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第四章 地球的結構 固體地球的結構 4-1 與組成物質 4-2 海洋的結構與組成物質 4-3 大氣的結構與組成物質 本章目錄 4-1 固體地球的結構與組成物質 4-1.1 地殼的組成物質 4-1.2 地球內部的結構與組成物質 4-2 海洋的結構與組成物質 4-2.1 海底的構造 4-2.2 海洋的結構 4-2.3 海水的成分 4-3 大氣的結構與組成物質 4-3.1 大氣的結構 4-3.2 大氣的組成物質 4-1 固體地球的結構與組成物質 4-1.1 地殼的組成物質 火成岩：由岩漿冷卻形成 沉積岩：由沉積作用形成 變質岩：由變質作用形成 圖4-2 ←大屯火山群:安山岩火山外觀 ↓澎湖群島： 玄武岩，柱狀節理破裂面 百寶箱 4-1 動動腦 4-1 補充：火山的外觀 可分為： 盾狀火山： 由熔岩流所構成，如夏威夷群島 錐狀火山： 火山碎屑物為主，如大屯火山群的紗帽山 複式火山： 火山熔岩和碎屑相間成層，如大屯火山群的 七星山、大屯山 資料來源 http：//volcano.gl.ntu.edu.tw/ 表4-1 火成岩分類 按岩石圖可看放大圖 酸性（二氧化 矽含量多）火 成岩顏色較 基性（二氧化 矽含量少）火 成岩淺 火山岩結晶 顆粒較深成 岩細 圖4-3 石灰岩洞穴由碳酸鈣沉澱所形成的鐘乳石 表4-2 沉積岩分類 沉積物顆粒大小比較：礫石＞砂＞粉砂＞泥 砂為淺海沉積環境，而泥為深海沉積環境 按岩石圖可看放大圖 補充：差異侵蝕 烏來的突出砂岩 頁岩易受侵蝕，故砂岩較突出 補充：泥岩惡地形 曾文水庫 密枝附近 泥岩夾薄 層砂岩 寸草不生 的惡地形 表4-3 變質岩分類 按岩石圖可看放大圖 變質岩分成葉理 狀和非葉理狀 葉理狀變質岩依 變質度分類 葉理特徵由表面 構造判斷 非葉理狀變質岩 依原岩成分分類 百寶箱 4-2 動動腦 4-2 補充：廬山石板屋 由板岩組成屋頂 板岩為輕度變質岩 4-1.2 地球內部的結構與組成物質 利用地震波在地球內部的傳遞特性，推導地球內部 的結構和組成物質，將地球由內而外分成： 地核：可分為液態的外地核和固態的內地核， 成分為鐵鎳金屬 地函：可分為上部地函與下部地函，成分為橄 欖岩等密度大的岩石 地殼：可分為花岡岩質大陸地殼與玄武岩質海 洋地殼 圖4-4 古氏不連續面：分隔地函與地核 莫氏不連續面(莫荷面)：分隔地殼與地函 震波低速帶：即是軟流圈 板塊即為岩石圈 動動腦 4-3 表4-4 地球內部分層構造特性 大陸地殼的深度（0～35公里）和成分（花岡岩質） 海洋地殼的深度（0～7公里）和成分（玄武岩質） 地函的成分（橄欖岩質） 外地核的成分（液態金屬） 內地核的成分（固態金屬） 4-2 海洋的結構與組成物質 4-2.1 海底的構造 利用聲納，自動側深儀， 及衛星導航定位裝置， 進行海底深度測量，繪 製海底地形圖 例如若水中聲速為 1500 公尺/秒，而回聲來回為 6 秒鐘，則水深為 6/2×1500＝4500公尺深 海底地形的分類 海底地形可分為 大陸邊緣：可細分為大陸棚，大陸斜坡，大陸 緣積 洋底盆地：主體為深海平原，地表近水平狀態 中洋脊：綿延海底的山脈，為軟流圈玄武岩質 岩漿噴出的位置 圖 4-6 各大洋的洋脊分布且洋脊裂谷非連續 太平洋洋脊偏東側 大西洋兩側對稱 圖 4-7 大陸棚和大陸斜坡坡度不同 洋底盆地以平原為主 中洋脊的錯動處為轉形斷層 圖 4-8 臺灣附近的海底地形 西側和北側： 大陸棚 東側和南側： 大陸坡 4-2.2 海洋的結構 海洋的平均深度為 4000 公尺 分層依據為海水溫度變化：混合層、斜溫層、深水層 受波浪和洋流混合影響，混合層溫度較一致 低緯度分層較高緯度明顯 百寶箱 4-3 4-2.3 海水的成分 海水鹽度常因降水量或蒸發 量等各地的條件不同而有所 差異。 例如河口區或赤道雨林區海 水的鹽度較小。 高壓的副熱帶或中緯度地區 海水的鹽度較高。 