内容正文:
首先是第一部分,地球的内部圈层结构。对于地球的内部探究,人类从未停止过。曾经苏联就进行过挖穿地球的计划,但是没有成功。目前人类最深的钻井深度为12千米,这个深度对于我们的认知已经是很深了。但是对于地球来说,仅仅是触及到地球的表皮,所以对于地球内部结构我们还无法直接进行观察。随着时间的推移和科技的进步,科学家主要是通过对地震波的研究了解地球的内部结构。在这个过程当中,我们首先需要对地震波做一个简单的介绍,也就是接下来的第一个内容,地震波。从地震波的概念来看,咱们得知道它是什么。地震发生时,地下岩层受到强烈冲击,产生弹性震动,并以波的形式向四周传播,称之为地震波。从地震波的概念不难看出,它有两个性质。第一,地震波是能量波,地球内能以波的形式向四周传播,它的能量来自于地球内部。同时地震波也是弹性波,以波的形式传播,造成岩石的弹性振动。从右图中我们可以形象的展示出来,能量以波的形式向四周传播过程中表现出来的样子。这就类似于地震波在传播过程当中表现出来的形态特征。能量以波的形式向四周传播。通过对地震波的科学研究,我们发现地震波的类型并不是单一的。根据地震波的传播速度以及表现特征,将地震波分成了两类,纵波也称之为P波,以及横波也称之为S波。通过对横波与纵波的研究,发现二者之间存在着明显的差别吧。对于纵波来说,纵波的传播速度比较快,它可以在固体、液体、气体三种相态的物体当中进行传播。而对于恒波来说,恒波的传播速度相对较慢,仅仅能够在固体物质中进行传播。但是对于二者来说,也存在着共同的特点,那就是随着通过介质性质发生变化,波速发生明显的变化。在这里需要注意的是,纵波与横波传播速度不一致的原因是什么?纵波它的振动频率和传播方向是一致的那你看上面这个图,这个就是纵波A图P波。你看它的振动频率和传播方向是一致的,都在向前传播。而下面这个B图这个是横波上下震动,但是向前传播,振动频率和传播方向不一致。所以横波也就是S波比这个纵波T波传播的速度相对来说要慢一些。通过以上的内容,我们对地震波进行了简单的梳理和了解,借用地震波的特性可以帮助我们更好的了解地球的内部圈层结构。这就不得不说研究地震波的意义了。为什么要学习地震波?利用地震波来研究地球的内部圈层结构。第四,研究地震波的意义。对于地震波的研究,一方面可以利用地震波研究地球的内部结构和状态,并且通过地震波它的表现特征划分地球的内部圈层。通过地震波波速在地球内部传播过程当中的变化,判断地球内部的物质组成以及存在的相态是固体、液体还是气体,对于帮助人类了解地球的内部具有重要的意义。另一个方面,借用地震波的特性研究地震的能量以及划分地震的级别。简单的说就是通过地震波传播的能量以及对地面的破坏程度,确定地震对人类社会生产生活造成的不利影响的程度。这对于后期在地震灾害当中指导救援救灾,以及在城市建设建筑物抗震等级要求方面给予了指导性的意见,也是具有十分重要的意义。在这儿了解一下就可以了。第二,不连续面的基本内容。地球内部不连续面的发现,就是利用地震波在地球内部传播速度发生明显变化的过程来实现的。首先要了解什么是不连续面,在这儿给出了不连续面的概念。地球内部地震波波速在一定深度发生突然变化的面,称之为不连续面。这里就是利用地震波在穿过不同相态的介质过程当中,固态、液态、气态波速发生明显变化的特点,进而划分出地球内部的不连续面。第二地球内部的不连续面存在了两个,一个是默霍面,一个是古登堡面。也就是说当我们利用先进的仪器设备从地球表面向地球内部发射地震波的过程,经过默霍面以及古登堡面的时候,横波和纵波的传播速度发生了明显的变化。