地球內部結構
2014-01-21 15:15:18   來源：化石網   評論：0 點擊：

地球內部結構 Earth's interior

地球

    地球是一個非均質體，內部具有分層結構，各層物質的成分、密度、溫度各不相同。在天文學中，研究地球內部結構對于了解地球的運動、起源和演化，探討其他行星的結構，解決行星以至整個太陽系起源和演化問題，都具有十分重要的意義。

    到目前為止,關于地球內部的知識,主要來自對地震波的研究。地震波在地球內部傳播時，分為縱波和橫波。地震波的傳播速度與地球內部物質的密度和性質密切相關。在不同性質和狀態的介質中，地震波傳播速度有顯著變化。依據地球內部不同部分的地震波傳播速度的資料，可以分析地球內部的結構。地球內部存在兩個主要的間斷面：第一個間斷面位于地表下平均約三十多公里處,稱莫霍洛維奇間斷面（簡稱莫霍面或M界面）；第二個間斷面位于地表下約2,900公里處，稱谷登堡-維舍特間斷面。這兩個間斷面把地球內部分成三個主要的同心層：地殼、地幔和地核。莫霍面以上是地殼，莫霍面和谷登堡-維舍特間斷面之間是地幔，從谷登堡-維舍特間斷面到地心是地核。

地球內部機構示意圖

    澳大利亞的布倫根據地震資料于1967年提出了地球內部結構的A模型，1970年又提出了HB2模型。這些模型對地球的分層結構作了更仔細的研究，目前廣泛使用的是A模型。

    地殼又稱 A層，它的厚度是不均勻的，大陸地殼平均厚度約30多公里（中國青藏高原的地殼厚度可達65公里多），而海洋地殼僅5～8公里。密度為地球平均密度的1／2。大陸地殼上層的成分約在花崗閃長巖和閃長巖之間，下層巖石可能是麻粒巖和閃巖。海洋地殼是橄欖巖。據目前所知，地殼巖石的年齡絕大多數小于20多億年。這意味著現在地球殼層的巖石不是地球的原始殼層，是以后由地球內部的物質通過火山活動與造山運動而形成的。

    地幔的物質密度由近地殼處的3.3克/厘米3增至近地核處的5.6/厘米3,地震波傳播的速度也隨之增大。地幔分為三層。從莫霍面到地表下410公里深處，稱為B層，地震波波速幾乎隨深度直線增大。往下到1,000公里深處是一個過渡帶，稱為C層，地震波波速不均勻地增大，說明內部物質分布不均勻。B、C兩層稱為上地幔。再往下到2,900公里處稱為D層，即下地幔，波速增大較均勻，而且沒有發生過地震。地幔物質的主要成分可能是同橄欖巖相似的超基性巖。

    地核也分為三層。E層是外地核,可能是液體，地震波橫波在這里消失。 F層是外地核和內地核之間的過渡層。G層是內地核,可能是固體的，這里又出現地震波橫波。地核雖只占地球體積的16.2％，但由于它的密度相當高（地核中心物質密度達到13克/厘米3，壓力可能超過370萬大氣壓）,根據有些學者計算，它的質量超過地球總質量的31％。地核主要由鐵和鎳等金屬物質構成。

地球內部示意圖

    地球內部的溫度隨深度而上升。根據地震波傳播情況得知：地幔是固體狀態的，100 公里深處的溫度已達1,300℃,300公里深處的溫度是2,000℃。據最近估計,地核邊緣的溫度約4,000℃,地心的溫度為5,500～6,000℃。由于地球表層是熱的不良導體，來自太陽的巨大熱量只有極少一部分能穿透到地下極淺處。因此，地球內部的熱能可能主要來源于地球本身，即產生于天然放射性元素的衰變。

    地球的重力加速度也隨深度而變化。在地球內部，地球自轉引起的慣性離心力隨深度的增加而減少，這樣，地球內部的重力可以簡單地看成是地球的引力。一般認為，從地表到地下2,900公里深處,重力大致隨深度而增加，在2,900公里處重力達到最高值，約1,000伽。從地表下2,900公里到地心，重力急劇減小，到地心為0。