冥古宙的地球演化

1、第二章 冥古宙的地球演化,一、  天文演化階段與地質(zhì)演化階段的劃分,46億年（45-50）；天文演化階段 （冥古宙）； 地球形成到形成固體巖石圈外殼階段 38億年，地質(zhì)演化階段 （太古宙以來）；巖石圈形成以后階段，能發(fā)生大規(guī)模地質(zhì)作用,根據(jù)：地球隕石測定，46億年前的隕石，K-Ar,40-50;Rh-Sr,43-47,U-Ph,45億年，源于火-木之間的小行星帶；月面玄武質(zhì)隕硫鐵，46億年。假設：太

2、陽系有共同的起源,地球年齡的最低值=地表上最古老巖石年齡:38億年格陵蘭西部海岸表殼巖38.2；南極，片麻巖38.7億年；我國遼寧鞍山花崗質(zhì)巖石38；河北遷安片麻巖38億年。30-35億年的巖石非常普遍。,地球有46億年的歷史。地球上最古老巖石的年齡為38億年。地球上缺失最初8億年的歷史記錄。長期以來，冥古宙的地球演化歷史是地球科學的一個空白,也是僅靠地球科學本身難以解決的一個問題。,20世紀60年代以來，隨著登月和行星

3、探測的成功，在地球科學和空間科學之間形成了新的邊緣學科—行星地質(zhì)學和比較行星學。比較行星學認為，類地行星(包括月球和地球)都經(jīng)歷了相似的演化過程，月球和其他類地行星的研究結(jié)果為探討地球早期演化提供了最好的借鑒。地球早期演化研究是地球科學與天體化學、月球地質(zhì)學、行星地質(zhì)學和比較行星學等相關(guān)學科相結(jié)合，解決地球科學問題的研究過程。,二、  地球的起源：現(xiàn)代星云說,有關(guān)地球起源的學說有40余種，可以分為兩類：星云說和災變說星

4、云說==共同形成說== 一元論：太陽系是從一團彌漫星云物質(zhì)在萬有引力作用下逐漸聚集形成的（20多種）。 災變說==二元論：起源歸于某種災變事件，如： 分出說，布封(1745)：巨大物體（如彗星）經(jīng)過太陽，拉出一些物質(zhì)形成行星（彗星為氣體，質(zhì)量很小，可能性?。?；俘獲說（隕星環(huán)學說），施密特(1944)，太陽經(jīng)過10億光年的星際云，俘獲了部分星云物質(zhì)形成行星；等等。,星云說：康德1755---拉普拉斯1796 ----現(xiàn)代星云說：

5、太陽系是從一團彌漫星云物質(zhì)在萬有引力作用下逐漸聚集形成的。在現(xiàn)代觀測資料空前豐富的情況下，康德—拉普拉斯星云說的基本觀點得到大多數(shù)學者的肯定，并得到了發(fā)展，形成了現(xiàn)代的太陽系起源的星云學說。,1、大多數(shù)星云說都主張?zhí)栂抵械奶柡托行鞘怯赏恍窃菩纬傻?，星云的中心部分形成太陽，外部物質(zhì)形成行星和衛(wèi)星，這就是共同形成說。,,,太陽系行星的軌道幾乎都在同一個平面上，這就是行星運動的“共面性”。行星的公轉(zhuǎn)方向相同，并與太陽自轉(zhuǎn)方向一致

6、，這稱為行星運動的“同向性”。所有行星的軌道偏心率都小，這稱為行星運動的“近圓性”。行星運動的這三個性質(zhì)表明它們是在同一個轉(zhuǎn)動著的、薄的盤狀體(稱為太陽星云盤)中形成的。,太陽系行星可根據(jù)其大小、密度和質(zhì)量分為三類，它們依與太陽距離的由近至遠順序排列：類地行星 體積小，質(zhì)量小，密度大巨行星 體積大，質(zhì)量大而密度小；遠日行星 體積、質(zhì)量和密度都居中等。這一分布特征表明這些行星的形成條件與太陽距離有關(guān),已經(jīng)獲得的太陽系

