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地球內部結構

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地球內部結構是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。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。

1 地球內部結構 -地球內部結構

 

2 地球內部結構 -正文

  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於了解地球的運動、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,關於地球內部的知識,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:第一個間斷面位於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);第二個間斷面位於地表下約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。
  澳大利亞的布倫根據地震資料於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岩和閃長岩之間,下層岩石可能是麻粒岩和閃岩。海洋地殼是橄欖岩。據目前所知,地殼岩石的年齡絕大多數小於20多億年。這意味著現在地球殼層的岩石不是地球的原始殼層,是以後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,說明內部物質分佈不均勻。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岩相似的超基性岩。

  地核也分為三層。E層是外地核,可能是液體,地震波橫波在這裡消失。 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,這裡又出現地震波橫波。地核雖只佔地球體積的16.2%,但由於它的密度相當高(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℃。由於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於地球本身,即產生於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。

 

3 地球內部結構 -配圖

 

4 地球內部結構 -相關連接

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