地球科学概论教学大纲.docx

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地球科学概论教学大纲

地球与空间科学学院本科生课程教学大纲

课程名称（中文）：

地球科学概论

课程名称（英文）：

Anoutlineofearthsciences

课程类型：

必修

任课教员：

吴泰然、焦维新、黄清华、李培军等职称：

总学分：

6总学时：

90

一、课程简介

“地球科学概论”涵盖了地球与空间科学学院各二级学科的基础知识，是引导学生进入地球科学之门的基础课程，也是地球与空间科学学院各专业的必修课，课程教学的主要目的可以概括为以下三点：

1.通过授课和课内实习（包括野外实习），使学生掌握有关空间与行星地球、地球的结构构造、地球的物质组成、地球的内外动力过程、地球的基本物理特征、对地观测技术等地球科学基本概念。

2.地球科学以其研究对象之庞大和历史之漫长为特色，而学生在中学时代又缺乏对地球科学的整体了解。

因此需要通过《地球科学概论》的教学，使学生初步建立地球科学中的时间和空间概念，认识地球科学的思维特点，学会使用规范的地球科学语言，为地球科学后续课程的学习打下良好基础

3.使学生对地球科学及相邻学科的全貌和学科前沿研究动态有所了解，初步了解各专业后续课程的基本内容，认识各专业及后续课程的相互之间的联系，从宏观的角度把握地球科学内涵，同时为各分支学科之间的交叉研究打下基础。

