人與地球環境

第一章 探索地

球

第一章 探索地

球

1-1 　地球的起源與演變

1-2 　研究地球歷史的方法

1-3 　適合生命發展的地球環境

2 第一章

第一章 探索地球

_{1-1 地球的起源與演變}  太陽系與地球的形成  地球的演變 _{1-2 研究地球歷史的方法}  相對地質年代的測定  絕對地質年代的測定  地球的歷史 _{1-3 適合生命發展的地球環境}  地球系統  碳循環 P.5 P.5

1-1 地球的起源與演變

1-1.1 太陽系與地球的形成

1-1.2 地球的演變

P.6

P.6

這是課本的頁次

4 第一章

太陽系的形成

太陽系的形成

Q ：星體 ( 恆星 . 行星 ) 的誕生地？

星雲：

主要成分是

氣體 ( 氫、氦、甲烷、

氨 ) 、冰和塵埃

P.6-7 P.6-7

5 第一章

獵戶座大星雲

_M42

百寶箱 1-1 百寶箱 1-1 星雲－星體的誕生地 P.8 P.8

6 第一章

仙女座大星系

－星雲重組後的天體之一？

什麼力量可以重組星雲 ?

萬有引力

萬有引力

P.6-7 P.6-7

7 第一章 星雲因萬有引力吸引聚集 → 雲氣繞中心旋轉 → 形成高溫、高密度核心， 周圍呈扁平狀 → 盤上形成團塊 . 星雲中心 收縮增溫 ( 位能轉換成熱 能 ) →中心引發核融合 → 向外熱膨脹壓力與向內重 力平衡、氣體停止收縮 → 太陽誕生 星雲因萬有引力吸引聚集 → 雲氣繞中心旋轉 → 形成高溫、高密度核心， 周圍呈扁平狀 → 盤上形成團塊 . 星雲中心 收縮增溫 ( 位能轉換成熱 能 ) →中心引發核融合 → 向外熱膨脹壓力與向內重 力平衡、氣體停止收縮 → 太陽誕生

太陽的誕生

P.6

P.6-7P.6-7

8 第一章

太陽系的形成

太陽系的形成

P.7 P.7 近核心的較高溫盤面上，氣體 多被吹散，只凝結出以金屬和 岩石為主的數公里大小團塊。 近核心的較高溫盤面上，氣體 多被吹散，只凝結出以金屬和 岩石為主的數公里大小團塊。 遠離核心的低 溫盤面上，凝 結的團塊除了 金屬和岩石之 外，還含有大 量的冰。 遠離核心的低 溫盤面上，凝 結的團塊除了 金屬和岩石之 外，還含有大 量的冰。

9 第一章

→

星雲中團塊物質被 太陽風向外吹拂、擾動 → 團塊、雲氣繞中心旋轉 → 較重的物質因重力吸 引持續碰撞、結合形成 微行星體 ( 岩石 . 金屬為主 ₎ → 較輕的氣體在旋轉過程散布至外圍亦逐漸匯 集 → 微行星體碰撞、大的捲走鄰近塵埃和碎片匯 聚成_{類地行星 ( 地球誕生 ) ，}外圍氣體匯集形 成類木行星→太陽風吹散盤面剩餘物質→太陽系 成形

太陽系行星的形成

太陽系 的形成 P.6

10 第一章

太陽系的形成

太陽系的形成

腦力激盪 1-1 腦力激盪 1-1 按此觀看影片 按此觀看影片 按此觀看影片 按此觀看影片 太陽系的形成 P.7 P.7 以岩石、金屬為主 類地行星 以岩石、金屬為主 類地行星 以冰、氣體 為主 類木行星 以冰、氣體 為主 類木行星

11 第一章 位於半人馬星座， 距離地球 _{220 光} 年

一個正在萌芽的太陽系

一個正在萌芽的太陽系

12 第一章

獵戶座星雲中即將形成行星系統

獵戶座星雲中即將形成行星系統



哈伯望遠鏡在獵戶座星雲 M42 中，拍到許

多恆星的周圍環繞著黑暗盤狀物（圖中四個

角落的放大圖），科學家認為這些盤狀構造

中已有建構行星的團塊物。

百寶箱 1-1 百寶箱 1-1 P.8 P.8

13 第一章

小歇



請假

有一天一個小學學生，因為奶奶過世要出殯

，必須回南部，遞假單給老師，

事假單的「事由」上寫著：「出殯」。

老師糾正他說，「事由」應該是請假的人要

去做的事才對，

結果小朋友點點頭、拿回座位改，不久後拿

來改過的事假單，只見「事由」

由「出殯」 改成

_---

「

陪葬

」

！

14 第一章 地球內部熱能的來源  近高溫熔融狀 , Why?  地球內部熱能的來源 _: 1.質量增加重力壓縮，位 能轉換成熱能而增溫 2.隕石撞擊產生熱能 3.內部放射性元素衰變放 熱 P.9 P.9 百寶箱 1-2 百寶箱 1-2 Q: 原始地球的溫度？ Q: 原始地球的溫度？

