2.2海陆的形成及其演变在线视频

同学们好

我是云南大学

资源环境与地球科学学院的

陈丽晖老师

地球最初形成时

与现在是极不相同的

如何成为今天这样子呢

下面我们将介绍地球海陆的形成

这是什么星球

是地球吗

显然答案不是

这是火星的表面

我们已经很熟悉

从太空拍摄的地球模样

地壳的表面高低起伏变化很大

与其它星球不一样

远远看去

地球可分为陆地和海洋两大部分

呈现迷人的蓝色

这里色彩丰富

有蓝色的海洋

绿色森林

黄色的陆地和沙漠

白色的积雪和云彩

我们所能看到的山水景观

就是集中于该地表

为什么地球有哪么多的水

海洋里的水从哪里来的

陆地和海洋是什么时候形成的

我们通过不同方法

来测量太阳的年龄

由于地球发展中变化大

很难找到古老岩石样本

而太阳系的行星

天然卫星

及小行星基本形成于同一时期

陨石是外空小行星行星

大的卫星或慧星

分裂后产生的碎块

在大气层高速运动时

磨擦燃烧

被不断熔化剥落而变小

有的未燃尽而落到地球表面的部分

因此

我们用陨石来可估计地球的年龄

通过不同方法测定

我们知道

地球年龄大约为45.67亿年

一部分科学家还从慧星

陨石成份

火山喷出物来推水汽的由来

发现陨石中有盐粒

盐粒中含有液态水

而这些盐粒

经测定有45亿年的历史

也就是说

太空中就有了水

因此

一部分学者认为

海洋中的水

主要来源于早期撞击地球的慧星

科学家观测到现在的火山喷发物质中

有水蒸气

认为地球最初形成时

地球内部已经有了水的成份

火山喷发将地下的水汽带出

地球冷却时

这些水汽蒸发成云

持续不断的降雨形成了河流

再汇集在低洼处

形成最早的海洋

20世纪60年代的冷战期间

美苏之间的军备竞赛

一方面是太空的

另一方面

随着太空竞赛不断升温

美苏还慢慢展开地心争夺战

尝试钻到莫霍界面

前苏联

俄国超深钻井

钻探地点位于俄罗斯西北部

摩尔曼斯克州内的科拉半岛

据报道

他们在地下岩层发现有水

科学家在加拿大北部魁北克的

哈得逊湾找到的角闪岩

放射性年代测定显示为

42.8亿年前形成的

是至今世界上人们所发现的

最古老岩石

在同一地点

又发现了硅土层和磁铁层交替

条带状含铁磁铁矿

因为这种矿

只能在水中形成

说明那时已经形成海洋

我们知道地球形成在

45.67亿年前

也就是说

42.8亿年前

地球形成后的3亿年里

除了火山和熔岩

海洋已经形成

当地球诞生时

气体和矿物尘埃相互碰撞

和聚集而产生热量

放射性物质使岩石升温

是一个炽热的

处于熔融状态的火球

密度大的铁和镍下沉

高温放射性元素热源

被困在温度高达4500℃的地心中

近乎太阳表面的温度

通过地壳运动和火山活动

释放出来

至今仍是地壳运动的能量来源

相反

密度小的则留在地表

太空温度为零下270多℃

从外向内冷却

形成薄外壳

研究发现表明

地球上经过2亿年

物质逐渐冷却凝固

形成了地球的初步形态

地球最外层这薄薄的

由固体岩石构成的壳

称地壳

地壳之下存在着高温

高压下含气体挥发成份的熔融状

硅酸盐物质

即岩浆

为流动的地幔

最核心部分为地核

人类还无法了解

地心深处物质

地球内部圏层结构包括了地核

地幔和地壳

由于地球的引力作用

地球内部化学反应所产生的

气体喷出后

被保存在地球周围

形成了大气层

地壳上层岩石相对较轻

称硅铝层

下层相对较重

称硅镁层

地壳厚度变化大

大洋地壳较薄

仅为5-8km

地壳下界

与地幔交界处为

起伏不平的莫霍界面

地壳由岩石组成

岩石由矿物按一定结构集合而成

而矿物则由元素组成

岩石形成于不同的环境

所含物质不同

通过岩石的性质

我们可以了解其形成时的地质年代

和环境

为了描述地球历史

我们把地球形成以来的46亿年

划分成若干个代和纪

称地质年代

氧和硅两元素占地壳中占比重最大

占总重量的74%左右

铝

铁

钙

钠

钾

镁6元素共占24%左右

即

八大元素的丰度共占98%

其它元素不超过2%

叠层石的发现

揭示了地球早期氧气的来源

说明35亿年前的原始海洋中

有蓝藻广泛分布和生活

它们聚集在一起

分泌大量胶状物

与海洋沉积物一起形成化石

一层叠一层

是它们改变了地球大气的组成

海陆空间分布是地球上最大的

景观单元

然而

早期地球并不是这样的

经历了漫长的地质变化

对海陆分布和变化的认知在较晚的

时期才确立

贡献最大的是德国的

阿尔弗雷德•魏格纳

