長(zhǎng)安大學(xué)地球物理學(xué)原理-第2章地球的起源

1、l 地球的起源、形成和演化在地球科學(xué)，乃致整地球的起源、形成和演化在地球科學(xué)，乃致整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域里都是一個(gè)基本的理論問(wèn)題。個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域里都是一個(gè)基本的理論問(wèn)題。l 地球起源離不開(kāi)整個(gè)太陽(yáng)系形成。進(jìn)一步太陽(yáng)地球起源離不開(kāi)整個(gè)太陽(yáng)系形成。進(jìn)一步太陽(yáng)系的形成離不開(kāi)對(duì)整個(gè)宇宙的認(rèn)識(shí)。系的形成離不開(kāi)對(duì)整個(gè)宇宙的認(rèn)識(shí)。 傳說(shuō)與神話(huà)傳說(shuō)與神話(huà) 宗教將神話(huà)加工成教義宗教將神話(huà)加工成教義 圣經(jīng)圣經(jīng)開(kāi)宗明義：開(kāi)宗明義： “起初，神創(chuàng)造天地，地是空虛混沌，淵面黑起初，神創(chuàng)造天地，地是空虛混沌，淵面黑暗。暗?！薄啊薄吧裾f(shuō)要有光就有了光，神看光是好的，神說(shuō)要有光就有了光，神看光是好的，就把光暗分開(kāi)了。神稱(chēng)光為晝，暗

2、為夜。有晚就把光暗分開(kāi)了。神稱(chēng)光為晝，暗為夜。有晚上，有早晨，這是頭一日。上，有早晨，這是頭一日?！?空氣，海，地，太陽(yáng)，眾星，大魚(yú)，飛鳥(niǎo)空氣，海，地，太陽(yáng)，眾星，大魚(yú)，飛鳥(niǎo) 牲畜，昆蟲(chóng)和野獸，第七日牲畜，昆蟲(chóng)和野獸，第七日 人人 關(guān)于宇宙我們都知道了關(guān)于宇宙我們都知道了 陰陽(yáng)兩儀變化闡釋宇宙萬(wàn)物的變化法則：陰陽(yáng)兩儀變化闡釋宇宙萬(wàn)物的變化法則：無(wú)極生太極，太極生兩儀無(wú)極生太極，太極生兩儀兩儀生四象，四象生八卦，以至無(wú)窮兩儀生四象，四象生八卦，以至無(wú)窮 程伊川：陰陽(yáng)分離就不再有道，形成陰陽(yáng)程伊川：陰陽(yáng)分離就不再有道，形成陰陽(yáng) 的因才是正道。的因才是正道。 陰陽(yáng)是氣陰陽(yáng)是氣 形而下；形而下； 道是

3、形成陰陽(yáng)的理道是形成陰陽(yáng)的理 形而上。形而上。 朱熹：無(wú)極而太極。朱熹：無(wú)極而太極。 太極是陰陽(yáng)的因，是無(wú)極。太極是陰陽(yáng)的因，是無(wú)極。 老子：無(wú)，以無(wú)為有道；老子：無(wú)，以無(wú)為有道； “無(wú)無(wú)”中生有中生有 裂變裂變 演化演化 弗里德曼證明了：弗里德曼證明了： 相對(duì)論相對(duì)論 膨脹的宇宙膨脹的宇宙 哈勃的發(fā)現(xiàn)，大爆炸宇宙模型哈勃的發(fā)現(xiàn)，大爆炸宇宙模型 “凡是形成的東西都是要滅亡的。凡是形成的東西都是要滅亡的。” 宇宙有起源，宇宙有終結(jié)；宇宙有起源，宇宙有終結(jié)；“杞人憂(yōu)天杞人憂(yōu)天”預(yù)言并非都是騙局預(yù)言并非都是騙局 關(guān)鍵是宇宙的平均密度關(guān)鍵是宇宙的平均密度 取決于將行星系拉回來(lái)的引力的大小取決于將行星系

4、拉回來(lái)的引力的大小 引力取決于：宇宙中物質(zhì)總量，宇宙半徑引力取決于：宇宙中物質(zhì)總量，宇宙半徑混沌初開(kāi)混沌初開(kāi)宇宙始于大爆炸宇宙始于大爆炸大爆炸理論大爆炸理論：“Big Bang” 發(fā)生在發(fā)生在150150億年前億年前, ,在重力作在重力作用下用下，碎片聚集、能量釋放碎片聚集、能量釋放, ,高速旋轉(zhuǎn)的、渾沌的星云團(tuán)高速旋轉(zhuǎn)的、渾沌的星云團(tuán)開(kāi)始分異。開(kāi)始分異。大爆炸理論大爆炸理論:宇宙的全部物質(zhì)，當(dāng)初都集中在一個(gè)宇宙的全部物質(zhì)，當(dāng)初都集中在一個(gè)“原始原原始原子子”(或稱(chēng)宇宙蛋或稱(chēng)宇宙蛋)里，異常緊密，絕對(duì)溫度里，異常緊密，絕對(duì)溫度1億億億億度億億億億度,顯然這顯然這只能維持極其暫短的平衡，一旦平衡

5、破壞，就發(fā)生大爆炸，原只能維持極其暫短的平衡，一旦平衡破壞，就發(fā)生大爆炸，原子迅速膨脹，逐漸擴(kuò)展成為我們的宇宙。子迅速膨脹，逐漸擴(kuò)展成為我們的宇宙。 l大爆炸后大爆炸后1秒鐘，溫度降到秒鐘，溫度降到1010K，粒子間的強(qiáng)相互作用、，粒子間的強(qiáng)相互作用、弱相互作用、電磁力和引力開(kāi)始分開(kāi)。弱相互作用、電磁力和引力開(kāi)始分開(kāi)。l在高溫下處于基本粒子狀態(tài)的物質(zhì)，隨著溫度的降低，聚合在高溫下處于基本粒子狀態(tài)的物質(zhì)，隨著溫度的降低，聚合成各類(lèi)原子。成各類(lèi)原子。約在大爆炸后約在大爆炸后50-100萬(wàn)年萬(wàn)年首先由電子和質(zhì)子合成首先由電子和質(zhì)子合成氫原子接著是氦原子也大量生成了隨后其他所有元素的原子從氫原子接著是