15 第一章

1-1.2

1-1.2

地球的演變

地球的演變

地球層圈構造的

演變

演變

原始地球 (

高溫熔融

狀、內部無明顯分層

₎

密度大的

鐵、鎳

等沉到中心、形成

地核

密度小的

矽酸鹽

等浮到地核之上、形成

地函

地函中較輕 ( 含鐵鎂較少 ) 的部分浮到地球

表面、形成

地殼

• 此過程約歷經一億年。

P.9 P.9

16 第一章

地球層圈構造的演變

地球層圈構造的演變

鐵與鎳陷入核心，輕的

物質往外浮出形成地球

外層

持續向外散熱，地球慢慢

冷卻、外殼形成，地殼、

地函、地核三層成形

P.9 P.9

17 第一章 Q

：

太陽系各行星中，為何只 有地球上有生命的存在？ 1. 陽光：與太陽距離適中，陽光適量 2. 水：提供生命所需 . 調節氣候 . 造就地球多 樣且適合生命發展的地理及氣候環境 ( 海 . 河 . 湖泊、冰、地下水與大氣變化… ) 3. 空氣：提供適合生物發展的大氣組成 ( 氧、 溫室氣體_{… ), 保護生命} 得天獨厚 的地球

地球適合生命發展的條件

P.9-10 P.9-10

18 第一章

Q ：海洋 (

水 ) 、大氣從何而來

？

大氣與海洋的起源

P.9-10 P.9-10

19 第一章 _{地球初形成 (46 億年前 ) ，大氣主要組成} 為氫、氦、甲烷及氨

大氣與海洋的起源

地球第一階段原始大氣 P.9-10 P.9-10

20 第一章

Q ：第一階段原始大氣為何消失？

太輕而逃離地球

太陽風吹走、隕石撞擊

Q ：現今大氣的起源主要和什麼活動有關？

大氣與海洋的起源

P.9-10 P.9-10

21 第一章 主要組成： 水氣 二氧化碳 二氧化硫 氮氣 氫氣 氯氣

第二階段原始大氣形成－火山釋氣

右圖：夏威夷火山 爆發的氣體組成 Q ：第二階段原始大氣組 成和現今有哪些不同？

大氣與海洋的起源

P.9-10 P.9-10

22 第一章 原始大氣成分 現今大氣成分 水氣 ( 約 71 ％ ) 氮 (78%) 二氧化碳 ( 約 14 ％ ) 氧 (21%) 二氧化硫 ( 約 6 ％ ) 氬 (0.93 ％ ) 氮氣 ( 約 5%)

