地球的内部构造

二、地球的内部构造

地球是内部具有同心圈层构造的球体。根据不同的圈层特点,地球从地表到地心可分为地壳、地幔和地核(图2-1)。

图2-1 地球内部构造

(一)地壳

地壳是地球体的表层,是人类赖以生存的场所,水圈和生物圈的大部分都分布在地壳上。在阳光、大气、水、生物和地球内部活动作用下,地壳也是各种地质作用发生的场所。人类开采的各种矿产资源均埋藏于地壳上部的岩石圈中,所有工程建筑物、构筑物也都建筑在地壳上,同时地壳也是各种建筑材料的主要来源地。因此,地壳是地球科学研究的主要对象,它是人类生存和各项工程建设的物质基础。地壳平均厚度约为33km,由地表所见的各种岩石组成。一般的工程活动大多在距地壳表层1~2km的深度范围内进行,也有在较大深度范围内进行的工程活动,如石油和天然气项目的钻探深度可达7km甚至更深。

(二)地幔

地幔是介于地壳和地核之间的构造层,也称中间层或过渡层,它是地球的主体部分。地幔厚度约为2900km。根据其物质成分和所处的状态,可将其分为下地幔和上地幔。下地幔主要是由金属氧化物和硫化物组成,而上地幔主要由富含铁、镁的硅酸盐物质组成。地壳和地幔顶部的固态物质称之为岩石圈。

(三)地核

地核位于地幔以下,其半径约为3500km,是地球的核心部分。物质成分主要以铁为主,通常以铁镍合金的方式存在。靠近地幔的外核主要呈液态或熔融状态,而内核由于极高压的原因呈现结晶的固体状态,并且刚性很高。

岩石是由矿物组成的,而矿物则是由各种化学元素和化合物组成。美国地质学家、化学家克拉克(F.W.Clark)用了数十年的时间,从世界各地采集了大量的、具有代表性的岩石标本进行化学分析,于1889年首次提出了厚16km地壳中所含的50多种元素的含量值。为了纪念克拉克做出的巨大贡献,国际上把各种元素在地壳中含量的百分数称为克拉克值。地壳中主要元素的克拉克值见表2-1。

表2-1 地壳主要化学元素克拉克值