恐龍世界/地球結構
地球是一個不完美的球體，中間有一個炙熱而奇特的區域，外面包裹著一層岩石地殼。
地殼是我們星球的一小部分——它只有50-100公里深，而地球的半徑約為6400公里。
地殼大致相當於雞蛋殼，而整個地球則是雞蛋。
地球的岩石地殼在不斷地受到內部和外部力量的影響而發生變化和調整。我們利用地質學重建過去的地理環境和大陸構造。
大陸包含混合的變質岩、岩漿岩和沉積岩石。
如果你在瓦薩奇山脈徒步旅行，你會看到這三種類型的岩石！
- 沉積岩顯示了隨時間推移的環境變化的跡象。
- 變質岩展示了隨著時間的推移作用於岩石的物理和化學方面的奇特變化。
- 某些礦物僅在高壓或高溫下形成。
- 我們可以使用金剛石壓砧裝置（我們自己的洛厄爾·米亞吉博士的專業領域之一）在實驗室中模擬高壓和高溫。
- 金剛石壓砧裝置將一個微小的實驗腔室置於兩顆金剛石的尖端之間。
- 金剛石足夠堅固，可以擠壓在一起，並在一個極小的區域內產生極高的壓力和/或溫度。
- 人們花費整個職業生涯來研究變質岩是如何、在哪裡、以及何時形成的。
- 我們在這門課上不會過多討論它們，因為變質岩通常會破壞化石。噓！
- 但它們的化學和物理性質需要解釋！這為板塊構造理論的許多細節提供了基礎。
- 某些礦物僅在高壓或高溫下形成。
- 岩漿岩在大多情況下是侵入岩。
- 侵入岩是由緩慢冷卻的岩漿形成的，這些岩漿沒有噴發到地球表面。
- 通常，侵入岩在地殼內形成。
- 很好的例子是猶他州瓦薩奇山脈和尤因塔山脈中發現的花崗岩和花崗閃長巖，以及鹽湖城許多歷史建築，包括聖殿。
- 優勝美地國家公園（半圓頂，酋長巖等）的大塊岩石也是由花崗閃長巖構成的。
- 通常，侵入岩在地殼內形成。
- 侵入岩是由緩慢冷卻的岩漿形成的，這些岩漿沒有噴發到地球表面。
- 但也存在大量裝飾著大陸的噴出巖！
- 你可以很容易地看到大陸地區熔岩流形成的酷炫岩漿岩。
- 在猶他州南部各地。
- 在愛達荷州的月球隕石坑國家紀念碑。
- 在亞利桑那州北部和加州東部各地。
- 沿著太平洋西北部的哥倫比亞河。
- 沿著新澤西州的峭壁。
- 這是一個3D模型，展示了一種名為熔岩飛濺的噴出巖！
- 你可以很容易地看到大陸地區熔岩流形成的酷炫岩漿岩。
地震也會改變大陸岩石——甚至是在即時改變！
- 如果你感受過地震，你就感受過岩石隨時間推移移動的後果。
- 岩石移動需要很長時間，並且它們通常會卡在邊緣相互摩擦的地方。
- 這種張力偶爾會以地震的形式釋放，使岩石彼此滑動，但對我們其他人來說感覺非常奇怪。
- 我們可以很容易地觀察到過去地震的跡象——被高速公路切割的顯示偏移的岩層；沉積物中的溝槽；以及我們當地山區顯示的岩石的大規模位移。
- 如果你在鹽湖城經歷過麥格納地震（5.7級地震），那麼你感受過地殼的運動！
海水位於較低的位置。
- 想象地球是一塊堅硬的岩石，就像月球一樣，然後只是將水倒在它的表面上。
- 由厚而低密度的岩石板塊構成的陸地，高出水面上。
- 更薄、密度更高的地殼板塊通常由噴出巖構成，通常保持在較低的位置，緊密地包裹在地球的地幔周圍，因此海水會沉積在上面。
海底的岩石通常由噴出巖玄武岩構成。
- 我們實際上可以看到新的玄武岩正在海底形成並作為新岩石噴出。
- 我們可以研究在這些新鮮礦物上繁榮生長的微生物生命。
- 沉積物可以形成岩層，覆蓋在玄武岩板塊的頂部。
- 我們可以利用玄武岩的紋理、質量和化學成分來衡量它們暴露在風化作用下的時間長度。
- 我們可以利用沉積堆積或岩層來衡量這段時間內環境條件的變化。
