比较法”（现实主义原理）的思想和地球科学的研究意义。

了解地球科学的研究对象、研究内容，研究对象的特点及研究方法。

第一章宇宙中的地球重点掌握大地水准面、黄道面、白道面的概念。

理解各种地形、地貌的特征及海底地貌单元的构成。

了解地球是宇宙的一个组成部分，银河系、太阳系、地月系结构；地球围绕太阳公转的规律；开普勒三定律；地球的基本参数和地球表面的地形特征。

第二章地球的外部圈层了解地球外部圈层的含义（包括大气圈、水圈、生物圈）；大气圈的物质组成及组分的分类，大气运动的动力、大气环流及其成因；水的类型（按存在形式、所处的环境）。

理解大气圈的分层结构－对流层、平流层、中间层暖层、散逸层；掌握海水运动的形式及定义；地下水的基本类型；冰川的形成与冰川的类型。

重点掌握科里奥利力、河流、洪流、片流、潮汐、引潮力、透水层、隔水层、包气带水、潜水、潜水面、承压水等概念。

第三章地球的内部圈层了解地球内部各圈层的物质状态特点及组成；地球内部密度、压力、重力、温度、磁场的特征；矿物的肉眼鉴定依据；按化学成分划分的矿物类型；重力异常与重力均衡；三大岩类（沉积岩、岩浆岩、变质岩）的概念；地磁场的组成（基本磁场、变化磁场、磁异常）。

理解地球内部圈层的结构及划分依据；地壳类型（大洋地壳、大陆地壳）及其分层结构。

掌握莫霍面、古登堡面、软流圈、岩石圈、地热增温率（地温梯度）、磁偏角、磁倾角、磁场强度、矿物、岩石、解理、硬度、岩石结构、岩石构造等概念。

第四章地质年代与地质作用了解地质作用的类型，即可分为表层地质作用（外力地质作用）和内部地质作用（内力地质作用）；表层地质作用可分为风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩作用；内部地质作用可分为岩浆作用、变质作用、构造运动；同位素地质年龄的测定原理。

理解相对地质年代的确定方法（地层层序律、化石层序律、地质体之间的切割律）；地质年代单位的划分及其依据。

第十二章地球的起源与演化目的要求地球的起源与演化一直是哲学家和自然科学家长期探讨和争论的问题。

随着科学技术的飞速发展，人们的眼界越来越开阔，掌握的证据越来越多，对地球的认识也更加深入。

要求学生深刻认识到，地球的起源和演化与宇宙及本身的物质组成、各种性质、内外各圈层以及其中的资源和环境等方面有着密切的关系。

课时：2学时授课内容•一、天文地质o（一）宇宙起源新说o（二）陨击作用o（三）太阳系天体与地球演化的关系o（四）宇宙环境与地球演化的关系•二、地球的演化o（一）地球内部圈层的形成o（二）地壳的演化o（三）大气圈和水圈的形成与演化o（四）生命的起源与生物演化•三、新地球观—地球系统科学重点1.陨击作用及宇宙环境与地球演化的关系2.地球的演化3.圈层间的强相互作用难点新地球观—地球系统科学教学方法配合多媒体以讲授为主讲授重点内容提要•一、天文地质天文地质学（astronomical geology）是运用天文学的方法、观测资料和成果来研究地球以外天体的组分、结构、起源和演化历史，并运用这些研究成果探讨和解释地球上各种地质现象的成因和演化规律的学科。

o（一）陨击作用为陨石撞击作用的简称，是指宇宙空间中的陨石高速撞击到地面过程中所发生的一系列作用（图12-1）。

陨石撞击导致的冲击变质作用可使普通矿物转变成极高压矿物，形成的角砾岩广泛分布于原始坑内，并产生放射状或环状分布的褶皱和断裂，导致局部岩石熔融，大量的粉尘进入大气圈还会影响地表环境，进一步影响外力地质作用以及生物的生存与演化。

据研究，在地球演化的早期，由于大气圈稀薄，陨击作用十分普遍和强烈，随后具有减弱的趋势。

o（二）太阳系天体地质概况1.太阳据现代研究，太阳内部结构由表层向内可分为光球、对流区、辐射区和中心核4个圈层。

光球层是太阳表面光彩夺目的一个圈层，即通常说的日面，厚度约300km。

在日面上可以看到物质流动。

有时有成群的黑色斑点叫黑子（sun sport）。