第三篇地 球 与 宇 宙解析Word文件下载.docx

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但是，这种差值和由于高山深谷所造成的地面起伏，与巨大的地球半径相比，都是微不足道的，所以从空中观看，地球仍是一个圆球形。

地球的模型———地球仪

人们仿照地球的形状，按一定比例把它缩小制成的地球模型就是地球仪。

地球仪的表现形式不同，常见的有平面的、立体的和网状的，各有各的用途。

尽管地球仪的表现形式不一，但它们都具有地轴、两极、赤道、经线和经度、纬线和纬度等作为球面坐标的基本要素。

地轴·

两极·

赤道

地球总是绕着自己的轴不停地旋转着。

我们把地球自转的轴叫做地轴。

这个轴是假想的，其实在地球内部根本就没有一个具体的轴存在。

地轴同地球表面相交的两点叫做两极。

其中对着北极星的一端是地球北极，另一端是地球南极。

在地球仪上，距南、北两极相等的大圆圈叫做赤道。

它把地球划分为南、北两个半球。

经线和经度

在地球仪上连接南、北两极的线，叫做经线，也叫子午线。

经线指示南北方向，所有经线都等长，并汇集南、北两极。

两条正相对的经线形成一个经线圈，也叫子午圈。

经线是表示经度的线。

某一地点的经度就是该地点的经线平面与本初子午面的夹角。

国际上规定，把通过英国伦敦格林尼治天文台原址的那一条经线定为０°

经线，也叫本初子午线。

从０°

经线算起，向东、西各分做１８０°

，以东的１８０°

叫做东经，以西的１８０°

叫做西经。

东、西经１８０°

同在一条经线上，那就是１８０°

经线。

西经２０°

和东经１６０°

的经线圈把地球划分为东西两个半球。

纬线和纬度

在地球仪上，同赤道平行的线叫做纬线。

纬线指示东西方向，并且都自成圆圈，称为纬线圈。

最大的纬线圈是赤道，全长约４万千米。

越往两极，纬线圈越小，到了两极，纬线圈就缩成一点了。

纬线是表示纬度的线。

某一地点的纬度，就是该地点的铅垂线与赤道面所夹的角度。

纬度从赤道算起，把赤道定为０°

，由赤道向南、北两极各分做９０°

。

赤道以北的叫做北纬，赤道以南的叫南纬。

北纬９０°

就是北极，南纬９０°

就是南极。

根据纬度大小的不同，把纬度分成低纬（０°

～３０°

）、中纬（３０°

～６０°

）和高纬（６０°

～９０°

）。

经纬网

经线和纬线相互交织所构成的网格叫做经纬网。

反映这种网格的地球仪叫做经纬网地球仪。

经纬网是地球仪和地图的骨架，利用它可以确定地球上任何一个地点的准确位置。

例如，我国首都北京，位于北纬３９°

５７′，东经１１６°

２８′。

又如，船舶在茫茫的大海中航行，它无论到了什么地方，都可以利用经纬网来确定所在位置，万一失事，人们可火速前往营救。

地球内部构造

地球的内部是由地壳、地幔和地核几个圈层构成的。

炽热的岩浆就产生在地壳下部和地幔的顶部。

地　壳

地壳是地球表面的一个薄层，是由坚硬的岩石组成的。

它的厚度在大陆上为３０～７０千米，在洋底只有５～１５千米。

地　幔

地幔位于地壳和地核之间，所以又叫中间层。

它的厚度约有２８００多千米，是一个厚层。

这里温度高，压力大，能通过地震波（横波），是固态的。

但这种在高温高压条件下的过热固态物质，只要压力减轻就会流动。

再加上这里放射物质的热力作用，在地壳下部和地幔顶部就形成一个软流层，一般认为它可能就是岩浆源地。

岩浆的温度很高，炽热的岩浆喷出地表，就是火山爆发了。

地　核

地核是地球的核心。

它是一个巨大的核，半径约有３０００多千米。

通过地震波得知，地核分为内核和外核两部分，外核是液态的，内核是固态的。

一般认为，地核是由铁镍构成的金属核。

教学建议

●让学生观看从月球上拍摄的地球照片，以这种最先进的方法了解地球的形状。

●让学生观看地形地球仪或两半球地形图，引导学生通过观察分析，说出地球上水陆分布特点：

水陆分布不均，大洲和大洋大小不等，大陆多呈三角形，隔海相望的两岸轮廓多呈凹凸对应之势（特别是大西洋两岸最为典型）。

●学习人类对地球形状的认识历史时，教师要引导学生很好地认识人类对地球形状认识的三次飞跃，以形成科学不断发展的观点。

●教师要动手制作一个经纬网地球仪和一个立体剖面地球仪，用以说明地球坐标和地球内部构造，同时，让学生用废旧乒乓球在其上画出经线、纬线、赤道和两极，以建立经纬网概念。

１－２　地球上的岩石和土壤

岩石是由矿物构成的，矿物又是由元素构成的，岩石、矿物和元素都是地壳的组成物质，而且是相互联系、密不可分的，所以，在学习岩石之前，首先应该了解组成地壳的元素和矿物。

