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标题: 中国在地球科学领域让你最引以为豪的成果是什么? [打印本页]

作者: ん海の盗    时间: 2022-1-5 09:12
标题: 中国在地球科学领域让你最引以为豪的成果是什么?
可以说说这个成果的前因后果和影响吗?
作者: Selina5201314    时间: 2022-1-5 09:13
松辽盆地研究体系。这个体系最近最出名的成就之一就是“松科二井”完井(当然这个只能算是工程上的成就)。

这个体系博大精深,包含许多方面,凝结了许多老一辈学者几十年甚至一辈子的心血。你说这个体系孕育了什么轰动当世的理论,目前可能很少甚至没有。但是我不会按成就大小去引以为豪,这未免太功利了。松辽体系,体现着我母校几十年追赶国际地学潮流的发展变迁史,这几十年里学院多次改制、并校,尽管遭受地质大萧条和经济衰退的冲击,但仍然坚持着把研究进行下去,并开创了一个体系。没有这些前辈们的积淀,白垩纪钻探工程无从谈起。我为这种执着地、朴实地做好力所能及之事的精神而自豪。这是松辽盆地精神,也是真正的东北精神。

有了松辽盆地,才有了大庆油田和铁人王进喜,这个国家才没有了贫油的帽子。
才有了我父辈和我父辈的父辈、我的老师和我老师的老师所从事的事业。
才有了中国地球物理最质朴的童年,和它注定迎来的巨变。
它是绝美的风景,而松辽体系是我们拙劣而真诚的意象。
松辽体系有家的味道,无论你是本科生还是院士、工人还是高级工程师、基层公务员还是部级官员、身居海外还是深耕国内,只要和松辽体系打过交道,这些差异巨大的人都会成为一家,相遇时有了共同的话题。人与人之间的隔阂消退了、戴着颜色的眼镜摘掉了,在东北老饭馆齐聚一堂,点上一桌硬菜,围着冒着热气的白肉血肠探讨松辽问题,然后推杯换盏,逐渐改变话题,直到大笑、大哭、称兄道弟、不醉不归。没有人会在意你能不能按时毕业,能不能写够文章,能不能申到基金,能不能做好项目,能不能站好队。没有人在意你是从哪来的,是南方还是北方,是漠河还是新疆。大家都是松辽人。一家人。

在世界的学术舞台上,松辽盆地体系是我们共同的阵地、中国人的阵地。

你看不懂这个回答在写什么,真的不要紧。这是一个精神家园。我也不是很懂。可是你能因为这个回答记住松辽盆地四个字,这就足矣。

要谈体系,必须先谈支撑体系的基础。所以要先从松辽盆地综合地球物理研究这一支出发,归纳一下比较重要的项目。


(这个回答预计很长,而且我也不是研究这个方向的,只能慢慢来。我尽可能地把前人的文献都列出来,感兴趣的朋友可以自行追索参考)
问题:为什么要关注松辽盆地?

一、松辽盆地蕴含丰富的油气、油页岩资源:
可采资源量:
可采资源量: 。[1][2]
其中油页岩潜在资源:
查明资源: (总储量 - 潜在 = 查明)
折合页岩油资源: [3]
吉林省地调院在松辽盆地南部几个大型油页岩矿床查明的基础上,累积提交油页岩资源总储量高达 。[2](大约是“全国油页岩资源评价”的储量的三分之一)
松辽盆地是中国最大的陆相含油气盆地。
二、松辽盆地地热资源(尤其是干热岩地热资源(EGS))丰富
地热资源总量: ,折合标准煤:
地热水资源量: ,折合标准煤:
地热水可采资源量: ,折合标准煤:
一、满洲里——绥芬河地学断面

要谈满洲里——绥芬河地学断面,就要先谈全球地学断面(Global Geoscience Transect,简称GGT)计划。
GGT计划是国际岩石圈委员会(ICL)推崇的、20世纪80年代后期(1986-1990年)国际岩石圈计划的主要项目之一。由于其辉煌的成就,90年代(1991-1995年)重新列为国际岩石圈计划的一项重要任务。[6]
GGT计划内容是什么呢?鼓励世界各国的地质学家编制长度可达几千公里、深延至地壳基部甚至更深处(如果资料允许)的剖面。应用全部现有地质、地球物理学信息,地质学家们用规范的比例尺和格式描绘断面,使世界不同地区的地壳可以用来直接对比。[7]
GGT计划的特点:
该计划起源于欧美80年代初期编制地质解释大剖面的工作,后来演变成全球计划。
1985年,加拿大地质调查所的J.W.H.Monger等人编制了横穿北美陆洋的地学断面:胡德富卡-阿尔伯塔平原,大陆-大洋断面,即 剖面。这个成果的思路和表达形式非常独到,马上就得到国际岩石圈委员会的推崇,然后在日本东京经过两次会议讨论,委员会正式提出把GGT计划列为1986-1990年国际岩石圈计划的重要项目。[6]
Monger是地学大断面的先行者,拥有宝贵的经验,因此在全球计划中,他要组织一个委员会做协调工作,在技术上提供指导,并大力宣扬鼓励世界范围内的地学断面测制。而且,他要从各国的ICL委员会、政府地学机构、大学和科学家们寻求建议。于是就编成了一个地学断面提案的目录,包括:
非洲:11条
南美:30条
中国:18条
苏联:12条
美国:12条
欧洲:12条
澳大利亚和新西兰:3条
东南亚:1条
但是实际规划的地学断面还有更多,到1991年已经规划了190条全地学断面。



H.J.Gotze,J.W.H.Monger,孙忠实.全球地学断面计划:成就与未来目标[J].世界地质,1992(01):1-9.

GGT计划一出,很快就得到各国岩石圈研究机构和地球科学家的积极响应。到1991年时,北美、欧洲、东亚、澳大利亚及南极洲都相继编制出数十条地学断面。已先后进行过三次全球地学断面展示。
在第28届地质大会上,中国共展出11条GGT断面;
这些断面的制作水平很高,其中以中国地质科学院岩石圈研究中心等8个单位60余位专家编制的青藏高原“亚东-格尔木地学断面”,作为我国GGT代表性成果特别展出。
满洲里-绥芬河地学断面(简称满绥地学断面)就是GGT计划中的一条,作为地质矿产部“八五”重点地质项目的课题。主要由长春地质学院地球物理系(今吉林大学地球探测科学与技术学院)承担,合作单位有俄罗斯科学院新西伯利亚科学分院地质地球物理研究所、日本九州大学工学部资源工学科、辽宁省地震局地震大队和大庆油田地球物理勘探公司。
断面西起满洲里,东至绥芬河,全长1300km,断面穿越了中国东北的大兴安岭岩浆岩带和张广才岭岩浆岩带,松辽盆地和海拉尔盆地,以及郯庐断裂北延部分的敦化——密山断裂和佳木斯——伊通断裂。断面西端与西西伯利亚——贝加尔深地震剖面相连,东端与日本海——东北日本断面相连。[8]断面处于西伯利亚板块、华北板块所挟持的东西向构造带东端,断面东部是太平洋板块。



杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

断面地球物理研究工作包括重力、磁力、大地电磁(MT)、地震(广角地震测深、垂直反射地震与天然地震)、地热、古地磁以及综合解释。

以下是相关论文,感兴趣可以参考:
二、松辽盆地深部反射地震探查

深地震反射技术,已被国际地学界公认为揭示岩石圈精细结构的有效手段。松辽盆地深部反射地震探查,是国土资源部“十五”重点科技攻关项目之一。在“十五”立项之前,前人也有在松辽盆地进行过深反射地震探查。
吉林大学地球物理系与大庆石油管理局合作,在松辽盆地进行了两次深反射地震探查,1992年完成了一条130km的长剖面[18][8],业内称为“92探查”;1996-1999年完成了约1300km的长剖面,业内称为“96探查”。文献参考杨宝俊等(2001)[19]。



杨宝俊,唐建人,李勤学,刘财,刘振彪,邓世玉,李青仁,王洪志,李占林,王功先,董世学,冯晅,郑海山,王世煜.松辽盆地深部反射地震探查[J].地球物理学进展,2001(04):11-17.

基于探查成果,许多学者在各方面进行了研究:
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——莫霍面的形态、三瞬处理结果及其地质解释:杨宝俊等(2003)[20]
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——裂谷盆地下的壳-幔结构及其成因机制讨论:孙加鹏等(2004)[21]
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——松辽盆地深部地震剖面解释与深部地质研究:杨光等(2001)[22]
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——深部地质特征及其盆地动力学演化:云金表等(2003)[23]
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——X~2分布处理及其深部地质特征:陈志德等(2003)[24]
【地质学-地球物理学解释】基于松辽盆地深部反射地震探查资料——松辽盆地北部深部地壳结构及盆地成因机制:高君等(2002)[25]
(还有诸多文献不再一一列举)
但是,受资料品质(60次覆盖)和接收时间(TWT,15s接收)的限制,前人并未对松辽盆地岩石圈上地幔反射特征及结构作出详细描述与解释。[26]
三、中国白垩纪松辽盆地大陆科学钻探工程

