Question

地球内部到底是什么?

Answer 1

地球是一个非均质体,内部具有分层结构,各层物质的成分、密度、温度各不相同.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,探讨其他行星的结构,解决行星以至整个太阳系起源和演化问题,都具有十分重要的意义.
到目前为止,关于地球内部的知识,主要来自对地震波的研究.地震波在地球内部传播时,分为纵波和横波.地震波的传播速度与地球内部物质的密度和性质密切相关.在不同性质和状态的介质中,地震波传播速度有显著变化.依据地球内部不同部分的地震波传播速度的资料,可以分析地球内部的结构.地球内部存在两个主要的间断面：第一个间断面位于地表下平均约三十多公里处,称莫霍洛维奇间断面（简称莫霍面或M界面）；第二个间断面位于地表下约2,900公里处,称谷登堡-维舍特间断面.这两个间断面把地球内部分成三个主要的同心层：地壳、地幔和地核.莫霍面以上是地壳,莫霍面和谷登堡-维舍特间断面之间是地幔,从谷登堡-维舍特间断面到地心是地核.
澳大利亚的布伦根据地震资料于1967年提出了地球内部结构的A模型,1970年又提出了HB□模型.这些模型对地球的分层结构作了更仔细的研究,目前广泛使用的是A模型.
地壳又称 A层,它的厚度是不均匀的,大陆地壳平均厚度约30多公里（中国青藏高原的地壳厚度可达65公里多）,而海洋地壳仅5～8公里.密度为地球平均密度的1／2.大陆地壳上层的成分约在花岗闪长岩和闪长岩之间,下层岩石可能是麻粒岩和闪岩.海洋地壳是橄榄岩.据目前所知,地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年.这意味着现在地球壳层的岩石不是地球的原始壳层,是以后由地球内部的物质通过火山活动与造山运动而形成的.
地幔的物质密度由近地壳处的 3.3克/厘米□增至近地核处的5.6/厘米□,地震波传播的速度也随之增大.地幔分为三层.从莫霍面到地表下410公里深处,称为B层,地震波波速几乎随深度直线增大.往下到 1,000公里深处是一个过渡带,称为 C层,地震波波速不均匀地增大,说明内部物质分布不均匀.B、C两层称为上地幔.再往下到2,900公里处称为D层,即下地幔,波速增大较均匀,而且没有发生过地震.地幔物质的主要成分可能是同橄榄岩相似的超基性岩.
地球内部的分层（根据布伦的A模型）
地核也分为三层.E层是外地核,可能是液体,地震波横波在这里消失.F层是外地核和内地核之间的过渡层.G层是内地核,可能是固体的,这里又出现地震波横波.地核虽只占地球体积的16.2％,但由于它的密度相当高（地核中心物质密度达到13克/厘米□,压力可能超过370万大气压）,根据有些学者计算,它的质量超过地球总质量的31％.地核主要由铁和镍等金属物质构成.
地球内部结构
地内物质密度
地球内部的温度随深度而上升.根据地震波传播情况得知：地幔是固体状态的,100 公里深处的温度已达1,300℃,300公里深处的温度是2,000℃.据最近估计,地核边缘的温度约4,000℃,地心的温度为5,500～6,000℃.由于地球表层是热的不良导体,来自太阳的巨大热量只有极少一部分能穿透到地下极浅处.因此,地球内部的热能可能主要来源于地球本身,即产生于天然放射性元素的衰变.
地球的重力加速度也随深度而变化.在地球内部,地球自转引起的惯性离心力随深度的增加而减少,这样,地球内部的重力可以简单地看成是地球的引力.一般认为,从地表到地下2,900公里深处,重力大致随深度而增加,在2,900公里处重力达到最高值,约1,000伽.从地表下2,900公里到地心,重力急剧减小,到地心为0.