一些在海底形成的玄武岩會露出海面。
- 玄武岩可以堆積成巨大的海底火山。
- 夏威夷群島就是一個例子：這些島嶼露出海面。
- 珊瑚和其他製造碳酸鹽礦物的動物群落覆蓋著這些島嶼的山坡，並增加了沉積岩的層數。
- 生活在那裡的人們不得不應對火山噴發。
- 玄武岩可以形成海底山脈，在那裡每天都會誕生新的岩石。
- 一個很好的例子是中大西洋海脊。
- 中大西洋海脊是一條南北走向的山脈，位於美洲和歐洲/非洲之間。
- 冰島坐落在海脊露出海面的一部分。
- 生活在那裡的人們不得不應對火山噴發。
- 磁性顆粒在玄武岩中形成小的指南針指示器。
- 玄武岩含有大量的鐵基礦物。
- 這些礦物可以形成小的磁體，隨著岩石冷卻和凝固，這些磁體與地球的磁極對齊。
- 如果玄武岩一層疊著一層地堆積，形成一個大的巖堆……
- 我們可以按順序測量巖堆中的磁性顆粒。
- 通常，較老的岩石位於巖堆的底部。
- 如果玄武岩在中大西洋海脊形成，然後被拉開……
- 它們會為新的玄武岩進入裂縫並形成更多新鮮岩石騰出空間。
- 一個結果是，它們不是垂直堆積，而是形成並排的條帶。
- 最古老的岩石條帶距離海脊最遠。最新的岩石條帶距離海脊最近。
- 這是一個動畫，展示了這個過程是如何運作的。
- 玄武岩層可以與遠處同時噴發或來自相同化學湯的其它岩層相匹配。
- 與磁極對齊的小磁體告訴我們磁北的方向。
- 在一堆玄武岩流中，或者在一系列相鄰的玄武岩條帶中，我們對北方的測量結果反覆切換方向！
- 有很多物理原因解釋了為什麼地球的磁場應該週期性地翻轉，而不是像今天一樣保持不變。
- 我們今天可以詳細測量磁場，它比我們在書中畫的要複雜得多！
- 我們可以透過比較磁北方向來測量和比較玄武岩噴發的時機。
地震也一直在薄薄的海底玄武岩地殼中發生。
- 通常它們不會影響陸地上的生命。
- 它們總是發生在中大西洋海脊和其他岩漿正在噴發的地方附近。
- 我們可以用現代裝置更好地探測到這些地震。
一百年前，我們對地球上岩石的基本觀察還無法獲得。
第二次世界大戰期間，科學家們對海底岩石有了許多重大的發現，當時潛艇戰需要我們瞭解那裡的岩石的結構、水深測量（水下地形的起伏）和物理特性。我們大量使用了磁鐵，因為我們正在尋找潛艇。海底山脈的大小以及磁訊號相反的岩石條帶最初讓地質學家感到困惑。
證明地球地殼運動和變化的觀察結果可以在稱為板塊構造的概念框架中進行解釋。我們推薦這個帶有大量圖表說明的影片，在這裡。
以下是板塊構造的基本思想。
- 我們將地殼表示為一組在地球表面移動的脆性單元。
- 每個板塊都有一塊岩石板塊構成其大部分物質。
- 有些板塊包含厚而低密度的侵入岩（花崗岩、閃長巖等）。
- 有些板塊包含薄而高密度的侵入岩（通常是玄武岩）。
- 有些板塊同時包含這兩種型別的岩石板塊。
- 水會聚集在低窪處。
- 海洋位於大陸之間。
- 深藏在海底的玄武岩，形成了薄薄的緻密岩石地殼。
- 熔岩的**化學成分**導致玄武岩密度很大。
- 上面有水**並不是**熔岩形成緻密岩石的原因。
- 厚厚的低密度侵入岩巖板從海面探出，很容易被我們看到，它們就是大陸。
- 高密度噴出巖也可以堆積得足夠高，從海面探出：比如冰島和夏威夷。
- 沉積物沉降並在這些巖板上形成沉積岩。
- 沉積物可以在陸地上形成岩石，從而增加大陸巖板的厚度。
- 沉積物可以在海岸線上形成岩石，使得大陸和海底之間的坡度過渡更加平緩。
- 沉積物也可以在海底形成岩石。
- 變質岩形成於巖板發生劇烈活動的地方。
