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来自何清华的问题

　　地球的结构

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2020-05-2908:30

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施敏芳

　　1地球内部结构

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　　地壳

　　软流圈

　　岩石圈

　　下地幔

　　外核

　　内核

　　上地幔

　　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,是奥地利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

　　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℃.

　　[1]

　　地幔

　　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

　　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.

　　地球内部划分

　　固体地球结构表

　　地球圈层名称

　　深度

　　（公里）

　　地震

　　纵波速度

　　（公里/秒）

　　地震

　　横波速度

　　（公里/秒）

　　密度（克/立方厘米）