地震概論13改過

1、緒論第三節(jié) 太陽系 地震概論1231. 從地心說到日心說 天體運行論1543 阿利斯塔克 （Aritarchus 公元前310-230) “地心說體系” 托勒玫（Ptolemaeus,85-165） 本輪、均輪、等點 阿爾豐索國王 順行、逆行、留、水星金星的往返擺動 布魯諾(Bruno,1548-1600)的無限宇宙42. 太陽系的軌道特性 近圓性, e=(a2-b2)0.5/a 同向性 共面性5 第 谷（Tycho Brahe 1546-1601）的21年 開普勒（Kepler 1571-1630） 8 ! 行星運動三大規(guī)律：1. 行星在橢圓軌道上運動，太陽位于其中一個焦點上.2. 行星與太

2、陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積.3. 行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長徑的立方成正比.63. Titius-Bode 定則an+1/an=c1.7；an =0.4+0.3 2 n-2 UA1UA=147.5 106km 表3.1 波得定律與觀測值比較 行星 n 觀測值 計算值水星 1 0.387 0.4金星 2 0.723 0.7地球 3 1.000 1.0火星 4 1.523 1.6（小行星） 5 2.7 2.8木星 6 5.203 5.2土星 7 9.52 10.0（天王星） 8 19.2 19.6（海王星） 9 30.2 38.8（冥王星） 10 39.5 77.2 *（ 上表中括號內(nèi)

3、為定律提出后發(fā)現(xiàn)）71781年. 德國天文學家赫歇爾(Herschel)發(fā)現(xiàn)天王星1801年11月. 谷神星丟失十年，根據(jù)41天移動了3度。高斯預報2.77 UA.（意.皮亞齊 Piazzi） 智神、婚神、灶神 小行星帶894.太陽10光譜分析：73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?厚300km,5500oC, 0.01g/ cm3.色球?qū)樱?厚3000-5000km，日全食時呈玫瑰紅色，可達100萬度K.日 冕： 最外層的稀薄等離子體太陽風大氣層，d=10-12g/ cm3 . 100萬K,800km/s

4、,400km/s黑 子： 直徑2000-10000km，4200oC，具極強磁場；對氣候與生態(tài)變化的影響有11年周期.耀 斑： 在黑子群上空的亮點出現(xiàn)在色球?qū)又?，n秒鐘內(nèi)可擴大成纖維云狀物，直徑10萬km，T 1.5萬-100萬度.1112131415恒星的結(jié)局小于3個太陽白矮星冷卻黑矮星3-10個太陽質(zhì)量核炸超新星大于10個太陽質(zhì)量內(nèi)炸，超新星，中子星（脈沖星，R10km, V增大），黑洞 He燃燒合成C,O,Ne,Mg,S,Si 拋出外殼 紅巨星16超新星 第二代星云忙忙碌碌又開始了“臭蛋星云”17形成中的臭蛋星云185. 太陽系中的行星 體積 密度 衛(wèi)星 表面 主要元素類地行星 小 大

5、少 固 Fe,Mg,Si,K,Ca, Al,Ti,Ni類木行星 大 小 多 非固 H,He,CH4,氨冰 水冰19“伽利略” 于2003.9.21墜入木星大氣層2021旅行者2號的旅程22旅行者2號對海王星的最后一瞥23先驅(qū)者號上的圖形語言24太陽系九大行星（詳見后多圖）25水星26金星27地球28火星29303132木星33 木 星距太陽5.20AU，平均半徑是地球的11倍，質(zhì)量：地球的318倍，所有其他行星的2.5倍。平均密度1.33g/cm3；自轉(zhuǎn)周期為9小時50分30秒（太陽系中最快）；3435木星結(jié)構(gòu)外層：分子氫往下：液體氫，在云頂以下10000公里處，液體氫的壓力是1000000b

6、ar,溫度為6000K；在這種狀態(tài)下，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；中心是約10個地球質(zhì)量的固體核。3637383940414243木星的衛(wèi)星總數(shù)量：63顆（僅在2003年就發(fā)現(xiàn)有23顆）伽利略衛(wèi)星：4顆，軌道的偏心率和軌道傾角小，質(zhì)量比較大；44土星454647天王星48海王星 旅行者 2號的發(fā)現(xiàn)磁場，磁軸與自轉(zhuǎn) 軸的夾角約為50度；海衛(wèi)1，海衛(wèi)2之外 還有6顆衛(wèi)星（呈碎 塊狀）。49 海衛(wèi)1 新發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星直徑 ：2720Km 直徑 ：50-200km表面：T=37K 陰暗的碎塊600km高處，T=300K 極冠甲烷冰，氮冰 XY裂縫 山脈（無環(huán)形山），物質(zhì)？50冥

7、王星1930年2月18日發(fā)現(xiàn) 黃赤交角17度 冥王星的表面 甲烷冰層覆蓋 密度2g/cm3 直徑14000-6000km 卡戎衛(wèi)星515. 彗星慧核，慧發(fā)： 固體C,冰凍水，CH4,NH3等慧尾 CO+,N2+,CO2+5253漢朝馬王堆帛書里對彗星的描繪54哈雷彗星55海爾波普彗星56彗星的源？Oort 云576. 隕石587. 撞擊的效果 6500萬年前，墨西哥尤卡坦半島隕石坑直徑170km的洼地，隕石直徑10-20km. 撞擊的效果-恐龍絕滅. 1908年 通古斯 “蘇梅克列維9號”（S-L9）彗星撞木星 1993.3.23-3.25 1994.7.16 21個慧核59衛(wèi)星圖片墨西哥尤卡

