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2019-2020年高中地理必修1地理的宇宙环境地球 1.主干知识
(1)地球是太阳系中一颗普通的行星
(2)地球是一颗特殊的行星,是目前所能探测到的宇宙环境中唯一存在生命的天体 2.思维提示
(1)地球所处的宇宙环境有利于生命的出现 从恒星际空间来看,太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定,太阳的稳定一光照的稳定,有利于地球上生命的产生和演化 从行星际空间来看,地球附近的行星际空间,大、小行星绕日公转方向一致,而且绕日公转轨道面几乎在一个平面上大、小行星各行其道,互不干扰,使地球处于一个比较稳定的安全的宇宙环境之中,有利于地球上生命的产生和演化 但是在太阳系中的其他行星也处于同样一个宇宙安全环境之中,为什么生命只出现在地球上呢?这就要从地球本身来找原因了
(2)地球本身在太阳系中所处的位置、体积、质量和其内部物质运动等方面的特征满足了生命所需要的温度、液态水、大气等条件 地球与太阳之间的距离适中,使地球上有适于生命物质存在的温度条件 地球的体积和质量适中,其引力可使大量气体聚集在地球周围,形成包围地球的大气层当然,这里要注意的是地球原始大气又经过漫长的大气演化过程,才形成了现在以氮和氧为主的适合生物呼吸的大气 地球上早期海洋环境的形成地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩,使地球内部温度升高,结晶水汽化地球内部的物质运动,加速了水汽从地球内部逸出的过程随着地表温度的下降,水汽经过凝结、降雨,落到地面低洼处,形成原始的大洋海洋是生命的“摇篮”,地球上最初的单细胞生命,就出现在海洋中 3.能力提升 总结地球上存在生命物质的条件合作讨论 1.材料宇宙就是天地万物的总称宇宙一词最早出现于战国时代尸校的《尸子》一书中尸校认为“上下四方曰宇,往古来今曰宙”这样,我们可以知道“宇”是表示空间,“宙”是表示时间空间和时间的概念,随着历史的演进而逐渐发展宇宙的界限,随着天文学的进步而逐渐扩大我们的祖先由于受条件的限制,只能用眼睛观测大地万物,因而错误地认为宇宙是有边界的,所以人们常说“近在眼前,远在天边”虽然先祖关于宇宙边界的认识有失偏颇,但他们在2300多年前就巧妙地把时间和空间结合在一起,这一点是值得肯定的而欧洲在中古以前,还是把空间与时间割裂开来的关于宇宙的思想,我们的祖先要比当时的西方人丰富得多随着科学技术的发展,观测工具日益先进,人们对宇宙的认识逐步加深,从太阳到太阳系,再扩展到银河系、河外星系、星系团、总星系现已能观测到200多亿光年的宇宙深处,这个范围内包含了10亿个以上的星系 问题你所认识的宇宙是怎样的?你能说出人类认识宇宙经历了一个怎样的过程? 我的思路尽管每个人对宇宙的认识水平不同,认识能力也有差别,但对宇宙认识总有一些共同点,如宇宙是物质的,物质走运动的,宇宙处于不断的运动和发展之中天体之间相互吸引和相互绕转,形成天体系统目前,人们认识到的天体系统,从小到大排列,有以下几个层次地月系—太阳系—银河系—总星系 人类对宇宙的认识经历了漫长的时间古代自然哲学所讨论的天文学的宇宙,不外平大地和天空16世纪哥白尼倡导的“日心说”,认为“太阳是宇宙的中心”,意味着宇宙实际上就是太阳系18世纪天文学家引进“星系”一词,在一定意义上也不过是宇宙的同义语20世纪以来,尤其是60年代大型天文望远镜的使用,以及空间探测技术的发展,使天文观测的尺度大大扩展,达到上百亿年和上百亿光年的时空区域人们对宇宙的认识不断加深 2.材料1972年8月7日太阳出现耀斑大爆发爆发后,强烈的太阳X射线、紫外线和射电伴随着大量带电粒子流连续猛烈轰击地球达一个星期之久其中在爆发开始后5小时之内有一股粗约16千米、长达7000多万米的带电粒子流,以每秒6500千米的速度闯进地球大气层,顿时引起地球电离层和地磁场变化当时几乎所有的飞机和轮船上的磁罗盘指针都颤动起来,全世界的短波无线电通讯彻底中断,极区出现明亮的极光在一些地区甚至影响到电力线路,致使电灯忽明忽暗,仿佛发生了强烈的雷暴至于弱电仪器和电子设备更是变化无常,不能正常工作 太阳活动对地球除爆发性影响之外,还有人从历史记载的统计中得出太阳活动起伏,可能与气候、气象、江河水位,甚至地震等很多方面有关系例如,有人经研究认为,太阳黑子数的变化与自然灾害活跃期有一定关系,与我国地震活跃期和严重洪涝和其他自然灾害有一定关联
1909、
1931、
