地球内部各圈层的物质组成及物理状态

论述地球内部圈层构造及各圈层的特征? 请大家帮忙!详细点!~

地球内部构造
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

自然地理-地球的圈层结构

（一）地球内部物质组成的推断

目前，推断地球内部各圈层物质组成的主要依据有下列几个方面：

1）根据各圈层密度和地震波速度与地表岩石或矿物的有关性质对比进行推测。

2）根据各圈层的压力、温度，通过高温高压模拟实验进行推测。

3）根据来自地下深部的物质进行推断。火山喷发和构造运动有时能把地下深部（如上地幔）的物质带到地表，为我们认识深部物质提供了依据。

4）与陨石研究的结果进行对比。

陨石是来自太阳系空间的天体碎片，就目前获得的大量陨石看，按成分可分三类：

石陨石（stone meteorite） 主要由橄榄石、辉石等（铁、镁的硅酸盐） 矿物组成，按成分大约相当于地表见到的超基性岩，金属状态的铁、镍成分很少，密度3～3.5 g/cm³或更大。

铁陨石（iron meteorite） 主要是由金属状态的铁、镍组成的天然合金，密度为8～8.5 g/cm³ 或更大。

铁石陨石 为上述两类陨石的过渡类型，其中铁、镁硅酸盐矿物与金属状态的铁、镍成分各占一部分。

现代天文学及天文地质学的研究表明：①这些陨石应来自于太阳系内部的天体或小行星，当它们进入地球引力场时被地球吸引，并有相当一部分被大气圈摩擦燃烧，其残骸成为陨石落入地表。而太阳系以外的物质穿过遥远的空间进入地球的可能性是极小的。②太阳系内部的物质成分及形成演化具有统一性，特别是人类登月获得月球表面岩石与地球表面的某些岩石类似的事实，使太阳系物质统一性的信念进一步确立。因此，可以运用陨石的特征推断地球内部的物质状态。

目前对地球内部物质组成的研究认识已基本趋于一致。与整个宇宙、太阳系主要由轻元素（氢、氦）组成不同，固体地球内部主要由较重的元素组成。从整个地球的角度看，按平均质量百分比计算，占比98%以上的八大元素是：铁、氧、硅、镁、镍、硫、钙、铝（Fe，O，Si，Mg，Ni，S，Ca，Al）；其他所有元素仅占1.5%（图3-7）。其中，铁的含量高达34.6%，占总含量的1/3有余，铁与镍大部分以金属状态集中存在于地核中；而氧、硅、铝、镁、钙等则主要赋存于地幔和地壳中，铁的含量虽在地幔与地壳中大为降低，但仍占有不小的比例；氧的含量也高达29.5%，接近总含量的1/3，氧和硅、铝为主要组分共同构成地壳、地幔中最常见的硅酸盐、氧化物等矿物和岩石。

图3-7 元素在宇宙、太阳系及地球中的分布

（引自陶世龙等，2010，略有修改）

（二）内部各圈层物质组成及物理状态的基本特征

根据上述各方面的综合研究，现今对地球内部各圈层的物质组成与状态的认识如下：

1.地壳

地壳是莫霍面以上的地球表层。其厚度变化在5～70 km之间。其中大陆地区厚度较大，平均约为33 km；大洋地区厚度较小，平均约7 km；总体的平均厚度约16 km，约占地球半径的1/400，占地球总体积的1.55%，占地球总质量的0.8%。地壳物质的密度一般为2.6～2.9 g/cm³，其上部密度较小，向下部密度增大。地壳为固态岩石所组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大岩类。由于地壳是当前地质学、地球物理学、地理学等学科的主要研究对象，因此，有关其详细情况将在下一节作进一步介绍。

2.地幔

地幔是地球的莫霍面以下、古登堡面（深2 885 km）以上的中间部分。其厚度约2850 km，占地球总体积的82.3%，占地球总质量的67.8%，是地球的主体部分。从整个地幔可以通过地震波横波的事实看，它主要由固态物质组成。根据地震波的次级不连续面，以650 km 深处为界，可将地幔分为上地幔和下地幔两个次级圈层。

（1）上地幔

上地幔的平均密度为3.5 g/cm³，这一密度值与石陨石相当，暗示其可能具有与石陨石类似的物质成分。从火山喷发和构造运动由上地幔上部带出来的深部物质来看，均为超基性岩，与石陨石的物质成分相当。近年来通过高温高压试验来模拟地幔岩石的性质时发现，用橄榄岩55%、辉石35%、石榴子石10%的混合物作为样品（矿物成分相当于超基性岩），在相当于上地幔的温压条件下测定其波速与密度，得到与上地幔基本一致的结果。根据以上理由推测，上地幔由相当于超基性岩的物质组成，其主要的矿物成分可能为橄榄石，有一部分为辉石与石榴子石，这种推测的地幔物质被称为地幔岩。

上地幔上部存在一个软流圈，约从地下60 km延伸到300 km左右，其特征是出现地震波低速带。物理实验表明，波速降低可能是由于软流圈物质发生部分熔融，使其强度降低而引起的。据地内温度估算，软流圈的温度可达700～1300 ℃，已接近超基性岩在该压力下的熔点温度，因此一些易熔组分或熔点偏低的组分便可开始发生熔融。据计算，软流圈的熔融物质可能仅占1%～10%，熔融物质散布于固态物质之间，因而大大降低了强度，使软流圈具较强的塑性或流动性。由于软流圈物质已接近熔融的临界状态，因此它成为岩浆的重要发源地。

