什么是地球的地球圈層

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地球圈層分為地球外圈和地球內(nèi)圈兩大部分。地球外圈可進(jìn)一步劃分為四個(gè)基本圈層,即大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈;地球內(nèi)圈可進(jìn)一步劃分為三個(gè)基本圈層,即地幔圈、外核液體圈和固體內(nèi)核圈。此外在地球外圈和地球內(nèi)圈之間還存在一個(gè)軟流圈,它是地球外圈與地球內(nèi)圈之間的一個(gè)過(guò)渡圈層,位于地面以下平均深度約150公里處。這樣,整個(gè)地球總共包括八個(gè)圈層,其中巖石圈、軟流圈和地球內(nèi)圈一起構(gòu)成了所謂的固體地球。對(duì)于地球外圈中的大氣圈、水圈和生物圈,以及巖石圈的表面,一般用直接觀測(cè)和測(cè)量的方法進(jìn)行研究。而地球內(nèi)圈,目前主要用地球物理的方法,例如地震學(xué)、重力學(xué)和高精度現(xiàn)代空間測(cè)地技術(shù)觀測(cè)的反演等進(jìn)行研究。地球各圈層在分布上有一個(gè)顯著的特點(diǎn),即固體地球內(nèi)部與表面之上的高空基本上是上下平行分布的,而在地球表面附近,各圈層則是相互滲透甚至相互重疊的,其中生物圈表現(xiàn)最為顯著,其次是水圈。

大氣圈

大氣圈是地球外圈中最外部的氣體圈層,它包圍著海洋和陸地。大氣圈沒(méi)有確切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下,土壤和某些巖石中也會(huì)有少量空氣,它們也可認(rèn)為是大氣圈的一個(gè)組成部分。地球大氣的主要成份為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質(zhì)量約為5.1361021克,相當(dāng)于地球總質(zhì)量的百萬(wàn)分之0.86。由于地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內(nèi),其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對(duì)流層范圍內(nèi)。根據(jù)大氣分布特征,在對(duì)流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。

水圈

水圈包括海洋、江河、湖泊、沼澤、冰川和地下水等,它是一個(gè)連續(xù)但不很規(guī)則的圈層。從離地球數(shù)萬(wàn)公里的高空看地球,可以看到地球大氣圈中水汽形成的白云和覆蓋地球大部分的藍(lán)色海洋,它使地球成為一顆藍(lán)色的行星。地球水圈總質(zhì)量為1.661024克,約為地球總質(zhì)量的3600分之一,其中海洋水質(zhì)量約為陸地(包括河流、湖泊和表層巖石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整個(gè)地球沒(méi)有固體部分的起伏,那么全球?qū)⒈簧钸_(dá)2600米的水層所均勻覆蓋。大氣圈和水圈相結(jié)合,組成地表的流體系統(tǒng)。

生物圈 地球

由于存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物,在地球上這個(gè)合適的溫度條件下,形成了適合于生物生存的自然環(huán)境。人們通常所說(shuō)的生物,是指有生命的物體,包括植物、動(dòng)物和微生物。據(jù)估計(jì),現(xiàn)有生存的植物約有40萬(wàn)種,動(dòng)物約有110多萬(wàn)種,微生物至少有10多萬(wàn)種。據(jù)統(tǒng)計(jì),在地質(zhì)歷史上曾生存過(guò)的生物約有5-10億種之多,然而,在地球漫長(zhǎng)的演化過(guò)程中,絕大部分都已經(jīng)滅絕了,F(xiàn)存的生物生活在巖石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部,構(gòu)成了地球上一個(gè)獨(dú)特的圈層,稱為生物圈。生物圈是太陽(yáng)系所有行星中僅在地球上存在的一個(gè)獨(dú)特圈層。

