地質(zhì)學(xué)是關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識(shí)體系。
地球自形成以來(lái),經(jīng)歷了約46億年的演化過(guò)程,進(jìn)行過(guò)錯(cuò)綜復(fù)雜的物理、化學(xué)變化,同時(shí)還受天文變化的影響,所以各個(gè)層圈均在不斷演變。
約在35億年前,地球上出現(xiàn)了生命現(xiàn)象,于是生物成為一種地質(zhì)應(yīng)力。最晚在距今200~300萬(wàn)年前,開(kāi)始有人類(lèi)出現(xiàn)。人類(lèi)為了生存和發(fā)展,一直在努力適應(yīng)和改變周?chē)沫h(huán)境。利用堅(jiān)硬巖石作為用具和工具,從礦石中提取銅、鐵等金屬,對(duì)人類(lèi)社會(huì)的歷史產(chǎn)生過(guò)劃時(shí)代的影響。
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地球的影響越來(lái)越大,地質(zhì)環(huán)境對(duì)人類(lèi)的制約
作用也越來(lái)越明顯。如何合理有效的利用地球資源、維護(hù)人類(lèi)生存的環(huán)境,已成為當(dāng)今世界所共同關(guān)注的問(wèn)題。
人類(lèi)對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的觀(guān)察和描述有著悠久的歷史,但作為一門(mén)學(xué)科,地質(zhì)學(xué)成熟的較晚。地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象是龐大的地球及其悠遠(yuǎn)的歷史,這決定了這門(mén)學(xué)科具有特殊的復(fù)雜性。它是在不同學(xué)派、不同觀(guān)點(diǎn)的爭(zhēng)論中形成和發(fā)展起來(lái)的。
在英國(guó)工業(yè)革命、法國(guó)大革命和啟蒙思想的推動(dòng)和影響下,科學(xué)考察和探險(xiǎn)旅行在歐洲興起。旅行和探險(xiǎn)使得地殼成為直接研究的對(duì)象,使得人們對(duì)地球的研究從思辨性猜測(cè),轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸巴庥^(guān)察為主。同時(shí),不同觀(guān)點(diǎn)、不同學(xué)派的爭(zhēng)論十分活躍,關(guān)于地層以及巖石成因的水成論和火成論的爭(zhēng)論在18世紀(jì)末變得尖銳起來(lái)。
地球的平均半徑為6371公里
。其核心可能是以鐵、鎳為主的金屬,稱(chēng)為地核,半徑約3400公里。在地核之外,是厚度近2900公里的地幔。地幔之外是薄厚不一的地殼,已知最厚處為75公里,最薄處僅5公里左右,平均厚度約35公里。
地核的內(nèi)層是固體,也有科學(xué)家認(rèn)為是在強(qiáng)大壓力下原子殼層已被破壞的超固體。外層是具有液體性質(zhì)的物質(zhì),還推測(cè)有電流在其中運(yùn)動(dòng),被認(rèn)為是地球磁場(chǎng)的本原。外層的厚度約為2220公里。
地幔下部是含有較多金屬硫化物和氧化物的非晶體固體物質(zhì);地幔上部成份與橄欖巖大致相當(dāng);與地殼相接部分和地殼均具有剛硬的性質(zhì),合稱(chēng)為巖石圈,厚度約為60~120公里;在巖石圈之下為一層具有可塑性、可以緩慢流動(dòng)、厚度約為100公里的軟流圈。
地球的外層是大氣圈。大氣主要集中于高度不超過(guò)16公里的近地面中,成份以氮和氧為主。離地越遠(yuǎn),大氣越稀薄,而且成份也有變化。在100公里外,大氣逐漸不能保持分子狀態(tài),而以帶電粒子的形態(tài)出現(xiàn),其稀薄程度超過(guò)人造的真空。帶電粒子受到地球磁場(chǎng)的控制,形成能夠阻擋來(lái)自太陽(yáng)和宇宙帶電粒子流沖擊的電磁層。
在地球的化學(xué)成分中,鐵的含量最高(35%),其他元素依次為氧(30%)、硅(15%)、鎂(13%)等。如果按地殼中所含元素計(jì)算,氧最多(46%),其他依次為硅(28%)、鋁(8%)、鐵(6%)、鎂(4%)等。這些元素多形成化合物,少量為單質(zhì),它們的天然存在形式即為礦物。
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