7、巖石樣品——地球巖石、月巖、火星樣品和隕石的稀土元素豐度模式的對比發(fā)現(xiàn)，其元素豐度模式接近一致（盡管其稀土含量并不相同）。此外，這些樣品中絕大多數(shù)元素的同位素組成也與太陽是一致的。,2、星際云一原始太陽星云一太陽星云盤,星云：星云在銀河系及其它星系中普遍存在，大小在5-2太陽，光度在1/幾十到幾百太 陽，中心有球狀物—原恒星，氫、氦氣體占98%，塵埃（水、甲烷、鐵鎂、三氧化鋁等）2%,恒星是在星際云中形成的。星際云的密度比恒星小得多，因

8、此在形成恒星的過程中星際云須首先收縮變密。星際云的總質(zhì)量比恒星大得多，所以星際云收縮的過程還應發(fā)生碎裂，瓦解為許多恒星質(zhì)量的小云 ，太陽系的小云稱為原始太陽星云 考慮太陽系形成過程中揮發(fā)、逃逸掉的氣體的質(zhì)量，估算出原始太陽星云的質(zhì)量范圍在太陽質(zhì)量的兩倍以內(nèi)。,原始太陽星云一開始就應具有角動量，處于自轉(zhuǎn)狀態(tài)。當自轉(zhuǎn)角速度超過某一臨界自轉(zhuǎn)角速度時，原始太陽星云開始出現(xiàn)自轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，形變?yōu)楸獾男D(zhuǎn)體(估算其極半徑為赤道半徑的2／3)。原始太

9、陽星云連續(xù)收縮，中心部分形成太陽，而外部物質(zhì)因慣性離心力超過了中心的引力而保留下來形成太陽星云盤，行星和衛(wèi)星就在太陽星云盤中形成的,,3、太陽星云凝聚作用發(fā)生時間和條件,但是對于星云盤中物質(zhì)的汽化和氣體凝聚作用的原因目前還沒有統(tǒng)一的認識。 一種可能是星云收縮本身使星云盤中物質(zhì)汽化，然后自然冷卻，發(fā)生太陽星云凝聚作用，這是許多星云凝聚模型所采用的； 另一種途徑是星云盤物質(zhì)受到原太陽的加熱發(fā)生汽化和分餾，然后作

10、為熱源的太陽輻射降低，使星云溫度下降，凝聚作用得以發(fā)生。,,金牛座T星階段之前(原太陽階段)太陽內(nèi)部不發(fā)生核合成反應，一般溫度較低。隨氣體繼續(xù)收縮，引力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使原太陽?nèi)部溫度升高。從A點沿曲線向B點演化，太陽的溫度升高，當太陽中心溫度升高至107K時，氫燃燒的核合成開始，太陽就進入了主序星階段(C點)。使星云盤物質(zhì)，特別是靠近太陽部分的物質(zhì)受到加熱而汽化分餾。 太陽溫度有一個小的下降。由于太陽溫度下降造成輻射強度降低，如

11、果引起星云盤溫度下降一個數(shù)量級，就能滿足星云凝聚作用發(fā)生的需要。,,4、星云盤物質(zhì)演化的“就地性”原則和太陽星云盤的分區(qū),太陽星云盤的氣態(tài)物質(zhì)從凝聚作用開始至行星的形成，基本上不發(fā)生大距離的位移，凝聚物也是就近聚集在一起的(不跨越行星之間的距離)。,5、太陽星云盤中三大類凝聚物的不均勻分布,,類地行星區(qū)距離太陽最近，溫度高，只有凝聚溫度高的土物質(zhì)發(fā)生凝聚，冰物質(zhì)和氣物質(zhì)不能凝聚。結(jié)果形成了以土物質(zhì)為主的類地行星。由于太陽系元素豐度中土物

12、質(zhì)的豐度最低，形成的類地行星具有質(zhì)量小和高密度的特點。,巨行星區(qū)離太陽比類地行星區(qū)遠得多，溫度低，土物質(zhì)、冰物質(zhì)和氣物質(zhì)在短時間都發(fā)生凝聚，由于太陽系元素豐度中氣物質(zhì)的豐度最高，結(jié)果形成了以氣物質(zhì)占比例最大，土物質(zhì)比例最小，質(zhì)量大而密度小的巨行星。,遠日行星區(qū)距離太陽最遠，溫度低且太陽對其引力小，使大量的氣物質(zhì)逐漸逃逸出太陽系，結(jié)果形成了以冰物質(zhì)和土物質(zhì)為主，質(zhì)量和密度都處于類地行星和巨行星之間的遠日行星。,6、從太陽星云到行星的演化框

