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地球内部结构

发布时间:2010-10-26 09:18:12浏览次数:45921

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地球内部结构
地球的内部结构为一同心状圈层构造,由地心至地表依次分化为地核(core)、地幔(mantle)、地壳(crust)。地球地核、地幔和地壳的分界面,主要依据地震波传播速度的急剧变化推测确定。
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,是美国学家于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。
地壳的厚度是不均匀的,一般大陆地壳较厚,尤其山脉底下更厚,平均厚度约32千米,海洋地壳较薄,一般在510千米。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0.40.8千米的沉积岩。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3米,温度就升高1
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/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/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,温度可达40005000。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。
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/立方厘米,上地幔顶界面距地表33公里,密度3.4/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100020003000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。
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