谈这个工程及其成果“松科一井”和“松科二井”之前,必须先谈国际大陆科学钻探(ICDP)工程。
“上九天揽月,下五洋捉鳖”这种浪漫主义的豪情如今已变成现实,但是想深入地下,要比这困难百倍千倍。我们可以用地表的地质研究成果和地球物理方法去研究地球,提出各种学说,但是想要对地球内部实现直接观察,苦难重重,目前唯有依靠科学钻探方法,向地球内部进军,获取深部物质。大陆科学钻探,对于大陆地壳研究具有重要意义,被誉为“伸入地球内部的望远镜”。
1957年,美国国家基金地球科学部的Walter Munk倡议,利用深海钻探在地壳最薄的地方打穿莫霍面,以研究地球年龄、地幔物质组成和内部作用,这就是“莫霍计划”。该计划首先于1961年3-4月在墨西哥西岸瓜达卢佩海湾实施5口钻井,最深的一口从水深3566m的洋底向下钻井183m,其中前170m为中新世沉积物,向下为玄武岩。第一期工作取得了史无前例的成果,但由于技术、经费及管理问题,整个计划于1966年终止。[27][28]
1966年,美国科学基金等机构资助实施了一项意义深远的深海钻探计划(DSDP)。1968年8月,“格洛马·挑战者”号船首航墨西哥,标志着DSDP正式开始。从1968年8月11日到1983年11月计划结束,完成了96个航次,钻探站位624个,钻井超过千口,累积在海底之下钻进320km,最深海底钻井1741m,获取岩芯97056m。DSDP是地球科学史上最大规模的国际合作,其结果证实了海底扩张,建立了板块学说,同时导致古海洋学新学科的建立,为地球科学带来了一场革命。[27]
1983年,DSDP计划之后,又开始新一轮的大洋钻探计划(ODP)。该计划主要由美国科学基金资助,参加国家和地区有澳大利亚、加拿大、中国、中国台湾、韩国、比利时、丹麦、芬兰、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、荷兰、土耳其、法国、德国、日本、英国和俄罗斯等。[28][29]历经20 年的大洋科学钻探(ODP)在地球环境动力学和地球内部动力学等方面取得了一系列重要成果。[30]
1998年4月,我国作为“参与成员”正式加入大洋钻探计划。
2003年,在DSDP和ODP基础上,开始了规模更大、参与更加广泛的综合大洋钻探计划(IODP),目标是地球系统(地球、海洋与生命)的综合研究。[28]
与大洋钻探相比,大陆钻探起步较晚,始于20世纪70年代的前苏联。
1970年,前苏联地质部在科拉半岛等地先后施工了若干科学钻探,其中最深的也是最著名的是SG-3井,终孔深度达到12261m。
1984年,第27届国际地质大会在莫斯科召开,SG-3井的成果陆续发表。
1987年-1994年,德国在德国中部的Windischeschenbach进行了科学钻探,即举世闻名的KTB钻探项目。原设计孔深14000m,实际主孔的终孔孔深9101m。
1992年11月,在经济合作与发展组织(OECD)的大科学论坛上,鉴于当时地学领域大量的国际合作项目广泛成功,建议成立国际大陆科学钻探组织(ICDP)。当时,德国KTB钻探项目已经取得了令人鼓舞的成果,所以建议德国负责组建这一组织。
1993年8月30日至9月1日,德国地学研究中心(GFZ)在波茨坦召开了关于科学钻探的国际会议,来自28个国家的250余名代表出席会议,会后,15个国家的科学家考察了KTB钻井现场,并正式讨论成立国际大陆科学钻探计划(ICDP)。代表们一致认为,大陆科学钻探对固体地球科学起着至关重要的作用,需要进行综合性、国际性的研究计划,成立ICDP组织的世纪已经成熟。[28]
1996年2月26日,在东京德国驻日本使馆、中国地质矿产部、美国自然科学基金和德国联邦教育科技部的代表分别代表各国政府正式签署合作备忘录(MOU),ICDP宣告成立,中国、美国和德国亦成为ICDP的3个发起国。
目前,ICDP已经有21个成员,其中19个为国家成员,另外两个分别为联合国教科文组织斯伦贝谢公司

到2010年,在中国已经实施的ICDP项目有3项,分别是中国大陆科学钻探工程科钻(CCSD)一井青海湖环境钻探项目(CESD)白垩纪松辽盆地大陆科学钻探项目。前两个项目已经实施完毕,第三个项目正式钻探工作正在准备之中。
2007年,在松辽盆地实施了全球第一口陆相白垩纪科学钻井松科一井(SK-1),归属全球“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”项目(国家重点基础研究发展计划(973计划)之一)。钻井工程由中国地质大学(北京)承担,与河南地质工程公司协作。该井于2007年10月22日顺利完钻。[31]
2014年4月13日,由中国地质科学院勘探技术研究所组织、大庆钻探工程公司地质录井一公司实施的松科二井(SK-2)正式开钻,历时4年多时间,完钻井深7018m。松科二井是亚洲最深的大陆科学钻井,也是国际大陆科学钻探计划实施以来的最深钻井,还是全球第一口钻穿距今约6.5Ma至0.145Ga的白垩纪陆相地层的科学井,刷新了311mm大口径连续取芯最长、三种不同口径单回次取芯最长等四项世界纪录。松科二井取得的系列重要成果,受到国际地学界的高度赞誉。[32]
松辽盆地层序地层学研究进展梳理

松辽盆地形成机制与性质进展梳理[63]

钟其权等——认为松辽盆地是在东北地槽系华力西期褶皱带拼合基底地壳上发展起来的一个中新生代大型断坳型盆地。
程学儒等——通过对区域重磁场、基底岩性、结构、盆地深层地质特征的深入研究,提出裂谷成因的认识
郭成凯——结合东亚中新生代板块演化,认为松辽盆地为弧后盆地
朱夏——提出松辽盆地是中国板块内部中生代受太平洋板块的“峰线”控制的断陷—坳陷转换型盆地
赵重远——中国型板块侧缘盆地(扭性)
程学儒——提出松辽盆地早期具有大陆裂谷性质。
高名修——认为松辽盆地是弧后盆地,属古亚洲大陆安第斯式板块碰撞带的弧后盆地
杨万里、杨继良、高瑞琪等——认为松辽盆地属克拉通内复合盆地
H. D. Klemme——将松辽盆地归于克拉通内裂谷盆地
程学儒——松辽盆地为新克拉通内复合盆地的见解
李德生[64]——认为古生代地台在侏罗纪和白垩纪时期由于拉张作用而破裂,局部地幔上涌,形成一系列板内断陷—坳陷盆地。
陈发景——克拉通内坳陷盆地
张恺——认为松辽盆地是一个日本岛弧和锡霍岛弧之后的双弧后盆地
杨祖序——提出松辽盆地属于弧后内陆裂谷盆地
高瑞琪等——进一步提出松辽盆地为克拉通内转化型盆地。
童崇光提出松辽盆地是裂谷盆地,属于中国东部裂谷系的一部分,其特征与北海裂谷盆地有很多相似性。刘和甫等(1985,1992,1996)等学者均持这种观点。
段忠中——认为弧后裂谷盆地
徐旺——缝合带型盆地
松辽盆地测井研究进展梳理[65]

李霞等——对松辽盆地南部嫩江组二段油页岩进行了测井响应特征的研究。
衣健等——通过测井孔隙度资料研究了不同类型火山地层界面的储层意义。
松辽盆地地球物理学研究进展梳理【重点】

2018
【部分结论】



韩江涛,郭振宇,刘文玉,侯贺晟,刘国兴,韩松,刘立家,王天琪.松辽盆地岩石圈减薄的深部动力学过程[J].地球物理学报,2018,61(06):2265-2279.




韩江涛,郭振宇,刘文玉,侯贺晟,刘国兴,韩松,刘立家,王天琪.松辽盆地岩石圈减薄的深部动力学过程[J].地球物理学报,2018,61(06):2265-2279.

3.松辽盆地经历了岩石圈减薄事件,其经历了岩石圈伸展期、裂解期、拆沉期和增长期的动力学过程。 [66]
2017
【部分结论】
1.松辽盆地地层视电阻率低并不是因为盆地边缘地层电阻的影响,推断其主要是受到盆地地下岩性与地质构造的影响



曹金华. 松辽盆地综合地球物理剖面地质解释[D].吉林大学,2017.

2.松辽盆地重力异常、磁性异常与电性异常呈现良好的对应关系
3.西伯利亚板块与华北板块相互挤压,导致地幔东流,岩浆运移拖拽岩石圈移动,在减薄、裂缝区域,底部变质核杂岩上拱,顶部在岩浆移动的拖拽作用下发育为一系列高导性的糜棱岩为特征的韧性剪切带,从而导致电阻降低。这与盆地呈现出的西断东超特征以及广泛分布的箕状盆地相符合。[67]
1996
【部分结论】



杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.




杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

2. 松辽盆地以大庆附近为界,存在拼合的基底。松辽盆地是一个热的低阻块体。两部分基底相应的地球物理场性质各不相同,如前述包括位场与反射地震结构。这种拼合性质形成较早,并且未因为中生代早期(,约215-152Ma)的伊泽那吉一库拉板块活动的加强以及中生代晚期( ,约152一67Ma)太平洋板块斜向俯冲的下插滞留影响而发生变化,尽管板块的向西俯冲形成一系列低角度断裂,甚至浅部应力前缘至少在大庆西侧对松辽盆地的演化起重要的作用。
3.莫霍界面的横向特征:(1)局部隆起,在130km长的垂直反射段内, 局部隆起幅度为1-4km,隆起坡度自0.084至0.167;(2)厚度,莫霍界面厚度在1.5一5.0km之间变化;(3)深度,按莫霍界面顶面讨论, 在29一35km之间变化;(4)连续性与断裂,在130km长的剖面中,连续性变化很大,莫霍界面内部可能含有断裂,不排除岩性侧向变化的可能;(5)内部结构,用较好连续性的相位变化刻画莫霍界面的内部结构,大致呈现五种状态,即层状结构、似层状结构、类透镜体状结构、错断结构及无反射结构。在这些状态中,层状与似层状结构是主要的。此外,莫霍界面的底面呈现明显的不规则起伏。
4.大兴安岭重力梯级带的特征与成因:该梯级带与岩浆活动有一定关系。在大兴安岭一带, 分布有大量侏罗、白垩系的火山岩; 在该梯级带的中、南段,是中生代火山岩浆活动的西界;该带以东岩浆活动频繁,岩性从酸性、基性到碱性都有分布,个别地段还见有超基性岩分布。
梯级带是晚侏罗纪以来形成的深部构造线。大兴安岭重力梯级带不只是深大断裂的产物,也不同如美洲西海岸的重力异常带的地块边界性质。若说构造边界也只能是深部构造分界线。我们认为这里是中生代以来大陆岩石层受挤压,继而强烈上隆影响的西界,也是今太平洋体系的西界;在西太平洋贝尼奥夫带与大兴安岭重力梯级带之间是亚洲东缘构造活动带。
大兴安岭重力梯级带是地幔对流、板块俯冲、均衡调整的共同产物。
5.地块拼合



杨宝俊,穆石敏,金旭,刘财.中国满洲里──绥芬河地学断面地球物理综合研究[J].地球物理学报,1996(06):772-782.

