地球构造.doc

地球科学原理之三:地球构造广东海洋大学廖永岩(电子信箱: rock6783@ ) 我们上一回介绍了地球的形成,这里,我们再来分析一下地球的构造。经过近 46 亿年的演化,地球形成了现在的大气圈、水圈、生物圈、固体地球等圈层。 地球的基本圈层 大气圈大气圈为包围地球的空气总体。大气总质量约占地球总质量的百万分之一,总质量的 % 集中在大气圈下部 48km 以内。按热力性质, 可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。 水圈水圈是地球表层水体的总称。水体是水的聚集体,如海洋、湖泊、河流、沼泽、地下水、冰川、积雪和大气中的水。这些水形成一个断断续续围绕地球表层的水壳,即水圈。假设地壳是一个平坦的球面,若将水圈中的水均匀地平铺在地球表面上,那么地球将是一个被 2700 m 深的水所覆盖的“水球”。全球海洋总面积约占地表总面积的 71% ;全球海洋总水量占地球总水量的 97% 以上。因此,海洋是水圈的最大水体。海洋的中心主体部分称为洋,边缘附属部分称为海,海与洋彼此沟通组成统一的世界大洋。世界大洋分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。 生物圈地球表层的大气圈、水圈和岩石圈中适于生物生存的范围就是生物圈。水圈中几乎到处都有生物, 在深度超过 11000m 的海沟最深处, 还能发现深海生物, 但生物主要还是集中在表层和浅水的底层。大气圈中的生物主要集中在下层, 即与岩石圈的交界处, 但在高达 22000m 的平流层中,也发现有细菌和真菌。在岩石圈中,大多数生物生存在地下几百 m 的土壤上层,但在地下 2500-3000m 处的石油中, 也发现有石油细菌。无论如何, 就厚度而言, 生物圈只占地球表面薄薄的一层(马宗晋等, 2003 )。 固体地球的圈层结构 1909 年莫霍洛维奇( Mohorov ì ?i?, 1909 )根据近震初至波的走时,算出地下 56km 深处存在一间断面,其上物质的波速为 ,其下为 。后来称这一间断面为莫霍面或 M 界面,它在绝大多数地区都存在。这个面以上的圈层称为地壳。 1914 年古登堡( Gutenberg ) 根据地震波走时, 测定出在 2900km 深度处存在一间断面, 其下的部分为地核,其上直至地壳底部的部分为地幔。这一间断面就是核- 幔界面或核- 幔边界( CMB ) ,其深度至今一直沿用 2900km ( Gutenberg, 1959 )。莱曼( Lehmann, 1936 ) 根据通过地核的地震纵波走时, 首先提出在地核内部还存在一个间断面, 由此又将地核分为内核和外核。后来, 古登堡( Gutenberg, 1959 ) 和杰弗瑞斯( Jeffreys, 1962 )相继证实了莱曼的假设,并得出内核的半径在 1200-1250km 间。因此,内、外核边界( ICB ) 的深度约为 5100km 。进一步观测研究表明, 外核不能传播 S波( 横波), 而内核可以传播 S波, 并根据地球潮汐和地球自由振荡所得地球刚性, 推断外核为液态, 内核为固态(马宗晋等, 2003 )。布伦( Bullen, 1963, 1975 )根据地球内部地震波的速度分布,将固体地球分为 7 层。地壳为A 层;地幔为 B、C、D 三层;外核为