大氣成分比一比

大氣與海洋的起源

P.8

_P.9-10P.9-10

23 第一章

地球初形成

_{(46 億年前 ) ，大氣主要組成為}

氫、氦、甲烷及氨

→ 氫和氦

太輕

而逸散，甲烷及氨因 隕石或

太陽風

衝擊，獲得能量而逃離

→ 高溫地球火山活動旺，釋出大量

水

氣、

_CO

₂

、 SO

₂

、氮…，形成第二階段原

始大氣

→ 地表

降溫

、水氣

凝結

→ 降雨匯聚低窪→海洋形成 ( 四十億年前

海洋的形成

₎

大氣與海洋的起源

P.8

_{P.10-11P.10-11}

24 第一章

大氣與海洋組成的演變 ( 續前頁

₎

→ 大氣中

_CO

₂

溶解於海水、部分形成

碳酸

鹽

沉澱 ( 轉化成石灰岩

_{) ， SO}

₂

亦溶

解於雨水隨著流入海洋形成

硫酸鹽

沈澱。

→大氣中

大部分

_H

₂

O

、 CO

₂

與 SO

₂

被移除

，

氮氣

所占

比例

因而相對

增加

。

→ 陸地岩石

風化侵蝕

產生鈉、鎂、鈣、鐵

等

陽離子

，經風及河流的搬運輸送入海

→ 海底

火山噴發

氣體溶於海水中形成

_Cl

-、 HCO

3-

、 SO

42-

等

陰離子

。

→ 海水鹽度達到現在的平衡。

大氣與海洋的起源

P.10-11 P.10-11

25 第一章 幾百萬年後，地球稍冷卻，開始降雨，雨水在 地表低窪累積、形成海洋

大氣與海洋的起源

P.10-11 P.10-11

26 第一章 大氣組成演變過程示意圖 1. 紫外線分解水氣 2. 藍綠藻光合作用 Q ：現今大氣中的氧氣從何而來？ P.10-11P.10-11

27 第一章

原始大氣的水氣經由太陽

紫外線分解

而

產

生

氧

_{( 氫逃逸 )}

→原始生命 (

藍綠藻

菌

_{) 在水中出現 (}

約 35 億

年前 )

→部分細菌發展出行

光合作用

_{能力、消耗 CO}

₂

產生氧 (

約 27 億年前 )

→氧氣與水中的鐵結合，形成氧化鐵 (

縞狀鐵

礦

) 沉積 (

約 25-18 億年前 )

→水中鐵濃度降低、大氣中氧氣累積開始增快

(

約 20 億年前 )

→高空

氧氣和陽光反應

形成

臭氧

_{層 (}

約 6 億年

前 )

大氣和海洋的演變與生物

生物的 發展 P.10-11 P.10-11

28 第一章

1-1.2

1-1.2

　地球的演變

　地球的演變

澳洲鯊魚灣的 疊層石，這是 由藍綠藻所形 成的岩石。藍 綠藻在地球已 經 有 35 億 年 的歷史，是原 始的簡單生命。 澳洲鯊魚灣 澳洲鯊魚灣 35 億年前的 藍綠菌化石 35 億年前的 藍綠菌化石 百寶箱 _1-4 百寶箱 _1-4 疊層石疊層石 P.10

29 第一章

1-1.2

1-1.2

　地球的演變

　地球的演變

氧化鐵礦 氧化鐵礦 出露在地表的氧化鐵礦床多形成於 _{25-18 億} 年 P.11 P.11

30 第一章

 高空

氧氣和陽光反應形成臭氧

層

(

約 6

億年前

₎

→海中生物大量增加 (

約

_{5.4 億年前}

=

寒

武紀大爆發

₎

→植物登陸 ( 四億年前

_{) 、大量繁殖}

→ 氧氣增加，地球系統作用逐漸平衡，大

氣組成趨於穩定，並維持至今。

生物與環境

唇齒相依！

大氣和海洋的演變與生物

P.11

31 第一章

地球大氣的演變

地球大氣的演變

趨近於 ₀ 氧開始在大氣累積 臭氧也開始產生 臭氧也開始產生 按此觀看影片 按此觀看影片 按此觀看影片 按此觀看影片 地球演化 ▲ 大氣中氫、氮、氧及二氧化碳含量的變化 P.11

33 第一章 禮拜天放假，蚯蚓兒子閒著沒事，就把自己 切成 兩段打 羽毛球去了。 蚯蚓媽媽高興有這麼聰明的兒子，也把自己 切成 四段自個打麻將 去了。 無聊爸爸受到兒子與老婆的啟發，就把自己 剁碎在砧板上奄奄一息了。 將台上的蚯蚓媽媽聞訊趕來，傷心地說；“ 老公你這是幹嘛呀！_” 蚯蚓爸爸虛弱得說： “我……… ... 我想踢場足球”

喝水時間－禮拜天放假

1-2 研究地球歷史的方法

相對地質年代的判斷

絕對地質年代的測定

地球的歷史

35 第一章 相對地質年代：藉由岩層的上下關係、地質 事件的先後順序和生物演變等所劃定的地質 年代的先後次序，主要利用化石作為劃分工 具



單位 : 元、代、紀、世、期 ( 大

_

小 )