(1)【重要结论】东北地区应为几个不同运动特征的古生代地块所组成。从古地磁学角度支持东北地块群这一概念,并且各地块在赤道附近拼合为一个整体的时间不晚于二叠纪末

(2)各地块二叠纪到三叠纪末的古地磁数据表明,这段地史时期各地块都有快速向北运移的过程,一般在 左右的纬度范围内,向北运移约3300km。
(3)侏罗纪期间,各地块表现为持续的快速北向运动。
(4)从古纬度变化曲线可见,东北地块群中的佳木斯地区、绥芬河地区和延边地区在晚侏罗世——早白垩世以后存在一个向南运移的过程。这一特征可能说明整个中国大陆板块与西伯利亚板块碰撞拼合的过程。向南位移的动力机制可能与两大板块碰撞后的“反弹”和西伯利亚甚至整个欧亚大陆的南移有关。
(5)兴安地块缺少石炭、二叠纪古地磁资料,据现有资料分析,可能与前述几个地块不同,早古生代开始向北运移,可能较其他几个地块先越过赤道,古地理位置北于其他几个地块。
【重要结论】二叠纪东北地块群(参考点 )位于赤道附近;西伯利亚板块(参考点 )位于 ;华北板块(参考点 )位于 表明二叠纪东北地块群应为不同于两者的独立地块群。东北地块群与华北板块的纬向差于三叠纪末消失,与西伯利亚板块的纬向差于晚侏罗世——早白垩世消失。说明东北地块群与华北板块于三叠纪拼合,与西伯利亚板块拼合于较晚的晚侏罗世至早白垩世。
作者: 说老实话    时间: 2022-1-5 09:13
首推中国黄土与第四纪气候学研究(个人观点)
现代地质学起源并发展于欧美,欧洲和美洲大陆构造单元明晰,便于基础理论的建立
中国有着漫长和极其复杂的地质演化史,其多样性很难有哪个国家可以媲美
我国具有众多地球科学研究的优势,也诞生了一些适应中国地质的理论
青藏高原相关的研究,辽西、澄江等动物群,华北克拉通破坏,松辽盆地钻探成果,龙门山断裂带钻井成果,华南花岗岩,特提斯地质,黄土,南方岩溶地貌,陆相生油学说,五大构造学派等等
中国地球科学事业起步很晚,许多研究依靠外国学者或国外理论,在与中国实际相结合及发展的研究做的出色
但是真正能写进教科书的原创性、国际性重要科研成果还比较少。
作为一个后生晚辈,对前辈们都是高山仰止,但也要理性看待这一切。
很多重大课题,在国内是搞得如火如荼,奖项拿了无数,高级别论文发了一堆,但是真正取得的成果,以及对地球科学的推动作用比较有限
这种情况下,为数不多的世界性成果就显得更加珍贵,对我等晚辈后生也是很好的激励
个人认为,刘东生先生为代表的中国黄土与第四纪气候学研究是我国地球科学领域最引以为傲的成果之一。
(1)成果及意义
气候研究的重要性无需赘言,全球变暖等气候问题关乎人类生存发展
了解地质历史时期的气候变化过程,有助于我们更好地研究气候演化规律,更好地认识现在的气候,以及预测未来的气候演化,这关乎人类的现在和未来
尤其是晚新生代以来,或是第四纪的气候环境研究,与人类的关系更为密切
气候的变化直接反映在降水,植被,沉积物等
目前地球上的什么物质可以记录这些气候指标呢
而且只有尽可能不间断地记录,才能完整地记录气候演化过程
地质学家们找到了两个很好的标尺:极地冰川和深海沉积物
但是,这两个标尺不是在两极就是在深海,陆地上气候演化过程,很难找到非常合适的地质记录
因为地表的沉积物往往很难完整的保存,这长期以来成为了困扰地质学家的难题
然而在中国的黄土高原地区,黄土沉积范围广,厚度大,古生物化石丰富,并且从2200万年至今的连续序列,为全球独有
黄土高原记录的是陆地历史,并且是迄今被发现的历时最长、最完整的古气候记录的保存者。
需要指出的是,这里的黄土指的是黄土—古土壤序列,二者是交替出现的,这也是获取气候干湿变化的重要载体
而且,一般将第四纪(260万年前)以来的风成堆积称作黄土,第四纪以前的红色粉尘堆积成为风成红土,二者无本质区别,而且颜色并非黄土的判断标准
黄土连续沉积需要满足许多苛刻的条件,如持续不断的荒漠物源区,强劲的风力搬运,相对平坦的高地,形成古土壤的水汽,以及稳定的环境等
中国由于特殊的地质、地貌条件,正好满足了黄土产生和完整保存的严苛条件
像进一步了解黄土与气候的关系可以阅读本文参考文献【11】以及其中提及的文献
长期以来,科学界对黄土的成因有“风成”和“水成”两类观点,最早分别由德国和前苏联科学家提出。但都没有从科学上深入地进行论证,“风成”、“水成”代表了截然不同的两种环境,阐明黄土的成因是黄土环境研究的首要问题。
刘东生院士所著《黄土与环境》(Loess in China)是国际黄土研究的核心文献。


以刘东生先生为代表的中国黄土的研究学者,确立了黄土的“风成说”,确立了全球环境变化的多旋回理论,建立了250万年来最完整的陆相古气候记录,使中国黄土成为与深海沉积和极地冰芯并列的全球气候环境变化的三大自然档案和国际对比标准。
该成果获得了泰勒奖
泰勒奖是世界上环境科学的最高奖项,被学术界称为“环境科学诺贝尔奖”。
泰勒奖(被誉为环境科学的“诺贝尔奖”)委员会的公告认为:刘东生借助于分布在中国北方巨厚的风成沉积物——黄土的研究,开创性地发展了一整套研究方法,利用陆相沉积所记录的古环境变化信息,重建了过去250万年来地球环境演化的历史;刘东生以他多年的研究积累,从黄土-古土壤序列的研究成果,使得人们对东亚古季风的演化获得正确和清晰的认识。
不仅限于此,刘东生很早便有了地球系统科学的思想。刘东生多次参与和领导了青藏高原等高山综合科考活动,获得了青藏高原隆升的过程、时间、幅度等大量创新成果。他结合黄土研究,确立了以“青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究”,即青藏高原隆升过程及其环境效应为主攻目标,指明了青藏高原研究的方向,成为国际上最早考虑将岩石圈演化与表层圈变迁结合起来的少数学者之一,直到目前还是地学界的热点研究之一。
综上,刘东生先生认识和运用地质沉积物了解全球环境变化方面的开创性成就,开拓了利用中国黄土区黄土沉积测量250万年来地质气候变化的新方法。使中国黄土成为认识全球环境变化的一把金钥匙,让人们更为直观地认识地球环境和气候演化的历史。
(2)誉满天下
刘东生先生:
1980年当选中国科学院学部委员(1993年改称为院士)
1991年当选第三世界科学院院士
1991年,刘东生当选为国际第四纪研究联合会主席,成为首位在国际组织中担任最高领导职务的中国科学家
1996年当选欧亚科学院院士
2002年,刘东生获得了世界环境科学最高奖——泰勒环境成就奖
2004年,刘东生获得中国国家最高科技奖,成为地球科学界获此殊荣的第一人
2007年,欧洲地球科学联合学会缺席授予刘东生洪堡奖章
2009年,国际第四纪研究联合会设立刘东生终身成就奖章,用以表彰全世界在第四纪领域有重大贡献的科学家
2009年,国际天文学联合会小天体提名委员会于2008年批准,将国际永久编号第58605号小行星1997TA27命名为“刘东生星”
2011年在瑞士伯尔尼召开了第18届 INQUA(国际第四纪研究联合会)大会。会上宣布正式设立“刘东生奖章”( 铸有刘东生头像的金质奖章),用以表扬全世界在第四纪科学研究领域有重大贡献的科学家,因而它也就是此学科领域的最高奖项——终身成就奖。这就进一步肯定了刘东生在全世界第四纪科学界的领袖地位。


(3)业内评价:
从业内人士的评价里,我们也可以看出这一理论成果的国际影响力
泰勒环境成就奖评委会成员科恩教授颁奖时说:“自然界的环境变化在地球上留下三本完整的历史大书:一本是完整保存古环境变化信息的深海沉积,一本是系统反映气候变化的极地冰川,第三本反映地球和气候演化的书,则是中国的黄土沉积。这三本书是我们认识地球上自然历史、气候、生物变迁的最好文献档案。”
欧洲地球科学联合学会洪堡奖章颁奖人说,刘东生建立的黄土研究作为非常完美的过去,显示250万年大陆气候的历史积累,是多少科学家一代代渴望的成就。
美国地质学家Alan Busacca在《黄土与环境》书评里写道:“曾多少次,地质学家以及那些努力探索第四纪历史的学者们渴望着一个在完整性、时间跨度和详细程度可以与深海岩芯相媲美的陆相岩石记录。我们可以多年地苦苦奋斗去识别、去对比、去定年,可那只是总共才占第四纪时期一小部分的四五个冰碛垄。我们怎能想到,刘东生等人通过中国约200米厚、含30多层古土壤以及无脊椎、脊椎动物和早期人类化石的风成沉积的研究建立了整个第四纪时期的丰富记录!”

(4)后世师表
74岁赴南极,79岁赴北极,80岁赴夏威夷考察火山,82岁赴南海考察,87岁赴罗布泊无人区考察,89岁高龄完成人生最后一次野外科考,刘先生科研精神无需多言。
其门下更是桃李芬芳,在他的学生中,已经包括了5位院士,7位杰青,3位百人。
从1982至2006年的25年中,刘先生的第四纪地质与环境课程从未中断,89岁的刘东生先生还坚持在中国科学院研究生院的讲台上为学生上课。
国内做黄土的团队不少,刘先生始终对非地质所和非他的亲缘关系的单位、同事都非常地尊重,尽他所能给予他们支持。科研圈的人恐怕都知道,这一点是多么难能可贵。
先生的弟子们和后来者们利用现代分析测试手段,把黄土—古土壤序列与东亚季风系统相联系,评价了北极、南极和青藏高原对黄土高原和东亚季风系统的影响,利用黄土高原的沉积记录恢复了沙漠范围的变化,评估了陆地生态系统对全球变暖的响应。
值得高兴的是,中国的地球科学与研究也在国际地学界的影响力逐渐增加
古生物的成果也绝对是世界一流水准,并且一步步稳扎稳打
沈树忠团队的华南二叠系和三叠系研究也取得了重要的成果,并且荣获地层学国际最高金奖(ICS Medal)
龙门山地震钻井和松科2井的成果在国际地学界也有一席之地
青藏高原二次科考正如火如荼,势必将会有更多重要成果的涌现。

最后补充一句,该成果是以刘东生院士为代表的众多地质学家的共同成果

以上主要整理自以下文献和中科院地质地球所公众号等
[1]马丽.刘东生:在绵延的黄土上探索真理[J].今日科苑,2019(02):19-23.
[2]潘云唐.世界第四纪科学和黄土科学的领军人物——纪念刘东生院士百年诞辰[J].化石,2017(02):21-24.
[3]潘云唐.刘东生院士——中国和国际第四纪科学与黄土科学的领军人物 [J].矿物岩石地球化学通报,2016,35(06):1341-1344.
[3]刘强.《黄土魂·龙骨情》出版——刘东生先生逝世5周年纪念及征集《刘东生全集》文稿[J].第四纪研究,2013,33(03):402.
[4]丁仲礼.望海潮——怀念恩师刘东生院士[J].第四纪研究,2013,33(03):401.
[5]刘永胜.《揭开黄土的奥秘——刘东生》 [J].第四纪研究,2010,30(02):272.
[6]朱日祥.朱日祥所长在纪念刘东生先生逝世一周年大会上的讲话(代序)[J].第四纪研究,2009,29(02):5.
[7]张维.“刘东生星”在太空闪烁——纪念刘东生院士逝世一周年活动隆重举行[J].第四纪研究,2009,29(02):189.
[8]刘强. 与父亲的第一次谈心——一生受人尊敬的科学家[A]. .纪念刘东生院士[C].:中国岩石力学与工程学会,2009:4.
[9]施雅风. 深深悼念挚友刘东生院士[A]. .纪念刘东生院士[C].:中国岩石力学与工程学会,2009:3.
[10]姚檀栋. 刘东生先生和青藏高原研究[A]. .纪念刘东生院士[C].:中国岩石力学与工程学会,2009:4.
[11]郭正堂.2017. 黄土高原见证季风和荒漠的由来. 中国科学: 地球科学,47:421–437,doi:10.1360/N072017-00037
作者: sumersun    时间: 2022-1-5 09:14
瀉藥

