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地球内部到底有什么

一直以来,人们力图探寻地球内部的奥秘。18世纪,人们计算出地球的平均密度后发现:地球内部的平均密度为5520kg/m³,而地球表面岩石的平均密度是2670kg/m³,两者相差1倍多。这说明地球内部一定存在着重物质。

19世纪中期以后,人类开始大规模地探索地球内部的奥秘。地球物理学家通过地震仪测量发现,每当发生巨大地震时,受到强烈冲击的地下岩石会产生弹性震动,并以波的形式向四周传播,这种弹性波就是地震波。地震波分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波可以通过固体、液体和气体传播,且传播速度较快;横波只能通过固体传播,传播速度较慢。由此可知,随着所通过物质性质的变化,纵波和横波的传播速度也会发生变化。

1909年10月8日,萨格勒布地区发生了一次强烈地震,南斯拉夫的地震学家莫霍洛维奇经过研究发现,地震波在传到地面下33千米处发生了折射现象,于是他认为这个发生折射的地带正是地壳和地壳下面物质的分界面。1914年,在一次地震中,美国地震学家古登堡又发现在地表下面2900千米处,纵波的传播突然急剧变慢,横波则完全消失了,这说明存在着另一个不同物质的分界面。后来,人们为纪念他们,将以上两个不同的界面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”。

地球内部以莫霍面和古登堡面为分界,分为地壳、地幔和地核3个圈层。地壳是地球的最外层,指从地面到莫霍面之间很薄的一层固体外壳。地壳主要由各种岩石组成,高低不平,平均厚度为17千米,大陆部分远比海洋部分厚,平均厚度为33千米,高山、高原地区甚至厚达60千米~70千米,海洋地壳平均厚度仅有6千米。

地幔位于地壳和地核之间,是从莫霍面以下到古登堡面以上的一层固体物质。这一层的主要成分是铁镁的硅酸盐类,其含量由上而下逐渐增加。这一层分为上地幔和下地幔,深度为从地下5千米~70千米以下到地下2900千米以上,从莫霍面到1000千米深处是上地幔,地下50千米~250千米是上地幔顶部,这里存在一个软流层,岩浆可能就是发源于此。地下1000千米-2900千米深处是下地幔,其温度、压力和密度都比上地幔大,物质状态可能不再是固体,而是可塑性固体。

地核是地球的中心部分,位于地球的最里层。1936年,丹麦地质学家莱曼通过对地核中传播的地震波速度的测量,发现地核又可分为外核和内核两部分。外核在2900千米-5000千米深处,物质状态接近液体。内核又叫“铁镍核心”,在5000千米以下深处,其温度、压力和密度更高了,物质成分近似于铁镍陨石。

美国科学家做了大量的模拟试验后发现:地核温度从内到外温度逐渐降低,地球中心的温度大约是6880℃;内外核相交面的温度是6590℃.略低于地球中心:外核与地幔的相交面的温度更低,是4780℃。除此之外,科学家还发现,地球内核的压力极大,每65平方厘米为2200万千克,是海平面的地球大气压的330万倍。

近年来,借助大型计算机,研究人员从地面上3000个监测站收集到了大量的地震观察情报,并对之进行了综合分析,描成一张总图,结果发现:地核表面布满“山头”和凹凸不平的地带,结构与海洋相似,充满了低密度流体。

20世纪90年代,在中欧的一个小城温迪施埃中巴赤,人们钻探出了一个直径22厘米、深14千米的世界上最深的洞。这个地区地理情况十分特殊,这里的岩石有30千米厚,并向地表突出、历史上古老的欧洲板块和非洲板块在这里相互碰撞,彼此推挤和啮合,正是由于这种地理情况的存在,地质学家们打算用管状的、中空的特殊钻孔器旋出岩心,把这些岩心提取上来,但这次努力最后还是以失败而告终。

经过多次的失败,人们不得不暂时承认,肉眼不能直接看到地球内部的情景。但是我们相信,总有一天人类能够揭开地球内部的奥秘。

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