13、架,(1)太陽進入金牛座T星階段后，開始元素的核合成反應，溫度升高，輻射加強，使太陽星云盤中的物質(zhì)普遍受到加熱而氣化。在星云盤半徑方向上，由于太陽熱輻射的強度不同，形成元素豐度上有規(guī)律的變化，稱為元素的化學分餾。與此同時，由于與太陽距離不同受太陽風驅(qū)趕程度和接受太陽的引力也不相同。由于這三大因素的影響，造成了太陽星云盤成分上的不均勻分布。,(2)太陽進入主序星階段之前，溫度有一個小的下降，輻射減弱，使星云盤溫度下降。星云盤中氣化的星

14、云物質(zhì)發(fā)生凝聚。由于星云盤內(nèi)物質(zhì)的不均勻性和星云盤各區(qū)域內(nèi)溫度、壓力和氧逸度等條件的差異，使星云盤不同區(qū)域發(fā)生凝聚作用的時間和所形成凝聚物的成分不同。,(3)由氣體凝聚形成的各類凝聚物(戴文賽稱其為小塵粒和小冰粒)先降到星云盤的赤道面附近，形成薄的“塵層”，當“塵層”的密度足夠大時，出現(xiàn)了引力的不穩(wěn)定，塵層便瓦解成許多粒子團，粒子團聚集成星子，星子再聚集成行星。,三、冥古宙階段地球演化的基本特征,1、冥古宙類地行星的演化階段 關(guān)于類地

15、行星演化存在多種觀點，被引用較多的是Lowam(1978)提出的二階段演化模式。①行星形成和核的分離；②第一次全球性分異，行星殼形成，晚期受到小星體的強烈撞擊；,,2. 地球最初的演化——外核形成機制的探討,1）原始地球的分層特點原始地核(1．58％)由類M星子(類似于鐵隕石)的星子吸積形成，類AE星子(13．9％)(類似于頑火輝石無球粒隕石的星子)吸積在原始地幔下部，類E星子(82．52％)(類似于頑火輝石球粒隕石的星子)吸積在

16、原始地幔上部、類CR星子+類CI星子(2％)(類似于CR碳質(zhì)球粒隕石的星子和類似于CI碳質(zhì)球粒隕石的星子)吸積在原始地幔表層。,,原始地球分層描述為：從地表向下83km，是主要由含水硅酸鹽礦物組成的原始地幔表層；83—3444km為原始地幔上部，主要由無水鎂硅酸鹽和金屬Fe—Ni及硫化物組成；3444～6177km為原始地幔下部，主要由無水鎂硅酸鹽組成；6177—7672km(地球核心)為金屬Fe—Ni組成的原始地核。厚度比為1

17、．08：43．81：35．62：19．49。,2) 地球早期演化過程中能量的分布趨勢 地球內(nèi)部能量的來源主要是引力勢能和放射性元素的蛻變能。引力勢能中以吸積能為主。吸積能是地球吸積形成過程中釋放出來的能量，它直接影響行星最初的加熱程度；放射性元素的蛻變能有一定的積累過程，隨時間的推移，放射性元素的蛻變能逐步在地球演化中占主導地位。,地球剛剛形成時，大約50％的吸積能分布于最上部的1／3質(zhì)量的原始地幔中。最上部原始地幔包括了原始地幔

18、上部和原始地幔表層，后者僅占總質(zhì)量的2％，它處于地球最外部，能量散失快，在沒有其他能量支持的情況下升溫不會很快。所以，由吸積能引起的溫度上升應主要發(fā)生在原始地幔上部，也就是由類E星子組成的原始地幔部分。,在地球演化的第二階段，由于放射性元素蛻變熱的積累，原始地幔的上部，特別是表層的溫度會較快的升溫。,3)處地球最初的演化——核幔物質(zhì)分離和外核形成 (1) 地球外核形成需要的條件地球形成時，在地球中心的位置已經(jīng)有原始地核存在，由類M