6、氦原子也大量生成了隨后其他所有元素的原子從輕到重依次聚合而成。輕到重依次聚合而成。l爆炸后爆炸后100萬(wàn)年到萬(wàn)年到20億年億年逐步形成各類(lèi)天體星系，恒星最初逐步形成各類(lèi)天體星系，恒星最初由彌漫稀薄的氣體和塵埃（星云）經(jīng)過(guò)凝聚、加熱過(guò)程而形成。由彌漫稀薄的氣體和塵埃（星云）經(jīng)過(guò)凝聚、加熱過(guò)程而形成。l大爆炸發(fā)生約大爆炸發(fā)生約100億年之后億年之后 太陽(yáng)系出現(xiàn)。太陽(yáng)系出現(xiàn)。科學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙誕生于距今約億年前的科學(xué)界普遍認(rèn)為，宇宙誕生于距今約億年前的“大爆炸大爆炸”。在。在“大爆炸大爆炸”后的億年中，宇宙處于黑暗和冷寂狀態(tài)，隨后第一批恒星以及星系開(kāi)始產(chǎn)生。后的億年中，宇宙處于黑暗和冷寂狀態(tài)，隨后

7、第一批恒星以及星系開(kāi)始產(chǎn)生?！肮毙屡南碌恼掌东@到的正是宇宙中首批星系所發(fā)出的光芒。新拍下的照片捕獲到的正是宇宙中首批星系所發(fā)出的光芒。 太陽(yáng)系行星的發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)國(guó)中期天文學(xué)家石申系統(tǒng)地戰(zhàn)國(guó)中期天文學(xué)家石申系統(tǒng)地觀(guān)察了金、木、水、火、土五觀(guān)察了金、木、水、火、土五大行星的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)其出沒(méi)的大行星的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)其出沒(méi)的規(guī)律，記錄名字，測(cè)出恒星規(guī)律，記錄名字，測(cè)出恒星138座，座，810個(gè)。他與甘德根據(jù)個(gè)。他與甘德根據(jù)黃道附近恒星位置及其與北極黃道附近恒星位置及其與北極的距離所制成的圖表，是世界的距離所制成的圖表，是世界上迄今為止發(fā)現(xiàn)最早的恒星表，上迄今為止發(fā)現(xiàn)最早的恒星表，著著天文天文8卷。卷。

8、 古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯（Hipparchus），約在），約在公元前公元前2世紀(jì)編制過(guò)星表，世紀(jì)編制過(guò)星表，在他之前還有阿里斯提爾在他之前還有阿里斯提爾（Aristille）和提莫恰里）和提莫恰里斯（斯（Timocharis）也編）也編制過(guò)星表，但都不早于公制過(guò)星表，但都不早于公元前元前3世紀(jì)。世紀(jì)。 太陽(yáng)系行星的發(fā)現(xiàn) 伽利略：意大利天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、伽利略：意大利天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、科學(xué)家。發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡?？茖W(xué)家。發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡。赫歇爾：英國(guó)天文學(xué)家，赫歇爾：英國(guó)天文學(xué)家，1781年，赫歇爾發(fā)現(xiàn)了年，赫歇爾發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)

9、系太陽(yáng)系中的第七中的第七顆行星顆行星天王星天王星，還發(fā)現(xiàn)了，還發(fā)現(xiàn)了土星土星的兩顆的兩顆衛(wèi)星衛(wèi)星和天王星的兩顆衛(wèi)星。和天王星的兩顆衛(wèi)星。 勒威耶勒威耶 ：法國(guó)數(shù)學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了海王星。：法國(guó)數(shù)學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了海王星。 地心說(shuō)和日心說(shuō)托勒密托勒密哥白尼哥白尼托勒密托勒密的宇宙體的宇宙體系系地心說(shuō)地心說(shuō)托勒密認(rèn)為，地球處于托勒密認(rèn)為，地球處于宇宙中心靜止不動(dòng)。從宇宙中心靜止不動(dòng)。從地球向外，依次有月球、地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽(yáng)、火水星、金星、太陽(yáng)、火星、木星和土星，在各星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運(yùn)自的圓軌道上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。地心說(shuō)的意義地心說(shuō)的意義 在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，托勒密提出

10、的行星體在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，托勒密提出的行星體系學(xué)說(shuō)，是具有進(jìn)步意義的。系學(xué)說(shuō)，是具有進(jìn)步意義的。首先，它肯定了大首先，它肯定了大地是一個(gè)懸空著的沒(méi)有支柱的球體。地是一個(gè)懸空著的沒(méi)有支柱的球體。其次，其次，從恒從恒星天體上區(qū)分出行星和日月是離我們較近的一群星天體上區(qū)分出行星和日月是離我們較近的一群天體，這是把太陽(yáng)系從眾星中識(shí)別出來(lái)的關(guān)鍵性天體，這是把太陽(yáng)系從眾星中識(shí)別出來(lái)的關(guān)鍵性一步。一步?！暗匦恼f(shuō)地心說(shuō)”的提出否定了對(duì)宇宙天圓地方的提出否定了對(duì)宇宙天圓地方的認(rèn)識(shí)，提出了地球作為一個(gè)天體存在于宇宙空的認(rèn)識(shí)，提出了地球作為一個(gè)天體存在于宇宙空間的觀(guān)點(diǎn)。間的觀(guān)點(diǎn)。 不足不足:地球是宇宙的中心嗎地球

11、是宇宙的中心嗎?哥白尼與哥白尼與“日心說(shuō)日心說(shuō)”15431543年，波蘭天文學(xué)年，波蘭天文學(xué)家家哥白尼哥白尼在臨終時(shí)發(fā)表了在臨終時(shí)發(fā)表了一部具有歷史意義的著一部具有歷史意義的著作作天體運(yùn)行論天體運(yùn)行論，完整地提出了完整地提出了“日心說(shuō)日心說(shuō)”理論。這個(gè)理論體系認(rèn)為，理論。這個(gè)理論體系認(rèn)為，太陽(yáng)是行星系統(tǒng)的中心，太陽(yáng)是行星系統(tǒng)的中心，一切行星都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。一切行星都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。地球也是一顆行星，它上地球也是一顆行星，它上面像陀螺一樣自轉(zhuǎn)，一面面像陀螺一樣自轉(zhuǎn)，一面又和其他行星一樣圍繞太又和其他行星一樣圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。哥白尼的日心說(shuō)的缺陷：哥白尼的日心說(shuō)的缺陷：1、認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心、認(rèn)為

12、太陽(yáng)是宇宙的中心2、沿用了行星在圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，、沿用了行星在圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上行星軌道是實(shí)際上行星軌道是橢圓形橢圓形的的l太陽(yáng)是一顆普通的恒星太陽(yáng)是一顆普通的恒星。在太。在太陽(yáng)周?chē)ㄆ渌恍┬√祗w陽(yáng)周?chē)ㄆ渌恍┬√祗w,組組成了以太陽(yáng)為主體的集團(tuán)成了以太陽(yáng)為主體的集團(tuán),就是就是太陽(yáng)系。太陽(yáng)系是由太陽(yáng)、行星太陽(yáng)系。太陽(yáng)系是由太陽(yáng)、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體和星際物質(zhì)構(gòu)成的天體系統(tǒng)。體和星際物質(zhì)構(gòu)成的天體系統(tǒng)。l太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體,其他其他天體在太陽(yáng)的引力作用下天體在太陽(yáng)的引力作用下,繞著繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)太陽(yáng)運(yùn)