他从小就喜欢幻想和冒险

26岁时

他和弟弟两人

驾驶高空气球在空中连续飞行了

52小时

打破了当时的世界纪录

并加入探险队

来到了格陵兰岛

岛上巨大冰山的缓慢运动

留给他的极其深刻的印象

1910年

他在病中观看墙上世界地图时

发现大西洋两岸的海岸线轮廓

如此相互对应

他提出大陆漂移的假设

并开始搜集山系

地层

构造

冰川

植物和动物等方面的证据

两年后 的地质学会上

他做了

大陆与海洋的起源的发言

石破天惊的观点

引起轩然大波

招来无数攻击

尤其推动力的来源方面的质疑

他在反对声和嘲笑中继续收集证据

在格陵兰岛遭遇暴风雪而去逝

而与此同时

德国的科考船在大西洋中间发现了一条很长的洋中脊

那里有巨大的裂谷

此后

不断有新证据

现在证明

两亿两千五万年前

地球所有的大陆连在一起

被称为盘古大陆

板块移动后才形成现在这样子

其中一个证据

是各大洋中间的海岭两旁的地磁异常带

是对称排列的

而且

海底岩石的年代也呈规律性的变化

即距离海岭越远的地方岩石年龄越老

而且也是对称分布

海洋仅有数亿年历史

不存在早于侏罗纪的地层

太平洋海底

马里亚纳海沟附近的岩石年龄

为1.5到2亿年

这样

产生了海底扩张说

1960年

美国学者赫斯设想

地幔中存在热对流现象

并且有多个对流中心

对流上升的地方

如洋中脊被中间谷分成两排峰脊

地幔中的物质不断从洋中脊中间谷裂

溢出

冷却固结形成新洋壳

后涌出的地幔物质

把已形成的洋壳从中脊轴

依次向两侧推开

当洋壳板块向两侧移动

遇到大陆板块彼此碰撞时

由于洋壳板块的岩石密度大

位置较低

便俯冲到大陆板块之下

进入上地幔

被地幔的

高温熔融同化

消失

俯冲带是

对流下降的地方

在俯冲带

由于拖曳作用

形成了深海沟

是洋壳的消亡带

在大陆漂移和海底扩张理论基础上

产生了

板块构造学说

1968年

法国地质学家勒皮顺

将全球岩石圈划分成

欧亚板块

非洲板块

美洲板块

印度板块

南极板块

和太平洋板块6大板块的主张

之后又有人细划出许多小板块

板块学说很好地解决了

漂移动力问题

另外

还有相关理论

如摩根认为

地幔中有许多热点和热柱

把岩石圈拱起

形成圆丘

圆丘相连

成为大洋中脊

使岩石圈板块由洋脊

向海沟倾斜

在重力作用下产生滑动

推挤板块与板块碰撞

发生俯冲

哈珀则认为

向两侧滑动是由板块前缘冷却

加重

下沉引起的

板块的漂移运动过程中

分分合合

使得不断有些海洋消失

有些则产生出新的

板块的边界有两类

一类是拉张型

即海洋中的海岭

和大陆上的裂谷

板块分开的地方形成新的海洋

是海底扩张中心

如东非大裂谷

大约3000万年以前

地壳下面的地幔物质上升分流

产生的巨大张力

使整个区域不断抬升

发生大断裂

地下熔岩不断的涌出

渐渐形成了高大的熔岩高原

同阿拉伯古陆块

相分离的大陆漂移运动

而形成这个裂谷

在裂谷带两侧排列着众多火山

数百万年后

这里陆地被海洋分开

坦噶尼喀湖长670km

是世界上最狭长的湖泊

东西宽48-70km

地壳断裂下陷而呈狭长形

湖岸四周的高崖峭壁

最深处达1470m

湖深和库容量

都仅次于俄罗斯的贝加尔湖

最近的研究表明

俄罗斯的贝加尔湖

是一个深入到地下15-20km

深处的大裂口

是一个处于初始期的海洋

和非洲洲东部的红海一样

贝加尔湖的湖岸每年以

2cm的速度向两边拉开

贝加尔湖拥有作为许多海洋的典型特征

譬如

深1600m

巨大的库容

暗流

潮汐

强风暴

大浪

不断变大的裂谷

地磁异常等等

其总蓄水量23.6万亿立方米

相当于北美洲五大湖蓄水量的总和

约占地表不冻淡水资源总量的

1/5

板块在漂移的过程中

不仅会彼此分离

也会相互碰撞

另一类板块边界是挤压型

是岩石圈板块对冲

消亡

碰撞的场所

地壳底下

岩浆往地壳断裂这个薄弱的部位

上涌

冲出地表带来火山喷发

在海陆之间主要形成岛弧

海沟和山弧

在一些板块挤压地方表现为海洋消失

如地中海是世界最大的陆间海

平均深度1450米

最深处5092米

地中海是世界上最古老的海之一

是世界是强地震带之一

伴随地壳板块构造运动

地中海最终会消失

并成为陆地

圣安德烈斯断层

即为两大构造板块之间的断裂线

贯穿于美国加利福尼亚州

在这里

板块之间是水平方向上的相对运动

在后面构造运动部分将继续探讨

好

今天的课就到这

再见