19、星子(類似于鐵隕石)組成，它是現(xiàn)代內(nèi)核的雕型。因此在地球演化的第一階段，主要的地質(zhì)事件是外核的形成，也就是原始地幔中類E星子中的金屬Fe—Ni和硫化物(隕硫鐵為主)，發(fā)生熔融形成Fe—Ni—S熔體，并在重力作用下沉落至原始地幔底部，在原始地核外面形成了外核。,可見，地球外核形成需要兩方面的條件：①原始地幔升溫，使其中的金屬Fe—Ni和硫化物發(fā)生熔融；②原始地幔有足夠大的孔隙度，使Fe—Ni—S熔體在重力作用下向下運動。,(2) 外核

20、形成溫度和核幔物質(zhì)分離機制實驗研究表明，10．0GPa壓力下，F(xiàn)e—Ni—S體系的共結(jié)點(即共熔融)溫度為1158℃，隨壓力減小，共結(jié)點溫度下降。3．0GPa壓力下，共結(jié)點溫度只有992℃。可以推斷，地球外核形成所需要的溫度在1000℃以下,原始地幔表層處于地球表面，能量散失快，溫度難以升高。因此，地球中的水仍然保留于原始地球表層的含水硅酸鹽晶格中，此時的地球內(nèi)部和地球表面沒有液態(tài)水存在。,3、演化的第二階段——第一次全球性熔融和原

21、始地殼形成,（1）第一次全球性熔融作用的結(jié)果—原始地殼和原始大氣層的形成演化的第二階段中，原始行星幔發(fā)生幾乎全球范圍的熔融，使原始行星殼從原始幔中分離出來----在表層出現(xiàn)若干巖漿洋和大量的火山活動。,月球上已發(fā)現(xiàn)年齡約為4．2—4．1Ca的斜長巖質(zhì)月殼，厚度約60km(歐陽自遠，1988)。雖然地球原始殼由于后期的演化已不保存，但地球的質(zhì)量比月球大得多，因而地球有比月球大得多的吸積能和放射能，這使我們確信地球也經(jīng)歷了上述階段。,(

22、2)原始地殼的可能厚度原始地殼厚度約為270km。比較行星學研究認為，從地球一金星---火星--水星，其演化程度逐步降低，而它們現(xiàn)代殼的厚度依次增加，分別為30km、100km、200km和500kan?？梢姡行菤さ暮穸扰c演化復雜程度呈反消長關(guān)系，演化越復雜的行星，現(xiàn)代殼的厚度越小。因此，可以推斷，地球原始殼的厚度應比現(xiàn)在的地殼厚得多。,3）．原始地殼成分的不均一性原始地幔上部發(fā)生最初的熔融作用形成了硅酸鹽熔體。硅酸鹽熔體在分異

23、出富Si、A1質(zhì)相后，其余的富Fe、Mg質(zhì)熔體經(jīng)過結(jié)晶分異可能形成斜長巖質(zhì)的堆積和玄武巖巖漿的溢流。 因此，原始地殼的成分在橫向上可能變化很大：它們可能由富Si、Al質(zhì)的、斜長巖質(zhì)的和玄武巖質(zhì)的組分組成。,月殼成分的不均一性提供的證據(jù)月巖中高地斜長巖、月海玄武巖,與原始行星殼形成的同時，伴隨了行星內(nèi)部的去氣作用，形成了最初的行星大氣層。地球最初的熔融作用所達到的溫度也足以超過該層中含水礦物的脫水溫度(蛇紋石在常壓下的脫水溫

24、度約500℃左右)。因此在熔融過程一開始，原始地幔表層中的水就幾乎全部從含水礦物中脫出而進人大氣，溫度上升至硅酸鹽的熔點時，地球內(nèi)部已成為無水狀態(tài)。,4、撞擊成坑和最初的水巖相互作用,1）原始地殼形成后發(fā)生的地質(zhì)事件——撞擊成坑事件月球在41億年----39億年前發(fā)生了強烈的撞沖成坑事件(歐陽自遠，1988)；,類地行星（水星、金星、地球、火星、小行星帶）在形成的早期階段無一例外遭受強烈的隕擊；行星的自轉(zhuǎn)并不一致，如金星逆轉(zhuǎn)；行

