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）。黑子的大小经常改变，位置也不断变动，变化周期平均11年。太阳黑子有很强的磁性，黑
子多时，地球上就出现极光现象以及引起地球磁场的剧烈扰动和磁暴。
2.行星
火星地表形态大致有如下几种类型：①环形坑；②火山平原和火山锥；③“运河网”；④风成沙丘；⑤峡谷和悬
崖。
行星的内部构造一般可分为星壳、星幔和星核三个圈层。星核由较重的元素(Fe、Ni、Si、C等)组成，密度较大；
星壳一般由较轻元素（Si、O、H、He等）组成，密度较小；星幔具过渡性质。
3.卫星
月球上地形起伏，高差很大。它的表面形态主要有月海、月陆、月坑、山脉和峭壁，褶皱不多，但断裂发育。
月球内部具三层结构，即月壳、月幔和月核。上月壳主要由玄武岩组成，下月壳由富含斜长石的辉长斜长岩及
斜长苏长岩组成；月幔与基性岩和超基性岩相当；月核可能部分处于熔融状态，大致与地球的软流圈相似，由
富含铁的硅酸盐组成。
4.小天体
小天体包括小行星、彗星、流星体和陨石等。流星穿过大气受热燃烧，没有燃烧完剩余的部分掉到地面就称为
陨石。
•二、宇宙环境与地球演化的关系
o（一）银河系运动与地质现象
太阳绕银河系核心（银心）旋转一周的时间为2.74亿年，我们将太阳绕银心转一周的时间间隔称为一个银河年。
多数地质学家认为，银河年（约3亿年）与大冰期的重复出现密切相关；古生物的三大重要门类的出现与银河系有关，
如陆地植物最早出现在志留纪（4.2—4.3亿年），裸子植物出现于石炭、二叠界线附近（约2.8亿年），被子植物出现于
侏罗和白垩纪分界附近。
太阳系在银道面两侧往返运动的周期约为8000万年，在银道面一侧的时间约4000万年。在地质旋迴记录中亦有相应的
4000万年和8000万年左右的周期。
在显生宙以来存在着以下构造活动全球性加强期：早寒武世（5.8亿年）、中寒武世（5.4亿年）、晚奥陶世（4.6亿年）
等等，这些构造活动的主要间隔为4000万年。在约4亿年的古生代中，有近10次大的岩浆侵入活动，平均亦为4000
万年周期。显生宙以来7次剧烈的生物灭绝时期，平均约8000万年一次。
o（二）太阳活动对地球的影响
太阳活动指太阳大气中所进行的激烈扰动的物理过程。很多事实证明，太阳上的突发事件可以影响地球上的天气变化，
具有90年、180年、22年、11年左右的周期。
o（三）超新星爆发与地质灾变
宇宙中有一种星体，它们在极短的时间内在厚度上发生突然的变化，释放出极高的能量，致使星体本身发生爆炸，抛射
出大量物质，这一类天体称为超新星。
超新星的最大特点是突然爆发，并释放出巨大能量，因此，很多人开始注意到超新星爆发可能在地质历史上的古生物大
灭绝中起重要作用。20世纪60—70年代，前苏联学者曾用超新星爆发解释恐龙绝灭。
o（四）小天体对地球的影响
1.小行星冲击地球的效应与后果
小行星冲击地球后可引起灾难性后果，形成陨石坑将粉碎的尘埃抛向空中，阻挡了太阳光，使铱含量增高，影
响到气候变化、古生物的生长，甚至生物的大量死亡，引起构造活动等。
2.彗星与灾变现象
彗星对地球的危害有两个方面：
有毒成分造成大气污染；与地球碰撞造成气候、生物和构造剧烈灾变。
3.陨石与地震
陨石与地震可能有密切的关系。1976年3月8日，我国吉林降落了大规模的陨石雨，而1976年也是我国地震
的高峰年。
•三、地球的演化
o（一）地球内部圈层的形成
原始地球是均质的固体，主要由Si、O、Fe、Mg等化合物组成。地球开始是冷的，由于小行星碰撞转换来的热能、压缩
导致温度升高和放射性蜕变生热而逐渐变热。
由于Fe、Ni的熔点较硅酸盐低，达到熔点首先熔化，形成熔融的金属层，同时硅酸盐开始软化，为重力分异创造了有利
条件，Fe、Ni向地心集结成地核；Si—Al、Si—Mg等较轻物质上浮，冷却成为原始地壳；二者之间的Fe—Mg硅酸盐组