地壳中的元素和矿物

组成地壳的元素

到目前已发现９０多种组成地壳的化学元素。

人们采用化学分析方法分析了大量的岩石，按照它们重量的百分比，计算出组成地壳的主要化学元素是：

氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾和镁。

这８种元素一共占地壳总重量的９７％以上。

其中氧约占一半，硅约占１４，铝约占１１２。

这三种元素共占地壳总重量的８０％以上，所以氧、硅、铝是组成地壳的三大元素，因而在地壳中有大量的氧化物和硅铝岩类。

组成地壳的矿物

地壳中的化学元素常常结合成化合物或单质，这种由数种或一种构成的化合物或单质就是矿物。

例如，金刚石和石墨就是一种元素组成的，黄铁矿和赤铁矿则是由两种元素组成的，而且，绝大多数矿物都是由两种或两种以上的元素组成的，以一种元素构成的矿物并不多见。

矿物在地球上的分布十分广泛，几乎到处可见。

例如，人类吃的盐、做铅笔心的石墨、制玻璃的石英、炼铁用的铁矿石等等，都是矿物。

地球上的岩石

岩石是由一种或几种矿物组成的，如花岗岩是由长石、石英、云母组成的，石灰岩主要是由方解石组成的。

岩石按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩浆岩

岩浆岩是由地下的炽热岩浆上升侵入到地壳中或喷出地表，因温度降低逐渐冷却而形成的。

岩浆侵入到地壳中逐渐冷却而形成的岩浆岩叫做侵入岩，如著名的花岗岩。

岩浆喷出地表逐渐冷却而形成的岩浆岩叫做喷出岩，如玄武岩、浮石等。

岩浆岩多呈块状，没有层理，这是这种岩石的基本特点。

沉积岩

沉积岩有的是由原来的各种岩石经过风化、侵蚀、搬运和沉积逐渐形成的，有的是生物死亡后由生物遗骸堆积而成的。

组成沉积岩的砾、砂、土和生物遗骸等物质，开始是疏散的，后来经过长期的硬结成岩作用，砾石变成了砾岩，沙子变成了砂岩，黏土变成了页岩等等。

沉积岩大多具有明显层理，呈层状。

在沉积岩层中常常含有当时生存的生物遗体（骨骼、贝壳、枝叶）或遗迹（足迹、虫穴），后来形成了化石。

化石是记录地球演变历史的“见证人”，是研究地球历史的宝贵资料。

变质岩

变质岩是由原来深埋地下的岩浆岩或沉积岩在高温、高压条件下改变了原来的岩石性质和面貌而形成的。

例如，砂岩经过变质作用形成石英岩，石灰岩变成了大理岩，花岗岩变成了片麻岩。

由于变质岩是在强大压力下形成的，所以多呈板状和片状。

岩石不仅是良好的建筑材料，而且有的岩石也是矿产，如石灰岩，它不仅是建筑石材，也是制造水泥的工业原料。

可见，岩石在生产建设中具有重要价值。