自豪的成果算不上 但感覺滿有趣的
颱風引發地震
颱風是個低壓帶,板塊受到的壓力小 釋放板塊擠壓的能量,引發慢地震 並減少大地震的可能性。


1970年代,地震學家發現了一種發生機制完全和正常地震相同的「慢地震」。它也會釋放原本斷層上所累積的能量,只是斷層破裂得比較慢,或是發生的時間比較長。
■台灣海岸山脈東邊的板塊擠壓,並未完全以地震或抬高海岸山脈的方式來釋放能量,可能正緩緩發生著慢地震。
■科學家發現,颱風的低氣壓可引發台灣東岸的慢地震,為地殼能量的累積與釋放,提供了一個重要的均衡管道
https://scholar.google.com.tw/scholar?hl=zh-TW&as_sdt=0%2C5&q=颱風+慢地震&btnG=#d=gs_qabs&u=%23p%3DgD18xULskcQJNature: 台风引发慢地震

赵纪东
中国科学院资源环境科学与技术局; 中国科学院规划战略局; 中国科学院国家科学图书馆兰州分馆, 2009
台风和地震是台湾的两大自然灾害, 对于自然灾害的深入了解, 非常有助于保障生命财产的安全. 由台湾中央研究院地球科学研究所与美国卡内基研究所共同组成的国际团队在对台湾东部地震进行研究的过程中发现: 台风可以引发慢地震, 这项研究成果发表于 2009 年 6 月 11 日的 Nature 上. 一般的地震在数秒, 数分钟之间产生剧烈震动, 如同地层撕裂一样, 而所谓的慢地震则以数小时到一两天的时间, 用温和的断层滑动方式释放地底能量, 造成长达数个小时, 甚至数天的板块滑动. 慢地震形成主因与剪切滑移相关, 主要包括低频地震, 超低频地震, 深部不连续颤动地震, 缓移 …
作者: 李小珊    时间: 2022-1-5 09:14
它是一种新型材料,它也是一种现代科技应用很广泛的材料
作者: 古烈度    时间: 2022-1-5 09:15
我觉得这两个算得上:
新生代气候变化(参考刘东生、安芷生、朱日祥、丁仲礼、郭正堂等人研究成果),
新生代青藏高原演化(参考王成善、许志琴、丁林、张培震、侯增谦等人研究成果)。
当然,中生代动物进化尤其恐龙和一些昆虫的研究,也同样有领先水平(有回答提到包含蕨类的中生代植物研究水平也具领先水平)。
另外,中国的活动构造(断层)研究,主要被包含在青藏高原演化研究中,在世界上具有领先水平!
作者: 昨日骂你是好心    时间: 2022-1-5 09:16
当然是各个生物群啦!
因为杨子地台稳定,所以沉积环境好。导致中国的寒武纪生物群各种优秀。(当然主要是因为我做这个。。。。)
以梅树村到最新的清江,中国寒武纪的古生物群都非常优秀。
作者: 泉子崖刘书伯    时间: 2022-1-5 09:17
非专业人员,答错请指正。
难道不是在东北大庆发现油田的陆相成油学说吗?
早在1928年年初,由于当时各方盛传在中国东北发现了石油的迹象,日本人下决心在这一地区寻找石油。1929年春天,新带国太郎和另一名日本人同10名俄罗斯人在当地向导的带领下,带着20匹骡马沿东清铁路到牡丹江上游的森林地带开始寻找石油,经过两个多月的探察,无功而返。1930年4月,在美国驻哈尔滨领事馆工作的俄裔美国人托里斯基的指点下,新带国太郎等人乘火车前往满洲里的扎赉诺尔煤矿,进行第二次找油。他们将采集的矿样带往大连,先经满铁中央实验所化验,后来又经日本德山海军燃料研究所进行分析,断定样品中含有石油类的沥青。
“九·一八”事变后,东北三省沦陷,日本人在资源调查上就更加自由。日本政府经营的“南满洲铁道株式会社”内有一个名为“满铁调查部”的机构,它的探矿队就像过篦子一样在东北大地肆无忌惮地寻找战略资源,石油当然是主要目标。
日本东北帝国大学的高桥纯一是公认的石油权威,他的石油生成理论是“海底腐泥起源说”,根据这个理论以及渗透到地表的沥青凝聚物,日本选择的集中勘探区是阜新地区,就是后来属于辽河油田的边缘构造带上。
建国后,李四光等老一辈地质学家发展出陆相地层能够生油并能形成大油田,从而丰富和发展了石油地质学理论。
1959年松基三井出油,随后位于大庆长垣上的另一个高点处的葡7井出油。
1960年2月石油工业部党组扩大会议决定、经中共中央批准,在大庆开展石油大会战。“全国石油系统37个局、厂、院、校,由主要领导带队,组织精兵强将,自带设备、工资,参加大会战”,参加会战者5万多人。
1960年4月29日,在萨尔图草原上举行万人誓师大会,以王进喜为代表的石油大军云集萨尔图油田,石油大会战全面展开。到1960年底基本探明了一个世界级的大油田。
大庆油田的发现是中国石油工业发展的历史性突破,中国石油工业进入了快速发展时期。
作者: 环海商机    时间: 2022-1-5 09:17
谢 @Yui Yoshioka 大佬邀~
emmm作为一只辣鸡本科生强答一下叭
1.全国地震监测预报网
    上过n次热搜滴常客了,就是那种电视台上突然放出来的“距离地震到达xx秒”
     原理知乎上有很多解释了,简单的说这个东西并不是玄学的预测,而是地震发生后利用横波纵波扩散的时间差实施预警和紧急避险。
    其实这个应该不算我国的原创,也不算是“成果”,只能说是体制优势下的一项大型工程,但毕竟庇护了地震断裂带附近生活的黎民百姓,还是功德无量滴~
2. 我国拥有世界上最多的“金钉子”,即全球年代地层单位界线层型剖面和点(GSSP),用大白话说就是地层断代的标准和参考。这个成绩得益于我国地质工作者辛苦劳作,也与我国地大物博有一定关系。
3. 李四光老先生的地质力学。我了解的不是很深,对寻油采矿有什么贡献我一个学师范的也不清楚,但其中的大陆车阀说着实给我开了次脑洞。
在我们熟知的板块构造说中,板块运动的驱动力来源解释有很多,比如岩石圈下的热对流,地幔柱等。
李老先生认为地壳运动的动力来源于地球自转速度的变化,而且神奇的是地球自转速度的变化是由其自身造成的。
Emmm比较懒,具体的内容大家自己查一查吧
作者: wym3811    时间: 2022-1-5 09:18
说说我这行的。composition of continental crust。
作者: 只争朝夕2008    时间: 2022-1-5 09:18
南海可燃冰试开采。
这个成果是能源方面的,也是地球科学领域的成果,和几年前中国深海探测技术的进展是相关的。
虽然离商业开采还有很远的路要走,开采的成本也不低,但在远期的能源安全方面,实在是个重大利好。
至少比永远差50年的聚变能源更让人看得见,不,应该说算得上是摸得着了。
作者: xiakedao52    时间: 2022-1-5 09:19
感觉中国的地球科学,没什么引以为豪的成就,因为到现在为止都不知道是地球自转,还是地球被太阳引力而转的,月亮在地球边天天转着,起到什么作用,这些明摆着的东西都搞不动,感觉自豪不起来。
作者: 1259390128    时间: 2022-1-5 09:20
指南针。。。火药。。。这都是改写人类进程的成果。。。
近现代为0。。。
作者: @Xizi_3TbsE4Cg    时间: 2022-1-5 09:20
曹原的超导研究,忘了是1.1度角的还是多少度的角的石墨烯。不是很清楚,隐约知道有。
作者: 995lqh    时间: 2022-1-5 09:21
地球的结构和记忆表明,中国在地球科学领域的贡献,还没得地学理论在学堂里对学生的欺骗大,谈不上什么“引以为豪”的贡献。
赵氏《地壳运动规律》云:
地球说,地壳运动由来已久!
你看:
澳大利亚陆块先定居红海,
后定居阿拉伯海,
再定居孟加拉,
将来还会定居北部湾-南海海域-台湾海峡,
……
在南半球,由西向东,推动着太平洋壳纹——一簇——一簇——又一簇,……
为了啥?
只为亚欧陆块收拾破山河,直到——永远——永远,……
北美洲陆块是个多情种:
找到了南美洲陆块,又心系冰天雪地的格陵兰。
旅途劳顿,洒下环太平洋泪——一串,——一串,……
亚欧陆块为了向澳大利亚陆块传递信息,传递爱心——哪怕山河碎!
为了让南北美洲陆块相见,
丢下北回归线岛屿——一座——一座——又一座,……
非洲陆块寻着喜马拉雅山山脉形成演化的足迹,
挤进了地中海,
将来,还会挤进波斯湾-阿曼湾,
把亚欧陆块南部半岛周期性的搬进新的印度洋里,搬了——一个——一个——又一个,……
为了啥?
只为南美洲陆块保持路通畅。
地壳结构轮流现,
澳大利亚陆块逆向自转一周,是一个地壳运动周期(年)。
细数亚欧陆块形成演绎年轮数,
已围绕地轴公转有三圈。
结合整个地壳运动的形式看,
陆块南下北上,
地壳运动何止千亿年!
中国地学界研究地壳运动几十年,尽管亳无建树,也不应该掩耳盗铃——用错误的板块论欺骗天下学子和理论追随者,鱼内国人灵魂!
赵氏《地壳运动规律》只能为魏格纳大陆漂移说提供佐证,却无法为板块论、板块漂移假说和海底扩张假说服务。
(编者注:赵氏《地壳运动规律》篇篇原注,盗窃仿冒必究。)
作者: 2017奥迪    时间: 2022-1-5 09:21
最引以为豪的是地球医学,因为在地球物理学界有一个公认的结论,那就是地震是不可预测的,而在地球医学面前,全球的地震都暴露无遗。
作者: hll_888    时间: 2022-1-5 09:22
看了一圈,一半的民科。实话实说,没啥能让我引以为豪的成果。
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等了几天,依然没啥让我觉得靠谱的答案出现。我就自己说两句吧。
地球科学领域,如果分为科学技术两个方面的话,我觉得,我们国家在技术领域现在进步很快。我会接下来讲讲我看到的技术进步的具体例子。科学方面我觉得暂时还没有太亮眼的成果出现。但是这不代表以后不会出现。我在文章后面会给出几点自己的预测。
此外,地球科学有它不同于其它学科的特殊性。这在于它本身不是一个研究方法,而是一个具体的研究对象。例如物理,化学,生物,分别可以用在地球这个研究对象上。所以其实地球科学是依赖于其它学科的支持的。此外,地球本身是一个非常复杂的研究对象,且我们只能在表面很浅的地方观测。这就导致了在我们研究它的过程中,仅仅能管中窥豹,而很难对它有一个全面的,清晰的认识。
研究地球科学的意义,在于两点:减灾找矿。由于人们离不开地球,所以这两个方面都对人类社会有着巨大的影响。地球科学往往都是大新闻,要么让人狂喜,要么让人狂忧。
找矿的技术方面,我国现在进步是很大的。比如东方地球物理公司(前石油部涿州物探局),现在在国际上的陆上地震成像方面的市场份额,处于优势。很多以前的很强的地球物理勘探公司,都被东方地球物理打得溃不成军。这个一方面是我国的技术进步。二来这方面的利润相比海上勘探比较低,对人力的要求高。我们的人力成本低,能够保持很好的竞争力。深海这块目前还是短板,需要接下来进一步研发。
钻井方面,我们国家的技术也不错。陆上钻井,我们的技术是没有问题的。海洋钻探方面,在981出来之后,也算是有了巨大的进步。但是离欧美还是差距不小。尤其在超深水方面,还有比较长的路要走。
此外,测井,录井等其它方面,虽然我们的技术没有特别先进,但是现在情况下也绝对够用,不至于被国外卡脖子。
地球科学领域的科学方面,现在真的没有特别亮眼的成果出现。地球科学曾经在50-70年代很是红火过一阵子。特别是大地构造领域,当时的状态是百花齐放,百家争鸣。很多地质学家对于大地构造,山脉的起源,地球的动力来源,尤其是中国的大地构造格局,有很多不同的假说。这个随便打开一本构造地质教科书都可以看到。可惜这些学说都是建立在槽台说上面的。后来板块构造学说成为主流,也就否定了所有基于槽台说的假说。
现在国际上的地球科学的热点问题,我个人觉得比较有前途的有:
其中气候变化的影响,是当下的热点,也是非常现实的问题。任何一点的进步,都有巨大的意义。最近一次的Vetlesen奖(地球科学的诺贝尔奖)就是颁给了两位对厄尔尼诺现象做了深入研究的科学家。所以,预测气候变化,以及对人类的影响,会成为接下来地球科学的核心议题。
其它三个问题,由于技术原因,现在真的很难有所突破。但是这不代表中国人不会在这三个方面取得令人瞩目的成绩。其中第一条对于我国有特别的意义。两次大地震真的对人们产生了巨大的影响。我们也有更多的动力来研究这个问题。
作者: hui4230722    时间: 2022-1-5 09:23
浙江长兴金钉子、寒武纪澄江帽天山化石群、早白垩纪辽西热河化石群、大汶口三叶虫
作者: 叫爹教父    时间: 2022-1-5 09:23
谢邀。
中国在地球科学领域让你最引以为豪的成果是什么?
地球起源的系外成因理论,地壳运动的多因地壳运动理论
传统的地球起源理论与太阳系起源是一样的,是系内成因理论,包括:星云说、灾变说、捕获说。系内成因理论认为,绕太阳公转的星球形成于太阳系内。系内成因理论解释不了:金星自转的反向、哈雷彗星公转的逆行、天王星躺在轨道运动、地球倾斜在轨道上运动,木星土星的卫星公转有顺行的和逆行的,等等,这些太阳系的基本运动现象。
系外成因理论认为:绕太阳公转的星球是在太阳系外的宇宙空间形成的,当它们运动到太阳附近被太阳捕获,形成公转与自转。
传统地壳运动理论是单因地壳运动理论,包括地质力学、多旋回说、地洼说、断块说、镶嵌说、大陆漂移说、海底扩张说、板块学,等等。这些理论认为引起地壳运动的因素为一种或一种为主其他为辅。
多因地壳运动理论认为引起地壳运动的因素为多种,地壳运动可以划分为多种类型,不同类型的地壳运动其成因不同,现在所见到的大地构造是地史上多种地壳运动叠加而形成的。
系外成因理论、多因地壳运动理论是江发世提出的。
江发世对太阳系起源、地球起源、地壳运动、地震、地磁、火山等进行了系统研究。而其他从事地学研究者只偏重于地学的某一个专业。
在知乎网上,对江发世大多是骂声与批驳。这些人没有系统研究太阳系起源、地球起源、地壳运动、地震、地磁、火山。
江发世的理论为多家专业地质网站、杂志、大学教材引用。
现将江发世的《2019:太阳系、地球起源与演化》一文复制粘贴如后。

