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概述

地球結(jié)構(gòu)可以由化學(xué)手段和力學(xué)的手段——例如流變學(xué)確定。物理學(xué)上，地球可劃分為巖石圈、軟流層、地幔、外核和內(nèi)核5層?；瘜W(xué)上，地球被劃分為地殼、上地幔、下地幔、外核和內(nèi)核。地質(zhì)學(xué)上對地球各層的劃分 ，按照自地表的深度，分別是：

利用地震波獲得地球的內(nèi)部信息。

地球的各層可以由折射和反射的地震波的傳播時間間接得知。橫波不能通過地核，在其他的層中速度也不同。波速在不同層中間的變化遵守折射的斯涅爾定律。高速地震波引起的反射則和光波在鏡面上的反射類似。

地核

地球的平均密度為5,515kg/m 。由于地表物質(zhì)的平均密度只有約3000 kg/m ，因此我們可以得知，地球核心區(qū)域有密度更大的物質(zhì)。關(guān)于地核的更多信息則來自于地震學(xué)研究。

地震學(xué)測量顯示，地核由2部分構(gòu)成：半徑為1220公里的固體內(nèi)核和裹在外面的液體外核，總半徑3400公里。固體內(nèi)核是由英格·萊曼在1936年發(fā)現(xiàn)的，成分主要是鐵和鎳。

在45億年前的地球早期，高溫熔融的狀態(tài)使得較重的物質(zhì)下沉到地球中心，較輕的物質(zhì)上浮到地殼，這個過程稱為行星分化。地核的成分因此可以推斷為80%的鐵，以及鎳，以及一些輕元素。其他的重元素，例如鉛和鈾，不是含量過少，就是同其他的輕元素結(jié)合而留在地殼里。內(nèi)核甚至被認為是由鐵晶體組成。

液體的外核包裹在內(nèi)核周圍，成分也是鐵和鎳，還有少量的輕元素。

最近的研究顯示，地核最內(nèi)部可能富含金、鉑和其他親鐵元素。

組成地球的成分和普通球粒狀隕石和太陽外部的成分有很大關(guān)系 。地球的成分同普通球粒隕石相似，而與另一種頑火輝石球粒隕石完全不同。在1940年初，包括弗朗西斯·伯奇在內(nèi)的很多科學(xué)家在這個研究成果的基礎(chǔ)上建立了地球物理學(xué)。兩種隕石出現(xiàn)如此巨大的差異的原因是生成頑火輝石球粒隕石的環(huán)境必須是極端缺氧的環(huán)境。這使得親氧的元素部分或全部保留在和地核相同的合金中。

發(fā)電機理論認為，外核的對流，以及科氏效應(yīng)為地球創(chuàng)造了磁場。內(nèi)核由于高于居里溫度而不能保持一個穩(wěn)定的磁場，但是可能對外核產(chǎn)生的磁場起到了穩(wěn)定作用。

最近的研究顯示，內(nèi)核可能比地球的其他部分轉(zhuǎn)得快 。在2005年8月，一些地球物理學(xué)家在《科學(xué)》上發(fā)表了一篇論文，稱地球的內(nèi)核每年比地表多轉(zhuǎn)0.3至0.5度 。

地幔

地球的內(nèi)部構(gòu)造。1：大陸地殼；2：海洋地殼；3：上地幔；4：下地幔；5：外核；6：內(nèi)核；A：莫霍面；B：古登堡面；C：萊曼面

地幔深度達2890公里，是地球最厚的層。地幔底部的壓強高達140×10 帕（約140萬個大氣壓）。地幔由富含鐵和鎂的硅酸鹽巖石組成，和地殼相近。雖然地殼是固體，但是高溫使得硅酸鹽擁有足夠的延展性，以在很長時間內(nèi)緩慢流動。地幔的對流在地面上體現(xiàn)為板塊運動。物質(zhì)的熔點和粘度隨著壓強的變化而變化。由于地幔越向下壓強越大，因此地幔上方的部分比下方的部分更容易流動（化學(xué)變化也可能起著一定的作用）。地幔的黏度介于10 －10 Pa·s之間， 。作為比較，水的粘度為約10 Pa·s，而瀝青的黏度為10 Pa·s。

地殼

地殼深度介于5公里至70公里之間，是地球最外層的結(jié)構(gòu)。海盆下比較薄的海洋地殼是由含鐵鎂的硅酸鹽巖石組成的。比較厚的大陸地殼則是由含鈉鉀鋁的硅酸鹽巖石構(gòu)成。由于大陸地殼的主要構(gòu)成元素是硅和鋁，因此也稱為硅鋁層。同樣，海洋地殼被稱為硅鎂層。地殼和地幔的區(qū)別有兩部分。首先，地殼和地幔間有一個不連續(xù)面，導(dǎo)致地震波的速度變化，稱為莫霍洛維奇面，簡稱莫霍面。造成莫霍面的原因是面上方的巖石包含長石，而下方的巖石不含長石。第二，鐵鎂堆積巖和橄欖巖之間有一個化學(xué)不連續(xù)面。

很多構(gòu)成地殼的巖石年齡在1億年左右，但已知最老的巖石年齡為44億年。因此可以推斷，地球在那時就擁有一個固體地殼。

參見

莫氏不連續(xù)面

古登堡界面

地核－地幔連接

萊曼不連續(xù)面

接受函數(shù)

參考資料

Herndon, J. Marvin (1994) Planetary and Protostellar Nuclear Fission: Implications for Planetary Change, Stellar Ignition and Dark Matter Proceedings: Mathematical and Physical Sciences, Vol. 445, No. 1924 (May 9, 1994) , pp. 453-461

Herndon, J. Marvin (1996) Substructure of the inner core of the Earth Vol. 93, Issue 2, 646-648, January 23, 1996, PNAS

Hollenbach, D. F. ,dagger and J. M. HerndonDagger (2001) Deep-Earth reactor: Nuclear fission, helium, and the geomagnetic field Published online before print September 18, 2001, 10.1073/pnas.201393998, September 25, 2001, vol. 98, no. 20, PNAS

Lehmann, I. (1936) Inner Earth , Bur. Cent. Seismol. Int. 14, 3-31

Schneider, David (Oct 1996) A Spinning Crystal Ball , Scientific American

Wegener, Alfred (1915) "The Origin of Continents and Oceans"

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