25、星并非在一個平面上。,2)海洋形成目前地球上發(fā)現(xiàn)最古老片麻巖的年齡為3．8億年—4．0億年，此類巖石中碎屑狀鋯石的年齡為41億年—43億年(BowringandHoush，1995)。由此可判斷此片麻巖的原巖是沉積形成的碎屑巖，從而說明3．8Ga前或更早地球表面就有了海洋。太古代巖石中較大量海相沉積地層的出現(xiàn)，比如，太古代條帶狀含鐵建造最老年齡達37億年(溫德利，1989)，,借助CI型碳質(zhì)球粒隕石中水的含量(20％)作為類CR和C

26、I星子中含水量，已計算出了原始地球表層含水量約占全球質(zhì)量的0．4％。假定原始地幔表層礦物中的水在原始地殼形成時全部排出，成為水蒸汽進入原始大氣圈，然后又全部發(fā)生凝聚降落在地表。可計算出，最早的大氣降水在全球表面形成水圈(海洋)的深度為40km。,強烈的隕擊, 使地球大氣中塵埃含量劇增，大氣透明度下降，接受太陽輻射大大減少，大氣和地表溫度下降。最后造成大氣中水蒸汽的凝結(jié)，使地球表面發(fā)生普遍降水，原始海洋形成。,5、小 結(jié),地球形成時，由

27、類M星子組成了原始地核，由類AE星子組成原始地幔下部，由類E星子組成原始地幔上部，類CR星子和類CI星子組成原始地幔表層。這五類星子的成分分 別與鐵隕石、頑火輝石無球粒隕石、頑火輝石球粒隕石、CR球粒隕石和CI球粒隕石類似。,大約46億年—43億年前是地球演化的第一階段。由吸積能引起原始地幔上部升溫，使其中的金屬Fe—Ni和硫化物發(fā)生熔融，形成Fe—Ni—S熔體。Fe—Ni—S熔體在重力作用下沉人原始地幔底部，在原始地核外面形成地球的

28、外核。原始地幔中少量的P、Na、K、C、0、H等輕元素可能加入Fe—Ni—S熔體，成為外核的次要組分。,43億年—38億年前是地球演化的第二階段。 (1)放射蛻變熱的積累使原始地幔上部和表層逐漸升溫，發(fā)生全球范圍的熔融和熔融分異，形成了原始地殼。根據(jù)其他類地行星和月殼厚度估算，原始地殼的厚度約270km。與此同時，地球表層中原來存在于礦物晶格中的水和其他揮發(fā)物質(zhì)幾乎全部脫出，形成了一個富含水蒸汽的原始次生大氣。根據(jù)月巖研究

29、和球粒隕石熔融實驗，推斷原始地殼的成分是不均勻的。在橫向上可能變化很大，它們可能由富Si、Al質(zhì)的、斜長巖質(zhì)的和玄武巖質(zhì)等多種巖石組成。,(2)41億年～39億年前，地球表面遭受強烈的撞擊成坑事件。結(jié)果使地球大氣中塵埃含量劇增，大氣透明度下降，接受太陽輻射大大減少，大氣和地表溫度下降。最后造成大氣中水蒸汽的凝結(jié)，使地球表面發(fā)生普遍降水，原始海洋形成。最初海洋的平均深度約為40km。這就使得已經(jīng)遭受撞擊破壞的原始地殼完全被浸泡在海水之中

30、。,(3)大約40億年—38億年前，海水對巖石的破壞、溶解、搬運，使原始地殼的撞擊坑地貌完全被破壞，從而造成地球最初8億年的歷史記錄完全從地表消失。,6、其他行星,水星 密度 ： 5.44 半徑 ：2439Km星殼 ：富鐵硅酸巖， 500Km 星幔 ：固態(tài)硅酸鹽 ，200Km 星核 ：熔融Fe-Ni, 1700Km（熔巖平原，沒有大型火山、大裂谷、風蝕、流水侵蝕物，隕擊坑發(fā)育，古老表