二、课程要求和考试方式

无先修要求

考试：

平时成绩占40％，期末考试占60％，满分100分。

三、教学内容和学时

第一篇总论

第一章绪论（2学时）

1.1地球科学的研究对象和任务

1.1.1地球概述

1.1.2地球科学的研究对象

1.1.3地球科学的研究任务

1.2地球科学的特点及其研究方法

1.2.1地球科学的特点

1.2.2地球科学的研究方法

1.3地球科学的现状

1.3.1地球科学的分支学科及研究现状

1.3.2地球科学的发展和未来

第二章地球的演化历史（4学时）

2.1宇宙、太阳系与地球

2.1.1宇宙的起源

2.1.2太阳系的起源

2.1.3行星及其他天体

2.2地球的早期演化

2.2.1陨石冲击事件与地球的形成

2.2.2地球外圈的形成

2.2.3地球内圈的形成

2.3地质年代学

2.3.1相对地质年代学

2.3.2绝对地质年代学

2.3.3地球的年龄与地质年代表

2.4地质历史中生命的演进

2.4.1生命的起源

2.4.2前寒武纪生物演进

2.4.3生物爆发与古生代生物演进

2.4.4中生代生物演进与恐龙灭绝

2.4.5新生代生物演进与人类诞生

（参观自然博物馆）

第三章地球的现状（7学时）

3.1地球的形状和大小

3.2地球的受力状态

3.2.1万有引力

3.2.2旋转离心力和科氏力

3.2.3引潮力

3.3地球的能量系统

3.3.1太阳能

3.3.2放射能

3.3.3其它能量

3.4地球的物质系统

3.4.1地球的物质组成

3.4.2元素的地球化学行为

3.4.3地球物质的赋存方式

3.4.4地球物质的运动形式

3.5地质作用概述

3.5.1地质作用三重概念

3.5.2地质作用的方式

3.5.3几个基本术语

3.6课内矿物实习（常见的造岩矿物）

（参观地质博物馆）

第二篇地球的外部系统

第四章风化作用（2学时）

4.1物理风化

4.1.1物理风化的方式及过程

4.1.2影响物理风化作用的因素

4.2化学风化

4.2.1化学风化的方式及过程

4.2.2影响化学风化作用的因素

4.2.3酸雨的形成及破坏过程

4.3岩石性质对风化作用的影响

4.3.1结构构造对风化作用的影响

4.3.2物质成分对风化作用的影响

4.4风化作用的产物

4.4.1风化壳

4.4.2风化作用的相关矿产

4.4.3土壤

第五章大气圈（3学时）

5.1大气圈的结构、成分及运动特征

5.1.1大气圈的结构

5.1.2大气圈的成分

5.1.3大气环流

5.2风的作用

5.2.1风的破坏作用

5.2.2风的搬运作用

5.2.3风成堆积

5.2.4风成地貌

5.3荒漠化过程及对策

5.3.1荒漠化过程

5.3.2影响荒漠化过程的因素

5.3.3荒漠化的对策

第六章水圈（9学时）

6.1河流

6.1.1暂时性水流的地质作用

6.1.2河流的地质作用

6.1.3河谷形态和冲积物的形成

6.1.4河谷发育的趋势和循环性

6.1.5河系的发育与分水岭的迁移

6.2地下水

6.2.1岩石中水的类型

6.2.2地下水的成因及赋存方式

6.2.3地下水的地质作用

6.2.4岩溶作用

6.3冰和冰水流

6.3.1冰川的类型

6.3.2冰川体系

6.3.3冰川和冰水流的地质作用

6.3.4地质历史中的冰川与环境效应

6.3.5冻土带

6.4海洋

6.4.1大洋地貌和物理化学特征

6.4.2海水的运动

6.4.3海洋的地质作用

6.4.4海洋矿产资源

6.4.5海平面变迁

6.5湖和沼泽

6.5.1湖盆的形成

6.5.2湖的地质作用

6.5.3沼泽的形成及分类

6.6课内沉积岩实习

（参观石花洞地质公园）

第三篇地球的内部系统

第七章构造运动与地壳变形（4学时）

7.1板块构造学说

7.1.1板块构造学说的产生

7.1.2板块构造学说的要点

7.1.3威尔逊旋回

7.1.4板块动力学

7.2褶皱变动

7.2.1褶皱要素

7.2.2褶皱形态与分类

7.2.3褶皱的判别

7.3断裂变动

7.3.1节理

7.3.2断层

7.3.3断层的判别

第八章岩浆作用（4学时）

8.1火山作用

8.1.1火山作用过程

8.1.2火山喷发的产物

8.1.3火山的地理分布

8.1.4火山灾害与环境

8.2侵入作用

8.2.1侵入体的形态与物质组成

8.2.2侵入体的基本特征

8.3岩浆成因的多样性

8.3.1岩浆产生的多样性

8.3.2岩浆的分异

8.3.3岩浆的同化混染

8.4课内岩浆岩实习

第九章岩石的变质作用（3学时）

9.1变质作用的特点

9.2接触变质作用

9.3动力变质作用

9.4区域变质作用

9.5课内变质岩实习

第四篇固体地球物理学

第十章地震学（6学时）

10.1天然地震

10.1.1地震、地震仪与地震图

10.1.2震源

10.1.3地震预测与防灾

10.1.4强地面运动与抗震

10.2地震波传播与地球内部结构

10.2.1地震波传播

10.2.2地球内部结构

10.3地学层析成像

10.3.1地震层析成像

10.3.2电磁层析成像

10.4人工地震与勘探地震学

第十一章地球内部物理学（8学时）

11.1地电学

11.1.1地电场

11.1.2电阻率法

11.1.3大地电磁测深

11.1.4地电学的

应用

11.2地磁学

11.2.1地磁场基础

11.2.2基本磁场

11.2.3变化磁场

11.2.4地磁学的

应用

11.3古地磁学

11.3.1岩石磁学基础

11.3.2古地磁学的

基本原理和工作方法

11.3.3古地磁场

11.3.4古地磁学的

研究成果与应用

11.4重力学

11.4.1地球的重力场

11.4.2重力测量与重力仪

11.4.3重力异常及应用

11.5地热学

11.5.1地球的热源与温度分布

11.5.2地热及其应用

第五篇对地观测与地球信息学

第十二章自然地理环境的基本规律（2学时）

12.1整体性规律

12.1.1概述