此外，不容忽视的是：

岩石还能治病，具有药用价值。

据查，在《本草纲目》中记载可以入药的岩石和矿物竟有２１７种之多。

地球上的土壤

土壤的物质组成

土壤是陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。

它是由矿物质、有机质、水分和空气四种物质组成的。

矿物质即成土母质，是由岩石风化物形成砂粒、粉砂和细小黏粒的固体颗粒，在土壤组成物质中所占比重最大，是土壤的物质基础。

矿物质分解后，能把其中的磷、钾、钙、镁等一些养分元素释放出来，供植物生长需要。

因此，矿物质是土壤矿物养分的主要来源。

土壤有机质多集中在土壤表层，颜色深暗，是由动植物残体和施入土壤中有机肥料经微生物分解而形成的，称做腐殖质。

它在土壤中的含量虽然不高，却是重要的有机养分，可以极大地提高土壤肥力，是衡量土壤肥力的重要标志。

土壤水分叫做土壤溶液。

它和土壤空气都贮存在土壤孔隙中，两者共计约占土壤体积的一半。

它们是液态和气态物质，具有很大的流动性，而且两者所占的比例随外界条件的变化而此消彼长。

土壤中水分增多时，空气就减少，造成土中氧气不足，影响植物生长；

相反，则会造成水分和养分供应不足，植物则会枯萎。

所以，只有土壤中水分和空气所占比例适度，才有利于植物生长。

土壤的形成

土壤是由岩石转化而来的，其形成过程叫做成土过程。

这一过程大致是：

风化　岩石经过风化作用破碎，形成颗粒大小不一的砂子、粉砂和黏粒。

这些风化碎屑物，就是成土母质。

它表层疏松，具有蓄水性和透气性，还有一些无机养分，这样就使一些自养微生物和从空气中能吸取氮素的微生物着生，这是成土过程的开始。

微生物作用　在微生物的作用下，成土母质中有了一些有机养分，于是一些低等植物开始出现。

在微生物和低等植物的作用下，成土母质中的有机质逐渐增加，肥力逐渐提高，进而形成原始土壤。

植物作用　原始土壤已经初步具备组成土壤的各种物质，能够生长一些草本和木本植物。

这样，在高等植物的作用下，土壤中的有机质进一步增多，于是形成可供耕耘的自然土壤———生土。

熟化　生土经过人类开垦、耕作、施肥、灌溉，逐渐熟化，使生土变为熟土，熟土变为肥土，成为稳产高产的耕作土壤。

从上述成土过程可见，成土母质是形成土壤的物质基础，生物在成土过程中起主导作用，气候和人类活动对土壤的形成和熟化也有重要影响。

●将各种不同岩石混在一起，让学生根据岩石的颜色、结构、形状、质地等鉴别出哪些是岩浆岩，哪些是沉积岩，初步掌握鉴别这两大主要岩类的能力，并能说出花岗岩、玄武岩、浮石、砾岩、砂岩、页岩和大理岩几种常见岩石的名称。