8、坦半島上的大隕石坑衛(wèi)星圖片科學家第一次清晰看到位于墨西哥尤卡坦半島上的大隕石坑601993.3.25-1994.7.15慧木相撞前61哈勃空間望遠鏡觀測到的S-L9彗星碎塊（21塊）62S-L9彗核C碰撞前后的木星紅外圖像63彗核K與木星撞擊后火球從亮到暗的變化64慧木相撞痕跡6566月球上的撞擊坑6768流星雨1833年：帶來知識啟蒙的獅子座流星雨691966年：20世紀最眩的獅子座流星雨701999年：呈火球狀的獅子座流星雨712002年：在英格蘭觀看到的獅子座流星雨722002年：從太空觀測到的獅子座流星雨(11月19日)73空間觀測計劃 空間探測的參與者：觀測天文學家，地 質(zhì)學家. 儀

9、器： 用照相望遠鏡搜索近地天體 電子光探測器目標： 發(fā)現(xiàn)小行星使之偏離軌道748. 角動量分配異常 C=MVR=MR2 0.135%99.4%75 9. 太陽系起源假說及其發(fā)展Kant-Laplace星云說18世紀Kant, 1755自然通史和天體理論 Laplace, 1796宇宙體系論 無法解釋角動量分配異常災變說和爆發(fā)說新星云說40年代， .(前蘇)60年代，F(xiàn).Hoyle(英) E.Schatzman(法)76Laplace星云假說7710.地球的早期演化地球的早期演化過程 : 大約在46億前,從太陽星云中分化出來的原始地球是一個近于球體的地球,溫度很低,構(gòu)成地球的各種物質(zhì)混雜在一起,

10、沒有明顯的分層。由于原始地球的收縮和放射性元素衰變等原因,逐使地球內(nèi)部溫度升高,使物質(zhì)具有可塑性,局部出現(xiàn)熔融狀態(tài),并在重力作用下物質(zhì)開始分異,其中地核地幔地殼組成固體地球。水圈和大氣圈對固體地球的形成和改造也有著重要影響。1.地核與地幔的分異: 塵埃向中心聚集的過程中，由于引力吸積能、放射性元素的衰變能及隕石的撞擊等，會釋放出大量的熱量。地球內(nèi)部溫度逐漸增高, 當溫度高到一定程度,以致地內(nèi)物質(zhì)具有足夠的可塑性時,就開始了重力作用下的分異過程。78地核與地幔的分異: 地球內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生部分熔融，硅酸物質(zhì)具有低密度和和高熔點,鐵和鎳具有高密度和低熔點，出現(xiàn)了大規(guī)模的物質(zhì)分異和遷移，形成了從里向外，

11、物質(zhì)密度從大到小的圈層結(jié)構(gòu)。鐵、鎳向中心聚集，形成地核；較輕的硅酸鹽物質(zhì)形成地幔。79原始地殼的形成和陸殼、洋殼的分異：地核和地幔形成后,地球表層是熔融的。在距今4046億年前,表層開始冷卻分異,形成全球性的原始地殼大陸地殼。在距今3040億年前,類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,從而改變原始地殼的成分,形成原始大洋地殼。原始大陸地殼,由于部分熔化、再次活化和巖漿侵入等作用,進一步發(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巖組成的上地殼。80海洋和大氣的形成：地球形成過程中形成原始大氣，主要由一氧化碳、氫和水組成，已全部

12、或大部溢出地球。后來, 從地球內(nèi)部溢出的氣體形成“第二代”大氣，主要成分是二氧化碳,一氧化碳、甲烷、氨和水, 稱為還原大氣。地球內(nèi)部的地幔分異作用、太陽輻射、綠色植物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,有的轉(zhuǎn)入到固體液體地球, 逐漸演變成現(xiàn)代的氧化大氣。 地球形成過程中,星子碰撞后放出的水,火山巖漿活動產(chǎn)生的水,以及地球大氣中凝聚的水, 流入海洋地殼(星子撞擊坑),形成地球表面的海洋(水圈)。81地球的早期演化地球表層的變化 ：1. 進入地質(zhì)時代以后,地球的圈層分異過程主要限于地殼和地表。2. 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圈的作用,在里面受到地

13、幔的作用。地表的變化,最明顯的是海陸分布的變化。海洋可以變成陸地,也可以變成高山,隨著海洋變成陸地、甚至高山,沉積層變形,形成了褶皺,甚至出現(xiàn)斷裂。3. 地殼運動最明顯的是火山和地震?；鹕脚c地下的巖漿活動相聯(lián)系,火山的熔巖來自地殼下部和地幔上部。地震同地層斷裂相聯(lián)系,大陸地震主要發(fā)生在地殼的上部和中部。火山和地震是地殼不停運動的劇烈表現(xiàn)形式,而海陸變遷則是地殼不停運動的緩慢表現(xiàn)形式。4.造成地殼和地表變化的原因,除上述內(nèi)力和外力外,還包括象地球自轉(zhuǎn)速度變化的慣性力。總之,這些力造成地球整體和各個圈層的變化,可統(tǒng)稱為地球動力。 82地球的早期演化地球發(fā)展簡史 :1.地球形成期(約46億年前) 2.放射熔融期(4145億年前) 3.小天體碰撞期(4139億年前) 4.熔流外溢期(3937億年前) 5.板塊構(gòu)造發(fā)育期(37億年前到現(xiàn)在) 決定地球演化的能量問題 :1. 主要能量:主要能量來自引力勢能和放射性衰變能。引力勢能包括吸積釋放能、壓縮釋放能、分異釋