；「元」以下可以劃分成若干「代」，

各代之下再細分成若干「紀」

絕對地質年代：利用放射性元素定年法所測 岩石 ( 化石 ) 形成距今的確切年代



單位 : 百萬年 , 年

研究地球歷史的方法

研究地球歷史的方法

P.12

36 第一章

【

【

例題

例題

】

】

地質事件的先後順序

地質事件的先後順序

沉積岩層形成 沉積岩層形成

新

老

斷層 斷層 火成岩體侵入 火成岩體侵入 1. 1. 2. 2. 3. 3. P.12

37 第一章

相對地質年代的推定原則

相對地質年代的推定原則

原始水平定律  一般而言，沉積岩層若未受到地殼變動的影響 ，其層理為原始的水平狀態。 疊積定律  未經變動的水平沉積岩層，老地層在下、新地 層在上。 截切定律  _{先發生的事件會受到後發生事件的影響 ( 或截} 切 ) ，被影響 ( 截切 ) 的事件較早發生。 P.12-13 百寶箱 1-5 百寶箱 1-5

38 第一章

例題

例題

下圖為某地未倒轉岩層的垂直剖面圖，地表在甲地 層之上界，圖上不同的圖樣和甲～辛的標示分別代 表不同的岩層。丁層與庚層各為一火成岩侵入岩層 ，其中丁岩層還包裹著一些來自丙層岩石的碎塊。 甲～辛的先後順序？ （_（ 97₉₇ 學測）學測） 【 【答_答】】辛己戊丙丁庚乙甲辛己戊丙丁庚乙甲 被 包 裏 在 岩 層 ( _{脈 ) 中的物體，} 形 成 時 間 比 岩 層 ( 脈 ) 早。 P.12-13

39 第一章

相對地質年代的推定原則

相對地質年代的推定原則

包裹體定律  被包裏在岩層 ( 脈 ) 中的物體，形成時間 比岩層 ( 脈 ) 早。 動畫 動畫 動畫 動畫 相對地質年代的測定 Q ：右圖為一礫岩，礫岩 的年代和其中所含的 礫石年代，何者較新 ？ A ：礫岩的年代比其中所 含的礫石年代新。 P.14

40 第一章

相對地質年代的推定原則

相對地質年代的推定原則

化石  不同時代的岩層含有不同的化石 ( 群 ) ，含有相同 化石 ( 群 ) 的地層則是相同年代形成的。利用地層 中的化石 ( 標準化石 ) 或化石群可分析地層的先後 次序。 岩石的紀錄常因地殼變動過程而被擾動或破壞， 年代愈久受擾動及破壞情形通常愈嚴重，各項判 斷及推論應更謹慎。

P.13

動畫 動畫 動畫 動畫 相對地質年代的測定

41

第一章

化石

42 第一章 1) 生物的遺體、遺跡或排泄物掩埋後，隨沈積 物受成岩作用石化而成 2) 由化石可推測沈積當時地球的海陸分布、環 境、氣候_… 3) 活化石：保有古代生物特徵、至今仍存活者 4) 標準 ( 指標 ) 化石：古代生物在地史上有特 定出現時間、可以推測岩層沈積時代者

化石

_補充

43 第一章

百寶箱

百寶箱

_1-5

_1-5

標準化石

 標準 ( 指標 ) 化石：某些古生物在地史上 有特定出現的時間，可藉以推測岩層沈積 的時代者。  重要的標準化石：古生代－三葉蟲、石燕 ；中生代－恐龍、菊石；新生代－長毛象 、貨幣蟲。  標準化石的特性：演化速度快、生存期限 短、分布範圍廣、個體數量多、特徵明顯 易鑑定 ( 前二者取其時間需求、後三者取 其應用需求 ) 。

P.13

44

第一章

課本圖 6-3

化石－標準 ( 指標 ) 化

45 第一章  金 字 塔 所 使 用 的建材 , 就是俗 稱 「 天 使 硬 幣 」 的 大 型 有 孔 蟲 － 吉 薩 貨 幣 蟲 － 所 集 結 成 的 石 灰 岩 。 它 是 單 細 胞 生 物 中的龐然大物 , 直徑約五公分 , 是 最 早 被 觀 察 到的有孔蟲。 圖 b: 吉薩貨幣蟲 (Nummulites gizehensis)

標準 ( 指標 ) 化石－貨幣

蟲

_補充

46 第一章

地層對比

按此觀看動畫 按此觀看動畫 按此觀看動畫 按此觀看動畫 化石對比 地層對比：比較兩 地的地層剖面，以 了解兩地沈積的關 係。包括岩層性質 ( 岩 石 種 類 、 特 徵 ) 、化石或化石 群、地質構造 ( 褶 皺、斷層 ) 的對比 。從地層的對比可 以瞭解地球環境的 歷史變遷。 乙地區缺少 B 層 ，可推測乙地在 A 、 C 地層形成期間 環境發生了明顯變 動。 同一年代 同一年代 A B C

