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地球的基本结构

在研究板块构造时,最好的起点是研究地球的结构。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(Crust),中间一层称为地幔(Mantle),最中心部分称为地核(Core),地核又可分为内核(Inner core)和外核(Outer core)。

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。

地球的结构

地壳

地球的最外层是地壳(Crust),地壳是最薄的一层,包括两种类型 —— 大陆地壳(Continental crust)和海洋地壳(oceanic crust)。

地壳的厚度是不均匀的,一般大陆地壳较厚,尤其山脉底下更厚,平均厚度约32千米,海洋地壳较薄,一般在5至10千米。地壳的物质组成除了沉积岩外,基本上是花岗岩、玄武岩等。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3米,温度就升高1℃。

  • 大陆地壳的厚度从 20 到 200 千米不等,密度不如海洋地壳。该地壳主要由花岗岩组成,坚不可摧,并且比海洋地壳古老得多,年龄可达 38 亿年。
  • 相比之下,海洋地壳厚度为 5 至 10 千米,主要由致密玄武岩组成。当海洋地壳与大陆地壳在破坏性板块边界处会合时,它就会下降到地幔中。这称为俯冲。值得注意的是,海洋地壳比大陆地壳年轻得多,不到 2 亿年。

地球的结构

地壳和上地幔形成岩石圈(Lithosphere),厚度约 100 公里,坚硬而脆。岩石圈的大部分被称为构造板块(Tectonic plates),大洋岩石圈的顶部是洋壳,大陆岩石圈的顶部是大陆地壳。

地幔

地幔(Mantle)是介于地表和地核之间的中间层,厚度将近 2900 千米(地球半径为 6371 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。一般认为上地幔顶部存在一个软流层(Asthenosphere),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。

提示

地幔不是由液态岩浆组成的,这是一个普遍的误解。地幔由坚硬的岩石组成。

地核

地核(Core)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。
  • 外核的顶界面距地表 2900 公里,可能是液态的。

地核中心的压力可达到 350 万个大气压,温度可达 4000℃ 到 5500℃。

提示

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。