第三,地震波与不连心面的关系。通过右图我们能够看得出相应的结论,左边的纵坐标代表着地球的深度,右边的内容代表地球的内部结构。其中最重要的两条地震波的表现,蓝色的代表的是横波,红色的代表的是纵波。首先对蓝色的横波我们进行观察能够看得出来蓝色的横波从地表向下传播的过程当中,到地下33千米处,也就是这个节点波速发生了明显的变化,变得怎么样了?变快了是吧?过了这个点以后,波速明显变快,证明地球在这个层次物质的组成和性质发生了改变。直到地下2900千米处,也就是到达这个点的时候,横波突然消失,这一深度的物质组成可能是又发生了变化。通过之前对恒波的学习,我们知道恒波只能在固态物质中进行传播。这个地方突然消失,说明这一层次的物质已经不再是固态物质了。接下来对红色的纵波进行观察,还是看这个图能够看得出来,红色的纵波从地表向下传播也是到地下33千米处,这个位置波速发生了明显的变化,也是变快了,同样证明地球在这一层次物质组成的性质发生了明显改变。随后继续向下,直到2900千米处这个位置纵波传播的速度突然下降,明显变慢了。这也说明在这个深度的位置存在明显的物质形态变化。在此我们对地震波与不连续面的关系进行简单的归纳和总结。第一个纵波也就是P波在穿过没货界面的时候,波速明显变快,也就是地下33千米处波速明显增加。在穿过古登堡界面的时候,也就是地下2900千米处,纵波的波速突然下降。那对于横波S波来说,在穿过没和面以后,波速是明显增加的。而在穿过古登堡面以后完全消失,证明古登堡面的物质组成应该不再是固态,是吧?由此我们根据这两个界面,将地球内部划分成了地壳、地幔、地核三个圈层。我们继续往下看,第三,地球内部三大圈层的区别。我们由表层向内部来看,首先第一个是地壳,地壳是地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳,位于没货界面以外。注意它的范围,位于没货界面以外。地壳的厚薄不一,海洋地壳较薄,一般为5到10千米,大陆地壳较厚,最厚可达到70千米。在这里包含了三个信息,第一,地壳的物质组成,它是由固体岩石所组成。第二,地壳的范围是从地球表面到哪儿,到末或界面向下,到没货界面。第三,表现出地壳的一个特点,地壳的厚度不均,大陆地壳较厚,大洋地壳较薄,这是地壳所表现出来的特点。那我们接着往下看第二个地幔,地幔是从莫霍界面直至2900千米深处的古登堡界面,这是地幔的范围。从右面的图放大部分我们能够看得到地壳下面的这个界限,就是没货界面,把它勾勒出来,这条线就是莫霍界面。而最下面的界线是上地幔与下地幔的分界线。在这之间的范围,也就是A这个分界线一直到没霍界面这个范围之内,只是给出了上帝曼的范围。根据地震波波速的变化,地幔分成了上地幔和下地幔,这是对于地幔来说具体层次的细部划分。当地震波穿过上地幔和下地幔的交界线处时,也就是穿过这个A处时,地震波的波速发生了明显的变化,说明上地幔和下地幔的物质组成以及向态形式可能是存在差异的。上地幔上部存在一个软流层,在这儿也能够看得出来放大的图。软流层温度很高,岩石部分熔融能够缓慢的流动。这个软流层现在普遍认为是岩浆的发源地,上地幔的顶部与地壳都是由坚硬的岩石所组成。合成岩石圈儿在这需要注意的是地壳的范围,岩石圈的范围以及地幔的范围。首先我们来看地壳的范围,它是从地面、陆地地面或者是海洋地面一直到末或界面,在这个范围它是地壳。接下来我们再往下看岩石圈的范围。岩石圈是从地表,就是和刚才的地壳一样,从地表一直向下到哪呢?软流层的顶部,下面是软流层,上面这个范围是软流层的顶部,也就是地壳加上这个范围外斜的小A小A的这个范围,加上地壳的范围,这个呢共同组成了岩石圈。