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认识地球 ︱ 了解地球的“内脏”

时间:2019-12-10 21:40:48来源:

假设我们发明了一辆能够穿透坚硬岩石的盔甲,那就让我们穿上这套盔甲,开始穿过地球各个圈层到达地心的旅行吧。在这一旅途中,我们将穿过不同的圈层:地壳、地幔、地核,每层的物质组成、温度和压力都不同。

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地球内部结构图

地心之旅首先从地壳开始。地壳是地球固体圈层的最外层,由坚硬的岩石和风化的土层组成,又叫岩石圈。如果把地球比喻成一个鸡蛋的话,那地壳就是蛋壳。地壳的厚度各地有很大的差异,大约变化于5至70千米之间。地壳基本可以分为大陆型地壳和大洋型地壳两种,前者厚度较大,平均厚度约为35千米,越往高山地区,厚度越大。我国天山和青藏高原的地壳厚度就达到65千米以上,最厚的地方可达70至80千米。而大洋型地壳厚度较小,平均厚度仅为6千米,大西洋和印度洋部分为10至15千米,太平洋为5千米,最薄处在马里亚纳海沟,约为1千米。

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地壳剖面图

地壳自形成以来,每时每刻都在运动着,这种运动引起地壳结构不断地变化。地震就是人们直接感到的地壳运动的反映。更普遍的地壳运动是在长期地、缓慢地进行着,也是人们不易觉察到的,必须借助仪器长期观测才能发觉。例如,大地水准测量资料证明,喜马拉雅山脉至今仍以每年0.33~1.27厘米的速度在上升。

当穿过地壳继续向地心前进时,我们将穿过一条界线——莫霍面,它是地壳与地幔之间的分界面。莫霍面是由奥地利地震学家莫霍洛维奇,于1909年的一次地震时意外发现的。莫霍面之下就是温度较高的地幔了,厚度为2900千米,分为上地幔和下地幔。莫霍面到1000千米深处之间为上地幔,因为其主要物质是橄榄岩,所以又称为橄榄岩带。下地幔的成分与上地幔相近,但金属氧化物和硫化物较上地幔有所增加,所以又称金属矿带。

穿过地幔就是地核,是地球的中心圈层,位于2900千米以下直到地心。还用鸡蛋来比喻的话,地幔是蛋清,地核就是蛋黄了。地核由液态的外地核和固态的内地核两部分组成,化学组成为铁和镍。

地球内部是一个极不平静的世界,地球内部的各种物质始终处于不停的运动之中。有的科学家认为,地球内部各层次的物质不仅有水平方向的局部流动,而且还有上下之间的对流运动,只不过这种对流的速度很小,每年仅移动1厘米左右。

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12千米,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认识地球内部的秘密。

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