太阳系、地球起源与演化

地球是太阳系的一颗行星,倾斜在黄道面上每年绕太阳公转一圈,每天自转一周。
地球跟随太阳绕银心转动,倾斜在银道面上,大约2亿多年绕银心转动一周。
地球与月亮为地月系,月亮每月绕地球转动一周。
地球是一个圈层状结构的近球体。有火山喷发、地震。岩石及地层发生了错动或弯曲。
地球的南极比球面低却是高山耸立的南极洲,北极比球面高而是海水覆盖的北冰洋。
地球存在地磁场,在地史上,地磁发生过磁极反向和磁极移动。
地球上存在丰富的生物。低等植物和高等植物,低等动物和高等动物共生在地球上。在古生代以前的地层中见到的生物主要是原核低等生物化石,古生代开始生物爆发式出现,在中生代出现高大的植物和大型的动物,在新生代出现高级动物。
在南极洲存在有大量的煤炭。煤是植物经成煤地质作用而形成的。南极洲是冰川雪地的环境,不可能生长大量的植物。
在地史中发生过多次海侵海退。
形成地球的物质是哪里来的,是在什么时期,什么位置,以什么方式形成地球的。地球为什么会发生自转和公转,其内部为什么存在活动。
地球上的生命是怎么形成的。
…… ……。
一个完整的地球起源与演化学说应当对上述等等现象和问题作出合理的解释。
1. 星系
1.1. 星系
地球与银河系、太阳系及月亮形成了星系关系,受银心和太阳引力的控制绕其旋转,受月亮引力的影响,绕地月质心转动。研究和探讨地球起源与演化,需要研究和探讨星系。
1.1.1. 星系及分类
在宇宙中,由两颗或两颗以上星球所形成的绕转运动组合体叫做星系
星球的绕转形式有两种:一是众多质量小的星球绕质量大的中心星球转动叫做中心式星系,如太阳系众多行星和彗星等绕太阳转动;二是两颗星球围绕共同质心相互转动叫做伴星式星系,如地球和月亮组成的地月星系,二者共同围绕地月质心转动。绝大多数星系属于前者。
在宇宙中,有众多的星系,这些星系大小不一,形态各异,有独立星系,有星系之中的星系,有直线运动的星系,有曲线运动并绕中心体转动的星系,有年轻星系和年老星系。
为了研究星系的成因,需要对宇宙中的星系进行分类。
哈勃星系分类:
美国天文学家哈勃对宇宙中的星系按其形态或叫结构类型划分为三大类:
(1)、椭圆星系
椭圆星系是从圆球星系发展演化而成的,图1-1是该类型星系由圆球状星系发展成为椭圆星系的一组照片。





1.1.2.
本文的星系分类:
(1)、按照星系之间是否有隶属关系
将宇宙中的星系划分为独立星系从属星系。在宇宙空间中独立运行,它没有环绕中心体旋转,这样的星系叫做独立星系,如银河系。而环绕中心体运行的星系如太阳系绕银心运转,地月星系绕太阳运转,这样的星系叫做从属星系。
(2)、按照中心星是否旋转
划分为核旋转星系核不旋转星系。在宇宙中独立星系它的核有的旋转有的不旋转。而从属星系它的核都是旋转的。
(3)、按照星系运行的轨迹
划分为直线运动星系曲线运动星系。在宇宙空间中,那些独立星系在主星带领下按照主星形成时的射线方向在宇宙空间内进行直线运行。有的星系如从属星系则是绕着主星进行曲线运行。
(4)、按照星系所在的空间位置
划分为系内星系宇宙星系。凡是在星系内运动的星系叫做系内星系,如太阳系;凡是在星系外宇宙空间里独立运动的星系叫做宇宙星系,如银河系。
(5)、按照星系形成的年龄
划分为年老星系年轻星系。凡是那些在宇宙空间中或在星系内部形成时间比较长年龄大的星系叫做年老星系,年老的星系大都已演化成为比较规则的星系;在宇宙空间或在星系内部有的星系刚刚形成或形成不久,这样的星系叫做年轻的星系,年轻的星系大都呈不规则状态。
(6)、按照星系中星球的关系
划分为中心式星系伴星式星系。由众小质量星球绕大质量星球运动所组成的星系叫做中心式星系,如太阳系、银河系等,大质量星球叫做主星或中心星;由两颗星球互绕二者中心质点运动所组成的星系叫做伴星式星系,如地球和月亮所组成的地月星系。

1.2. 太阳系
太阳系是由行星、彗星等天体绕中心星球太阳所组成的绕转运动组合体
在太阳系中有系中系,如行星和卫星所组成的行星系,卫星和绕其转动的子卫星所组成的卫星系,等等。太阳系是一个年老的、规则的、中心式的椭圆星系。
太阳系的一些特征:
(1)、 星球轨道形状特征
绕太阳公转的星球轨道形状为:近圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在太阳系中,水星、金星、地球、火星等,它们的绕太阳公转轨道形状为近圆形,而外围的其它行星公转轨道为椭圆形。太阳系的彗星公转轨道为椭圆形、抛物线形和双曲线形,图1-5是太阳系模式图,图1-6是彗星轨道图。




(2)、 星球公转方向特征
绕太阳公转的星球,九颗行星都为逆时针方向公转,而有些彗星如哈雷彗星为顺时针方向绕太阳公转。
(3)、星球自转方向特征
太阳系的金星自转方向为顺时针,它的自转与它的公转方向相反。而其它八颗行星都为逆时针方向自转并同公转方向相同。
(4)、星球分布特征
太阳系的九颗行星公转轨道面都在太阳赤阳面两侧附近,而彗星的公转轨道面从太阳两极到太阳赤道各纬度都有分布。图1-7是彗星轨道倾角即在太阳周围不同纬度的分布图。















1.3.5. 人造地球卫星的轨道
图1-13是发射人造地球卫星可能出现的几种轨道形状。人造卫星轨道形状完全取
决于末级火箭的速度。如末级火箭的末速度小,卫星的轨道形状为图1-13的A形,卫星
将回落到地球上。如果末级火箭的末速度正好,其卫星轨道形状为图1-13的B形,为
绕地球的圆形轨道。如果末级火箭末速度大其卫星轨道形状为图1-13的C形,成为椭圆
形。如果末级火箭的末速度等于地球的逃逸速度时,卫星的轨道形状为图3-6的D形,呈抛物线形。如果末级火箭末速度大于地球的逃逸速度,卫星的运动轨道就成为双曲线形。人造地球卫星在地球上空的高度和运动方向所决定。





