内容正文:
第一章第四节 地球的圈层结构知识清单
一、地球内部圈层
(一)探究方式
依靠地震波洞察地球内部构造。地震波分纵波(P波)与横波(S波)。纵波传播快,能在固、液、气三态物质中穿行;横波传播慢,仅能在固体里传播。科学家借分析地震波在地球内部不同深度的传播速度变化,绘制传播速度与深度关系图,以此推测内部物质状态与结构差异,划分圈层。
(二)圈层特性与位置
· 地壳
0. 特性:是地球表面的坚硬岩石外壳,厚度不均。大陆地壳厚,平均约35千米,高山、高原地区更厚,像青藏高原地壳厚达70千米;大洋地壳薄,平均约7千米。从成分看,地壳分上下两层,上层硅铝层主要由比重小的花岗岩类构成,在大洋地壳常缺失;下层硅镁层由比重大的玄武岩类构成,在大陆和大洋地壳都有。
0. 位置:处于地球最外层,和地球外部圈层直接接触。
· 地幔
0. 特性:在地球内部介于地壳和地核之间,体积约占地球总体积80%。上地幔顶部(地下约80 - 400千米)有软流层,此处温度高,岩石接近熔点,呈可塑半熔融态,能缓慢流动,被视作岩浆主要发源地。下地幔物质密度、压力和温度随深度增加而增大。
0. 位置:在地壳下方,上地幔顶部和地壳共同构成岩石圈,软流层在岩石圈之下。
· 地核
0. 特性:以古登堡界面和地幔分界,据地震波变化推测,外核可能是液态或熔融态金属物质,主要成分是铁、镍,因呈液态,横波无法通过;内核是密度极大的固体金属球,在高温高压下,铁、镍等金属原子紧密排列成固态。
0. 位置:位于地球最中心,被地幔环绕。
(三)软流层与岩石圈要点
· 软流层:作为岩浆主要发源地,其物质缓慢流动对板块运动影响重大。板块“浮”在软流层上,软流层热对流驱动板块移动,进而引发火山喷发、地震等地质活动。例如,环太平洋火山地震带的形成,就和板块在软流层上的运动及相互作用紧密相关。
· 岩石圈:由地壳和上地幔顶部(软流层以上部分)构成,是地球上部相对软流层的坚硬岩石圈层。岩石圈厚度不一,平均约100 - 110千米。岩石圈并非完整一块,而是被断裂构造带分割成多个大小不同板块,这些板块在软流层上“漂移”,处于持续运动中。板块的碰撞、张裂等运动塑造地球表面基本面貌,喜马拉雅山脉就是印度洋板块与亚欧板块碰撞挤压,致使岩石圈隆起形成的。
二、地球外部圈层
(一)大气圈
· 特性:包裹地球的气体层,主要成分是氮气(约占78%)与氧气(约占21%),含少量二氧化碳、水汽、杂质等。按温度、密度和大气运动状况,从地面向上分为对流层、平流层、高层大气等层次。对流层贴近地面,与人类关系最紧密,气温随高度升高而降低,空气对流显著,天气现象复杂;平流层在对流层之上,其中臭氧层能吸收紫外线,保护地球生物,此层大气以平流运动为主,气流平稳;高层大气含电离层,能反射无线电波,对通信意义重大。
· 位置:处于地球最外层,和宇宙空间直接接触,笼罩地球表面及其他外部圈层。
(二)水圈
· 特性:由地球表面和近地表各种形态水体构成,涵盖海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等,是连续但不规则的圈层。海洋面积约占地球表面积71%,是水圈主体。水圈的水不停循环,经蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流等环节,实现水体转换,对气候调节、地貌塑造、生物生存至关重要。
· 位置:广泛分布于地球表面,和大气圈相互作用产生云雾、降水等天气现象;和岩石圈相互作用,参与岩石侵蚀、搬运、沉积,塑造地表形态。
(三)生物圈
· 特性:地球表层生物及其生存环境总和,生物广泛分布在大气圈下层、水圈和岩石圈上层。是地球上最活跃圈层,生物生命活动与其他圈层相互作用,影响地球物质循环和能量流动。比如,植物光合作用吸收二氧化碳、释放氧气,参与大气成分调节;生物新陈代谢影响土壤形成发育。
· 位置:分布在大气圈、水圈和岩石圈交界面附近,跨越多个圈层,与其他圈层相互渗透、相互影响 。
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