题目

地球内部是指什么

提问时间：2020-10-16

答案

地球内部组成成分
1 地壳
地壳是有着各种厚度的地球表面圈层.大洋地区的地壳厚度要比大陆地壳的厚度小的多,并且大洋地区的地壳厚度大体都在6km左右.相反,大陆地壳的厚度却有着很大的不同.在美国的盆地或山脉省地壳厚度为10～20KM不等,然而在西藏地区地壳厚度却可达到50KM以下.
大洋地壳主要由沉积物堆积而成,它的下面就是玄武岩层.玄武岩层主要是由在大洋中脊所喷出的上地幔的部分熔融的岩石所形成的.大洋地壳和最浅层的上地幔在海沟处一起消失在更深的地幔中.大陆地壳比大洋地壳更加的复杂,反映其变质和变形的复杂的历史演化过程.一种简单的模型是把它分为两层：上地壳和下地壳.大陆上地壳主要是由富含硅元素的岩石组成,例如花岗岩,其主要矿物为石英（SiO2）,富含钾钠元素的长石,黑云母和角闪石.下地壳主要是有富含铁镁质的岩石组成,例如玄武岩,辉长岩和衫岩.主要矿物为富含钙元素的长石,辉石,角闪石和闪石.
2 地幔
壳幔边界通常被认为是莫霍（Moho）不连续间断面.在这个不连续面上压缩波（P波）的速度变化范围为6．7～8KM/S.这个不连续面存在着明显的反射显示这里的波速的尖锐跳跃.界面宽度要比地震波波长明显的小.
地幔也可被分为三层：上地幔（〈400KM）,过渡带（400-670KM）,下地幔（670-2900KM）.
2.1 上地幔
地幔最上部约400KM的介质统称为上地幔.通过对比实验研究得出的相关速度显示上地幔的主要元素矿物为橄榄石,辉石和石榴石.橄榄石是上地幔中含量最丰富的矿物.在上地幔中有着极大的各向异性性质也可从橄榄石的的各向异性的排列中得到解释.然而,这些矿物的相对含量也可能随着深度的变化而变化.
在公式8中所定义的不同参数在上地幔中几乎没有什么价值,这显示在少上地幔中的温度梯度要比绝热梯度高的多.这也和通过其它地球物理学和岩石观测方法是相吻合的.
上地幔的高温度梯度引起了机械似的阶层的形成.温度最低的岩石圈的显著特点就是地震波的高波速低衰减,和介质的低的电导率和高粘性.而在岩石圈下部的圈层的特点是相对低的波速和比较高的衰减,并且有着相对比较高的电导率和较底的粘性,所有这些都暗示这里的温度是很高的.这个圈层也就是通常所说的软流圈.岩石圈和软流圈的边界处的物理性质有着急剧的变化,但是软流圈底部却不是如此.各个地区的岩石圈和软流圈边界的深度都有所不同.在大洋地幔上,岩石圈的厚度随着时代的增加而增加,在洋脊附近的岩石圈的厚度是非常小的,在那里形成了新的大洋岩石圈,但是它的厚度每一亿年大约增加50-100km.
关于软流圈的一个问题是它到底是不是一个部分熔融的圈层.在软流圈中的地球物理异常通常被认为是存在一些少量的熔融的介质.但是近期的关于上地幔岩石电导率和流变学的实验研究表明：高温度才是引起这些异常的主要因素.在软流圈中部分熔融不是不可缺少的,它可能只是在火山下的一个局部现象而已,但却不是全部现象.
2.2 过渡带
在高温高压下的实验研究结果显示在过渡带里硅酸盐矿物在这种条件下经历了几个不同的转换阶段.这些转换阶段大部分是最高级的并且通常和介质密度和地震波速度的增加有着紧密的联系.过渡带中密度和地震波速度的高梯度或者是不连续主要是由这些阶段变换导致的.
2.3 下地幔
下地幔主要是由含有 的钙铁矿和镁方铁矿组成.镁方铁矿的含量是不确定的,从0%--20%不等.因此,在地球中含量最丰富的矿物是钙铁矿（大约占据地球矿物的40%-50%）.在下地幔中速度和密度的分布也是很平缓的,除了在下地幔最上部的一些地方之外它都和均匀介质是相互吻合的,没有明显的相变,而在下地幔最上部的一些地方,能观测到相对比较高的梯度.大量的石榴石转变为钙铁矿结构的相变或者由于一些含铝的高压矿物的形成,可能是下地幔最上部密度和速度反常的主要原因.
2.4 D”层和核幔边界
地幔的最底部（大约100-200KM厚）,叫做D”层,有着异常的物理特性：很底的速度梯度和极大的横向变化.
现在有两种假设可以解释这个层的一些特性.一种是D”是能够使地幔对流的热边界层的最底部,它有着很高的温度梯度.另一种解释是D”在化学组成上是不同于地幔其它部分的.通过比较地幔的估计温度和地核物质的熔融温度也可以证明它有着很高的温度梯度.高的温度梯度和极大的化学异常可能也是引起D”层异常的物理特性的原因.
核幔边界也不是平缓的,它的地形起伏变化从0．5KM到5.0KM不等.这样的变化可能是由于地幔对流时的上升流和下降流的相互作用导致的,也反映了由于化学成分的差异所导致的密度的变化.核幔边界的地形起伏也促进了地核和地幔的相互作用机制.
13 地核
地核可以分为两部分：外核和内核.这两部分的密度要比硅酸盐的密度高出很多,并且地核的主要组成成分是金属铁.
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