1.4. 太阳系起源
太阳从宇宙中捕获行星、彗星产生绕转运动组合体,形成太阳系。
1.4.1 绕太阳公转轨道形状的成因
太阳系成员的轨道形状由进入太阳系时的相对速度和相对距离等因素决定。太阳所捕获的行星或彗星其运动速度小了,就“掉”进太阳了;速度正好,其轨道形状为近圆形;其速度大一点,轨道形状为椭圆形;如果速度再大一点,其轨道形状就成为抛物线形或双曲线形。
1.4.2 太阳各纬度都有星球分布的成因
独立在宇宙中运行的天体,它可以从各个方向和各种角度飞近太阳的身边,这些天体能够从太阳两极处和各纬度及赤道被太阳捕获而成为太阳系的成员。因此在太阳赤道面附近和极处及各纬度都有星球分布。
1.4.3 行星集中在太阳赤道附近的成因
太阳是一个巨大的引力球,这个引力球是绕轴自转的,自转就会产生离心力。离心力在球的极处最小,在近赤道处离心力大。所以太阳系年龄老的行星在太阳自转离心力场的作用下集中到太阳赤道面附近。
地质力学创始人李四光做了球体离心试验,试验如下:
图1-15是地质力学的模拟实验:在直径20厘米的泡沫塑料球体上,涂16层聚醋酸乙烯乳液,构成厚约3毫米的薄膜,经电动机旋转加力(500转/分),在近球体赤道附近,于试料上形成一系列近东西向的褶曲。地质力学所作的上述模拟试验完全证明,所有旋转球体都会产生自两极向赤道方向的离心力,其表面物质也将在离心力作用下产生变化。





1.4.4 星球直立、倾斜和躺在轨道运行的成因
在太阳系中,在轨道上直立自转的行星,它们就是在太阳赤道面被太阳捕获的。倾斜在轨道上自转的行星,是在太阳相应的纬度处被太阳捕获的,后来在太阳离心力场的作用下运行到了现在的位置。横躺在轨道上自转的天王星,是在太阳极处被太阳捕获的,以后在太阳引力场的离心力作用下来到了太阳赤道面附近。
1.4.5 星球公转反向(如哈雷彗星)的成因
同向公轨的太阳系天体,它们是在同一侧被太阳捕获的。公转反向运行的天体,是在太阳的另一侧被太阳捕获的。
1.4.6 星球自转反向的成因
自转反向的金星,说明它在被太阳捕获之前就已是顺时针方向自转着的。当它被太阳捕获时,所产生的潮汐扭动力小于原来已有的自转力。所以金星仍然保存原来的自转方向,只不过是自转速度已变的特别慢,自转周期特长。
1.4.7 行星系的成因
行星周围的卫星形成过程同太阳系。而且在卫星的周围可能存在子卫星和孙卫星,小行星和彗星的周围都可以有卫星,都可以形成绕转运动组合体即星系,它们的成因和太阳系的成因一样。
在宇宙中,所有星系的成因是相同的。

2. 地球结构
2.1. 固体地球结构
在做几何题时,画一条辅助线其难题就会迎刃而解。有许多事情或问题不解时,换一种思路或模式就有可能获得解决。
为了研究和探讨地球起源与演化,对固体地球结构进行重新划分。
依据固体地球内部物质状态和地震波特征,对固体地球进行一级分层和二级分层,见表2-1,其示意图见图2-1、图2-2,图2-3是传统固体地球结构示意图。
一级分层的目的是为了研究地球内球、外球运动,进而研究地磁的成因、地震的成因、火山的成因及地壳运动的成因。
二级分层的目的是为了研究地球起源。









2.2. 地球的外部结构
在固态地球外部存在水圈、生物圈和大气圈。
在地球的表层由水体所构成的连续圈层叫做水圈,水能以汽态、液态和固态三种形式存在,按水所在的位置或环境将水分为:海水、陆地水和大气水。地球的总水量大约为:1.36×1015立方米,如果将全部水平均覆盖到地球表面可深达2700多米厚。
在地球的表层由生物存在和活动所构成的连续圈层叫做生物圈,绝大多数生物活动在水深200米到空中200米以内的范围。有些生物能在极端的条件下生存,在海洋几千米以下的水域有鱼的存在,在太空有生物孢子
在地球周围所聚集的气体圈层叫做大气圈,依据大气的物理性质和运动特点,从地表向上将大气圈划分为:对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。在地球上3000公里的高空,空气已是极其稀薄,空气粒子将挣脱地球引力逃向太空,该处以外视为宇宙太空。

3. 地球起源与演化
3.1 地球起源
3.1.1. 地球起源学说
依据地球形成的位置,地球起源分为两大学派:传统学派认为地球是在太阳系内形成的;本文认为地球是在太阳系外形成的。
像太阳系起源一样,认为地球是在太阳系内形成的可划分为三派:分出说也叫灾变说、捕获说、共同形成说也叫星云说。
本文的观点:地球是在太阳系外宇宙空间形成的,在运行到太阳附近时被太阳捕获,成为绕太阳转动的行星。
3.1.2. 地球起源
地球起源于太阳系之外的宇宙空间,在46亿(?)年前,地核捕获熔融物质、塑性物质、固态物质、气体和液体形成地球。
3.2 地球演化
在地球演化过程中,发生一些天文与地质事件,将事件的时间段叫做地质时期
在各地质时期,在与地球相关的宇宙空间及太阳系和地球所发生的大事件,在地球自身、地壳运动、地层、岩石、构造、古生物、古地磁、古冰川、古气候等多方面都留下了记录。
在不同的地质时期,地质作用不同,特征不同。
将地球历史划分为:地球形成时期、地壳形成时期、进入太阳系前时期、进入太阳系时期、地月系形成时期、新生时期,见表3-1
3.2.1.
地球形成时期【始古宙(宇)】
这一时期是由地核俘获宇宙高温熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体开始的,到地表熔融物质凝固形成地球最原始的外壳的一段地质时间。
在距今46亿(?)年前,在太阳系外的宇宙空间,由铁镍物质组成的地核俘获宇宙高温熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体,在地核外形成高温熔融物质巨厚层。
地核与高温熔融物质间形成内过渡层。
地球外表温度降低,熔融物质凝固,形成地球最原始的外壳。
外壳与高温熔融物质间形成外过渡层。高温熔融物质形成液态层。
在这一地质时期,地球形成分层结构,由内向外:地核、内过渡层、液态层、外过渡层、外壳。
在地球表面,由于熔融物质凝固和收缩,形成张裂、沟谷、高山。由于宇宙天体撞击,在地表形成大坑洼地。
3.2.2. 地壳形成时期【太古宙(宇)
这一时期是由地表熔融物质凝固形成地球最原始外壳开始到有沉积岩形成的一段地质时间。
地壳和地球熔融物质凝固形成的外壳是不一样的。
地壳是由火山岩、沉积岩、变质岩和陨石共同组成的地球外壳,是地球经过长期演化后而形成的。
在这一地质时期:
随着温度降低,熔融物质凝固过程中产生的水和俘获的水流动汇聚到张裂沟谷与大坑洼地中,形成地球上最初的水域海洋和湖。产生的气和俘获的大气留在地球表面,形成大气圈。
由于地核俘获宇宙物质的不均,地表各处温度高低不同产生大气流动。
在地壳形成时期,有了水和大气,产生了风化、剥蚀和搬运作用,开始形成沉积岩。







3.2.3. 进入太阳系前时期【元古宙(宇)
这一时期是地壳已经形成到地球进入太阳系前的一段地质时间。
这是一段没有阳光的地质时期。
在这一段的前期,地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强,高山被剥低,在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。
在这一段的后期,地壳活动变弱,地表温度渐渐降低,到了冰点以下,形成全球性的冰川。
在生物界,降落在地球上的原核生物开始复活和繁殖。由于没有阳光,其他降落到地球上的植物和动物处于休眠状态。
3.2.4. 进入太阳系时期【显生宙(宇)
这一时期是太阳捕获地球,地球进入太阳系成为行星而开始的。地球进入到了有阳光的显生宙时期,是古生代的开始。
地球产生绕太阳的公转和自转。
现在的地球黄道面在太阳赤道面附近,二者夹角很小。地球倾斜在轨道上运行,地轴的倾斜方向与黄道面的夹角为66°34′,即地球的赤道面与黄道面的夹角为23°26′,如图3-1所示。




地球如同试验一被太阳俘获,形成公转和自转。形成时,地轴和轨道面是垂直的,地轴和太阳赤道面夹角大约为66°34′。
太阳系和其他星系一样,在星系演化趋势作用下,地球由形成时的轨道面向太阳赤道面方向移动了23°26′,并已移动到太阳赤道面附近(如图3-3所示)。





在太阳系演化过程中,在无其他天体引力作用情况下,绕转星球的轨道形状不变,自转轴的倾斜方向和倾斜角度不变。
地球由被太阳捕获时,地轴和轨道面是垂直的,和太阳赤道面夹角大约为66°34′。由于地球轨道面向太阳赤道面方向移动了23°26′,因此形成现在的地球赤道面与黄道面夹角为23°26′。
地球被太阳捕获时地轴和轨道面是垂直的,地球两极终年无太阳光照,地球无四季。随着地球轨道面向太阳赤道面演化移动,地轴发生在轨道面上的倾斜,地球有了一年四季变化。
在这一地质时期,地球有了太阳的光照,形成了绕太阳的公转和自转,有了昼夜的变化。
在地球的内部,地核或内球偏向太阳引力的反方向,不在地球中心。
在地壳,由于地球自转形成由两极向赤道的离心力;在太阳引力作用下,由于地球自西向东转动,地壳物质形成自东向西和由两极向赤道方向的运动。形成高山、高原,形成沟谷洼地和平原。
冰川融化。
在生物界,开始爆发式出现即开始复活。
在岩石建造上,出现大量的灰岩。
3.2.5. 地月系形成时期【中生 代(界)】
这一时期是月球被地球捕获形成地月系而开始的,地球进入到了中生代时期。
月球绕地球转动,使地球的引力场、磁场发生了变化。在月球引力所形成的晃动作用下,地球的外球发生了旋转,形成地极和磁极的移动。
在生物界,动物和植物都发生了重大的变异或进化,形成高大的树木和出现大型的动物。
3.2.6. 新生时期【新生代(界)
这一时期是一颗大彗星撞击地球而开始的(?),地球进入到了新生代时期。
这颗彗星在太阳系裂解(?),形成绕太阳的小行星带。
彗星的组成物即有岩石又有冰和大气。在冰里存在着各种生物。
在这一地质时期,地球增加了水、大气和新的生物物种。
原有的生物发生变异或进化。
地球开始有了高级生物。

4. 地球的内球、外球运动
4.1 地球的内球运动
太阳捕获地球,地球产生绕太阳的公转和自转。地球捕获月球,产生绕地月质心的转动。地球的内球、外球在太阳和月球的作用下将产生不同的运动。
在不同的地质时期,地球的内球、外球运动是不同的。在地球进入太阳系前,内球在地球中心,内外球转动是一致的。
地球被太阳捕获后,地球产生了公转和自转,地球的内球和外球也产生了位置和转动角速度不一样的变化。
4.1.1.
地球的内球或地核不在地球中心
下面做一个简单的模拟试验:在装满水的瓶子里放入一个石子,系上一根绳子绕手旋转,如图4-1,结果:在瓶子内的石子始终偏向引力的另一侧。





4.2 地球的外球运动
地球捕获了月球,形成了地月系。
4.2.1 地球南北半球的受力情况
地球倾斜在轨道上自传和绕太阳公转,在夏至时,地球北半球到太阳距离近,南半球到太阳距离远,如图4-3所示。






现在地球的南极洲是随着地球的外球转动到达现在的南极位置,南极洲的煤炭随着地球的外球转动而到达现在的位置。
地球的原磁极位置随着地球的外球转动而转动,这是磁极移动的成因。

5. 地壳运动
5.1.地壳运动
地壳及组成物质岩石相对某一参照物发生位置变化叫做地壳运动
固体地球坚硬的外层叫做地壳,地壳是由各种岩石组成的。
地壳及组成物质岩石形成过程中发生的位置变化以及风化作用对地壳及岩石的剥蚀、搬运等作用都属于地壳运动。
在不同的地质时期产生不同类型的地壳运动,不同类型的地壳运动其成因不同。
5.2. 地壳运动分类
研究地壳运动成因,首先需要对地壳运动进行分类。
依据不同的标准和成因理论,地壳运动可以划分为很多类型,如表5-1.






