三支一扶公共基礎(chǔ)：地球圈層

一、地球圈層的概念

 

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)一步劃分為三個基本圈層，即巖石圈、水圈、大氣圈；地球內(nèi)圈可進(jìn)一步劃分為三個基本圈層，即地殼、地幔和地核。此外在地球外圈和地球內(nèi)圈之間還存在一個軟流圈，它是地球外圈與地球內(nèi)圈之間的一個過渡圈層，位于地面以下平均深度約150公里處。這樣，整個地球總共包括八個圈層，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，一般用直接觀測和測量的方法進(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)代空間測地技術(shù)觀測的反演等進(jìn)行研究。地球各圈層在分布上有一個顯著的特點，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。

 

二、地球內(nèi)部圈層的劃分

 

（一）地殼

 

地殼厚度各處不一，大陸地殼平均厚度約35公里，高大山系地區(qū)的地殼較厚，歐洲阿爾卑斯山的地殼厚達(dá)65公里，亞洲青藏高原某些地方超過70公里，而北京地殼厚度與大陸地殼平均厚度相當(dāng)，約36公里。大洋地殼很薄，例如大西洋南部地殼厚度為12公里，北冰洋為10公里，有些地方的大洋地殼的厚度只有5公里左右。整個地殼平均厚度約17公里。一般認(rèn)為，地殼上層由較輕的硅鋁物質(zhì)組成，叫硅鋁層。大洋底部一般缺少硅鋁層；下層由較重的硅鎂物質(zhì)組成，稱為硅鎂層。大洋地殼主要由硅鎂層組成。地殼中有90多種天然化學(xué)元素，其中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量占地殼總重量的97%，其余元素只占3%。而地殼中的氧約占49%;硅約占26%。

 

（二）地幔

 

介于地殼與地核之間，又稱中間層。自地殼以下至2900公里深處。地幔一般分上下兩層：從地殼最下層到100—120公里深處，除硅鋁物質(zhì)外，鐵鎂成分增加，類似橄欖巖，稱為上地幔，又稱橄欖巖帶；下層為柔性物質(zhì)，呈非晶質(zhì)狀態(tài)，大約是鉻的氧化物和鐵鎳的硫化物，稱為下地幔。地震資料說明，大致在70—150公里深處，震波傳播速度減弱，形成低速帶，自此向下直到150公里深處的地幔物質(zhì)呈塑性，可以產(chǎn)生對流，稱為軟流圈。這樣，地幔又可分為上地幔、轉(zhuǎn)變帶和下地幔三層。了解地幔結(jié)構(gòu)與物質(zhì)狀態(tài)，有助于解釋巖漿活動的能量和物質(zhì)來源，及地殼變動的內(nèi)動力。

 

（三）地核

 

地幔以下大約5100公里處地震橫波不能通過稱為外核，推測外核物質(zhì)是“液態(tài)”，但地核不僅溫度很高，而且壓力很大，因此這種液態(tài)應(yīng)當(dāng)是高溫高壓下的特殊物質(zhì)狀態(tài)；5100—6371公里是內(nèi)核，在這里縱波可以轉(zhuǎn)換為橫波，物質(zhì)狀態(tài)具有剛性，為固態(tài)。整個地核以鐵鎳物質(zhì)為主。