为此，教师应尽可能多采集这几种常见岩石标本，把它们陈列起来，学习时组织学生观看。

●让学生观看石英、云母、长石、金刚石、石墨、黄铁矿、赤铁矿等常见有用矿物标本。

为此，教师平时要注意搜集，也要把它们陈列起来。

●可采用烘干法组织学生进行土壤有机质和土壤水分的实验。

取来的新土烘干时发出的异味越浓，说明土壤有机质含量越大；

新土烘干后根据减轻的重量，即可了解土壤水分的含量。

●让学生调查当地岩石、土壤被破坏的情况，提出保护岩石、土壤的措施，以培养学生对岩石、土壤的爱护，使他们对地球物质充满感激之情，增强其环境意识。

１－３　地球上的水

地球上有丰富的水，全球约有３４的面积被水覆盖着，因此，地球有“水的行星”之称。

地球上的水主要是由海洋水和陆地水两大部分组成的。

海洋水

海洋水的储量约为１３３８００万立方千米，占地球上水总储量的９６．５３％，是地球上最重要的水体。

海水的盐度

海水中溶解许多盐类物质，其中氯化钠最多，占７０％，氯化镁次之，占１４％，因此海水既咸又苦，这是海洋水的突出特点。

海水中所含盐类物质很多，如果把全世界海水中盐类物质都分离出来，可以使全世界的陆面增高１５０米。

人们把每１０００克海水中所含盐类物质的总量叫做盐度，通常用‰表示。

海水中平均盐度为３５‰，但由于海水所处的自然环境不同，各个海域的盐度高低也不一样。

海水盐度的高低主要取决于降水量和蒸发量的大小，有无淡水河注入和流经洋流的寒暖对盐度高低也有一定影响。

因此，如果某一海域降水量多，蒸发量小，河流注入多并有暖流经过，其盐度必低；

反之，则盐度必高。

在赤道附近的洋面，降水丰沛，降水量大于蒸发量，所以盐度低；

而在南北回归线附近的洋面，降水稀少，蒸发量大于降水量，所以盐度高。

这样，大洋表面的盐度分布规律是：

从南北半球的副热带海域向低纬和高纬海域逐渐降低。

世界上盐度最高的海域是红海，盐度高达４０‰。

这是因为红海位于副热带高压带控制下，降水稀少，蒸发旺盛，几乎没有淡水河注入等因素造成的。

世界盐度最低的海域是波罗的海，盐度只有１０‰。

这是由于那里降水量大于蒸发量，并有大量的淡水河注入的结果。

图３－９　世界洋面盐度的分布规律

海水的盐化

海水中的盐类是从哪里来的？

对于这个问题，人们一般认为是河流在流经过程中不断地溶解岩石和土壤中的盐类，当这种河水注入海洋时，便把溶解的盐类带到海洋中，而使海水盐化了。

带有盐类的河水注入海洋后，海水不断蒸发，盐类便不断地积累起来。

这样久而久之，海水就越来越咸了。

这种说法叫做海水盐化的外因说。

它虽然已被大多数人所认同，但地球上有些大湖，如贝加尔湖，多年来承受着陆地盐类物质的注入，也没有变咸。

这一现象，对海水盐化的外因说却提出了挑战。

人们调查发现，红海、东非大裂谷以及我国新疆境内的一些盐湖的盐分浓度都不是均匀分布的，而是集中分布在断裂活动的部位。

这表明盐分可能是裂缝从地下涌上来的，是内生的。

但这种说法并未得到大多数人的赞同。

陆地水

陆地水按其空间分布的不同，可分为地表水和地下水。

地表水按其形态的不同，又可分为液态水和固态水。

液态水主要是河水和湖泊水，固态水即冰川。

河　水

河水是流动在河槽中的动态水，通常称为河流。

河流多发源于高山或高原之上，注入湖泊或大海。

河水的来源，叫做河流补给。

河水最主要的补给是雨水，世界上绝大多数河流都以雨水补给为主，这种河流的水位和流量受降水的季节变化影响很大。

在高山永久积雪地区，冰川融水是河流补给的主要形式。

山地湖泊有的也成为河流源地，如我国的松花江就发源于长白山天池。

地下水是河水补给的最稳定来源，这种补给受外界影响很小。

一条河流常常是多种水源补给的，单一补给的河流很少见。

河流有的注入内陆湖泊，有的注入大海。

前者叫做内流河，后者叫做外流河。

河流按流经地区的地形差异，可分为山地河流和平原河流。

前者河道窄，河谷深，落差大，水流急，多瀑布、奇峰、怪石、苍松、翠柏，美丽壮观，景色宜人，多成为旅游胜地；

而后者河道弯曲，河谷宽阔，地势平坦，沃野千里，多成为重要的农业区，对人类生存有重要价值。

湖泊水