5.3. 本文的地壳运动成因
本文是以不同的参照物为标准划分了6种类型地壳运动:
1、以银道面为参照物的地壳运动;2、以黄道面为参照物的地壳运动;3、以地轴为参照物的地壳运动;4、以地理坐标为参照物的地壳运动;5、以地表物体为参照物的地壳运动;6、以球面为参照物的地壳运动;。
不同类型的地壳运动其动力来源不同,其成因不同,所产生的运动结果也不同。分别叙述如下。

5.3.1.以银道面为参照物发生的地壳运动及成因
本类地壳运动是地壳及其组成岩石以银道面为参照物发生的位置变化。本类地壳运动引起全球性海陆变迁。
地球形成以后,除陨石降落外,地球的固态物质基本保持不变,也就是说,在地壳上有地方隆起,就得有地方凹下去。全球性海陆变迁不是固态地壳的大面积高低变化,而是全球性的海水变化。
地球的北半球向外稍尖而凸出,南半球向内凹,北极高出球面19米,南极低于球面26米,南北极相差45米,从赤道方向看地球近似一个“梨”的形状。
高出球面的北极是海水覆盖的北冰洋,而低于球面的南极却是陆地。南极洲的最高峰是文森峰,海拔4,897米。证明北极海平面高于南极近5000米。
在地史中发生过几次全球性海进海退事件,海进时形成海进的沉积建造,形成灰岩,有海生动物化石。海退时形成海退的沉积建造,有煤形成,有陆生动植物化石。
形成上述的两种现象是由于地球绕银河的银心转动而产生的。
地球自转,由于月球和太阳的引力形成潮汐。地球表面的水在引力方向凸出的高。
地球北极的水比南极凸出的高,说明在地球北极方向存在引力。在地月系、太阳系中,通过地球的自转和公转,北极的水凸出依旧,说明地球北极方向的引力与地月系和太阳系无关。
地球除绕太阳公转外,还绕银河系的银心公转,公转周期为2.5亿年(?)。地球的地轴与银道面的夹角为27°24′(?)见下图。




由于地轴倾斜(地轴倾斜在黄道面上,其夹角是66°34′,地球赤道面与黄道面的夹角为23°26′),地球绕太阳公转,在夏至时,地球的北半球距太阳近,受到太阳的引力大。在冬至时,南半球受到的太阳引力大,导致地球的外球转动,见下图。




同理,由于地轴倾斜在银道面上绕银心公转,在银道面的夏至位置时,地球的北极受到的银心引力大,形成地球的北极水凸出的比南极高。在银道面的冬至位置时,地球的南极受到的银心引力大,形成地球的南极水凸出的比北极高。当地球在银道面春分和秋分的位置时,地球赤道位置的水受银心、太阳和月亮的共同引力作用,水凸出的更高。地球水的这种变化,就形成全球性海陆变迁,其周期由地球绕银心公转周期决定。在南北极的全球性海陆变迁周期为2.5亿年(?),在其他地区的全球性海陆变迁周期为1.25亿年(?)。
全球性海陆变迁的海进海退方向为南北方向。受陆地的影响,海进海退方向会发生改变。
全球性海陆变迁的海水深度,依据现在的地球南极和北极海水平面与球面差,可达5000米。
目前,太阳到银心的距离是大约距离,太阳绕银心公转周期也是大约的。因此,全球性海陆变迁的周期也是大约的。
地轴与银道面的夹角27°24′是从天球上计算出来的,天球是以地球为中心的人为球,在银河系,银心是中心,太阳绕银心公转,地球也随太阳绕银心公转。所以,地轴与银道面的夹角27°24′是参考数字。
本类地壳运动是由银心捕获太阳绕其旋转而形成的。

5.3.2.
以黄道面为参照物发生的地壳运动及成因
地球绕太阳公转的轨道面叫做黄道面。本类地壳运动是地壳及其组成岩石以黄道面为参照物发生的位置变化。
本类地壳运动分为三小类:一是,地球自转发生的地壳相对黄道面的位置变化;二是,地球公转发生的地壳相对黄道面的位置变化;三是,地轴倾角变化,发生的地壳相对黄道面的位置变化。
本类地壳运动引起昼夜、季节和气候的变化,引起太阳、月球对地球引力的变化,进而引发其他类型的地壳运动。
本类地壳运动的成因是由太阳系的起源和演化所致。

5.3.3.
以地轴为参照物发生的地壳运动及成因
地壳及其组成岩石以地轴为参照物发生的位置变化,其规模次于第二类地壳运动,引起地极、磁极位移。
相对于地轴发生的变化,即地极发生了移动。此类型地壳运动,引起地壳及地面地理坐标的变化,也引起季节和气候的变化,引起地日、地月引力平衡的变化。
本类地壳运动成因:
层状地球在太阳和月球引力作用下,地球外球发生了转动而形成的。

5.4.4.
以地理坐标为参照物发生的地壳运动及成因
地壳及其组成物质岩石以地理坐标为参照物发生的位置变化,本类地壳运动形成大规模的地壳抬升隆起和凹陷沉降,形成山脉、高原,形成平原、盆地,形成峻岭、沟谷。
本类地壳运动的动力来源主要有以下四种:
其一、水、风的剥蚀和搬运及沉积作用
本类地质作用不仅形成规模大小不等的地壳运动,而且所形成的沉积物与沉积岩是形成山脉、高原的物质基础。
水的剥蚀与搬运及沉积作用
水的剥蚀与搬运及沉积作用主要分为两种:一种是洋流的地质作用,另一种是江河的地质作用。
洋流能将砾石泥沙等物质进行远距离的搬运,形成大面积的沉积物和沉积岩。
江河的地质作用视其长短形成搬运远近,视其高差和流量形成剥蚀与搬运强度。水的剥蚀与搬运作用能将山脉和高原变为沟谷及平地;能将低洼地填平;能形成大面积的江河三角洲沉积。
水的剥蚀与搬运及沉积作用所形成的地壳运动,降低了地壳山脉的相对高度,剥高填洼,使地壳趋向平衡。
风的剥蚀与搬运及沉积作用
风对岩石的剥蚀及搬运与沉积作用特点:
风蚀发生在少雨干旱地区,不仅对高山高原进行剥蚀,而且对沟谷洼地也进行剥蚀。
风的搬运作用,其搬运距离远近不等,近的只是离开剥蚀原地,远的可以达上千上万公里。其沉积面积大小不等,大的可达几百万平方公里。
风的沉积,可以在陆地,可以在水域;可以在洼地与平原,可以在山脉与高原;即能形成准平原沉积,也能形成山脉沉积。
在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠多为沙丘和小沙峰地势,在内蒙古阿拉善高原巴丹吉林沙漠多为沙山地势(如图5-13)。




其二、地球自转时产生的由两极向赤道的离心力
关于地壳物质在地球自转的离心力作用下向地球赤道方向运动的试验,地质力学已做了模拟试验予以证明。

其三、在太阳和月球引力作用下,地球自西向东旋转时,地壳不同质量区块产生由东向西运动及运动速度差异
在没有其它星球引力作用下,地壳各部分物质随地球自转做匀速圆周运动。在太阳、月球的引力作用下,由于地壳各部分组成物质的不均,产生沿纬向的速度差异运动,形成挤压和分离。
将一个装水的盆子吊起来,里面放入不同物质块,转动盆子,这些物质块有的挤到一起,有的分开,如图5-14。
地壳在大区域或小面积上其组成物质是不均匀的。在大区域上,陆地有欧亚、非洲、南北美洲、南极洲等大区块,海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等几大区块。这些大区块在地势、物质组成、面积大小、几何形态、地理位置、质量、构造等都不一样。在大的区块内有众多的小区块。
地壳上这些大小区块,受太阳、月球的引力不同,在地球自转时,它们的运动速度快慢不一。由于地球自西向东旋转,地壳上这些大小块体形成自东向西的相对运动。





其四、不同的岩石物理性质不同,形变不同
不同的岩石具有不同的物理性质,在力的作用下,所形成的地质构造是不同的
⑴、沉积岩
岩石分为:碎屑岩类、粘土岩类、化学岩和生物化学岩类。
呈层状,层间滑动性强,特别是粘土岩类、化学岩和生物化学岩类,在水的润滑作用下层间滑动性更强。岩石的柔性、塑性强于火山岩。
在挤压力作用下易发生弯曲变形和层间滑动,形成褶皱构造。当挤压力进一步作用,发生错动,形成断层构造。
⑵、岩浆岩
岩石分为:侵入岩和喷出岩(也叫火山岩)。
火山岩包括火山熔岩和火山碎屑岩两大类。火山熔岩的类型有:金伯利岩、玄武岩、安山岩、流纹岩、玻璃质熔岩、粗面岩、晌岩。
玄武岩是自然界中分布最广泛的火山熔岩,在喷出岩中居首位。岩石的刚性、脆性强。
在挤压力作用下易发生错动,形成断层构造。
岩石在不同的形成时期,在力的作用下,所形成的地质构造是不同的
地壳运动挤压力伴随岩石的形成到今,在岩石形成的不同时期,同样的力作用在岩石上,所形成的地质构造是不同的。在岩石形成的初期,在力的作用下易形成弯曲变形。在岩石固结后,在力的作用下易形成错动变形。

5.3.5. 以地面物体为参照物发生的地壳运动及成因
以地面物体为参照物发生的地壳运动,地壳组成物质岩石相对运动距离小,属于小范围的地壳运动。除大范围的地壳运动能引起本类地壳运动外,地震、火山、塌陷、陨石撞击、生物的一些活动等等都能引起本类地壳运动。

