地球的结构

秋哥 2007-05-19

					
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地球内部具有同心球层的分层结构,各层的物质组成和物理性质都有变化。地球内部是不能直接观测的,所以有关地球内部的知识多是间接得来的。例如,根据天文学得)知的地球质量和大地测量所得的地球形状和大小,可以计算出地球的平均密度为5.5克/厘米3。但是,地表物质的密度小于 2.7 克/厘米3 ;因此可以推知地球内部物质的密度要比5.5克/厘米3为大。根据陨石有石陨石和铁陨石之分,又由于地球有明显的内源磁场,因此可以推断地球内部有一个铁质的地核。主要根据地震波在地球内部传播所显示出来的各种迹象,证明地球内部可大致分为地壳、地幔和地核 3 )个组成部分。

    地壳 地球球层结构的最外层。大陆地壳的厚度一般为35~ 45千米 ,喜马拉雅山区的地壳厚度可达 70 ~ 80 千米。1909年A.莫霍洛维奇根据近震地震波走时确认地壳下界面的存在 ,在此界面以下地震纵波的速度由平均 5.6 千米 /秒突然增至7.8 千米/秒。这个分界面后人称之为莫霍界面。大陆地壳一般分为上地壳和下地壳,上地壳较硬,是主要承受应力和易发生地震的层位 ,下 地壳较软 。海 洋 地壳较薄,一般只有一层,且比大陆地壳均匀。
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地球内部具有同心球层的分层结构,各层的物质组成和物理性质都有变化。地球内部是不能直接观测的,所以有关地球内部的知识多是间接得来的。例如,根据天文学得)知的地球质量和大地测量所得的地球形状和大小,可以计算出地球的平均密度为5.5克/厘米3。但是,地表物质的密度小于 2.7 克/厘米3 ;因此可以推知地球内部物质的密度要比5.5克/厘米3为大。根据陨石有石陨石和铁陨石之分,又由于地球有明显的内源磁场,因此可以推断地球内部有一个铁质的地核。主要根据地震波在地球内部传播所显示出来的各种迹象,证明地球内部可大致分为地壳、地幔和地核 3 )个组成部分。

    地壳 地球球层结构的最外层。大陆地壳的厚度一般为35~ 45千米 ,喜马拉雅山区的地壳厚度可达 70 ~ 80 千米。1909年A.莫霍洛维奇根据近震地震波走时确认地壳下界面的存在 ,在此界面以下地震纵波的速度由平均 5.6 千米 /秒突然增至7.8 千米/秒。这个分界面后人称之为莫霍界面。大陆地壳一般分为上地壳和下地壳,上地壳较硬,是主要承受应力和易发生地震的层位 ,下 地壳较软 。海 洋 地壳较薄,一般只有一层,且比大陆地壳均匀。

    地幔 地壳和地核之间的中间层。平均厚度为 2800 余千米。1914年,B.古登堡根据地震波走时测定地核和地幔之间的分界面深度为2900千米,这个数值相当准确,与新近算得的数值只差15千米。地幔又分为上地幔( 350千米深度以上)和下地幔。上地幔中存在一个地震波的低速层,低速层之上为相对坚硬的上地幔的顶部。通常把上地幔顶部与地壳合称岩石圈。全球的岩石圈板块组成了地球最外层的构造,地球表层的构造运动主要在岩石圈的范围内进行。

    关于地壳均衡的研究认为,岩 石圈下 面有一个物质层,其强度较小 ,容许缓慢变形和在水平方向流动。1914年,J.巴勒尔称这个物质层为软流圈。软流圈概念和地震学中的地幔低速层概念似乎指的是同一个对象,很多人把它们等同起来。板块大地构造学说认为,岩石圈板块漂浮在软流圈之上,可以作大规模的水平向移动。

    地核 地球的核心部分,主要由铁 、 镍元素组成 ,半径为3480千米 。1936 年 ,I.莱曼根据通过地核的地震纵波走时,提出地核内还有一个分界面,将地核分为外地核和内地核两部分。由于外地核不能让横波通过,因此推断外地核的物质状态为液态。 
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2007-05-19
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    地球内部结构
     
    ◆ 岩石圈
    岩石圈的定义为:“地球的刚性外壳层,是由一些能够相互独立运动的离散型板块构成的,概而言之,板块这种组合就成为岩石圈。” 
    ◆ 上地幔
    厚度为20~400千米。地震波速在其内部随深度增加的梯度较小,在60~150千米间,许多大洋区及晚期造山带内有一低速层,可能是由地幔物质部分熔融造成的。
    