（2）下地幔

下地幔的平均密度为5.1 g/cm³，由于这里经受着强大的地球内部压力作用，使得存在于上地幔的橄榄石等硅酸盐矿物分解成为FeO，MgO，SiO₂ 和Al₂ O₃ 等简单的氧化物矿物。与上地幔相比，其物质化学成分的变化可能主要表现为含铁量的相对增加（或Fe/Mg的比例增大）。由于压力随深度的增大，物质密度和波速逐渐增加。

3.地核

地核是地球内部古登堡面至地心的部分，其体积占地球总体积的16.2%，质量却占地球总质量的31.3%，地核的密度达9.98～12.5 g/cm³。根据地震波的传播特点可将地核进一步分为三层：外核（深度2885～4770 km）、过渡层（4770～5155 km）和内核（5155 km至地心）。在外核中，根据横波不能通过，纵波发生大幅度衰减的事实推测其为液态；在内核中，横波又重新出现，说明其又变为固态；过渡层则为液体—固体的过渡状态。

地核的密度如此之大，从地表物质来看只有一些金属物质才可与之相比，而地表最常见的金属是铁，其密度为8 g/cm³，它在超高压下完全可以达到地核的密度。地核的密度与铁陨石较接近，也表明地核可能主要为铁、镍物质。地球具有主要由内部物质引起的磁场，这说明地球内部一定具有高磁性的铁、镍物质非常集中的某个圈层，而地壳、地幔中均不存在，那么它应存在于地核中。此外，人们用爆破冲击波提供的瞬时超高压来模拟地核的压力状态，并测定一些元素在瞬时超高压下的波速与密度，结果发现地核的波速与密度值与铁、镍比较接近。综合多方面推测，地核应主要由铁、镍物质组成。近年来的进一步研究还发现，在地核的高压下，纯铁、镍的密度略显偏高，推测地核最合理的物质组成应是铁、镍及少量的硅、硫等轻元素组成的合金。

自然地理-地球的圈层结构

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金川县15229958668： 列表写出地球的内部圈层和外部圈层主要物质形态组成 - ？
慈秦丽思： 内部圈层:地壳,固态.主要组成,氧,硅,铝,铁,钙,纳,钾.镁.地壳上层是硅层,下层是硅镁层地幔,固态,上地幔是液态,地核,外核,液态;内核,固态,地核主要是铁核. 外部圈层:大气圈水圈生物圈

金川县15229958668： 一 地球内部的圈层划分、物质组成 - ？
慈秦丽思：[答案] 1、地壳:指地表到莫霍界面,以硅、铝成分为主,分上下两层,上层为硅铝层,下层为硅镁层,铁、镁成分相对增多.2、... 根据地震波的特性,以地下1000千米为界,分为上地幔和下地幔.在上地幔上部存在一个软流层,岩石处于高温熔融状态,据...

金川县15229958668： 地球内部是什么东西 - ？
慈秦丽思：[答案] 地球作为一个整体,是由同心圈组成的. 地球最外面的一层叫地壳,这就是地球的表皮.地壳由各种岩石组成,除地表覆盖一层薄薄的沉积岩、风化土和海水外,上部主要由花岗岩类的岩石组成,由于富含硅和铝,称为硅铝层.在大洋深处有的地方没有...

金川县15229958668： 地球的组成结构具体有哪些? - ？
慈秦丽思：[答案] 内部结构:地壳 地幔 地核 物质组成:主要是岩石组成的岩石是由矿物组成的 整个地球不是一个均质体,而是具有明显的圈层结构.地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同.在天文学中,研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化,探...

金川县15229958668： 有关地球内部结构和物质组成的知识 - ？
慈秦丽思：[答案] 地球内部结构是指地球内部的分层结构.今天探测器可以遨游太阳系外层空间,但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及.目前世界上最深的钻孔也不过12公里,连地壳都没有穿透.科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来提示地球内部的秘密.一般...

金川县15229958668： 地理老师说地球的结构是内3层外3层,那么这分别指的是什么呢? - ？
慈秦丽思：[答案] 地球内部构造 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...

金川县15229958668： 地球内部构造及其主要特征是什么? - ？
慈秦丽思：[答案] 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...

金川县15229958668： 关于地球的科学发明关于地球(最好是地球内部) 的科学发明.也不知道怎么说.是怎么来证明 地球 那些那些的. - ？
慈秦丽思：[答案] 第一节 地球的内部圈层 一、地球内部圈层的划分 (一)划分依据 限于科学技术水平,人类可以直接观察到的地下深度十分... 或在地下深部较高的温、压条件下,则可表现出较强的塑性. 三、地球内部各圈层的物质组成及物理状态 推断地球内部各圈...

金川县15229958668： 地球内部是什么样的 - ？
慈秦丽思：[答案] 因为地球内部的圈层结构和鸡蛋的相似: 地壳、地幔、地核相当于蛋壳、蛋白和蛋清 科学家们根据无数次*波在地球内部传播状态的分析,证明地球内部有圈层状的特点.由外向内分三层,地壳、地幔、地核.它们之间就像鸡蛋分为蛋壳、蛋白和蛋清...

金川县15229958668： 地球的结构 - ？
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