P.13

同一年代 同一年代

47 第一章 1. 小華在甲地的地層中，發現有 a 、 b 、 c 、 d 、 e 五種化石 ，而在乙地地層中，僅發現有 a 、 b 、 d 三種化石。根據地 層對比的觀念來判斷，則乙地 形 成 時 間 相 當 於 ？ 　 _(A) 400 萬 ～ 200 萬 年 前 　 (B) 500 萬 ～ 400 萬 年 前 　 (C) 900 萬 ～ 500 萬 年 前 　 (D) 900 萬～ 400 萬年前。 2. 下列敘述何者正確？　 _{(A) b} 可能為三葉蟲化石　 _{(B) d} 可能為恐龍化石　 _{(C) c 可} 能為菊石化石　 _{(D) 五種化石} 中， a 作為地層對比的精確度 最低。

【例題】附圖為甲地地層柱及其化石分布年代

，請依此回答下列問題：

【答】 (C) 【答】 (D)

48 第一章 3.若在丙地發現 a 、 c 、 e 三 種化 石； 丁地發 現 a 、 c 、 d 三種化石。則 乙、丙、丁三地岩層形 成的先後順序為何？　 (A) 乙→丙→丁　 (B) 乙 →丁→丙　 (C) 丙→乙→ 丁　 (D) 丁→乙→丙。 4.哪一種最適合做為標準 化石？　 (A) a (B) b (C) d (D) e 。

【

答】 (B)

【

答】 (D)

49 第一章



母元素原子數蛻

變一半所需的時

間為固定，稱為

『

半衰期

』

• 母元素 _{: 原始} 的放射性元素。 • 子元素 : 蛻變 後的穩定元素。

絕對定年

－－

放射性元素定年法

_P.15



放射性元素 ( 母元素 ) 隨時間會變成其他

穩定元素 ( 子元素

₎

50 第一章



任一時間 [ 母元素＋子元素 ] 總量 ( 個

數 ) 固定不變 (100%)

放射性元 素定年法

母元

_素

母元

_素

子元

素

子元

素

絕對定年

－－

放射性元素定年法

_P.15

51 第一章

放射性元素定年法

放射性元素定年法



比較

母元素

與

子元素

的量，可決定岩石生成

的年齡

1 個 半衰期 _{母 : 子}再 1 個_半衰期 再 1 個_半衰期 =1:1 母 : 子 =1:3 母 : 子 =? 1:7 依此類推_…

P.15

52 第一章 推算法： =1/2 , 岩石年紀為 1 個半衰期 =1/4 , 岩石年紀為 2 個半衰期 =1/8 , 岩石年紀為 3 個半衰期 …. 依此類推 , 岩石年紀 為 X 個半衰期 岩石年紀＝ _X × 半衰期

放射性元素定年法

放射性元素定年法

元素總量 ) 母 子 ( 剩餘母元素  X        2 1

P.15

53 第一章



_{定年適用範圍： 10 個半衰期。}



不同年代的岩石或化石需採用不

同半衰期的放射性元素來定年 (

愈古老的用較長半衰期的元素 )

絕對地質年代的測定

－

放射性元素定年法

百寶箱 1-7 百寶箱 1-7

P.15

54 第一章

常用的同位素定年法

定年法 母元素 子元素 半衰期 常用的測定物 鈾鉛法 鈾 238U 鉛 206Pb 45.1 億年 鋯石 鈾鉛法 鈾 235U 鉛 207Pb 7.1 億年 鋯石 釷鉛法 釷 232Th 鉛 208Pb 141 億年 鋯石 銣鍶法 _{銣 87Rb} 鍶 87Sr 480 億年 黑雲母 . 白雲母 鉀氬法 鉀 40K 氬 40Ar 12.6 億年 長石，雲母 碳 14 法 碳 14C 氮 14N 5730 年 含碳物質 百寶箱 1-7 百寶箱 1-7

P.15

55 第一章

放射性定年法的限制



岩石中需有足量的放射性礦物



定年的礦物必須是封閉的，元素需

全留在原岩中，不能有散失



_{原岩不可經過改變或破壞 ( 如變質 .}

熔融

_{… )}

百寶箱 1-7 百寶箱 1-7

P.15

56 第一章

【例題】

【例題】

放射性同位素定年法

放射性同位素定年法



_{若測得岩石中碳 14 與氮 14 的含量為 1}

_：

7 ，則該岩石已形成多少年？

（已知碳 14 的半衰期為 5,730 年）

【

答】

經過 3 個半衰期 (n = 3)