    ◆ 过渡层
    厚度为400~670千米。地震波速随深度加大的梯度大于其它两部分,是由橄榄石和辉石的矿物相转变吸热降温形成的。
    
    ◆ 下地幔
    厚度为670~2900千米。目前认为下地幔的成分比较均一。但因处于极端高温和高压环境,地幔岩石呈现为塑性状态。
    
    ◆ 大陆地壳
    大陆地壳覆盖地球表面的45%,主要表现为大陆、大陆边缘海以及较小的浅海。地壳的化学组成以硅铝质为特点,可分为两大类岩石:一类是地壳上部的相对未变形的沉积岩或火山岩堆积,另一类是已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。后者构成地球表面的山脉或在地壳深部,前者多在地壳表层的盆地及其边缘。地壳可以承受强烈的板块构造运动,所以目前能寻找到38亿年前的地壳。
    
    ◆ 大洋地壳
    大洋地壳极薄
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    地球内部结构
     
    ◆ 岩石圈
    岩石圈的定义为:“地球的刚性外壳层,是由一些能够相互独立运动的离散型板块构成的,概而言之,板块这种组合就成为岩石圈。” 
    ◆ 上地幔
    厚度为20~400千米。地震波速在其内部随深度增加的梯度较小,在60~150千米间,许多大洋区及晚期造山带内有一低速层,可能是由地幔物质部分熔融造成的。
    
    ◆ 过渡层
    厚度为400~670千米。地震波速随深度加大的梯度大于其它两部分,是由橄榄石和辉石的矿物相转变吸热降温形成的。
    
    ◆ 下地幔
    厚度为670~2900千米。目前认为下地幔的成分比较均一。但因处于极端高温和高压环境,地幔岩石呈现为塑性状态。
    
    ◆ 大陆地壳
    大陆地壳覆盖地球表面的45%,主要表现为大陆、大陆边缘海以及较小的浅海。地壳的化学组成以硅铝质为特点,可分为两大类岩石:一类是地壳上部的相对未变形的沉积岩或火山岩堆积,另一类是已经变形变质的沉积岩、火成岩和变质岩带。后者构成地球表面的山脉或在地壳深部,前者多在地壳表层的盆地及其边缘。地壳可以承受强烈的板块构造运动,所以目前能寻找到38亿年前的地壳。
    
    ◆ 大洋地壳
    大洋地壳极薄,其上海水深度平均为4.5千米。大洋地壳从上到下由下列三部分组成:a. 海洋沉积物层,平均厚度约为300米,但其厚度可以从零(特别是洋中脊附近)变化到几千米(大陆附近),VP=2,d=1.93~2.3;b. 镁铁质火成岩,以玄武岩和辉长岩为主,其厚度为1.7±0.8千米,VP =4~6,d=2.55; c. 海洋层,主要是地幔顶部水化作用形成的蛇纹石,其厚度为4.8±1.4千米,VP =6.7,d=2.95。洋壳的厚度、年龄随距洋中脊的距离加大而变厚、变老。但洋壳的年龄远远低于陆壳,多晚于中生代。
    
    ◆ 古登堡面
    1914年,美国学者古登堡(Gutenberg)发现地下2900千米处存在地震波速的间断面,首先是发现距震中11500~16000千米的范围内存在地震波的阴影区,解释为存在地核,其次是传播速度发生了明显的变化,纵波存在一次由13.6千米/秒突然降低的截面,而横波则突然消失了。后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。
    
    ◆ 莫霍面
    南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇(Mohorovicic)1909年研究萨拉布地区一次地震时发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化,由原来的6~7千米/秒突变到8千米/秒,说明组成物质明显不同。持续研究发现,这一界面具有全球性,并经证实是地壳和地幔的分界线。因此,该不连续面称为莫霍面。莫霍面在大陆地区深度约在20~70千米左右,大洋地区7~8千米。 
    
    ◆ 内地核
    内核的深度位于5100千米以下,VP=10.5~11.3,d=12~12.5,内核温度为4000~4500摄氏度。
    
    ◆ 外地核
    外核的深度介于2900千米和5100千米之间,VP =8~10.5,d=9.8~12,外核温度约为3700摄氏度。研究表明,地核可能仍然影响着地幔的温度分布,因而也可能间接地控制地球表面的地质过程,近年来发现地球表面的很多热点就起源于核幔边界。地磁、地震和极光中包含着丰富的地核信息。
     
    
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    2007-05-20

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