我们最后看地幔的范围,地幔它的范围是从没货界面,没货界面往下一直到地下2900千米处的古登堡界面,再详细的分成了上尼曼和下尼曼,这是地幔的范围。在这儿要熟悉三者之间的关系,这里面唯独就是比较特殊的。注意一下岩石圈,它包含了地壳以及上地幔的顶部,也就是软流层上部这部分的位置。它是由两部分组成的,在这儿做一个详细的介绍,大家下来把它记住就可以了。我们继续往下看,第三个地核主要是由铁和镍等金属物质所有组成,厚度约3400千米。根据地震波波速的变化,可将地核分为外核和内核两个层次。这说明内核与外核的物质组成以及相态是存在差异的。外核是液态的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场,这个磁场是这么来的,内核是一个密度极大的固体,金属球在这就变成固体了,超强的压力将铁原子和镍原子紧紧的挤压在一起。能通过这段文字的描述,我们能够了解到,第一个地核的范围是由古登堡界面一直到地心。可以从右图清晰的看得出地核的范围,古登堡界面一直到地心,这个就是地核的范围组成。第二,根据地震波波速的变化,详细的划分为内核与外核。因为地震波在穿过不同相态介质的过程当中,传播波速会发生明显的变化,就是根据这个特点。对于地核进行了详细的划分,内核与外核。第三,了解外核与内核的物质组成。外核是液态金属物质,而内核是固态金属球。第四,地球磁场的形成与外核液态金属物质的运动有关,这是关于地核的相关内容。在这儿我们对地球内部三大圈层进行区别,进行一个简单的归纳和总结。地球的内部圈层包含了地壳、地幔、地核至从外部一直向内部的一个划分。地幔又分成了上地幔和下地幔,地核分成了外河与内河。地壳与地幔的分界面是没霍面深度33千米处,地幔与地核的分界线古登堡界面地下2900千米处。要注意的是啥?它的划分是根据地震波波速变化而来的当通过默霍面的时候,纵波与横波传播速度明显加快。而通过古登堡界面,也就是地下2900千米处的时候,纵波突然减慢,横波消失。再有就是三个层次的物质组成,地壳,它是由坚硬的岩石所组成,地幔是由铁镁等硅酸盐类的物质所组成。地核以铁镍为主。三个圈层各圈层的主要特点,地壳由岩石组成,厚度不均。地幔上部由岩石组成,密度较大,有软流层,也被理解为是岩浆的发源地。地核外核呈现出熔融状态,产生地球磁场,内核是固态的金属球。在这儿我们做简单的了解和区别就可以了。我们继续往下。第四,地壳的结构特征及其与岩石圈的关系。通过之前的学习,在此我们进行简单的介绍。第一个,地壳的结构特征。从地壳的分类来看,地壳在地球表面分成了大陆地壳和大洋地壳两个部分。大陆地壳厚度大,大洋地壳厚度小。厚度不均是地壳的结构特征之一,这个一点问题都没有。第二,从地壳的分层来看,地壳分为上下两层,上层是硅铝层,主要赋存于大陆地壳,它是一个不连续的圈层。下层是硅镁层,是一个连续的圈层。从右图中我们就能够明确的看得到地壳的两个层次特征硅铝层复存于大陆地壳,硅镁层附存于大洋地壳,因此硅铝层的不连续分布也是地壳的结构特征之一。第二,地壳与岩石圈的关系从三个方面进行比较,区别、范围和联系。从区别来看,地壳的平均厚度是17千米,而岩石圈60到120千米。岩石圈包含了地壳第二范围,地可是地表至末和面,岩石圈是地表至软流层以上二者之间的界限和范围也存在着明显的差异。第三联系,岩石圈包含了地壳,都是由坚硬的岩石所组成,这是从相互关系以及物质组成的角度上来看的。以上就是对地球内部圈层结构进行的讲解和讨论,接下来我们一起了解地球的外部圈层结构。