- 地球地殼巖板的碰撞、摩擦或擠壓會改變作用於岩石的物理和化學條件。
- 這可能導致不同的礦物分解或形成。
- 如果相同的元素存在，但現在具有新的礦物結構，就會形成不同型別的岩石。
- 岩漿岩持續形成於……
- 巖板相互分離，留下一個小裂縫供岩漿湧出。
- 這種情況一直髮生在海底，例如大西洋中脊。
- 或者巖板相互碰撞，導致一片薄薄的海底玄武岩滑到另一塊巖板之下。
- 這種情況發生在北美太平洋西北部和南美洲的安第斯山脈。
- 或者某個“小丘”似乎允許岩漿洩漏出來。
- 這種情況一直髮生在夏威夷，岩漿試圖向上穿過岩層。
- 該群島的西北島嶼不再活躍，因為地殼巖板從“小丘”處滑走了。
- 這個概念的正式名稱是熱點（Hot Spot）。
- 巖板相互分離，留下一個小裂縫供岩漿湧出。
- 火山形成於巖板碰撞的地方。
- 地震發生於巖板碰撞的地方，以及巖板試圖相互滑動的的地方。
- 劇烈的地震發生於巖板碰撞的地方，例如：
- 西藏（大陸巖板與大陸巖板碰撞）
- 印度尼西亞（海洋巖板與海洋巖板碰撞）
- 南美洲西海岸（海洋巖板與大陸巖板碰撞）
- 北美加利福尼亞海岸
- 這裡，一塊大部分是海洋的巖板，太平洋板塊，拖著其邊緣的一小塊大陸。
- 洛杉磯位於太平洋板塊上。
- 洛杉磯隨著太平洋板塊向北移動。
- 北美板塊承載著大部分北美大陸，以及北大西洋海底的一半地殼。
- 舊金山隨著北美板塊向南移動。
- 如果你測量每個板塊中間的板塊運動，例如，夏威夷和內華達州的GPS裝置，板塊每年大約以5毫米的速度分離。這大約和指甲生長的速度一樣快。
- 如果你測量聖安德烈亞斯斷層附近的板塊運動，你會發現沒有運動。它卡住了。直到它不再卡住，然後我們需要巨石強森來拯救我們。
- 劇烈的地震發生於巖板碰撞的地方，例如：
**活動大陸邊緣**是指位於巖板邊界上的大陸邊緣，這些巖板邊界相互碰撞或並排滑動，從而導致火山和地震。
**被動大陸邊緣**是指位於巖板中間的大陸邊緣。在被動大陸邊緣，火山和地震很少發生。
我們可以將地質學、化學、古生物學和物理學的觀測結果與板塊構造理論框架相結合，來估算地球過去的大陸、海洋和水驅動的氣候系統的配置。
某些磁性礦物可以告訴我們，在該礦物形成時地球磁極的位置。
- 我們比較磁性礦物來關聯海底玄武岩的條帶。
- 我們可以測量每條條帶的順序和間距。
- 我們可以利用地球磁極的週期性翻轉模式，將玄武岩條帶組織成一個相對的噴發時間軸。
- 我們比較磁性礦物來關聯堆積在地球表面大陸上的熔岩岩層的順序。
- 我們可以測量每一層熔岩岩層的厚度和順序。較老的岩石應該在底部，較新的岩石在頂部。
- 我們可以利用地球磁極的週期性翻轉模式，將熔岩岩層組織成一個相對的噴發時間軸。
- 如果某個大陸在板塊移動過程中發生了旋轉，磁體也可以顯示出來。
花了數十年時間才學會如何正確地觀察磁性礦物，以及如何解釋它們對岩石的相對年齡、原始方位及其與鄰近岩石關係的描述。像猶他州的皮特·利珀特博士這樣的科學家仍然將畢生精力用於解開古代岩石的歷史，以便我們更好地理解我們的星球作為一個動態系統是如何運作的。
化石以兩種主要方式對重建古地理至關重要。
- 古生物學家比較來自世界各地的化石。
- 一些植物或陸地動物的化石現在發現於遙遠的大陸上，但它們可能生活在一個這些大陸不那麼遙遠的時候。
- 化石可以顯示當時存在的棲息地。
- 棘皮動物（海膽、海星、海百合等）通常只生活在正常鹽度的**海洋**水中。
- 海蝸牛可以忍受各種各樣的鹽度。