12.1.2整体性认识的发展

12.1.3自然地理环境的进化发展

12.2时间演化规律（时间尺度）

12.2.1周期性节律

12.2.2旋回性节律

12.2.3阶段性节律

12.2.4自然地理环境的稳定性

12.3空间分异规律

12.3.1基本规律

12.3.2纬向地带性和经向地带性

12.3.3垂直地带性

12.3.4地方性

12.3.5空间分异规律的相互关系

12.4自然地理环境的基本规律的应用

12.4.1土地类型

12.4.2综合自然区划

第十三章对地观测技术、方法与应用（8学时）

13.1遥感概述

13.1.1概念

13.1.2发展简史及趋势

13.1.3技术系统

13.1.4对地观测计划

13.2遥感的物理基础

13.2.1电磁波谱与黑体辐射

13.2.2大气窗口

13.2.3地物的反射光谱

13.2.4遥感光学基础

13.3遥感技术系统

13.3.1航空遥感

13.3.2航天光学遥感

13.3.3微波遥感

13.4遥感图象处理与分析

14.4.1数字图象处理基础

13.4.2遥感图象目视判读

13.5遥感应用实例

第十四章卫星定位与导航系统（2学时）

14.1GPS组成

14.2坐标系统与时间系统

14.3卫星定位基本原理

14.4卫星导航

14.5应用（大地控制测量、变形监测等）

第十五章地球信息学与数字地球（7学时）

15.1地理信息系统组成及功能

15.2地理空间数据基础

15.2.1地理空间

15.2.2空间数据模型与结构

15.2.3元数据（Metadata）

15.3空间数据处理

15.3.1输入

15.3.2地理空间数据库

15.3.3可视化与空间查询

15.4空间信息模型分析

15.4.1空间信息分析的基本方法

15.4.2数字高程模型

15.4.3空间决策信息模型

15.5地理信息系统应用

15.6地球信息学

15.7数字地球

15.7.1数字地球综述

15.7.2数字地球技术体系

15.7.3数字地球发展战略

15.7.4数字地球关键技术

15.8数字城市

15.8.1概述

15.8.2技术架构

15.8.3组织结构

15.8.4关键技术

15.8.5实施思路

15.8.6工程实施框架体系

第六篇地球空间与太阳系

第十六章地球空间（4学时）

16.1地球空间概述

16.1.1什么是地球空间

16.1.2地球的大气层

16.1.3中层大气与臭氧

16.1.4热层

16.2电离层与电波传播

16.2.1电离层的形成和结构

16.2.2电离层不均匀性

16.2.3电离层扰动与电离层暴

16.2.4电离层中的无线电波传播

16.3磁层与辐射带

16.3.1磁层的结构

16.3.2磁暴与亚暴

16.3.3辐射带

16.3.4极光

第十七章日地空间（3学时）

17.1太阳

17.1.1太阳的内部结构

17.1.2太阳大气结构

17.2太阳的变化性

17.2.1太阳耀斑

17.2.2日冕物质抛射

17.2.3太阳能量粒子事件

17.2.4太阳活动周期

17.3太阳风与行星际激波

17.3.1太阳风

17.3.2行星际磁场与激波

17.3.3共转相互作用区

第十八章太阳系（4学时）

18.1太阳系概述

18.1.1太阳系的构成

18.1.2太阳系在宇宙中的位置

18.2类地行星与月球

18.2.1水星

18.2.2金星

18.2.3火星

18.2.4月球

18.3类木行星

18.3.1类木行星概述

18.3.2木星及其卫星

18.3.3土星及其卫星

18.3.4天王星与海王星

18.4小天体及其撞击地球的可能性

18.4.1小行星

18.4.2彗星

18.4.3流星体与流星雨

18.4.4近地天体撞击地球的可能性

第十九章太空探索（4学时）

19.1太空飞行基础

19.1.1运载火箭

19.1.2航天器的轨道

19.1.3引力助推作用

19.1.4拉格朗日点与晕轨道

19.2地球空间探测

19.2.1地球空间探测概述

19.2.2星探测

19.2.3GPS掩星探测

19.2.4星座

19.3探索太阳系

19.3.1行星探测的基本方式

19.3.2月球探测

19.3.3火星探测

19.3.4外行星探测

19.4探索宇宙和地外生命

19.4.1空间天文观测的基本方法

19.4.2典型的空间天文卫星

19.4.3探索地外生命

19.4.4太阳系外类地行星

第七篇人与地球

第二十章人与环境（2学时）

20.1重力作用的灾害与防护

20.1.1崩塌与滑坡

20.1.2泥石流

20.1.3重力灾害的防护

20.2地球化学场与人类健康

20.2.1岩石中的元素与人类健康

20.2.3地球化学场与地方病防治

20.3环境污染及对策

20.3.1大气污染及其对策

20.3.2水污染及其对策

20.3.3固体污染及其对策

20.3.4放射性污染及其对策

第二十一章人与地球（2学时）

21.1地球系统的运动对人类活动的影响

21.2人类与地球系统的联系

21.2.1人类从地球系统中获得所需的物质和能量

21.2.2人类在工程技术活动中对地球系统的影响

21.2.3人类的农业活动

21.3人类对地球的作用

21.3.1破坏地球表层物质

21.3.2搬运被破坏产物

21.3.3改变物质和能量系统平衡

21.3.4发挥人类的能动性

21.3.5保护地球

暑假野外实习

线路1虎峪太古宙－古元古代地层实习

线路2下苇甸新元古代－早古生代、河流实习

线路3灰峪晚古生代－中生代地层实习

线路4大灰厂构造实习

线路5周口店花岗岩与接触变质作用实习

四、教学参考书

讲义及教材在编写中，参考书：

吴泰然、何国琦等编著，普通地质学。

北京：

北京大学出版社，2003

陶世龙、万天丰、程捷编著,地球科学概论。

北京：

地质出版社1999

杨树锋主编，地球科学概论。

杭州：

浙江大学出版社2001

汪新文主编，地球科学概论。

北京：

地质出版社1999