經過 3 個半衰期 (n = 3)

岩石年紀

_＝

_{5730 × 3 = 17190 年}

岩石年紀

_＝

_{5730 × 3 = 17190 年}

n 3

1

1

1

( )

(

) ( )

2



1 7





2

57 第一章 【例題】放射性同位素定年法  下圖為放射性元素中母元素和子元素含量隨時間的 變化圖，回答下列問題： 1. 哪一曲線是子元素？　　 2. 半衰期為何？　　　　 3. 若某岩石中，子元素含量為母元素的 7 倍，則此岩 層的年齡為何？ 【答】 A 【答】 7 億年 【答】 21 億年

58 第一章 【 【例題例題】】 放射性定年法的限制 放射性定年法的限制



下表所列為常用以定年的放射性元素，要

測定近代較年輕的岩石或礦物，採用表中

哪一種放射性元素定年較適合？



_(A)

_{碳 14 －氮 14}

(B)

鉀 40 －氬 40

(C)

鈾 238 －鉛 206 。

【答】 (A)

59 第一章

1-2.3 　地球的歷史



地球的歷史即以全球物種的興衰為依據，

再加上其岩層中礦物的放射性定年資料，

定出一個全球通用的地質年代表。



最早的隱生元代表物種很稀少的時代，其

與顯生元的分界，為 5 億多年前生物開始

大量出現的時間點上。



顯生元又分為古生代、中生代和新生代；

代以下為紀，紀則可再細分為世。

P.16-19

60 第一章 相 對 地 質 年 代 絕 對 地 質 年 代 1-2.3 　地球的歷史 P.19

61 第一章

1-2.3 　地球的歷史

5 億多年前的古生代早 期，生物種類與數量突 然大量增加，地球從一 片荒蕪變成生物興盛， 稱為寒武紀大爆發，其 中以三葉蟲為代表。 二疊紀末期發生大滅絕 事件，之後恐龍等大型 爬蟲類繼之成為中生代 的主要生物。 新生代則是哺乳類動物 的時代。 百寶箱 1-7 百寶箱 1-7 P.16-19

生物數量與大滅絕

P.19 •條紋寬度表示 生物的數量變化 ，淡紫色直線代 表五次大滅絕事 件。 1-2.3 1-2.3 地球的歷史地球的歷史

隱 生 元 隱 生 元 顯 生 元 顯 生 元 （ 寒 武 紀 大 爆 發 ） （ 寒 武 紀 大 爆 發 ）

1-2.3 地球的歷史

P.16-19

1-2.3 地球的歷史

寒武紀大爆發 寒武紀大爆發 寒武紀大爆發 寒武紀大爆發 史上最嚴重大滅絕 史上最嚴重大滅絕 史上最嚴重大滅絕 史上最嚴重大滅絕 P.16-19

66

第一章

1-2.3

1-2.3 地球的歷史地球的歷史

例題 －

例題 －

₁₀₁

₁₀₁

學測題

_學測題

(A) (A) 太陽光度的增加與減少 太陽光度的增加與減少 (B) (B) 岩石風化速率的增加與減少 岩石風化速率的增加與減少 (C) (C) 石灰岩沉積速率的增加與減少石灰岩沉積速率的增加與減少 (D) (D) 陸地植物與動物多樣性的增加陸地植物與動物多樣性的增加 與減少 與減少 (E) (E) 大氣中水氣含量及雲量的增加大氣中水氣含量及雲量的增加 與減少 與減少 圖為地球科學家根據不同年代岩石中的相關化學成分， 圖為地球科學家根據不同年代岩石中的相關化學成分， 由全球尺度的觀點， 推論顯生元以來至工業革命之前 由全球尺度的觀點， 推論顯生元以來至工業革命之前 ， 地球大氣中二氧化碳濃度的變化情形。下列哪些選 ， 地球大氣中二氧化碳濃度的變化情形。下列哪些選 項與圖中曲線變化的關聯性最為密切？（ 應選 項與圖中曲線變化的關聯性最為密切？（ 應選 2 ₂ 項）項）

【答案

】 (B)(C)

68

第一章

高中

vs.