而1000 公尺以上的表層海 水，受海面蒸發影響，愈接 近海水表面的鹽度會愈大。 動動腦 4-4 圖 4-11 赤道溫度高， 密度小 中緯度（30度 左右）鹽度大 全球平均海表溫度分布圖 全球平均海表鹽度分布圖 圖 4-12 氯化鈉含量最多，是海水鹹的原因 氯化鎂含量次之，是海水苦的原因 各地海水鹽度或有不同，但主要元素的組成比例 接近定值 百寶箱 4-4 圖 4-13 海水中的二氧化碳含量 較氧多 二氧化碳隨深度越深含 量越多 表層的氧含量因植物行 光合作用故較多 圖 4-14 黑潮因海底地形影響而造成湧升流 藍色圓區塊為湧升流區 湧升流可將深 層海水的營養 鹽帶到表層 4-3 大氣的結構與組成物質 4-3.1 大氣的結構 大氣依溫度變化分層 大氣可分對流層，平 流層，中氣層和增溫 層 平流層的增溫是臭氧 吸收太陽能量 大氣壓力隨高度增加 持續減少 電離層約在距地面 50 公里以上的高空 動動腦 4-5 補充：臭氧的生成 高層大氣中的氧分子（O2）吸收紫外線，分解成活 潑的氧原子（O），再與鄰近的氧分子反應生成臭 氧： O2＋h → O＋O O＋O2 → O3 h 為常數， 為電磁波的頻率 補充：臭氧的分解 臭氧也會因受強烈紫外線照射而分解，生成氧原子 和氧分子，或是與活潑的氧原子作用形成氧分子： O3＋h → O2＋O O3＋O → O2＋O2 臭氧也會和氯原子反應而分解。 O3＋Cl－ → O2＋ClO－ ClO－＋O → Cl－ ＋O2 4-3.2 大氣的組成物質 固定成分：指氣體在大氣 中組成比例不易隨時間和 空間有太大變化者 通常固定成分的比例高 變動成分：水氣，二氧化 碳和臭氧等 圖 4-16 黃色箭頭為短波入射 紅色箭頭為長波輻射 溫室效應為地球產生保溫作用 圖 4-17 火山爆發 氣懸膠柱 氣懸膠擴散 減少太陽光入射 百寶箱 4-5 圖 4-18 1991年菲律賓賓那土波火山噴發大量火山灰一景 參考文獻-1 1. 王崇岳（1978），天氣學（上、下），正中書局，共721頁。 2. 呂銀山（1994），臺灣的天氣，聯經出版社，共163頁。 3. 何春蓀（1993），普通地質學，第三版，五南圖書公司，共751頁。 4. 何春蓀（1986），臺灣地質圖，中央地質調查所，掛圖。 5. 何春蓀（1993），臺灣地質圖說明書，中央地質調查所，共189頁。 6. 林元智（1997），雲與天氣，渡假出版社，共200頁。 7. 莊文星（1993），臺灣之火山活動與火成岩，國立自然科學博物館， 共300頁。 8. 陳文山（1997），岩石入門，遠流出版社，共136頁。 9. 陳民本（1991），臺灣四周之海底地形與資源，行政院國科會，共30 頁。 10. 陳正宏（1990），臺灣的火成岩，中央地質調查所，共137頁。 11. 陳汝勤、莊文星（1995），岩石學，聯經出版社，共444頁。 12. 陳肇夏編（1988），臺灣的地質現象，中央地質調查所，共105頁。 參考文獻-2 13.陳肇夏編（1996），臺灣的地質現象，第二集，中央地質調查所，共 171頁。 14.陳汝勤、林斐（1990），臺灣附近之海洋地質，中央地質調查所，共 79頁。 15.J Farndon著，蘇秋萍譯（1995），揭開地球的奧秘（How the Earth Works），正傳有限公司，共192頁。 16.柳中明、楊之遠、彭立新、錢正安（2001），沙塵暴的過去、現在和 未來，大陸沙塵暴對臺灣地區空氣影響與預測研討會，臺北。 17.徐啟運、胡敬松（1996），我國西北地區沙塵暴天氣時空分布特徵分 析，中國沙塵暴研究，11-15。 18.楊之遠、李侃翰、柳中明（1997），長程輸送黃沙與本地污染之空氣 品質監測比較─西元1995年3月12?16日資料分析，中華民國環境保 護學會會誌第20期，1-38。 國內網路資源-1 1. 中央大學應用地質研究所： http://www.geo.ncu.edu.tw 2. 