13、動(dòng)。同時(shí)。同時(shí), 太陽(yáng)系也在宇太陽(yáng)系也在宇宙中運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)系就是在太陽(yáng)的宙中運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)系就是在太陽(yáng)的主宰下主宰下,因其引力作用因其引力作用,在一定的在一定的空間范圍內(nèi)空間范圍內(nèi),形成的具有一定組形成的具有一定組成成分和結(jié)構(gòu)特征的天體系統(tǒng)。成成分和結(jié)構(gòu)特征的天體系統(tǒng)。日冕：日冕： 太陽(yáng)大氣的最外層稀薄部分太陽(yáng)大氣的最外層稀薄部分, ,由太陽(yáng)表面伸展出數(shù)百萬(wàn)公里由太陽(yáng)表面伸展出數(shù)百萬(wàn)公里, ,包含著包含著鐵、鎳和其他氣體的極高度電離的原子鐵、鎳和其他氣體的極高度電離的原子, ,這表明溫度有幾百萬(wàn)度這表明溫度有幾百萬(wàn)度, ,日全食日全食時(shí)肉眼觀(guān)看它的外貌像是環(huán)繞月亮黑色圓盤(pán)的珍珠灰色光環(huán)時(shí)肉眼觀(guān)看它的

14、外貌像是環(huán)繞月亮黑色圓盤(pán)的珍珠灰色光環(huán), ,但在其他時(shí)但在其他時(shí)候要用日冕儀才可觀(guān)測(cè)到。候要用日冕儀才可觀(guān)測(cè)到。光譜分析：光譜分析：73種元素，種元素，H：71% ，He：26.5%，O+C+N+Ne:2%;Mg,Ni,Si,S,Fe,Ca 0.14%.光球?qū)樱汉窆馇驅(qū)樱汉?00km,5500oC, 0.01g/ cm3.色球?qū)樱汉裆驅(qū)樱汉?000-5000km，日全食時(shí)呈玫瑰紅色，日全食時(shí)呈玫瑰紅色，可達(dá)可達(dá)100萬(wàn)度萬(wàn)度K.日冕：最外層的稀薄等離子體太陽(yáng)風(fēng)大氣層，日冕：最外層的稀薄等離子體太陽(yáng)風(fēng)大氣層，d=10-12g/ cm3 . 100萬(wàn)萬(wàn)K,800km/s,400km/s黑子：直徑

15、黑子：直徑2000-10000km，4200oC，具極強(qiáng)磁，具極強(qiáng)磁場(chǎng)；對(duì)氣候與生態(tài)變化的影響有場(chǎng)；對(duì)氣候與生態(tài)變化的影響有11年周期年周期.耀斑：在黑子群上空的亮點(diǎn)出現(xiàn)在色球?qū)又?，耀斑：在黑子群上空的亮點(diǎn)出現(xiàn)在色球?qū)又校琻秒秒鐘內(nèi)可擴(kuò)大成纖維云狀物，直徑鐘內(nèi)可擴(kuò)大成纖維云狀物，直徑10萬(wàn)萬(wàn)km，T 1.5萬(wàn)萬(wàn)-100萬(wàn)度萬(wàn)度.火星圖片火星圖片 體積和質(zhì)量最大體積和質(zhì)量最大 衛(wèi)星較多衛(wèi)星較多 巨大的氣態(tài)行星巨大的氣態(tài)行星 外層：分子氫外層：分子氫 往下：液體氫，在云頂以下往下：液體氫，在云頂以下1000010000公里處，液體氫的公里處，液體氫的壓力是壓力是1000000bar,1000000

16、bar,溫度為溫度為6000K6000K；在這種狀態(tài)下，；在這種狀態(tài)下，氫變成液態(tài)金屬氫；氫變成液態(tài)金屬氫； 在金屬氫中，氫原子被分解成質(zhì)子和電子；在金屬氫中，氫原子被分解成質(zhì)子和電子； 中心是約中心是約1010個(gè)地球質(zhì)量的固體核。個(gè)地球質(zhì)量的固體核。 總數(shù)量：總數(shù)量：63顆（僅在顆（僅在2003年就發(fā)現(xiàn)有年就發(fā)現(xiàn)有23顆）顆） 伽利略衛(wèi)星：伽利略衛(wèi)星：4顆，軌顆，軌道的偏心率和軌道傾角道的偏心率和軌道傾角小，質(zhì)量比較大；小，質(zhì)量比較大；旅行者旅行者 2號(hào)的發(fā)現(xiàn)：號(hào)的發(fā)現(xiàn)：磁場(chǎng)：磁軸與自轉(zhuǎn)軸的夾角約為磁場(chǎng)：磁軸與自轉(zhuǎn)軸的夾角約為50度；度；海衛(wèi)海衛(wèi)1，海衛(wèi)，海衛(wèi)2之外還有之外還有6顆衛(wèi)星（呈碎

17、塊狀）顆衛(wèi)星（呈碎塊狀）。 慧核，慧發(fā)：慧核，慧發(fā)： 固體固體C,冰凍水，冰凍水，CH4,NH3等等 慧尾慧尾 CO+,N2+,CO2+獅子座流星雨共面性、近圓性和同向性。共面性、近圓性和同向性。共面性、近圓性和同向性。共面性、近圓性和同向性。 體積體積 密度密度 衛(wèi)星衛(wèi)星 表面表面 主要元素主要元素 類(lèi)地行星類(lèi)地行星 小小 大大 少少 固固 Fe,Mg,Si,K,Ca, Al,Ti,Ni 類(lèi)木行星類(lèi)木行星 大大 小小 多多 非固非固 H,He,CH4,氨冰氨冰 水冰水冰an+1/an=c1.7；an =0.4+0.3 2 n-2 UA 1UA=147.5 106km 表3.1 波得定律與觀(guān)測(cè)

18、值比較 行星行星 n 觀(guān)測(cè)值觀(guān)測(cè)值 計(jì)算值計(jì)算值 水星水星 無(wú)窮無(wú)窮 0.387 0.4 金星金星 2 0.723 0.7 地球地球 3 1.000 1.0 火星火星 4 1.523 1.6（小行星）（小行星） 5 2.7 2.8 木星木星 6 5.203 5.2 土星土星 7 9.52 10.0（天王星）（天王星） 8 19.2 19.6（海王星）（海王星） 9 30.2 38.8（冥王星）（冥王星） 10 39.5 77.2 *（ 上表中括號(hào)內(nèi)為定律提出后發(fā)現(xiàn)）上表中括號(hào)內(nèi)為定律提出后發(fā)現(xiàn)）DistanceDistance(AU)(AU)RadiusRadius(Earths) (Eart

19、hs) MassMass(Earths) (Earths) RotationRotation(Earths)(Earths) # Moons # Moons OrbitalOrbitalInclination Inclination OrbitalOrbitalEccentricity Eccentricity Obliquity Obliquity DensityDensity(g/cm3) (g/cm3) Sun 0 0 109 109 332,80332,800 0 25.3625.36* * - - - - - - 1.410 1.410 MercurMercury y 0.39 0.

