地球系統(tǒng)科學(xué)課件

地球系統(tǒng)科學(xué)第一節(jié)地球系統(tǒng)科學(xué)

地球系統(tǒng)科學(xué)從整體論的觀點(diǎn)出發(fā)研究地球大系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)。把地球當(dāng)作一個(gè)行星整體來認(rèn)識(shí)，進(jìn)行各種空間尺度的變化和時(shí)間尺度的演化研究。打破了原有地球科學(xué)分科的局限性。地球系統(tǒng)過程:特征空間尺度和特征時(shí)間尺度第二節(jié)地球動(dòng)力系統(tǒng)

太陽(yáng)系（攜帶地球）以220千米/秒的速度繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)一周需2.8億年。地球以30千米/秒的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。地球的大氣圈、水圈、生物圈在不停的運(yùn)動(dòng)，形成了地球表層的外動(dòng)力地質(zhì)作用。巖石圈（地殼）、地幔、地核進(jìn)行著物質(zhì)與能量的交換，形成了復(fù)雜的內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用過程。地球上物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)遵循特有的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，既受到地球內(nèi)部因素的影響，也受到地球外部天文因素的影響。第三節(jié)開放的地球系統(tǒng)

地球與太陽(yáng)系（宇宙）進(jìn)行著廣泛的物質(zhì)交換。地球與太陽(yáng)系（宇宙）之間進(jìn)行著能量交換。地球的形成與演化是在開放體系中進(jìn)行的。第四節(jié)地球?qū)尤﹂g的強(qiáng)相互作用地球是由具有強(qiáng)相互作用（非線性作用）的單元（子系統(tǒng)）組成的復(fù)雜系統(tǒng)。非線性的規(guī)則：1+1>2正效應(yīng)，系統(tǒng)良性發(fā)展。1+1=2正常狀態(tài)，系統(tǒng)平衡。1+1<2負(fù)效應(yīng)，系統(tǒng)破壞。地球子系統(tǒng)具有自組織特征，符合自相似（自復(fù)制、克隆）和分形分維原理。地球系統(tǒng)的復(fù)雜性復(fù)雜性是指地球各子系統(tǒng)之間的強(qiáng)相互作用而自發(fā)地涌現(xiàn)出系統(tǒng)總體形狀、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)行為。復(fù)雜性是介于有序與無序之間的一種邊緣現(xiàn)象。復(fù)雜性領(lǐng)域包括了開放系統(tǒng)中有序與無序并存，線性與非線性并存，集中與分散并存，統(tǒng)一與分異并存，平衡與不平衡并存，漸變與突變并存。正常年份太平洋溫度對(duì)氣候的影響正常年份氣流的變化厄爾尼諾年?yáng)|太平洋形成高溫海水區(qū)域厄爾尼諾年氣流變化

地球內(nèi)部層圈的耦合與解耦作用。耦合是指兩系統(tǒng)通過相互作用，彼此影響甚至聯(lián)合的現(xiàn)象。解耦是指兩體系解除耦合關(guān)系后，各系統(tǒng)自成體系的現(xiàn)象。第五節(jié)不可逆的進(jìn)化150億年前宇宙大爆炸。50億年前形成原始太陽(yáng)。46億年前形成原始地球。38億年前形成原始大陸和大氣圈、水圈。30—18億年前大陸增生。5億年前生物大爆炸。地球的演化遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的規(guī)律。是一種非線性的自發(fā)的自組織過程。第六節(jié)均變與災(zāi)變地球的演化是在均變與災(zāi)變的交替中發(fā)展的。表現(xiàn)為穩(wěn)定期與活躍期的更迭。穩(wěn)定期（均變期）：地球演化表現(xiàn)為相對(duì)平穩(wěn)、有序的特征。大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈的變化相對(duì)平靜?；钴S期（災(zāi)變期）：地球演化表現(xiàn)為突變或?yàn)?zāi)變，呈現(xiàn)極為不平衡的無序狀態(tài)。氣候劇變、海平面上升、生物大量滅絕，地磁翻轉(zhuǎn)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿作用、變質(zhì)作用強(qiáng)烈。第七節(jié)各種時(shí)間尺度的周期變化280(+25)Ma:一個(gè)銀河年，與地質(zhì)年表中代的時(shí)間近似。中生代+新生代，古生代，震旦紀(jì)。33(+3)Ma：太陽(yáng)系穿過銀道面，與地質(zhì)紀(jì)