地球的歷史

2020-12-04 地理園地

【課標】

運用地質年代表等資料，簡要描述地球的演化過程。

【關鍵術語】

地層、層理構造、化石、地質年代、前寒武紀、古生代、中生代、新生代、地殼運動

【學習重點】

1.地層與化石研究對認識地球演化的主要作用。

2.地球地質歷史的年代劃分。

3.地質年代表與地球的演化過程。

【知識梳理】

一、化石和地質年代表

1.地球的歷史：約46億年，研究地層是認識地球歷史的主要途徑。

2.地層和化石

（1）概念及特點

（2）研究意義：通過研究地層和化石，可以了解地球的生命歷史和古地理環境。

3.地質年代表

（1）劃分依據：全球各地的地層和古生物化石。

（2）時間單位：宙、代、紀。

（3）地質年代

二、地球的演化歷程

1.前寒武紀

（1）時間：自地球誕生到距今5.41億年，包含冥古宙、太古宙、元古宙，佔地球歷史的90%。

（2）演化特點

①大氣演化：由原始大氣的無氧環境演變為有氧環境。

②生物演化

③地質礦產：重要的成礦時期，大量的鐵、金、鎳、鉻等礦藏出現在這一時期的地層中。

2.古生代

（1）時間：距今5.41億年～2.52億年，可分為早古生代（寒武紀→奧陶紀→志留紀）和晚古生代（泥盆紀→石炭紀→二疊紀）。

（2）演化特點

①海陸演化：地殼運動劇烈，形成聯合古陸。

②生物演化

③地質礦產：晚古生代是重要的成煤期。

（3）古生代末期，發生了地球生命史上最大的物種滅絕事件，幾乎95%的物種從地球上消失。

3.中生代

（1）時間：距今2.52億年～6 600萬年，分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀。

（2）演化特點

①海陸演化：板塊運動劇烈，三疊紀晚期聯合古陸開始解體，各大陸向現在的位置漂移。

②生物演化

③地質礦產：是主要的成煤期。

4.新生代

（1）時間：距今6 600萬年至今，分為古近紀、新近紀和第四紀。

（2）演化特點

①海陸演化：形成現代海陸分布格局；地殼運動劇烈，形成了現代地勢起伏的基本面貌。

②生物演化

③氣候演化：第四紀時期，全球出現數次冷暖交替變化，目前地球處於溫暖期。

【重點透析】

1.如何判斷地層的形成時間早晚？

（1）按巖層的排列順序來判斷：在正常情況下，沉積巖層總是按順序排列的。一個未經變動的沉積巖層，下老上新。但由於地殼運動的影響，巖層可能會錯綜複雜，有的已缺失，有的甚至層序顛倒或破壞，這就需要根據化石確定地層順序和時代。如右圖， A、B、C、D表示巖層，且巖層年齡A＞B＞C＞D。

（2）按地層中所含化石的結構來判斷：由於生物的演化總是從低級到高級、從簡單到複雜，故地層中所含化石越低級、越簡單，地層就越古老，反之就越年輕。

（3）按照放射性元素的半衰期計算巖石的絕對年齡：巖石中含有放射性同位素，巖石中的放射性同位素會以不變的速率逐漸衰變，成為非放射性的子體同位素，同時釋放出能量。因此只要在溫度、壓力等因素不變的情況下，人們就能獲得正確的數值，利用放射性同位素來測定巖石或礦物的年齡。

【溫馨提示】在掌握生物進化與環境演變簡史中，重點抓住以下幾條線索

（1）時間變化：從太古宙→元古宙→古生代→中生代→新生代（可用首字「太元古中新」加以記憶）。

（2）動物演化：動物孕育、萌芽和發展的初期階段→海生無脊椎動物時代→魚類時代→兩棲動物時代→爬行動物時代→哺乳動物時代→人類時代。

（3）植物變化：海生藻類時代→陸上孢子植物時代→裸子植物時代→被子植物時代。

2.如何判斷地層形成時地理環境狀況？

（1）通過地層中所含化石來判斷：如若巖石中有三葉蟲化石，由於三葉蟲屬於海生無脊椎動物，故發現地層中有三葉蟲化石，就說明該地層形成於古生代早期，且為溫暖的海洋環境。

（2）通過地層中所含的礦產或巖石類型來判斷：若某地層中有煤層分布，則說明該地層是在森林茂密的陸地上形成的。若某地層中的巖石主要是石灰巖，則其形成時多是溫暖的淺海環境。