20、39 0.38 0.38 0.05 0.05 58.8 58.8 0 0 7 7 0.2056 0.2056 0.10.1 5.43 5.43 Venus Venus 0.72 0.72 0.95 0.95 0.89 0.89 244 244 0 0 3.394 3.394 0.0068 0.0068 177.4177.4 5.25 5.25 Earth Earth 1.0 1.0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1 1 0.000 0.000 0.0167 0.0167 23.4523.45 5.52 5.52 Mars Mars 1.5 1.5 0.53 0.5

21、3 0.11 0.11 1.029 1.029 2 2 1.850 1.850 0.0934 0.0934 25.1925.19 3.95 3.95 Jupiter Jupiter 5.2 5.2 11 11 318 318 0.411 0.411 2323 1.308 1.308 0.0483 0.0483 3.123.12 1.33 1.33 Saturn Saturn 9.5 9.5 9 9 95 95 0.428 0.428 18 18 2.488 2.488 0.0560 0.0560 26.7326.73 0.69 0.69 UranuUranus s 19.2 19.2 4 4

22、17 17 0.748 0.748 15 15 0.774 0.774 0.0461 0.0461 97.8697.86 1.29 1.29 NeptuNeptune ne 30.1 30.1 4 4 17 17 0.802 0.802 8 8 1.774 1.774 0.0097 0.0097 29.5629.56 1.64 1.64 Pluto Pluto 39.5 39.5 0.18 0.18 0.002 0.002 0.267 0.267 1 1 17.15 17.15 0.2482 0.2482 119.6119.6 2.03 2.03 太陽(yáng)系主要成員的基本特征太陽(yáng)系主要成員的基本特

23、征l在火星與木星之間的波德間隔在火星與木星之間的波德間隔,把行星分為類(lèi)地行星把行星分為類(lèi)地行星和類(lèi)木行星兩組。和類(lèi)木行星兩組。l盡管太陽(yáng)占整個(gè)太陽(yáng)系全部質(zhì)量的盡管太陽(yáng)占整個(gè)太陽(yáng)系全部質(zhì)量的99,但它卻只提但它卻只提供供2的的角動(dòng)量角動(dòng)量,而行星的角動(dòng)量卻占而行星的角動(dòng)量卻占98左右。左右。l根據(jù)對(duì)地球巖石、月巖和由星際空間落在地球上的根據(jù)對(duì)地球巖石、月巖和由星際空間落在地球上的隕石進(jìn)行化學(xué)分折隕石進(jìn)行化學(xué)分折,推斷類(lèi)地行星大部分推斷類(lèi)地行星大部分(90)是由鐵、是由鐵、氧、硅、和鎂四種元素組成的，對(duì)太陽(yáng)的光譜研究表氧、硅、和鎂四種元素組成的，對(duì)太陽(yáng)的光譜研究表明：它幾乎明：它幾乎(99)是由氫

24、和氧組成，據(jù)推測(cè)，高豐度是由氫和氧組成，據(jù)推測(cè)，高豐度的氫和氧是類(lèi)木行星的特點(diǎn)。而地球與太陽(yáng)的硅、鎂、的氫和氧是類(lèi)木行星的特點(diǎn)。而地球與太陽(yáng)的硅、鎂、鐵等元素的豐度則驚人地相似鐵等元素的豐度則驚人地相似 。 太陽(yáng)系天體的自轉(zhuǎn)太陽(yáng)系天體的自轉(zhuǎn) 行星的自轉(zhuǎn)可分兩種情況，類(lèi)地星自轉(zhuǎn)速率差異較大，金星需行星的自轉(zhuǎn)可分兩種情況，類(lèi)地星自轉(zhuǎn)速率差異較大，金星需244244天，天，火星只需火星只需1.031.03天；巨行星和遠(yuǎn)日星自轉(zhuǎn)較快，均不到天；巨行星和遠(yuǎn)日星自轉(zhuǎn)較快，均不到1 1天。天。 太陽(yáng)自轉(zhuǎn)有太陽(yáng)自轉(zhuǎn)有“赤道加速赤道加速”現(xiàn)象，即赤道處自轉(zhuǎn)約現(xiàn)象，即赤道處自轉(zhuǎn)約25.425.4天，兩極附近天，兩

25、極附近約約3535天，其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)速度更快，可能比表面快十幾甚至幾十倍。天，其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)速度更快，可能比表面快十幾甚至幾十倍。 質(zhì)量與密度分布特征質(zhì)量與密度分布特征 太陽(yáng)占了太陽(yáng)系總質(zhì)量的太陽(yáng)占了太陽(yáng)系總質(zhì)量的99.85%99.85%，行星占，行星占0.135%0.135%，其它占，其它占0.015%0.015%。若將行星分為三類(lèi)，即若將行星分為三類(lèi)，即 類(lèi)地星（水星、金星、地球、火星）、巨行星（類(lèi)地星（水星、金星、地球、火星）、巨行星（木星、土星）和遠(yuǎn)日星（天王星、海王星、冥王星），則有木星、土星）和遠(yuǎn)日星（天王星、海王星、冥王星），則有 質(zhì)量分布：類(lèi)地星巨行星質(zhì)量分布：類(lèi)地星巨行星 遠(yuǎn)日星遠(yuǎn)日

26、星 密度分布：類(lèi)地星密度分布：類(lèi)地星 巨行星巨行星 遠(yuǎn)日星遠(yuǎn)日星I.KantP. S. Laplace太陽(yáng)系起源理論：太陽(yáng)系起源理論：太陽(yáng)系起源理論可分成兩種主要太陽(yáng)系起源理論可分成兩種主要類(lèi)型：一種認(rèn)為起源是逐漸演化類(lèi)型：一種認(rèn)為起源是逐漸演化的結(jié)果；另一種則把起源歸因于的結(jié)果；另一種則把起源歸因于某種激變的作用，通常假定在遙某種激變的作用，通常假定在遙遠(yuǎn)的過(guò)去太陽(yáng)與恒星相遇。遠(yuǎn)的過(guò)去太陽(yáng)與恒星相遇。1. 星云說(shuō)星云說(shuō)2俘獲說(shuō)俘獲說(shuō)3碰撞說(shuō)碰撞說(shuō)4潮汐說(shuō)潮汐說(shuō)5電磁說(shuō)電磁說(shuō)新星云說(shuō)新星云說(shuō)1755年年,自然通史和天體理論自然通史和天體理論 1796年年, 宇宙體系論宇宙體系論 2. 俘獲說(shuō)：

