第一节 地球内部结构及其物质组成
地球内部结构呈同心层状结构。根据地震波在地下不同深度传播速度的变化,一般将地球内部结构从地表往下依次分为三层:地壳、地幔和地核(图2.1)。地壳与地幔之间由莫霍面分开,地幔与地核之间由古登堡面分开。地球内部结构简介如下。
一、地壳
地壳是地球的表层。整个地壳的平均厚度约17千米。组成地壳的地貌主要包括大陆、海洋、山川和高原,因此地壳表面高低起伏,厚度不一。陆地的平均厚度约35千米,我国青藏高原的地壳厚度达65千米以上,而海底的平均厚度仅约5千米。
组成地壳的主要元素为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素,由这些元素组成的物质质量占地壳总质量的98.04%。其中氧几乎占1/2,硅占1/4。
组成地壳的岩石主要为:地壳上层为花岗岩层,主要由SiO2、Al2O3等组成,因此地壳上部的岩石颜色较浅,一般呈浅黄色、土灰色等;下层为玄武岩层,主要由Fe2O3、MgO等组成,因此地壳下部的岩石颜色较深,一般呈黑色、灰黑色等。
图2.1 地球内部结构示意图
二、地幔
位于地壳和地核之间的中间层,称为地幔。地幔的厚度约2865千米。地幔又分为上地幔和下地幔两层。
地幔主要由铁、镁的硅酸盐类矿物组成,由上而下,铁、镁的含量逐渐增加,岩石的颜色也逐渐加深。例如,橄榄石就是组成地幔岩的主要矿物之一。其组成成分为(Mg,Fe)2[SiO4],颜色为典型的橄榄绿色,颜色较深。
三、地核
地核是地球的核心部位,地核的平均厚度约3400千米。地核又分为外地核、过渡层和内地核三层。外地核的厚度约2080千米,过渡层的厚度约140千米,内地核是一个半径为1250千米的球心。地核的温度和压力都很高,估计温度在5000℃以上,压力达132吉帕以上,密度为13克/厘米3。
组成地核的主要元素是铁、镍等金属元素。外地核物质呈熔融状态,具有可流动性,而内地核物质呈固态。