31、面）,金星 密度： 5.42 半徑： 6052Km星殼： 硅酸鹽+碳酸巖 ；100Km上幔：熔融硅酸鹽,800Km ，下幔：固態(tài)硅酸鹽2200Km 星核： Fe-Ni,3000Km（與地球處于大體相同的演化階段）,地球 密度：5.52 半徑： 6378Km星殼： 硅-鋁- 鎂， 5-60km 星幔：Fe-Mg硅酸鹽.上幔部分熔融 610Km,下幔固態(tài)2230KM 星核：Fe-Ni,外核液態(tài) 2200Km，內(nèi)

32、核固態(tài)，1270Km(地震、火山活動十分強烈，地質(zhì)演化十分活躍）,月球 密度：4.34 半徑： 1738 Km星殼： 斜長巖、玄武巖 60—150Km 星幔：Fe-Mg硅酸鹽，局部熔融 1300Km 星核：Fe-FeS硅酸巖， 350Km (30億年前，物質(zhì)分異+大規(guī)模熔巖噴發(fā)，圈層分化很低水平，接近原始狀態(tài)，月表無大變化),火星 密度： 3.9半徑： 3395Km星殼：安山巖，200Km 星幔：硅酸鹽，200

33、0km 星核：Fe-FeS,1200km,?熔融+K(遭受顯著剝蝕的隕擊坑，大型的活動火山和熔巖平原，地塹和大裂古，網(wǎng)狀河系，冰川；沒達到地球水平，比月球分化程度高，處于早期階段),木星 密度：1.3半徑：71398Km大氣層 : 1000Km, 氦11%，氫88%木殼：液態(tài)分子氫， 27000Km ，沒有固體表面，具斑紋，大紅斑-自轉(zhuǎn)周期條帶：赤道自轉(zhuǎn)周期9時50.5分，緯度100以上自轉(zhuǎn)周期9時55分，木幔：液

34、態(tài)金屬氫（獨立原子），44000Km, 300萬 大氣壓，1.1萬0C，導電液體（很強磁場）木核: 富Fe硅酸 ,1500Km, 3萬0C (一般認為：相當?shù)厍虻奶煳难莼A段）,1.2物質(zhì)組成： 地球形成時包含了大量的揮發(fā)物質(zhì)。物質(zhì)來源為星云—氣體和塵埃。 氣體：不斷的散失： 類地行星靠近太陽，溫度較高，氫、氦等揮發(fā)物質(zhì)在行星積聚過程中蒸發(fā)，被太陽光壓和太陽拋射的物質(zhì)驅(qū)趕出太陽

35、系； 在很高的壓力之下，氫可能成為液體， 氫和氦占地球質(zhì)量的大部分。土物質(zhì)：鐵、鎂、其它金屬氧化物、硅酸鹽等—占0.44%,則是現(xiàn)在地球及類地行星的質(zhì)量。,原因： 2.1 吸積作用，在地球的天文演化階段一直存在，并在地球基本形成之后仍存在，如隕擊作用，隕擊體受引力作用墜落地球，---動能==熱能，部分散失，部分保留在地球內(nèi)部。 2.2 收縮作用，原始地球

36、體積比現(xiàn)在大的多，充滿氣體==在引力的作用下，發(fā)生收縮，現(xiàn)代地球平均密度 較大，收縮量是可觀的，---收縮能==熱能。 2.3 放射性元素的蛻變，鈾、釷、鉀放射性元素的蛻變產(chǎn)生原子能。（如鈾236、釤146、钚244、鋦247在107-108（百萬-千萬）年間，足以使地球增溫2000-30000C） 2.4隨溫度上升，較重元素（如鐵、鎳，占地球質(zhì)量的1/3）在重力的作用下移向地核，重力能釋