27、俘獲說(shuō)： 3. 碰撞說(shuō)：碰撞說(shuō)： 4. 潮汐說(shuō)：潮汐說(shuō)： 1942年年,瑞典磁流體學(xué)瑞典磁流體學(xué)家阿爾芬提出家阿爾芬提出 “電磁說(shuō)電磁說(shuō)”, 用磁耦合機(jī)制說(shuō)明角動(dòng)量用磁耦合機(jī)制說(shuō)明角動(dòng)量的特殊分布。的特殊分布。1962年，法年，法國(guó)天文學(xué)家沙茲曼提出太國(guó)天文學(xué)家沙茲曼提出太陽(yáng)演化早期拋射帶電粒子陽(yáng)演化早期拋射帶電粒子,它們?cè)谔?yáng)磁場(chǎng)作用下運(yùn)它們?cè)谔?yáng)磁場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)動(dòng),能有效轉(zhuǎn)移掉太陽(yáng)角動(dòng)能有效轉(zhuǎn)移掉太陽(yáng)角動(dòng)量量,即即“沙茲曼機(jī)制沙茲曼機(jī)制” 。1972年年,霍伊爾從經(jīng)典的星霍伊爾從經(jīng)典的星云假說(shuō)出發(fā)云假說(shuō)出發(fā),考慮星際空間考慮星際空間的磁場(chǎng)作用的磁場(chǎng)作用,定量地計(jì)算了定量地計(jì)算了太陽(yáng)和行星的角

28、動(dòng)量太陽(yáng)和行星的角動(dòng)量,有效有效地解釋了太陽(yáng)系特殊的角地解釋了太陽(yáng)系特殊的角動(dòng)量問(wèn)題。動(dòng)量問(wèn)題。 原始太陽(yáng)星云為自大星際云原始太陽(yáng)星云為自大星際云瓦解出的一塊小云。它的溫度不瓦解出的一塊小云。它的溫度不高高,有一定的初始角動(dòng)量和自轉(zhuǎn)有一定的初始角動(dòng)量和自轉(zhuǎn),在在自吸引作用下收縮自吸引作用下收縮,中心部分形成中心部分形成太陽(yáng)太陽(yáng),外部扁化為星云盤(pán)。星云盤(pán)外部扁化為星云盤(pán)。星云盤(pán)中含有氣體、塵埃和冰的固體顆中含有氣體、塵埃和冰的固體顆粒粒,主要由這些固態(tài)物質(zhì)集聚成行主要由這些固態(tài)物質(zhì)集聚成行星和衛(wèi)星。星和衛(wèi)星。 星云圖片星云圖片1324 原始星云原始星云星云盤(pán)星云盤(pán)塵層塵層星子星子行星行星 原始星

29、云由一塊星際云塌縮并瓦解而成?？紤]星際云的塌縮原始星云由一塊星際云塌縮并瓦解而成?？紤]星際云的塌縮, 要用到研究物要用到研究物質(zhì)團(tuán)收縮和膨脹的一個(gè)重要物理定理質(zhì)團(tuán)收縮和膨脹的一個(gè)重要物理定理維里定理維里定理,所要分析的是使物質(zhì)團(tuán)所要分析的是使物質(zhì)團(tuán)膨脹的能量膨脹的能量(如分子熱運(yùn)動(dòng)熱能如分子熱運(yùn)動(dòng)熱能)和使其收縮的能量和使其收縮的能量(如引力位勢(shì)如引力位勢(shì))是否平衡。是否平衡。 當(dāng)膨脹時(shí)當(dāng)膨脹時(shí) 當(dāng)收縮時(shí)當(dāng)收縮時(shí) 星際云聚集的條件：星際云聚集的條件： 取取 =10-22g/cm3,T=50K, =2.4,N=0(星云內(nèi)均勻星云內(nèi)均勻),并取并取M01.99 1033g（太（太陽(yáng)現(xiàn)質(zhì)量）陽(yáng)現(xiàn)質(zhì)量

30、）,則可得出如下的星際云自吸引塌縮條件：則可得出如下的星際云自吸引塌縮條件：02U02U03M1044. 2M0U2U熱能引力勢(shì)能原始星云繼續(xù)塌縮原始星云繼續(xù)塌縮,半徑逐漸減小半徑逐漸減小,因角動(dòng)量守恒因角動(dòng)量守恒,造成自轉(zhuǎn)速度增大。造成自轉(zhuǎn)速度增大。隨著自轉(zhuǎn)速度增大隨著自轉(zhuǎn)速度增大,在赤道面上的外邊緣物質(zhì)在赤道面上的外邊緣物質(zhì),當(dāng)其慣性離心力與中心部當(dāng)其慣性離心力與中心部分引力相抗衡時(shí)分引力相抗衡時(shí),便停下來(lái)便停下來(lái),逐漸形成赤道面凸起的星云盤(pán)。星云盤(pán)形成逐漸形成赤道面凸起的星云盤(pán)。星云盤(pán)形成的同時(shí)的同時(shí),云盤(pán)中心的原始太陽(yáng)亦形成云盤(pán)中心的原始太陽(yáng)亦形成。 2221) ra (GMmF,)

31、ra (GMmF兩個(gè)小球之間還存在引力兩個(gè)小球之間還存在引力,大小為大小為:2212r4Gmf 當(dāng)兩個(gè)小球在大球的作用下聚集時(shí)當(dāng)兩個(gè)小球在大球的作用下聚集時(shí),大球作用于靠近它的小球大球作用于靠近它的小球1和和遠(yuǎn)離它的小球遠(yuǎn)離它的小球2的引力分為的引力分為:2112FFf有有)a/M(430或或)a/M(30（1）星云盤(pán)溫度星云盤(pán)溫度: 云盤(pán)溫度由太陽(yáng)幅射云盤(pán)溫度由太陽(yáng)幅射L、云盤(pán)消光、云盤(pán)消光(r)和云盤(pán)熱幅射和云盤(pán)熱幅射 sT4(r)決定決定,即可建立即可建立能量平衡方程能量平衡方程: ) r (Tr4Le4S2) r () r /r (T) r (T00兩個(gè)小球聚集而兩個(gè)小球聚集而分開(kāi)的條