3.恐龍為什麼會滅絕？

恐龍到底是怎樣滅絕的呢？到目前為止，科學家還沒有給出正確的答案，但卻有十幾個滅絕的假說，認可度比較高的滅絕假說有：

（1）隕星碰撞說：這與6 500萬年前的一顆大隕星有關。據研究，當時曾有一顆直徑7～10千米的小行星墜落在地球表面，引起一場大爆炸，把大量的塵埃拋向大氣層，形成遮天蔽日的塵霧，導致植物光合作用暫時停止，恐龍因此滅絕了。

（2）氣候變遷說：6 500萬年前，地球氣候陡然變化，氣溫大幅度下降，造成大氣中含氧量下降，令恐龍無法生存。

4. 恐龍的滅絕給我們帶來怎樣的啟示？

啟示一：從「災變論」的觀點出發，人類對未來要有必要的憂患意識，只有這樣才能加強對災害的研究、認識和掌控能力，從而進行有效的防災減災。

啟示二：依「漸變論」的觀點，人類應深刻反思自己的行為，首先是人類數量爆炸性增長已接近地球的最大承載能力。

啟示三：過多的恐龍對資源的過度消耗使資源枯竭是恐龍滅絕的重要原因，人類今天同樣面臨這樣的困境。

【典型例題】

右圖為「生物進化與環境演變示意圖」，讀圖回答3～5題。

3.在①時期以前，下列說法正確的是()

A.大氣主要成分是二氧化碳、一氧化碳等

B.大氣主要成分是氮氣和氧氣

C.地球上只有一些無機質

D.出現了藍藻

4.在生物進化過程中，揭開欣欣向榮的生物系統演化進程序幕的是 (　　)

A.原核生物 B.爬行動物 C.真核細胞生物 D.無脊椎動物

5.動物由海洋向陸地發展的時期是 (　　)

A.① B.② C.③ D.④

【解析】第3題，讀圖可知，①時期以前為地球初期發展階段，此時大氣的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧氣。故選A。第4題，在生物進化過程中，揭開欣欣向榮的生物系統演化進程序幕的是無脊椎動物的大量出現。故選D。第5題，動物由海洋向陸地發展的時期是古生代末期。故選C。

【答案】3.A 4.D 5.C

6.讀圖文材料，回答下列問題。

材料：經過科學探索，6500萬年前的一顆撞擊地球的小行星。這顆小行星直徑長達10公裡，以40公裡每秒的速度撞擊了如今位於墨西哥的尤卡坦半島，撞擊威力相當於100萬億噸當量的TNT，留下了直徑超過180公裡的超巨型撞擊坑。

科學家經過研究發現，撞擊地球的這顆巨型隕石中存在一種金屬銥，其含量是正常巖層含量的200倍以上，並且還在巖石中找到了衝擊石英的證據，只有小行星的猛烈撞擊才會留下這樣的痕跡。

（1）圖中所示的地質年代是 代，動物界正是 動物的時代。

（2）有不少科學家認為，圖中大型動物滅絕是小行星撞擊地球造成的，並且找到了小行星撞擊地球的證據。這些證據是什麼？

（3）物種滅絕對人類的危害有哪些？

（4）這個年代之所以是主要的成煤期，主要是因為陸地植物中 植物佔據主要地位。

【解析】第1小題，圖示景觀是中生代曾經稱霸地球的恐龍，出現在距今2.52億年～6 600萬年的中生代，這一時期爬行動物盛行。第2小題，在世界上許多地方的中生代地層內，科學家發現銥元素的含量異常，高出相鄰巖層平均值的30倍左右。銥元素在地球表面並不常見，而隕石中卻經常存在銥含量較高的現象。而且還發現了隕石坑，這都成為支持小行星撞擊地球假說的證據。第3小題，生物基因資源減少，生態失去平衡，直接影響人類活動。第4小題，這個時期由於裸子植物在陸地上佔據主要地位，所以是地質歷史時期最主要的成煤期。

【答案】（1）中生 爬行 （2）在世界上許多地方的中生代末期地層內，科學家發現銥元素的含量異常。銥元素在地球表面並不常見，而隕石中卻經常存在銥含量較高的現象。在美洲尤卡坦半島的北部海岸，地質學家發現了一個部分淹沒在海中的隕石坑，直徑180～200 km，隕石坑中到處開裂的巖石表明，曾發生過一次強烈的爆炸。這是中生代小行星撞擊地球最可能發生的地點。（3）物種滅絕是生物基因庫的巨大損失，直接影響人類的生產、生活和自然界的平衡。 （4）裸子

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