5.3.6. 以球面为参照物发生的地壳运动及成因
本类地壳运动是以地球球面为参照物而发生的地壳及地壳组成物质的位置变化,前面五种地壳运动都能引起本类地壳运动。
6. 地震与防震
6.1 地震
在地球内任何一部位发生的快速颤动叫做地震。
1976年7月28日中国唐山发生7.8级大地震,造成近25万人死亡;2008年5月12日中国汶川发生8.0级大地震,造成近10万人死亡;2010年4月14日中国玉树发生7.1级大地震,造成2千多人死亡。这些地震都给人类造成巨大伤亡和财产损失。
6.1.1 地震分类
传统观点将地震划分以下4种类型:
构造地震
由于构造运动使岩石圈变形突然断裂引起的地震,称为构造地震。构造地震是地球上数目最多的一类地震,约占地震总数90%以上。其特点是能量大,影响范围广,对地面及建筑物的破坏最强烈,常引起生命财产等重大损失。这类地震活动频繁,分布普遍,延续时间长,造成的灾害最大。
构造地震很少孤立地发生,在一个地区的一定时期内往往出现趋于稳定的一系列地震,称为地震序列。茌地震序列中,最强烈的一次地震称为主震,主震之前的一系列地震称为前震,主震之后的一系列地震称为余震。
火山地震
指由于火山活动引起的地震。这类地震可以是直接由火山爆发引起的地震,也可能是因火山活动引起构造变动,从而导致的地震。因此,构造地震与火山地震常有密切的联系。这类地震均为浅源地震,特点是震级较小,地震烈度不大,影响范围也小,很少造成大的损失,占全球地震总数的7%。
陷落地震
指由于地面塌陷和陡峭山崖岩块突然崩坠而引发的地震。这类地震震级较小,其波及范围也小,破坏性不大,占地震总数的3%。
诱发地震
指由于人工爆炸、水库蓄水、深井注水和矿山开采等人类生产活动而产生的人工诱发地震。当人为因素诱使地下岩块中积蓄的应力超过一定的极限,突然释放就形成了地震。这类地震一般难以造成大的危害。

文本将地震分为两大类:
内力(或内因)地震
由地球内部活动产生的作用力引起的地震叫做内力地震,如传统分类的构造地震、火山地震。
外力(或外因)地震
由地球外部活动产生的作用力引起的地震叫做外力地震,如传统分类的陷落地震、诱发地震,陨石降落地震。
6.1.2 地震的特征
地震次数
通过地震仪的记录,在地球上每年发生500多万次地震,见表7-1。







当弹性钢片两端受力后发生弹性变形,积累弹性应变能量,当钢斤弯曲变形到达极限时,便会突然断开,并且两侧的钢片分别向弯曲变形的反方向迅速弹回,在弹回的过程中释放原来所积累的能量并产生弹性波。与此类似,地壳或岩石圈也是具有弹性的刚体物质,在构造运动所产生的构造应力的作用下,也会产生弹性应变,积累大量应变能,当应力逐步增加到超过岩石的强度极限时,岩石就会突然发生断裂或使地壳中原来已存在的断裂再次突然错动,断裂两侧的岩石以弹性回跳的形式恢复变形,同时释放大量的应变能产生地震。地震成因的弹性回跳说是1910年由美国学者里德提出的,该假说不仅已经在实验室中得到证实,并且符合野外的地震形变测量结果,因而得到普遍公认。但有人认为该理论只能解释浅源地震,不能解释中、深源地震,因为那里的岩石处于高温高压下,塑性较强,不可能发生断裂和弹性回跳。本世纪60年代岩石圈板块构造学说提出后,使中、深源地震的成因问题获得了比较合理的解释。

存在的问题是:
①、钢片受力断开并发生回跳,这是单一的钢片试验室试验结果,如果在钢片两侧夹有非钢性物质,钢片就不能发生弹性回跳。所有地质体其周围都是其它地质体,弹性回跳地震成因理论同地质体的客观存在不符。
②、地震都是发生在某一个点,呈点状。如果是板块构造挤压,应呈线状或面状。
③、依据板块构造学说理论,大洋板块在大洋中脊形成并向外扩张,然后俯冲到大陆板块下消亡。依据该理论挤压碰撞只是发生在两大板块接触带,地震也只能发生在这一部位,那么在板块内部发生的地震无法解释。

6.2.2 高压藏
存在高压熔融岩浆和气液体的地质空间叫做高压藏
在地球内部存在高温高压的熔融岩浆和气液体。
由火山喷发可知,在地球内存在高温高压熔融岩浆和气液体。由石油天然气勘探和开采可知,在地壳中存在高压石油和天然气。
在地球存在许多空间
特别是在地壳范围内,存在许多的空间。
高压藏的形成
高压熔融岩浆和气液体进入地球内的空间就形成高压藏。

6.2.3 高压藏类型
依据不同的标准,可以划分很多高压藏类型,如表6-1。














6.5. 地震成因验证
本文所提出的地震成因说是否成立,选择已发生地震的震中打一钻孔就可以得到验证,

7. 火山
人类已目瞩了地球上火山喷发的壮观景象,以及火红的岩浆从地下涌出的惊人场景。
7.1 岩浆的来源
岩浆分为原生岩浆和再生岩浆。
原生岩浆是地核俘获的熔融物质形成的。地核俘获熔融物质和其他一些物质形成巨厚的熔融层。这些物质其成分是不均的。原生岩浆凝固形成最原始的地球外壳。
现在所见到的各类侵入岩,如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩等,以及火山喷发出的各类岩浆,它们都是再生岩浆,只是来源深度、通道、物质成分及分异程度不同而已。
再生岩浆包括原生岩浆变异出的岩浆和重熔岩浆。
现在地球液态层是由原生岩浆经变异形成的再生岩浆组成的——经过温度、成分和物态的改变而形成的。

7.2 岩浆运移的动力
岩浆由地球深处移动到地壳内形成侵入岩或喷发到地表形成火山,岩浆移动的动力主要有二:
其一,由于地球内球比重大于液态层和外球,在绕太阳公转时,内球始终偏向引力的反方向,内球不在地球中心。形成内球对液态层由内向外的挤压力,使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。岩浆由液态层被挤压到岩浆房或岩浆藏,就像气筒打气一样,地球自转一周打气一次,当岩浆房的压力达到一定程度后,岩浆房的岩浆就会发生侵入与喷发活动。下图是岩浆喷发示意图。
其二,岩浆结晶或发生其他物化反应,产生一些水和气及其他物质,形成膨胀挤压力,使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。




7.3. 火山灰的成因
在地质时期形成的凝灰岩和现代火山喷发出的火山灰,那么火山灰是怎么形成的?
水在压力作用下由细小喷口喷出形成雾,如图7-1。





8. 生命起源
8.1. 相关资料
8.1.1.
有关植物方面的资料
我们知道:将胡萝卜捣碎后,将其细胞放入营养液中培养就可以培养出一株完整的胡萝卜。植物的克隆技术所要求的条件相对要低和简单。
植物能通过孢子、种子繁殖,还能进行无性繁殖。人类将植物的种子带到太空,经太空辐射等作用,一些植物得到了优化。一些植物的孢子、种子可在极端条件下长期保存,如低温条件。可进行无性繁殖的植物其根茎也可在极端的条件下长期保存。
8.1.2. 有关人类的一些资料
(1)、在第二次世界大战时期,德国法西斯进行活人冻死试验:将俘虏的苏联红军活活冻死,然后进行复活。被冻死的人有些能够复活过来。德国法西斯经过试验,被冻死的人用人暖复活率高。其中,用一个女人暖一个冻死的男人复活率最高,而用两个女人暖一个冻死的男人复活率相对要低。
(2)、借腹生子、试管婴儿、克隆生命,这些人类生命繁殖技术已成功实现。理论上可以实现由基因复制生命。用一根头发丝就能复制出这个生命,当然需要相当的技术和实验室条件。
(3)、将动物及人类胚胎、精子、卵子等进行低温冷藏,解冻后照常具有生命力。
8.2. 如地球毁灭了,其上存在的生命将如何
为了研究和探讨地球上生命的起源,我们先进行逆向思维:如地球毁灭了,其上存在的生命将如何?
一种情况是太阳毁灭了或地球被另一颗大质量体星球捕获,地球仍然存在。单纯太阳毁灭或爆炸,地球除受到一定的冲击外,保存完好。没了太阳,地球失去太阳的引力和光及热,没了光合作用,变成寒冷,植物或因没光合作用而死亡,或因寒冷而冻死。动物或饿死或冻死。也可能其他一些原因导致动植物死亡。无论是什么原因导致动植物死亡,他们都将留在地球上。
另种情况是地球破碎了。
地球破碎后,所有动植物都将或碎或以完好个体漂浮在宇宙中。
动物或因破碎而死亡,或缺氧死亡,或冻死。
地球上水的总量约1.4078×109
km3,占地球质量的万分之二。如果将水铺在平坦的地球表面,可形成一个水深 2700多米的海洋。
在地球上,有动、植物的冬眠。
地球破碎后,由于温度降低,许多动植物将被冻在冰里,漂浮在宇宙中。
8.3. 地球上生命的起源
由地球毁灭后动植物的存在状态,以及动植物的繁殖和复活现象,作以下推论:
地球上的植物是由宇宙中漂浮的植物孢子、种子、根茎到地球上的生根发芽。
地球上的动物是由宇宙中漂浮的动物个体(如被冻死或休眠的个体)在地球上的复活。
9. 几处地壳的成因
9.1. 南极洲地壳
由于在南极洲地壳上存在大量的煤,煤是由古植物经成煤作用形成的。南极洲常年处于冰天雪地之下,不能生长大量的植物。所以,南极洲在地史中位于低纬度地带,现在来到南极的位置。
南极洲的移动,是由地球的外球在晃动作用下转动而形成的,本文在前面章节中已论述。

9.2. 青藏高原的成因
青藏高原被誉为是世界的屋脊,是地球长期演化或地壳长期运动而形成的。
9.2.1 巨厚的沉积地层
在青藏高原,水和风的共同作用形成了巨厚的沉积地层。据成都理工大学地质调查研究院提交的1:25万温泉兵站幅地质报告,古生代出露的沉积地层厚度为6969米,中生代出露的沉积地层厚度为5353米,新生代出露的沉积地层厚度为2197米,合计厚度为:14519米。由于覆盖等原因,各地质剖面是在不同的地点测的。沉积地层岩性主要为碎屑岩和灰岩。
巨厚的沉积地层是青藏高原隆起的物质基础。
9.2.2. 模拟试验
将毛衣平铺在桌子上,两只手放在其上,按箭头方向推,如图9-1。推动后就出现了如图9-2形态的折曲。
用其他材料做上述试验,都能出现大致相似的折曲。








9.5 大西洋中脊的成因
地球自转产生由两极向赤道的离心力,高出地表的物质受到的离心力大,低于地表的物质受到的离心力小。大西洋海底平均水深3627米,在近南北两端有陆地存在。
在太阳和月球引力作用下,随着地球的自转,地壳物质受到自东向西的挤压力。
大西洋海底构造也是在上述两种力的作用下形成的。
玄武岩浆粘性小流动性大,在狭长的大西洋基底形成了玄武岩盖层。
玄武岩性脆,在自东向西的挤压力作用下,发生南北向的隆起,形成大西洋中脊。
脆性物体弯曲达到一定程度时,就会发生弯曲部位的裂开。
试验:
如图9-7,将脆性物体苯板长条按箭头方向挤压,弯曲到一定程度后就发生如图9-8的中间裂开。



作者: Gohell    时间: 2022-1-5 09:24
人工改造气候,人工控制气候,人工设计气候,人工规划气候和人工管理气候是中国在地球科学领域让我最引以为豪的科研成果,你看我说的对不对?
作者: @Xizi_ZPKtIzwA    时间: 2022-1-5 09:25
谢邀。
先占坑。
浙江长兴二叠纪和三叠纪分界线"金钉子"。




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