地球结构

地球结构(3)当地壳岩石发生断裂错动时，会产生强烈的震动，这就是地震。地震所释放出的能量非常巨大，可相当于10万颗普通的原子弹爆炸。它能使地球像一个巨大的音叉那样发生振动，产生强大的地震波。当人们在地表用仪器观测地震波向地球中心传播时，发现地震波在大陆底下33千米左右深处，在海洋底下10千米左右深处发生了巨大的突变；在地下2900千米左右深处又发生了巨大的突变。这表明地下有两个明显的界面，界面上下物质的物理性质有很大差异。第一个界面位于33千米深处，是克罗地亚科学家莫霍洛维奇于1909年发现的，简称为“莫霍面”。另一明显界面位于2885千米深处，是德国科学家古登堡于1914年发现的，简称为“古登堡面”。据此，科学家们认为，地球内部大致可分为三个组成物质和性质不同的同心圈层，最外面的一层称为地壳，最中心部分称为地核，中间一层称为地幔。如果把地球内部结构做个形象的比喻，它就像一个鸡蛋，地核就相当于蛋黄，地幔就相当于蛋白，地壳就相当于蛋壳。

地壳是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳，地壳的厚度是不均匀的，地壳平均厚度约17千米，大陆部分平均厚度约33千米，高山、平原地区（如青藏高原）地壳厚度可达60~70千米；海洋地壳较薄，平均厚度约6千米。地壳厚度的变化规律是：地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。地壳的物质组成除了沉积岩外，基本上是花岗岩、玄武岩等。花岗岩的密度较小，分布在密度较大的玄武岩之上，而且大都分布在大陆地壳，特别厚的地方则形成山岳。地壳上层为沉积岩和花岗岩层，主要由硅－铝氧化物构成，因而也叫硅铝层;下层为玄武岩或辉长岩类组成，主要由硅－镁氧化物构成,称为硅镁层。海洋地壳几乎或完全没有花岗岩，一般在玄武岩的上面覆盖着一层厚约0.4～0.8千米的沉积岩。地壳的温度一般随深度的增加而逐步升高，平均深度每增加1千米，温度就升高30℃。

地幔是介于地表和地核之间的中间层，厚度将近2900千米，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。它的物质组成具有过渡性。靠近地壳部分，主要是硅酸盐类的物质；靠近地核部分，则同地核的组成物质比较接近，主要是铁、镍金属氧化物。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。下地幔顶界面距地表1000公里，密度为4.7克/立方厘米，上地幔顶界面距地表33公里，密度3.4克/立方厘米，因为它主要由橄榄岩组成，故也称橄榄岩圈。一般认为上地幔顶部存在一个软流层，是放射性物质集中的地方，由于放射性物质分裂的结果，整个地幔的温度都很高，大致在1000℃到2000℃或3000℃之间，这样高的温度足可以使岩石熔化，可能是岩浆的发源地。但这里的压力很大，约50万～150万个大气压。在这样大的压力下，物质的熔点要升高。在这种环境下，地幔物质具有一些可塑性，但没有熔成液体，可能局部处于熔融状态，这已从火山喷发出来的来自地幔的岩浆得到证实。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。

地球各层的压力和密度随深度增加而增大，物质的放射性及地热增温率，均随深度增加而降低，近地心的温度几乎不变。

地核又称铁镍核心，其物质组成以铁、镍为主，又分为内核和外核。内核的顶界面距地表约5100公里，约占地核直径的1/3，可能是固态的，其密度为10.5—15.5克/立方厘米。外核的顶界面距地表2900公里，可能是液态的，其密度为9—11克/立方厘米。推测外地核可能由液态铁组成，内核被认为是由刚性很高的，在极高压下结晶的固体铁镍合金组成。地核中心的压力可达到350万个大气压，温度是6000摄氏度^[2]。在这样高温、高压的条件下，地球中心的物质的特点是在高温、高压长期作用下，犹如树脂和蜡一样具有可塑性，但对于短时间的作用力来说，却比钢铁还要坚硬。

固体地球结构表

地球外圈分为四圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈

地球结构图册(2)

地球结构图册(2)

大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000 ～ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75%的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、高层大气等。

水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗"蓝色的行星"。其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。

由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有5－10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈与其他圈层相比，其不同点：首先，其他圈层是由无机物组成的，而生物则构成了生物圈的主体，是一个非常活跃的圈层；其次，其他圈层都具有相对独立的空间结构，而生物圈则渗透于其他圈层之中，形成一个特殊的结构。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。

对于地球岩石圈，主要由地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿一直延伸到软流圈。岩石圈厚度不均一，平均厚度约为100公里。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系，因此，岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。

地球是由地核俘获熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体开始的。

在距今46亿（？）年前，由铁镍物质组成的地核俘获熔融物质和少量塑性物质、固态物质、气体和液体，在地核外形成高温熔融物质巨厚层。

地核与高温熔融物质间形成内过渡层。

地球外表温度降低，熔融物质凝固，形成外壳。

外壳与高温熔融物质间形成外过渡层。

在地球的中间形成液态层。

熔融物质由于凝固和收缩，在地表形成张裂、沟谷、高山。由于宇宙天体撞击，在地表形成大坑洼地。

随着温度降低，熔融物质凝固过程中产生的水和俘获的水流动汇聚到张裂沟谷与大坑洼地中，形成地球上最初的水域海洋和湖。

产生的气和俘获的大气留在地球表面，形成大气圈。