32、件是分開(kāi)的條件是:由此可以得到溫度分布由此可以得到溫度分布: 式中式中r0r0為日地距離為日地距離,T0,T0為該處溫度：為該處溫度：T0T0544K,544K,由此可以推算出由此可以推算出, ,云盤(pán)內(nèi)界溫云盤(pán)內(nèi)界溫 度為度為1900K,1900K,云盤(pán)外界溫度為云盤(pán)外界溫度為15K15K。（2）星云盤(pán)厚度星云盤(pán)厚度: 在云盤(pán)內(nèi)在云盤(pán)內(nèi),離太陽(yáng)距離為離太陽(yáng)距離為r、離赤道面距離為、離赤道面距離為z處處,在云盤(pán)自轉(zhuǎn)軸在云盤(pán)自轉(zhuǎn)軸(z軸軸)方向方向上上,受到三種力的作用受到三種力的作用太陽(yáng)引力、云盤(pán)引力和氣體壓力。當(dāng)云盤(pán)密度太陽(yáng)引力、云盤(pán)引力和氣體壓力。當(dāng)云盤(pán)密度比羅奇密度小幾倍時(shí)比羅奇密度小幾倍

33、時(shí),云盤(pán)引力可以不計(jì)云盤(pán)引力可以不計(jì),因此在因此在z方向上處于流體靜平衡方向上處于流體靜平衡狀態(tài)狀態(tài),即即:gdz/dp假定云盤(pán)厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于云盤(pán)尺度，假定云盤(pán)厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于云盤(pán)尺度，zr，可求得云盤(pán)厚度，可求得云盤(pán)厚度 ：r)GMmrKT2()r(h2/10H00（3）星云盤(pán)的密度星云盤(pán)的密度 :設(shè)星云盤(pán)內(nèi)密度分布為：設(shè)星云盤(pán)內(nèi)密度分布為：)r (h/zexp() r ()z , r (220物質(zhì)沿物質(zhì)沿z軸方向無(wú)限伸展軸方向無(wú)限伸展, 積分可建立面密度積分可建立面密度 0(r)：) r (h) r (866. 02dze) r (2dz)z , r (2) r (00) r (h/z00022

34、特征密度特征密度 ：) r (866. 0) r (h2/ ) r () r (00 此外此外,星云盤(pán)的化學(xué)組成星云盤(pán)的化學(xué)組成,可由星云的厚度、溫度、密度等物理?xiàng)l可由星云的厚度、溫度、密度等物理?xiàng)l件加以說(shuō)明。在云盤(pán)的不同區(qū)域件加以說(shuō)明。在云盤(pán)的不同區(qū)域,因條件不同因條件不同,出現(xiàn)的凝聚成分會(huì)有不同。出現(xiàn)的凝聚成分會(huì)有不同。 云盤(pán)中塵粒和氣體一起繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)云盤(pán)中塵粒和氣體一起繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)也做布朗運(yùn)動(dòng)同時(shí)也做布朗運(yùn)動(dòng),彼此發(fā)生碰撞彼此發(fā)生碰撞,結(jié)結(jié)合成顆粒合成顆粒(碰撞吸積碰撞吸積),并在引力并在引力z方向分量作用下方向分量作用下,顆?？朔怏w阻力顆?？朔怏w阻力,向赤向赤道沉降道沉降,逐漸

35、形成塵層。逐漸形成塵層。scVdt/dm 設(shè)碰撞吸積的質(zhì)量生長(zhǎng)率設(shè)碰撞吸積的質(zhì)量生長(zhǎng)率dm/dt為為:則沉降時(shí)間的近似公式為：則沉降時(shí)間的近似公式為：7/27/214/900r)g/3()a250/1 ()r / r (t /t由上式估計(jì)，內(nèi)區(qū)的沉降時(shí)間為由上式估計(jì)，內(nèi)區(qū)的沉降時(shí)間為4.5 104年年,外區(qū)的沉降時(shí)間為外區(qū)的沉降時(shí)間為6.2 104年年,而地球區(qū)域的沉降時(shí)間為而地球區(qū)域的沉降時(shí)間為8.5 104年。年。塵層厚度難以計(jì)算，若塵層物質(zhì)達(dá)到羅奇密度塵層厚度難以計(jì)算，若塵層物質(zhì)達(dá)到羅奇密度,那么塵層厚度為那么塵層厚度為106cm(內(nèi)內(nèi)區(qū)區(qū))和和108 cm (外區(qū)外區(qū))。另外。另外,塵

36、層內(nèi)顆粒大小塵層內(nèi)顆粒大小,可以生長(zhǎng)到可以生長(zhǎng)到3.4cm(內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū))和和0.04cm(外區(qū)外區(qū)), 與隕石顆粒大小量級(jí)符合。與隕石顆粒大小量級(jí)符合。 按現(xiàn)今行星總質(zhì)量來(lái)計(jì)算塵層的面密度,所得結(jié)果下表: 塵層的物質(zhì)密度已足夠大塵層的物質(zhì)密度已足夠大,局部擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致引力不穩(wěn)定性局部擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致引力不穩(wěn)定性,使塵層瓦解為使塵層瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。物質(zhì)團(tuán)的密度隨時(shí)間而指數(shù)增長(zhǎng)，當(dāng)物質(zhì)團(tuán)的密度超過(guò)羅奇密許多物質(zhì)團(tuán)。物質(zhì)團(tuán)的密度隨時(shí)間而指數(shù)增長(zhǎng)，當(dāng)物質(zhì)團(tuán)的密度超過(guò)羅奇密度時(shí)度時(shí),就可以自吸引塌縮就可以自吸引塌縮,聚集成固體塊聚集成固體塊星子。可得出如下不穩(wěn)定條件：星子。可得出如下不穩(wěn)定條件：上上下下 當(dāng)擾動(dòng)

37、尺度小于上界當(dāng)擾動(dòng)尺度小于上界 上上,大于下界大于下界 下時(shí)下時(shí), 出現(xiàn)引力不穩(wěn)定。據(jù)估計(jì)出現(xiàn)引力不穩(wěn)定。據(jù)估計(jì),整整個(gè)塵層內(nèi)部都滿(mǎn)足條件個(gè)塵層內(nèi)部都滿(mǎn)足條件,因而塵層瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。瓦解之后的星子質(zhì)量因而塵層瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。瓦解之后的星子質(zhì)量估計(jì)為估計(jì)為1018g(內(nèi)區(qū)內(nèi)區(qū))到到1020g(外區(qū)外區(qū))。各物質(zhì)團(tuán)自吸引收縮。各物質(zhì)團(tuán)自吸引收縮,很快形成星子。估很快形成星子。估計(jì)地球處由物質(zhì)團(tuán)形成星子的時(shí)間為計(jì)地球處由物質(zhì)團(tuán)形成星子的時(shí)間為104年年,木星處的時(shí)間為木星處的時(shí)間為106年。年。 初始星子除繞太陽(yáng)作開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)外初始星子除繞太陽(yáng)作開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)外,還有隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。星子相遇和碰撞，還有隨

