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  • 地球构造

    1910年,前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇契意外地发现,地震波在传到地下50公里处有折射现象发生。他认为,这个发生折射的地带,就是地壳和地壳下面不同物质的分界面。1914年,德国地震学家古登堡发现,在地下2900公里深处,存在着另一个不同物质的分界面。后来,人们为了纪念他们,就将两个面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”并根据这两个面把地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。地球的结构同其他类地行星相似,是层状的,而这些层可以通过它们的化学特性和流变学特性确定。地球拥有一个富含硅的地壳,一个非常粘稠的地幔,一个液体的外核和一个固体的内核。这些对地球内部结构的认识来源于物理学证据和一些推断,这些证据包括火山喷出的物质和地震波。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 地球 英文名: Earth
    分类: 行星 自转周期: 23h56min4s
    质量: 5.965×10^24kg 赤经: 未定义
    平均密度: 5507.85kg/m³ 赤纬: +90°
    直径: 12756千米 表面温度: 15摄氏度(59华氏度)
    公转周期: 365.24219天 逃逸速度: 11.2km/s
    别 称: 盖亚(Gaia) 反照率: 0.367
    半长轴: 149,597,887.5km 离心率: 0.016710219
    轨道倾角: 0(7.25°至太阳赤道)

    目录

    结构的顺序/地球构造 编辑

    由内到外:地核-地幔-地壳。由外向内:地壳-地幔-地核。

    结构介绍/地球构造 编辑

    地球   结构可以由化学手段和力学的手段——例如流变学确定。物理学上,地球可划分为岩石圈、软流层、地幔、外核和内核5层。化学上,地球被划分为地壳、上地幔、下地幔、外核和内核。地质学上对地球各层的划分[1],按照自地表的深度,分别是:

    深度(千米) 层

    0–60 岩石圈(深度介于5千米至200千米之间)

    0–35 … 地壳(深度介于5千米至70千米之间)

    35–60 … 地幔顶层

    35–2890 地幔

    100–200 … 软流层

    35–660 … 上地幔

    660–2890 … 下地幔

    2890–5150 外核

    5150–6360 内核

    利用地震波获得地球的内部信息。地球的各层可以由折射和反射的地震波的传播时间间接得知。横波不能通过地核,在其他的层中速度也不同。波速在不同层中间的变化遵守折射的斯涅尔定律。高速地震波引起的反射则和光波在镜面上的反射类似。

    地球介绍/地球构造 编辑

    地球构造 地球构造

    地球内部结构是指地球内部的分层结构。根据地震波在地下不同深度传播速度的变化,一般将地球内部分为三个同心球层:地核、地幔和地壳。中心层是地核;中间是地幔;外层是地壳。地壳与地幔之间由莫霍面界开,地幔与地核之间由古登堡面界开。地震一般发生在地壳之中。地壳内部在不停地变化,由此而产生力的作用,使地壳岩层变形、断裂、错动,于是便发生地震。超级地震指的是指震波极其强烈的大地震。但其发生占总地震7%~21%,破坏程度是原子弹的数倍,所以超级地震影响十分广泛,也是十分具破坏力。

    地震

    地震是地球内部介质局部发生急剧的破裂,产生的震波,从而在一定范围内引起地面振动的现象。地震(earthquake)就是地球表层的快速振动,在古代又称为地动。它就象刮风、下雨、闪电、一样,是地球上经常发生的一种自然现象。大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引起巨大的波浪,称为海啸。地震是极其频繁的,全球每年发生地震约500万次。 今天探测器可以遨游太阳系外层空间,但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12公里,连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来提示地球内部的秘密。

    地壳

    地壳是地球的表面层,也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的,很多大小不等的块体组成的,它的外部呈现出高低起伏的形态,因而地壳的厚度并不均匀:大陆下的地壳平均厚度约35公里,我国青藏高原的地壳厚度达65公里以上;海洋下的地壳厚度仅约5~10公里;整个地壳的平均厚度约17公里,这与地球平均半径6371公里相比,仅是薄薄的一层。 地壳上层为花岗岩层(岩浆岩),主要由硅-铝氧化物构成;下层为玄武岩层(岩浆岩),主要由硅-镁氧化物构成。理论上认为过地壳内的温度和压力随深度增加,每深入100米温度升高1℃。近年的钻探结果表明,在深达3公里以上时,每深入100米温度升高2.5℃,到11公里深处温度已达200℃。 目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年,即使是最古老的石头 丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年;而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史,这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层,是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。

    地幔

    地壳下面是地球的中间层,叫做“地幔”,厚度约2865公里,主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。 地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层,推测是由于放射元素大量集中,蜕变放热,将岩石熔融后造成的,可能是岩浆的发源地。软流层以上的地幔部分和和地壳共同组成了岩石圈。下地幔温度、压力和密度均增大,物质呈可塑性固态。

    地核

    地幔下面是地核,地核的平均厚度约3400公里。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层,外地核厚度约2080公里,物质大致成液态,可流动;过渡层的厚度约140公里;内地核是一个半径为1250公里的球心,物质大概是固态的,主要由铁、镍等金属元素构成。地核的温度和压力都很高,估计温度在5000℃以上,压力达1.32亿千帕以上,密度为每立方厘米13克 美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上,外核与内核交界处温度为6300℃,核心温度约6600℃。 地球的平均密度为5,515kg/m3。由于地表物质的平均密度只有约3000 kg/m3,因此我们可以得知, 地球核心区域有密度更大的物质。关于地核的更多信息则来自于地震学研究。

    地震学测量显示,地核由2部分构成:半径为1220千米的固体内核和裹在外面的液体外核,总半径3400千米。固体内核是由英格·莱曼在1936年发现的,成分主要是铁和镍。

    在45亿年前的地球早期,高温熔融的状态使得较重的物质下沉到地球中心,较轻的物质上浮到地壳,这个过程称为行星分化。地核的成分因此可以推断为80%的铁,以及镍,以及一些轻元素。其他的重元素,例如铅和铀,不是含量过少,就是同其他的轻元素结合而留在地壳里。内核甚至被认为是由铁晶体组成。[2][3]

    液体的外核包裹在内核周围,成分也是铁和镍,还有少量的轻元素。

    最近的研究显示,地核最内部可能富含金、铂和其他亲铁元素。[4]

    组成地球的成分和普通球粒状陨石和太阳外部的成分有很大关系[5] [6]。地球的成分同普通球粒陨石相似,而与另一种顽火辉石球粒陨石完全不同。在1940年初,包括弗朗西斯·伯奇在内的很多科学家在这个研究成果的基础上建立了地球物理学。两种陨石出现如此巨大的差异的原因是生成顽火辉石球粒陨石的环境必须是极端缺氧的环境。这使得亲氧的元素部分或全部保留在和地核相同的合金中。

    发电机理论认为,外核的对流,以及科氏效应为地球创造了磁场。内核由于高于居里温度而不能保持一个稳定的磁场,但是可能对外核产生的磁场起到了稳定作用。

    最近的研究显示,内核可能比地球的其他部分转得快[7]。在2005年8月,一些地球物理学家在《科学》上发表了一篇论文,称地球的内核每年比地表多转0.3至0.5度[8][9]。

    现代研究认为,地温梯度的来源有三个:地球形成时期的余热,放射性元素衰变和地核内部的凝固作用。

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    地理地球的内部构造

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