湖泊水是陆地表面天然蓄水洼地的水体，通称湖水。

湖水的化学成分有很大差异，有的湖水是淡水，而有的湖水是咸水。

人们把湖水中含盐量少于０．３％的叫做淡水湖；

湖水含盐量在０．３％～２．４７％的叫做半咸湖；

含盐量在２．４７％以上的称为咸水湖。

淡水湖中的水可以饮用，咸水湖水不能饮用。

但咸水湖中的水含有丰富的盐类物质，如食盐、钾盐、苏打、天然碱等等。

淡水湖既有河水注入，又有湖水流出，湖水有进有出，所以叫做排水湖。

相反，咸水湖只有河水注入，却没有湖水流出，湖水有进无出，所以叫做非排水湖或内陆湖。

冰川水

在高纬度和高山地区，气候严寒，终年为冰雪所覆盖。

这些冰雪经积压和重新结晶形成冰川冰。

冰川冰在压力和重力作用下，沿山谷或坡面缓缓移动，就形成冰川，冰川融化后成为冰川水。

冰川按其空间分布和特点可分为大陆冰川和山岳冰川两种。

大陆冰川　主要分布在南极大陆和格陵兰岛。

这种冰川面积大，冰层厚，呈盾状，运动十分缓慢，每天只移动几厘米。

当它进入海中就形成海上冰山，对航海造成很大威胁。

山岳冰川　主要分布在亚欧大陆的高山地区，我国的西南山地是世界著名的山岳冰川区。

山岳冰川与大陆冰川不同，面积小，冰层薄，呈条带状，运动速度较大陆冰川稍快。

冰川水是地球上淡水资源的主体，约占地球淡水资源总储量的６８．７％，是地球上的“固体水库”。

它全部融化后世界洋面将上升６５米。

冰川水对解决干旱地区的淡水短缺问题具有重要价值。

地下水

地下水是埋藏在地下土层和岩层空隙中的水体。

它是由雨水下渗、砂隙水汽凝结和地下岩浆冷却形成的。

储存地下水的土层、砂层和透水岩层叫做含水层或蓄水层。

和含水层相反，由黏土和不透水岩层组成的地层叫做隔水层。

地下水从含水层流出地表就成为泉，它可以形成河流的源地。

通过打井，可把地下水取出，供生产和生活需用。

水的循环

自然界的水以各种不同方式，通过各个环节和过程，在大陆内部、海上和海陆之间，日夜不停地进行着循环运动。

水的这种运动，叫做水的循环。

海陆间循环

海陆间循环是海洋和陆地之间的水循环。

这一循环的过程是：

海面的水受热蒸发成水汽后，上升到高空被风输送到陆地上空冷却，形成降水。

降落到地面的水形成地下和地表径流，回归海洋。

这一循环的速度较快，河水平均每１６天就可以更新一次。

这对促进水资源的更新和再生具有重要意义。

海上循环

海上循环是海面受热，海水蒸发成水汽后，上升到高空冷却凝结，形成降水，又降落到海面上。

这一循环不与陆地发生联系，所以叫做海上内循环，简称海上循环。

它是海水自行更新的一种循环运动。

内陆循环

内陆循环是发生在大陆内部的水循环。

地面、水面受热蒸发和植物蒸腾形成水汽上升到高空，冷却凝结形成降水，仍降落在陆地之上，所以称之为内陆循环。

它是陆地上的水自行更新的一种循环运动。

因为内陆的水量有限，所以这一循环的降水量很小。

水的污染和保护

珍贵的水资源

地球上所有的水体，虽然都可以称做水资源，但海水和咸水湖水都是咸的，不能直接为人类所利用，所以通常所说的水资源，是指淡水资源而言的。

在淡水资源中，冰川和深层地下水也是难于利用的，因此狭义的水资源是指目前易于为人类利用的河水、淡水湖水和浅层地下水。

这些水体只占淡水资源的０．３％，是极其珍贵的。

水的污染

仅有的珍贵水资源日益受到严重污染。

工矿区排出的废水、城镇民用污水、农田排出的含农药水，是造成水污染的主要污染源。

天然水虽然有一定的自净能力，少量的污染物在水中会被溶解、扩散、稀释或发生沉淀，能降低污染浓度，水质可能变好。

但当污染物过量，超过水的自净能力时，水质就会变坏，以致发黑、发臭，导致鱼类死亡，甚至使水生生物灭绝。

水的保护

为了防止水污染，保护水资源，首先要严格控制工厂排放污水。

排放污水的浓度必须符合国家规定的排放标准，超标排放的必须依法处理。

要推广在厂内使废水净化的工艺技术，使废水经过处理达到用水标准后，再连续循环使用。

这样，可使有害物质不致流入江河污染水资源。

在大城市和工矿区，应建造集中统一的大型污水处理厂，以接纳工厂排出的废水和民用污水，进行无害处理后，再排放到江河中去，以使水资源免受污染。