37、放==轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，可增?0000C. 這些熱能一方面不斷向宇宙空間散失，一方面在地球上保存起來，尤其當?shù)厍驇r石圈形成之后，它們導熱性能低，起到熱能的保護層作用，熱能的積累可能加速。當然這是一個漫長的過程。,3．運動狀況 3.1 公轉(zhuǎn)運動狀況： 行星公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的規(guī)律性，是行星在轉(zhuǎn)動的星云盤（塵層）內(nèi)形成的，行星的公轉(zhuǎn)有共向性；由于星子間的碰撞的隨機性，使行星公轉(zhuǎn)軌道的

38、偏心律和軌道面傾角有較大變化； 從星云說—星云盤（塵層）來看，太陽系行星軌道的半徑要比現(xiàn)今的軌道半徑?。河捎谠缙谔栆獟伾涑龃罅康奈镔|(zhì)—導致引力減弱—行星軌道半徑增大。,3.2 自轉(zhuǎn)運動的狀況： 地球的自轉(zhuǎn)是隨地球的形成過程逐漸發(fā)生的（形成就自轉(zhuǎn)），在天文時期，自轉(zhuǎn)最初緩慢---后期快速自轉(zhuǎn)的演化過程（速度加快，周期變短）；最初很可能是同步的。---隨著輕物質(zhì)的揮發(fā)、球體收縮、加熱.重物質(zhì)向地心移動==導致了轉(zhuǎn)動

39、慣量減小==（角動量守恒）==自轉(zhuǎn)加速。*在地質(zhì)時期，地球的自轉(zhuǎn)速度一直在減小，與上述不同。,,四、天文演化階段末期固體地球各原始圈層的形成方式及其基本特征,4.1原始巖石圈: 大規(guī)模的熔巖噴出和固結(jié)是原始地殼形成的直接方式。液體外殼==固體外殼 噴出過程中，揮發(fā)組分遺失，體積收縮，不斷加熱。 薄殼被隕擊、構(gòu)造運動破壞，重新融化，再度固結(jié)，反復進行。 表殼巖是地球

40、上最古老的巖石，它門是玄武質(zhì)的，這和水星、月球、火星現(xiàn)在表面情況相似。 表面形態(tài)：高地和洼地，起伏不平，與月球表面相仿（月陸和月海）； *火山作用、隕擊作用、構(gòu)造運動的結(jié)果。,4.2 原始大氣圈： 天文大氣圈：較稠密的氫和氦==不斷的向宇宙中散失； 地質(zhì)大氣圈逐漸取代天文大氣圈，火山噴發(fā)的揮發(fā)分是地質(zhì)大氣圈主要物質(zhì)來源 地質(zhì)大氣圈：二氧化碳

41、CO2、一氧化碳CO 、甲烷NH3、氨NH4CL、惰性氣體等（類似火星） 氧、氮較重，有可能保存下來。,4.3 原始水圈： 火山活動、熔巖噴發(fā)過程釋放的分異物-氣體-水蒸氣0.2-3%,存在于大氣，降落地表=水。 水較大氣重，較巖石輕，在它們中間找到了位置。有大氣的保護，不會散失。 原始僅相當現(xiàn)在的1/10—1/5，存留在低地。 *是否有些來源于星云中的冰？,4.

42、4 原始生物圈： 生物的早期演化含：簡單物質(zhì)—有機化合物—有機大分子—團聚體—原核生物。 大約在38億年前，生物圈的化學演化階段就完成了；在澳大利亞西部皮爾巴拉地塊找到了35億年的微體化石和疊層石。 生命的化學演化階段亦可能開始更早，在宇宙空間中發(fā)現(xiàn)有氨基酸和核苷酸==有機化合物。,4.5原始的地幔和地核： 與原始巖石圈同時形成； Fe-Ni等重元素移向地心，

43、氣體和易揮發(fā)元素分異上升，地球內(nèi)部的不斷加熱，加速這一過程。 此時的地幔和地核很可能與現(xiàn)今的月球狀況相似，--核很小，350Km,是個熔體，1000—12000C, 根據(jù)月球的平均密度與表面巖石的平均密度相比，月幔、月核密度略大于月殼密度，很近似均質(zhì)球體,3.6 原始的軟流圈： 原始地幔和地核向上分異的揮發(fā)組分及其較輕物質(zhì)不大可能以連續(xù)的直接方式到達地表，因為有了巖石圈。它們要在薄弱的