1-3

70 第一章 1. 地球及其上的生物結合成一個系統，透過自 我調節及組織使地球環境保持穩定、適合生 命發展 2. 地球環境和生態系統密切相連，物質 _{( 如碳} 、氮、水分_{… ) 與}能量透過不斷的互動循環 ，使地球成為巨大的動態平衡系統。 3. 岩石圈、水圈、大氣圈及生物圈構成一套體 系，巧妙地互動，使地球環境保持穩定。

1-3.1 　地球系統

P.20

71

第一章

▲ 氮氣與氧氣的循環

地球系統的循環

72 第一章

地球系統的能量循環

太陽輻射能量是地球表面的主要能量來源， 從赤道到兩極，各地區所吸收的太陽輻射能 量不大相同。 透過全球大氣環流和海洋洋流循環，赤道過 多的太陽輻射能量得以分送到地球其他角落 。 百寶箱 1-9 百寶箱 1-9 ▲ 赤道地區大多為 陽光直射，地表單位 面積受熱較多。高緯 度地區陽光斜射，地 表單位面積受熱較少 。 ▲ 赤道地區大多為 陽光直射，地表單位 面積受熱較多。高緯 度地區陽光斜射，地 表單位面積受熱較少 。

P.20

73 第一章

地球系統的物質能量循環

P.20  大氣圈與水圈間的水循環，主導地表的氣候變 化，促進岩石圈的風化與侵蝕作用。  岩石圈的火山作用也會釋放氣體至大氣圈，影 響全球的氣候。

74 第一章

地球系統的物質能量循環

P.21 生物圈一方面從太陽吸取能量，一方面則從 大氣圈、水圈和岩石圈吸收養分，死亡後遺 骸回到岩石圈，並加入全球循環。

75 第一章 大氣與海洋的化學組成也受生物活動影響， 生物作用也強化了岩石圈的地表地質作用。

地球系統的物質能量循環

P.21 岩石圈、 水圈、大氣 圈及生物圈 構成一套體 系，巧妙地 互動，使地 球環境保持 穩定。

76 第一章

1-3.2 　碳循環

自然界的碳以不 同形式儲存於四 大圈中，透過各 個作用過程，交 換彼此的碳儲量 ，稱為碳循環。 岩石圈的煤和石 油，也是古代生 物的遺骸經由泥 沙的掩埋、沉積 ，在地底高溫高 壓的長期作用下 所形成。 P.22 ▲ 地球目前的碳循環概況

77 第一章

1-3.2 　碳循環

岩石圈的碳儲 量最多，是地 球系統中最大 的碳儲存庫。 水圈的碳通量 幾近呈現收支 平衡狀態。 大氣圈的碳儲 量最少，最易 受碳通量的變 化而影響。 P.22 ▲ 地球目前的碳循環概況

78 第一章

碳循環

火山噴發或生物呼吸作用及其死亡後的腐爛 、分解作用 釋出 _CO2 到大氣中 →植物吸收、雨水沖刷 _.. 減少大氣中的 _CO2 → CO2 在 雨 水 及 土 壤 中 作 用 ， 酸 腐 蝕 岩 石， _CO2 被轉化為碳酸盬 ( 進入岩石圈 ) → 溶解的碳酸盬進入河川、大海 ( 進入水圈 ₎ → 溶解的碳被海中珊瑚等生物消耗 ( 移除 ₎ → 生物死後堆積、成為石灰岩或化石燃料 ( 進入岩石圈 ) → 岩石被埋到深處因高溫分解 ( 板塊運動 ₎ P.22-23 地球系統物質能量循環的實例

79 第一章

地球層圈間的碳循環

地球層圈間的碳循環

儲量： _{1,020 單位} 移出： _90+50+92=232 移入： _{92+40+100=232} P.22

80 第一章

地球層圈間的碳循環

地球層圈間的碳循環

儲量： _{750 單位} 移出： _{61+0.5+92=153.5} 移入： _{60+1.5+5.5+90=157} P.22 。

81 第一章

1-3.2 　碳循環

人 類 大 量 使 用 化 石 燃 料 以 及 變 更 土 地 利 用 等 行 為 ， 使 得 二 氧 化 碳 快 速 增 加 ， 造 成 全 球 暖 化 ， 進 而 影 響 氣 候 變 化 ， 改 變 生 物 的 分 布 與生存。 百寶箱 1-9 百寶箱 1-9 P.22-23

