地球形成與生物演化

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1、第十九章地球形成與生物演化2011年2月東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院河西地區(qū)蘭坪地區(qū)第十九章地球形成與生物演化地球的年齡：約4600Ma演化過程：地球的天文時(shí)期(4600Ma－3500Ma):地球上基本未保留這一時(shí)期的地質(zhì)體，是從現(xiàn)有的地質(zhì)知識(shí)結(jié)合月球和其他行星的考察進(jìn)行推論的。地球的隱生宙時(shí)期(3500Ma－590Ma)：這一時(shí)期的地質(zhì)體主要?dú)埩粼诘厍蛏先舾珊芄爬系拇箨懮稀５厍虻娘@生宙時(shí)期(590Ma－Recent)：這一時(shí)期的地質(zhì)體遍布全球各地。第一節(jié)天文時(shí)期特征：地球的層圈構(gòu)造初步形成一、重力分異星云物質(zhì)機(jī)械碰撞及地球內(nèi)

2、部放射性元素衰變產(chǎn)生大量的熱能，使原始地球內(nèi)部發(fā)生物質(zhì)重熔，并物質(zhì)開始按比重分異。比重大而熔點(diǎn)低的鐵、鎳等元素最先分離并向地心集中，形成地核。在重力分異中，還發(fā)生物質(zhì)的動(dòng)能向熱能的轉(zhuǎn)化。地球內(nèi)部上層的巖石也相繼發(fā)生熔融，較輕的鐵鎂硅酸鹽物質(zhì)向上集中，形成原始地幔。原始地幔的表層同時(shí)失熱、變硬，形成堅(jiān)硬外殼，這就是原始地殼。二、隕星的撞擊早期的隕石坑受各種地質(zhì)構(gòu)造的改造而未留痕跡，但對(duì)月球及火星等行星的觀察，在地球形成的早期，隕石雨降落的頻率是相當(dāng)高的。影響：原始地殼破裂，廣泛發(fā)生火山作用。同時(shí)大量火山噴發(fā)物也增加了原始地殼

3、的厚度，并改變了原始地殼的物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。三、熱流值的迅速衰減地球平均熱流值：1.47HFU地史早期，由于大量的短周期元素的衰變，地球的熱流值要比現(xiàn)在高的多，隨著短半衰期元素的消耗，熱流值急劇降低，并使得地幔物質(zhì)的熔融程度降低，地幔由完全熔融轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠秩廴?，火山作用由原先的超基性巖漿噴發(fā)轉(zhuǎn)為基性與中酸性巖漿噴發(fā)。四、火山作用與地球外部層圈初成火山噴發(fā)的大量氣體聚積在固體地球的外部，形成原始大氣圈。從氣體中聚集而成的水降落到地面，形成原始的水圈。原始大氣圈富含H2O、CO、C2O、NH3、CH4，缺少氧。水蒸汽不斷受太陽(yáng)

4、紫外線的作用，逐漸分解出氫和游離氧，游離氧在原始大氣圈的上層聚集，最終形成連續(xù)的臭氧(O3)層，臭氧層吸收并發(fā)射大量紫外線，從而為地面出現(xiàn)生命創(chuàng)造條件。原始水圈中除H2O外，還含有大量火山噴發(fā)的酸性物質(zhì)(HCl、HF)等，這種酸性水融解能力強(qiáng)，有利于原始地殼中的硅酸鹽物質(zhì)的分解，并從中析出各種元素和化合物，為多種沉積作用和形成沉積礦物創(chuàng)造條件。第二節(jié)隱生宙時(shí)期約3500Ma前，地球上開始出現(xiàn)生命地球上最早的生命：古球藻、似藍(lán)藻，桿狀細(xì)菌，都是單細(xì)胞的微生物元古宙最主要的化石：疊層石（由藻類生物生長(zhǎng)形成）隱生宙重要的生物群落

5、：1.埃迪卡拉動(dòng)物群：發(fā)現(xiàn)于澳大利亞，約700Ma前，包括疊層石、腔腸動(dòng)物、蠕蟲動(dòng)物以及節(jié)肢動(dòng)物等。2.澄江動(dòng)物群（前寒武紀(jì)生物大爆炸）：發(fā)現(xiàn)于中國(guó)廣西，現(xiàn)在所有的動(dòng)物門類都出現(xiàn)了。一、大氣圈和水圈成分的演化藻類生物對(duì)原始大氣圈成分的演化有著重要的影響藻類光合作用以制造氧，形成CO2以及N2等氣體。反應(yīng)方程為：2CO＋O2→CO2CH4＋2O2→CO2＋2H2O4NH3＋3O2→2N2＋H2O氧化生成的N2及多余的氧在大氣中聚積，原始大氣成分向現(xiàn)在大氣成分轉(zhuǎn)化。同時(shí)大氣圈中一部分CO2溶于水，使水中的碳酸鹽含量增加，從而導(dǎo)

6、致石灰?guī)r和白云巖形成。而藻類的繁殖有利于海水的PH值增加，堿性增強(qiáng)，促使硅酸鹽類礦物的分解，析出SiO2，導(dǎo)致硅質(zhì)巖的形成。二、陸核和地盾的形成原始地殼表面沒有陸地，被水淹沒約3500Ma前開始，地幔物質(zhì)部分熔融，出現(xiàn)安山玄武質(zhì)巖漿活動(dòng)。大量巖漿在海底噴發(fā)和堆積，形成由火山噴發(fā)物質(zhì)構(gòu)成的島嶼，這就是最早的陸地。陸地開始風(fēng)化剝蝕，形成陸緣碎屑物質(zhì)，并在陸地周圍海域堆積成為陸緣碎屑沉積巖(terrigenousclasticrock)。這些最早的陸地后來形成大陸的核心，這就是陸核(continentalnucleus)。約25

7、00Ma前開始，玄武質(zhì)巖漿及由其結(jié)晶分異而成的酸性巖漿增多，這些火成巖與在陸核周圍堆積的各種沉積巖共同組成了新的地質(zhì)體，并在后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿活動(dòng)作用下焊接到陸核的邊緣，使陸核擴(kuò)大，形成更大面積的地塊，這就是地盾(continentalshield)。第三節(jié)顯生宙時(shí)期一、生物的全面繁榮和快速演化1.早期古生代—海生無(wú)脊椎動(dòng)物和低等植物的繁榮時(shí)代低等植物：菌藻植物海生無(wú)脊椎動(dòng)物：三葉蟲(寒武紀(jì)極盛，二疊紀(jì)末絕滅)、鸚鵡螺類(奧陶紀(jì))、筆石(奧陶紀(jì)、志留紀(jì))、還有一些低等的腕足類（中華正形貝）、珊瑚奧陶紀(jì)出現(xiàn)原始的脊椎動(dòng)物－

8、無(wú)頜類（早期魚形動(dòng)物），泥盆紀(jì)興盛2.晚期古生代－植物及脊椎動(dòng)物登上大陸泥盆紀(jì)，早期菌、藻類登陸演化為裸蕨泥盆紀(jì)晚期，演化為高大的喬木該時(shí)期植物出現(xiàn)原始的裸子植物無(wú)脊椎動(dòng)物：腕足類、珊瑚、頭足類原生動(dòng)物門微體化石：蜓(石炭紀(jì)、二疊紀(jì))脊椎動(dòng)物：魚類大發(fā)展（泥盆紀(jì)被稱為“魚類時(shí)代)晚泥盆世，出現(xiàn)原始的兩棲