中央大學地球科學系暨地球物理研究所： http://www.gep.ncu.edu.tw 3. 中央大學大氣科學系暨大氣物理研究所： http://www.atm.ncu.edu.tw 4. 中央大學太空及遙測研究中心： http://www.csrsr.ncu.edu.tw 5. 中央研究院地球科學研究所： http://www.earth.sinica.edu.tw/ 6. 中央地質調查所：http://www.moeacgs.gov.tw/ 7. 中央氣象局 ：http://www.cwb.gov.tw/ 8. 中國地質學會：http://geolsoc.gl.ntu.edu.tw 國內網路資源-2 9. 臺灣大學大氣科學系所：http://atmos.as.ntu.edu.tw 10. 臺灣大學大氣科學系所大氣研究資料庫： http://stdank.as.ntu.edu.tw 11. 臺灣大學地質學系所：http://www.gl.ntu.edu.tw 12. 臺灣大學地理學系所：http://www.geog.ntu.edu.tw 13. 臺灣大學海洋研究所：http://www.oc.ntu.edu.tw/ 14. 臺灣大學全球變遷研究中心： http://www.gcc.ntu.edu.tw/ 15. 國科會地球科學研究推動中心： http://gepref.gep.ncu.edu.tw 16. 國科會海洋科學中心海洋資料庫： http://www.ncor.ntu.edu.tw/odbs/ 17. 經濟部水利署北區水資源局： http://www.wranb.gov.tw/wranb_spring/index1.asp 國外網路資源-1 1. University of North Dakoda之火山世界： http://volcano.und.nodak.edu/ 2. 美國環保署溫室氣體相關資訊（EPA Global Warming）： http://www.epa.gov/globalwarming 3. 美國地球物理協會網站（The American Geophysical Union Atmosphere Sciences Section）： http://atmospheres.agu.org/ 4. 數位地球（Earth Today）： http://www.nasm.si.edu/exhibitions/gal113/earthtoday/st art.htm 5. 全球氣候觀測系統（Global Climate Observing System）： http://www.wmo.ch/web/gcos/gcoshome.html 6. 美國海洋與大氣總署（NOAA）http://www.noaa.gov 7. 守望地球環境網（United Nations System-Wide Earthwatch）：http://earthwatch.unep.net/ 國外網路資源-2 8. 全球保育監測中心（World Conservation Monitoring Center）：http://www.unep-wcmc.org/ 9. 全球變遷資訊站（Global Change Electronic Edition）： http://www.globalchange.org/ 10. 美國地質調查所：http://www.usgs.gov/ 11. 日本國土地理院：http://www.gsi.go.jp/ 12. 倫敦地質學會：http://www.geolsoc.org.uk/ 13. 香港大學地球科學系： http://www.hku.hk/earthsci/rock.html 14. 地球科學虛擬圖書館：http://www.geo.ucalgary.ca/VLEarthSciences.html 15. OCESTA華人地球科學及技術協會： http://www.geochina.org 第四章 結束