82 第一章 碳在大氣中的交換 一、從大氣中移走二氧化碳 植物 ( 生產者 ): 光合作用從空氣中吸入 CO2 轉化為 碳水化合物 動物 ( 消費者 ): 動物以植物為食物，並將植物消化及 轉化為動物組織。 石灰岩 . 化石燃料的形成 : 生物屍體埋在泥土下或沉 在水底 , 生成石灰岩或化石燃料並將大量的碳儲存  _{海中的動 ( 生 ) 物：海中的動 ( 生 ) 物會利用海水中} 的碳製造殼或骨骼等構造。 二、二氧化碳回歸大氣中 呼吸作用：生物的呼吸作用釋放二氧化碳 分解：生物屍體被分解會釋放二氧化碳 燃燒：燃燒化石燃料會釋放大量二氧化碳 海中生物 : 貝殼或骨骼破碎時 , 碳會被分解釋放出來 P.22-23

83 第一章

人與環境唇齒相依

1.人類與生物圈內所有生物 ，都是地球系統生態系的 一部分，人類無法單獨生 存，其行為和社會文化的 產物及問題也必然回饋到 地球系統。 2.地球系統中任一組成發生 變化，就會引發回饋機制 ，以維持穩定平衡。 人類的任何活動均可影響到整個地球 ( 或生 態 ) 系統的平衡。 P.23

84 第一章

小歇

＊求婚

六歲的小芳粉可愛，常常被班上小男生求婚。

有一天，小芳回家後跟媽媽說：

「媽咪！今天小強跟我求婚要我嫁給他…」

媽媽漫不經心的說：

「他有固定的工作嗎？」

小芳想了想說：

「

他是我們班上負責擦黑板的。

」

85

第一章

1-3.2

86 第一章

人類活動對環境產生的衝擊實例

1.

氟氯碳化物（ CFCs ）的使用，造成 ____

層變薄，地表的紫外線輻射量增加。

2.

工業革命後，化石燃料的大量使用，導致

大氣中 ________ 增加，使溫室效應加劇

。

3.

空氣汙染、水汙染、土壤汙染及有毒廢棄

物等造成環境汙染。

4.

空氣污染迼成的酸雨問題，嚴重影響水資

源、土壤資源及生態系統。

臭氧

二氧化碳

人類活動對環境產生的衝擊 補充

87 第一章 工業革命後，化石燃料的大量使用，導致大氣 中二氧化碳增加，使溫室效應加劇。 圖片來源：http://www.friendsofscience.org/assets/documents/FOS%20Essay/Climate_Change_Science.html 人類活動對環境產生的衝擊 補充

88 第一章

環境汙染

▼

空氣汙染

▲

水汙染

人類活動對環境產生的衝擊 補充

89

第一章

圖片來源 :http://myislandnights.files.wordpress.com/2009/06/plastc050208_15074a.jpg

90 第一章

大太平洋垃圾塊

圖片來源：http://mrbarlow.files.wordpress.com/2009/04/trash-vortex.jpg 美國海洋科學家莫爾 _{(Charles Moore) 在北太} 平洋發現一個面積遼闊的「大太平洋垃圾塊」

(Great Pacific Garbage Patch) ，堪稱世

界最大的垃圾堆，「大太平洋垃圾塊」裡面的垃 圾從洗髮精瓶子、塑膠玩具、輪胎、到塑膠游泳 池、拖鞋，無奇不有。 太平洋海洋塑膠垃圾場的影片 人類活動對環境產生的衝擊 補充

91 第一章 人類影響地球系統平衡

？

近年來在世界各地接連不斷發生的重

大天然災害－暴風雪、暴雨、洪水、

土石流、乾旱、糧荒、沙塵暴

_…

山河變色

是『天災』？

還是『人禍』？

補充

92 第一章

人與環境唇齒相依

人與環境唇齒相依

_{地球系統中任一組成發生變化，就會引發回饋 (} 調節 ) 機制 ( 大自然反撲 ?) ，以維持穩定平衡 地球的平衡機制需時間運作，若環境改變太快 ，平衡將暫時失調，可能對生命造成重大衝擊 （如：物種滅絕－人類亦可能為其中之一） 每一種自然環境都有一定的彈性恢復能力。人 類只要在環境承載力的條件下合理適度的發展 ，同時又積極的保護環境並維持生態平衡，即 可以達到永續發展的目標 解鈴還需繫鈴人！ 拯救地球是每一個人的責任！ 需要每個人從日常生活做起！

93

第一章

快樂並不在於有與無，而是在於

珍惜與知足。

94

第一章

The End

續

---1.

其他參考資料

2.

腦力激盪參考解答