38、機(jī)運(yùn)動(dòng)。星子相遇和碰撞，發(fā)生結(jié)合或者碎裂。實(shí)驗(yàn)表明發(fā)生結(jié)合或者碎裂。實(shí)驗(yàn)表明,相對(duì)速度小于相對(duì)速度小于0.5km/s的星子碰撞的星子碰撞,其結(jié)果其結(jié)果總是結(jié)合總是結(jié)合,相對(duì)速度大于相對(duì)速度大于1km/s的星子碰撞的星子碰撞,其結(jié)果可能發(fā)生碎裂。前者其結(jié)果可能發(fā)生碎裂。前者成為更大星子成為更大星子,后者成為更小星子。大星子引力較強(qiáng)后者成為更小星子。大星子引力較強(qiáng),更有效地吸積周?chē)行У匚e周?chē)奈镔|(zhì)和小星子的物質(zhì)和小星子(引力吸積引力吸積),迅速成長(zhǎng)。小星子引力較弱迅速成長(zhǎng)。小星子引力較弱,吸積殘余塵粒而吸積殘余塵粒而緩慢生長(zhǎng)。較大星子因?yàn)樽陨硪?chǎng)強(qiáng)緩慢生長(zhǎng)。較大星子因?yàn)樽陨硪?chǎng)強(qiáng),由碰撞

39、聚積為主過(guò)渡到引力吸由碰撞聚積為主過(guò)渡到引力吸積為主。物質(zhì)不斷集聚到大星子上積為主。物質(zhì)不斷集聚到大星子上,使其生長(zhǎng)更快更大使其生長(zhǎng)更快更大,最大星子成為行最大星子成為行星胎。星胎。 由于多體問(wèn)題尚未解決由于多體問(wèn)題尚未解決,因此行星形成的具體計(jì)算和描述就更難了。因此行星形成的具體計(jì)算和描述就更難了。 由星子結(jié)合成行星的時(shí)間由星子結(jié)合成行星的時(shí)間,不同學(xué)者估算的差別較大。據(jù)戴文賽先生不同學(xué)者估算的差別較大。據(jù)戴文賽先生估計(jì)估計(jì),地球形成時(shí)間為地球形成時(shí)間為106107年年,木星木星(固體核固體核)形成時(shí)間為形成時(shí)間為107年年,水星為水星為104106年。這與隕星母體的形成時(shí)間為幾千萬(wàn)年大致相

40、符。年。這與隕星母體的形成時(shí)間為幾千萬(wàn)年大致相符。 行星可分三類(lèi)：類(lèi)地行星行星可分三類(lèi)：類(lèi)地行星,巨行星和遠(yuǎn)日行星。各行星的質(zhì)量、半徑和巨行星和遠(yuǎn)日行星。各行星的質(zhì)量、半徑和密度列于下表。顯然密度列于下表。顯然,行星的大小和質(zhì)量分布待征是兩頭小、中間大行星的大小和質(zhì)量分布待征是兩頭小、中間大,行行星的密度分布特征是類(lèi)地行星大、巨行星小、遠(yuǎn)日行星居中星的密度分布特征是類(lèi)地行星大、巨行星小、遠(yuǎn)日行星居中,這種分布這種分布特征是行星形成總過(guò)程的必然結(jié)果特征是行星形成總過(guò)程的必然結(jié)果,反映了各類(lèi)行星在形成條件上的差反映了各類(lèi)行星在形成條件上的差別。別。 表 行星系列的某些特征行星系列的某些特征行星系列

41、的某些特征 下表給出太陽(yáng)系各行星的軌道半長(zhǎng)軸下表給出太陽(yáng)系各行星的軌道半長(zhǎng)軸an的觀(guān)測(cè)值及相鄰行星的的觀(guān)測(cè)值及相鄰行星的an+1/an比值，同時(shí)還給出了戴文賽先生的理論計(jì)算結(jié)果。比值，同時(shí)還給出了戴文賽先生的理論計(jì)算結(jié)果。 利用利用“沙茲曼機(jī)制沙茲曼機(jī)制”。概括地說(shuō)。概括地說(shuō),一個(gè)一個(gè)冷的冷的、自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)的原始原始星云星云因自吸因自吸引而收縮引而收縮,中部形成太陽(yáng)中部形成太陽(yáng),外部形成星云盤(pán)外部形成星云盤(pán),凝聚的固體顆粒沉降到云盤(pán)中凝聚的固體顆粒沉降到云盤(pán)中面面(赤道面赤道面)形成塵層。塵層各區(qū)的物理形成塵層。塵層各區(qū)的物理化學(xué)條件不同。當(dāng)塵層的物質(zhì)化學(xué)條件不同。當(dāng)塵層的物質(zhì)密度足夠大密度足夠

42、大,可以發(fā)生引力不穩(wěn)定性而瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。這些物質(zhì)團(tuán)集可以發(fā)生引力不穩(wěn)定性而瓦解為許多物質(zhì)團(tuán)。這些物質(zhì)團(tuán)集聚為星子聚為星子,星子又因吸積而集聚成行星。這就是太陽(yáng)系形成的一般輪廓星子又因吸積而集聚成行星。這就是太陽(yáng)系形成的一般輪廓,也是行星形成過(guò)程的共性。也是行星形成過(guò)程的共性。 塵埃向中心聚集的過(guò)塵埃向中心聚集的過(guò)程中，由于引力吸積能、放程中，由于引力吸積能、放射性元素的衰變能及隕石的射性元素的衰變能及隕石的撞擊等，會(huì)釋放出大量的熱撞擊等，會(huì)釋放出大量的熱量。地球內(nèi)部溫度逐漸增高量。地球內(nèi)部溫度逐漸增高, 當(dāng)溫度高到一定程度當(dāng)溫度高到一定程度,以致以致地內(nèi)物質(zhì)具有足夠的可塑性地內(nèi)物質(zhì)具有足夠