1954、1975年是太阳黑子的双周期,这些双周期刚好就在奉世纪4个地震活跃期中,而双周期及其前后又是我国长江、黄淮流域出现特大洪涝或其他自然灾害的时期当然,太阳活动对地球的这种影响十分复杂,至今还没有整理出比较确切可靠并可资利用的统计规律,其物理机制是怎样的也还没有搞清楚 问题阅读上述材料回答太阳活动主要类型有哪几种?对地球有哪些影响? 我的思路这是一个与现实密切结合的问题太阳大气层时常发生变化,有时甚至较为剧烈,这些变化统称为太阳活动它包括光球层上的黑子和色球层上的耀斑,太阳的黑子数的增减常作为太阳活动强弱的标志,耀斑是太阳活动最激烈的显示,二者往往相伴出现,活动周期都是11年 通过上面的材料,我们很容易找出太阳活动的主要类型有黑子和耀斑两种至于对地球的影响具体有好多方面,需要我们分析、归纳总结一般思路是先找出材料中给出了哪些影响,然后再将这些影响分类整理,结合教材进行分析太阳活动对地球的影响包括对地球自然环境的影响和对人类活动的影响两大方面,具体来说主要影响有太阳活动会对地球上的大气产生影响,出现气候异常;太阳活动产生的短波辐射和粒子流对地球的电离层产生扰动,影响地面无线电短波通信;当太阳活动增强时,太阳大气抛出的带电粒子流能使地球磁场受到扰动,产生“磁暴现象”使磁针剧烈颤动,不能正确指示方向;另外,太阳活动还与气象、地震都有一定的相关性 3.材料今年(2004年)年初,美国宇航局发射火星车“勇气”号及其孪生兄弟“机遇”号相继在火星上着陆,它们的主要使命是研究火星上是否有过水“机遇”号在对着陆的火星“梅里迪亚尼平面”进行探测的过程中,发现了这一区域历史上部分被液态咸水覆盖的证据“勇气”号此前也在“古谢夫环形山”其他地方找到水曾存在过的蛛丝马迹 尽管火星车还没有找到火星存在有机生物的直接证据,但是美宇航局科学家称,“机遇”号火星车找到了火星上曾经存在液态水的证据根据对火星车探测到的岩层以及其他矿石状况的数据分析,科学家发现火星车所在区域的一些岩层表面有被水浸泡的迹象,这些发现支持这样一个结论,当这些岩层形成时,当时火星的环境可能适合有机生物体的存在和繁衍,当然,这个结论并不表明火星上存在过生命,因为还没有直接证据 问题你认为火星上可能有生命吗?同样是太阳系的成员,为什么地球上有生命? 我的思路探索地外文明,寻找地球以外的生命是宇宙探索的一个重要课题,也是人类长期的梦想之一据科学家研究,生命是起源于水中,因此寻找水,特别是液态水就成了寻找生命的前提火星上曾经有水的痕迹,也激起了人们对火星生命的企望不过,到现在为止人们还没有在火星上发现有任何生命活动的证据尽管火星和地球同属于太阳系的九大行星之一,也属于类地行星,和地球相比有许多共性,但却没有地球上存在生命物质的条件 地球上存在生命物质的条件有地球附近的行星际空间,大、小行星绕日公转方向一致,而且绕日公转轨道面几乎在一个平面上大、小行星各行其道,互不干扰,使地球处于一个比较稳定的安全的宇宙环境之中;太阳比较稳定,使地球所处的光照条件比较稳定,生命从低级向高级的演化没有中断;地球在太阳系中的位置适中,使之具有人类适宜的温度条件;地球的体积和质量适中,使其能吸引住大气,并经过漫长的演化形成了适宜生物呼吸的大气;地球的内部结构和物质运动使其具有人类不可或缺的生命之源——水的形成和存在决策参考 材料自1975年以来,约有4600颗废弃卫星及同样多的失事火箭及其他航天器的碎片在近地轨道上游荡,它们中虽然每天有2~3颗脱离轨道进入大气尽被烧毁,但仍以每年200~300件的速度增加它们的运行速度是炮弹飞行速度的几十倍,所以对航天器造成巨大威胁1996年1月,在太空飞行的美国“奋进”号航天飞机为避免与一个失效卫星发生碰撞,机上宇航员不得不对航线进行调整1995年,日本宇宙事业开发团发射的大空实验观测自由飞行器,在太空运行8个月后被“奋进”号航天飞机收回,经检查,其外壳被太空垃圾撞击布满麻坑1983年一小块剥落的油漆曾撞坏“挑战者”号航天飞机的前窗目前人类发射的航天器在地面监控中心与宇航员密切配合下可及时躲避太空垃圾,而人造卫星则难以躲避人类现在正研制限制大空垃圾、减少危害的方法,这同样需要世界各国的共同努力,一起来保护宇宙环境 面对这些存在于大空之中的潜在危险,科学家们大声疾呼,“保持太空清洁!” 问题现在你是中学生,将来可能成为一名航天科学家,现在你以一名未来航天科学家的身份,向有关部门提出建议,告诉他们保持太空清洁的重要性,太空垃圾是怎样产生的,怎样保持太空清洁? 依据人类向宇宙空间发射的各种航天器,固然有十分重大的科研和应用价值,但是不可避免地会产生空间垃圾,例如工作寿命终止的航天器、因意外或有意爆炸产生的碎片,以及宇航员扔出飞船舱外的垃圾等这些空间垃圾大约以每年10%的速度增加,而且体积越来越大由于空间垃圾和航天器之间的相对速度很大,一般为每秒几千米至每秒几十千米,因此,即使轻微的撞击,也会造成航天器的重大损坏 现在,航天专家们已经开始研究限制太空垃圾的产生,以及清除太空垃圾的方法例如将停止工作的卫星推进到其他轨道上去,以免同正常工作的卫星发生碰撞;用航天飞机把损坏的卫星带回地球,以减少空间的大件垃圾 拓展宇宙资源主要有空间资源、太阳能资源、矿产资源人们利用宇宙空间这个特殊环境,通过人造卫星可从远距离观测地球,迅速、大量收集地球的各种信息宇宙具有的失重、高真空、超净和极端温度等条件是生产某些特殊物品所必需的,如太空育种、太空冶金等。