巖石圈 地球

對(duì)于地球巖石圈,除表面形態(tài)外,是無(wú)法直接觀測(cè)到的。它主要由地球的地殼和地幔圈中上地幔的頂部組成,從固體地球表面向下穿過(guò)地震波在近33公里處所顯示的第一個(gè)不連續(xù)面(莫霍面),一直延伸到軟流圈為止。巖石圈厚度不均一,平均厚度約為100公里。由于巖石圈及其表面形態(tài)與現(xiàn)代地球物理學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)有著密切的關(guān)系,因此,巖石圈是現(xiàn)代地球科學(xué)中研究得最多、最詳細(xì)、最徹底的固體地球部分。由于洋底占據(jù)了地球表面總面積的2/3之多,而大洋盆地約占海底總面積的45%,其平均水深為4000~5000米,大量發(fā)育的海底火山就是分布在大洋盆地中,其周圍延伸著廣闊的海底丘陵。因此,整個(gè)固體地球的主要表面形態(tài)可認(rèn)為是由大洋盆地與大陸臺(tái)地組成,對(duì)它們的研究,構(gòu)成了與巖石圈構(gòu)造和地球動(dòng)力學(xué)有直接聯(lián)系的全球構(gòu)造學(xué)理論。

軟流圈

在距地球表面以下約100公里的上地幔中,有一個(gè)明顯的地震波的低速層,這是由古登堡在1926年最早提出的,稱之為軟流圈,它位于上地幔的上部即B層。在洋底下面,它位于約60公里深度以下;在大陸地區(qū),它位于約120公里深度以下,平均深度約位于60~250公里處,F(xiàn)代觀測(cè)和研究已經(jīng)肯定了這個(gè)軟流圈層的存在。也就是由于這個(gè)軟流圈的存在,將地球外圈與地球內(nèi)圈區(qū)別開(kāi)來(lái)了。

內(nèi)部結(jié)構(gòu) 地幔圈

地震波除了在地面以下約33公里處有一個(gè)顯著的不連續(xù)面(稱為莫霍面)之外,在軟流圈之下,直至地球內(nèi)部約2900公里深度的界面處,屬于地幔圈。由于地球外核為液態(tài),在地幔中的地震波S波不能穿過(guò)此界面在外核中傳播。P波曲線在此界面處的速度也急劇減低。這個(gè)界面是古登堡在1914年發(fā)現(xiàn)的,所以也稱為古登堡面,它構(gòu)成了地幔圈與外核流體圈的分界面。整個(gè)地幔圈由上地幔(33~410公里??)、下地幔的D層(1000~2700公里深度)和下地幔的D層(2700~2900公里深度)組成。地球物理的研究表明,D層存在強(qiáng)烈的橫向不均勻性,其不均勻的程度甚至可以和巖石層相比擬,它不僅是地核熱量傳送到地幔的熱邊界層,而且極可能是與地幔有不同化學(xué)成分的化學(xué)分層。

外核液體圈

地幔圈之下就是所謂的外核液體圈,它位于地面以下約2900公里至5120公里深度。整個(gè)外核液體圈基本上可能是由動(dòng)力學(xué)粘度很小的液體構(gòu)成的,其中2900至4980公里深度稱為E層,完全由液體構(gòu)成。4980公里至5120公里深度層稱為F層,它是外核液體圈與固體內(nèi)核圈之間一個(gè)很簿的過(guò)渡層。

固體內(nèi)核圈

地球八個(gè)圈層中最靠近地心的就是所謂的固體內(nèi)核圈了,它位于5120至6371公里地心處,又稱為G層。根據(jù)對(duì)地震波速的探測(cè)與研究,證明G層為固體結(jié)構(gòu)。地球內(nèi)層不是均質(zhì)的,平均地球密度為5.515克/厘米3,而地球巖石圈的密度僅為2.6~3.0克/厘米3。由此,地球內(nèi)部的密度必定要大得多,并隨深度的增加,密度也出現(xiàn)明顯的變化。地球內(nèi)部的溫度隨深度而上升。根據(jù)最近的估計(jì),在100公里深度處溫度為1300C,300公里處為2000C,在地幔圈與外核液態(tài)圈邊界處,約為4000C,地心處溫度為 5500 ~ 6000C。

太陽(yáng)系九大行星之一 。地球在太陽(yáng)系中并不居顯著的地位,而太陽(yáng)也不過(guò)是一顆普通的恒星。但由于人類定居和生活在地球上,因此對(duì)它不得不尋求深入的了解。


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