43、的可塑性時(shí)時(shí),就開(kāi)始了重力作用下的就開(kāi)始了重力作用下的分異過(guò)程。分異過(guò)程。 地球內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生部分地球內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生部分熔融，硅酸物質(zhì)具有低密熔融，硅酸物質(zhì)具有低密度和和高熔點(diǎn)度和和高熔點(diǎn),鐵和鎳具有鐵和鎳具有高密度和低熔點(diǎn)，出現(xiàn)了高密度和低熔點(diǎn)，出現(xiàn)了大規(guī)模的物質(zhì)分異和遷移，大規(guī)模的物質(zhì)分異和遷移，形成了從里向外，物質(zhì)密形成了從里向外，物質(zhì)密度從大到小的圈層結(jié)構(gòu)。度從大到小的圈層結(jié)構(gòu)。鐵、鎳向中心聚集，形成鐵、鎳向中心聚集，形成地核；較輕的硅酸鹽物質(zhì)地核；較輕的硅酸鹽物質(zhì)形成地幔。形成地幔。 地核和地幔形成后地核和地幔形成后,地球表層是地球表層是熔融的。在距今熔融的。在距今4046億年前，表億年

44、前，表層開(kāi)始冷卻分異層開(kāi)始冷卻分異,形成全球性的原始形成全球性的原始地殼地殼大陸地殼。在距今大陸地殼。在距今3040億億年前，類(lèi)地行星都受到星子撞擊，年前，類(lèi)地行星都受到星子撞擊，在受撞擊的集中區(qū)域下，造成地幔在受撞擊的集中區(qū)域下，造成地幔熔化，并發(fā)生玄武巖噴發(fā)，排出大熔化，并發(fā)生玄武巖噴發(fā)，排出大量巖漿和氣體，從而改變?cè)嫉貧ち繋r漿和氣體，從而改變?cè)嫉貧さ某煞?，形成原始大洋地殼。原始的成分，形成原始大洋地殼。原始大陸地殼由于部分熔化、再次活化大陸地殼由于部分熔化、再次活化和巖漿侵入等作用，進(jìn)一步和巖漿侵入等作用，進(jìn)一步發(fā)生分異，形成由變質(zhì)巖巖漿組成的下地殼和由花崗閃長(zhǎng)巖組發(fā)生分異，形成由變

45、質(zhì)巖巖漿組成的下地殼和由花崗閃長(zhǎng)巖組成的上地殼。成的上地殼。 地球形成過(guò)程中形成地球形成過(guò)程中形成原始大氣原始大氣，主要由一氧化碳、氫和水組成，已全主要由一氧化碳、氫和水組成，已全部或大部溢出地球。后來(lái)部或大部溢出地球。后來(lái), 從地球內(nèi)從地球內(nèi)部溢出的氣體形成部溢出的氣體形成“第二代第二代”大氣，主大氣，主要成分是二氧化碳要成分是二氧化碳,一氧化碳、甲烷、一氧化碳、甲烷、氨和水氨和水, 稱(chēng)為稱(chēng)為還原大氣還原大氣。地球內(nèi)部的。地球內(nèi)部的地幔分異作用、太陽(yáng)輻射、綠色植物地幔分異作用、太陽(yáng)輻射、綠色植物的光合作用等使還原大氣中的許多氣的光合作用等使還原大氣中的許多氣體被氧化或向空間散逸體被氧化或向空

46、間散逸,有的轉(zhuǎn)入到固體有的轉(zhuǎn)入到固體液體地球液體地球, 逐漸演變逐漸演變成現(xiàn)代的成現(xiàn)代的氧化大氣氧化大氣。 地球形成過(guò)程中地球形成過(guò)程中,星子碰撞后放出的水星子碰撞后放出的水,火山巖漿活動(dòng)產(chǎn)生火山巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的水的水,以及地球大氣中凝聚的水以及地球大氣中凝聚的水, 流入海洋地殼流入海洋地殼(星子撞擊坑星子撞擊坑),形形成地球表面的海洋成地球表面的海洋(水圈水圈)。 l 進(jìn)入地質(zhì)時(shí)代以后進(jìn)入地質(zhì)時(shí)代以后,地球的圈層分異過(guò)程主要限于地殼和地表。地球的圈層分異過(guò)程主要限于地殼和地表。l 地殼和地面的變化是各圈層相互作用的結(jié)果。在外面受到水圈地殼和地面的變化是各圈層相互作用的結(jié)果。在外面受到水圈和大氣

47、圈的作用和大氣圈的作用,在里面受到地幔的作用。地表的變化在里面受到地幔的作用。地表的變化,最明顯最明顯的是海陸分布的變化。海洋可以變成陸地的是海陸分布的變化。海洋可以變成陸地,也可以變成高山也可以變成高山,隨隨著海洋變成陸地、甚至高山著海洋變成陸地、甚至高山,沉積層變形沉積層變形,形成了褶皺形成了褶皺,甚至出現(xiàn)甚至出現(xiàn)斷裂。斷裂。l 地殼運(yùn)動(dòng)最明顯的是火山和地震?；鹕脚c地下的巖漿活動(dòng)相聯(lián)地殼運(yùn)動(dòng)最明顯的是火山和地震?；鹕脚c地下的巖漿活動(dòng)相聯(lián)系系,火山的熔巖來(lái)自地殼下部和地幔上部。地震同地層斷裂相火山的熔巖來(lái)自地殼下部和地幔上部。地震同地層斷裂相聯(lián)系聯(lián)系,大陸地震主要發(fā)生在地殼的上部和中部?；鹕?/p>

48、和地震是大陸地震主要發(fā)生在地殼的上部和中部?；鹕胶偷卣鹗堑貧げ煌＿\(yùn)動(dòng)的劇烈表現(xiàn)形式地殼不停運(yùn)動(dòng)的劇烈表現(xiàn)形式,而海陸變遷則是地殼不停運(yùn)動(dòng)而海陸變遷則是地殼不停運(yùn)動(dòng)的緩慢表現(xiàn)形式。的緩慢表現(xiàn)形式。l 造成地殼和地表變化的原因造成地殼和地表變化的原因,除上述內(nèi)力和外力外除上述內(nèi)力和外力外,還包括象地還包括象地球自轉(zhuǎn)速度變化的慣性力?？傊蜃赞D(zhuǎn)速度變化的慣性力?？傊?這些力造成地球整體和各個(gè)這些力造成地球整體和各個(gè)圈層的變化圈層的變化,可統(tǒng)稱(chēng)為地球動(dòng)力?？山y(tǒng)稱(chēng)為地球動(dòng)力。 :1.地球形成期地球形成期(約約46億年前億年前) 星云物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)中向核心凝聚星云物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)中向核心凝聚,產(chǎn)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的核反應(yīng)強(qiáng)烈的核反應(yīng),并不斷地發(fā)生塌縮作用。并不斷地發(fā)生塌縮作用。 2.放射熔融期放射熔融期(4145億年前億年前) 大約在大約在40億年前后，越來(lái)越多的較億年前后，越來(lái)越多的較輕的硅酸鹽成分