●观看地球仪或世界地形图，让学生了解地球上水的组成和分布，认识地球确实是一个“水的行星”。

●组织学生调查当地水资源状况，包括水资源的来源（河水、淡水湖水、地下水或冰雪融水）和供水情况（能否满足生产和生活需要）等。

●观看干旱地区龟裂的土地和枯黄庄稼的照片，并让学生讨论“如果没有水，地球将会怎样的”，以激发学生爱护水资源的环境意识。

●观赏江、河、湖、沼、急流、瀑布等水域景观照片，以培养学生热爱大自然的情操，并通过观赏这种自然美景对学生进行美育教育，陶冶孩子们的心灵。

当然，如果有条件带领学生到大自然里亲自看一看这种美景，教育效果会更好。

●组织学生调查当地水资源的污染情况，主要包括污染源（废水、垃圾、农药、清洁剂等）和被污染程度。

这种活动应在教师指导下，以学生科学活动小组的形式进行，并应取得当地环保部门的指导和协助。

最后应把调查结果向有关部门汇报，并提出治理污水、保护水资源建议。

这对培养学生爱水、节水的环境意识具有重要意义。

１－４　地球上的大气

大气的组成和分层

大气的组成

大气是由氮、氧、二氧化碳、臭氧、水汽和固体杂质等物质组成的。

氮占空气体积的７８％，是组成生物体的基本成分。

氧占２１％，是生命活动的必需物质。

二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，还具有保温作用。

臭氧的含量虽然很少，但它是地球生命的保护伞，能使人类和生物免遭紫外线的伤害。

水汽和固体杂质是地球上成云致雨所必需的。

可见，组成大气的各种物质与人类的关系都是非常密切的。

大气的垂直分层

大气的厚度约有３０００千米，包围着地球，形成一个巨大圈层，它就是大气圈。

依据温度、密度和大气运动状况，可把大气圈划分为对流层、平流层、中间层、热层和外层五个圈层。

其中近地面的对流层与人类关系最为密切，地球上的风、云、雨、雪等天气现象都发生在这一层里。

图３－１１　大气的垂直分层

空气存在的证明

空气虽然是由各种具体物质组成的气体，但这种气体是无色、无味和透明的，是一种看不见、摸不着、嗅不到的气体。

这样的气体物质怎样证明它的客观存在呢？

证明空气存在的事例有许多。

例如，把“空”杯子口朝下压入水中，如使杯子直立，就不往水面冒气泡；

如使杯子倾斜，就往水面冒气泡。

这证明杯子里有空气存在。

再如，先把干火柴放在塑料盒盖内，置于水槽的水面上，用玻璃杯扣于其上，缓缓把它往下压到水底。

然后再缓缓提起水杯，待塑料盒浮到水面后取出火柴，火柴没有沾水，一划就着。

这说明杯子里有空气占据着，水进不去，火柴湿，点不着。

这个证明空气存在的小实验，既说明问题，又很有趣。

大气的热力———气温

大气热力的来源

太阳辐射是大气热力的最主要来源。

太阳是一个巨大而炽热的气体球，它不断地向宇宙放射能量，这就是太阳辐射。

太阳每分钟向地球辐射的能量，大约相当于燃烧４亿吨煤所产生的热量。

大气的热力虽然来自太阳辐射，却不是太阳辐射直接把大气晒热的，而是先晒热地面，然后地面再把热量辐射到大气中，使大气增温的。

所以，地面辐射是大气的直接热源。

一天之中，正午１２时太阳辐射最强，但一日的最高气温并不出现在正午，而是出现在午后２时前后，究其原因就在这里，即大气主要是间接受热的。

世界各地的气温高低，主要取决于太阳辐射的强弱，即太阳高度角的大小（阳光直射或斜射）决定的。

太阳高度角大（直射或接近直射），太阳辐射经过的路径短，地面受热面积小，损失的热量既少，热力又集中，所以气温就高。

反之，则低。

地球五带的温度差异就是这个原因造成的。

气温及其观测

空气的冷热程度叫做气温。

气温随纬度和高度的不同而不同，又随季节而变化，所以气温的观测必须在统一规定的高度上进行。

我国现行气象观测规范规定为１．５米。

观测气温的仪器是普通温度表，还有专门观测最高温度和最低温度的温度表。

气温的观测要在太阳晒不着并且空气流通的地方进行，因此，观测气温的仪器应放在一个专门制作的百叶箱中。

百叶箱的构造既要能防日照又要通风，百叶箱的门要向北开，就是为了