在地球内部的地核温度深处,地幔,和地核中传播的波速是如何测出来的?

地球内部地震波传播速度最快的圈层是?
地球内部地震波传播速度最快的圈层是?
一、地壳是地球最外部的圈层.相对而言地幔所承受的压力更大,其物质密度、弹性大于地壳,因而地震波中无论是横波还是纵波在地幔中的传播速度都大于地壳.二、比地幔更深的地核分为外核和内核.温度越高,越趋于液态.压强越大,越趋于固态.固态还是液态看谁起主导作用了.1、外核呈液态,内核呈固态.横波不能再液体中传播,液态物质的弹性不如固体物质(传播速度不仅仅取决于弹性,与密度也有关系,要看哪个起主导作用,正如地壳有部分深度区域中纵波的传播速度小雨地幔中的速度).所以地震波在地核外核的的速度小于在地幔中的传播速度.2、至于地震波在地球内核中的传播速度为何小于在地幔中的速度我还没有查到完整的,较有权威,很有说服力的说法,但是地核的百度词条中说地核内部可能是固态,也就是说地核是固态的这种说法还有待考量.综上所述:地震波在地幔中的传播是最大的.
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与《地球内部地震波传播速度最快的圈层是?》相关的作业问题
应该是越靠近地表越高.地球内部的分层就是由地震波速度分布定义的,在海水之下,地球最上层叫做地壳,厚约几十千米.地壳以下直对地核,这部分统称为地幔.地幔内部又有许多层次.地壳与地幔的边界是一个明显的间断面,称为M界面或莫霍界面.界面以下约到会80千米的深度,速度变化不大,这部分叫做盖层.再往下,速度明显降低,直到约220
no,要看地震波的力量,如果力量大于地层的坚固内部的话,才会造成损伤,而多个地震波,而后面的地震波更快,再成综合地震波,那么速度就会加快,如果地岩对地震造成了迹象,那么就会减慢.这是有物理即地形与地震波的排列方式与压力(也就是多少强力、多少级)有关系.
因为横波传播速度慢,且只能在固体中传播,而纵波传播速度快,且固液气均能传播,所以纵波先到达地面,人们先感受到纵波,所以先上下颠簸,后左右摇晃.,望采纳
这个问题说简单也简单,说复杂很复杂!计算速度,无外就是距离/时间.在地球内部,地震波传播路径不是直线,而是曲线!在速度未知时,这个曲线路径难以确定.再看时间,地震波在介质内部会出现折射、反射、投射,会出现波形转换,有pp、ps、sp、pr、rp...,有psp、pps、pss、spp...,(R指瑞雷波,P纵波,S横波
A、地壳平均厚度为:17千米,故不符合题意;B、上地幔指莫霍界面到地下670千米处,厚度约为650千米,故不符合题意;C、下地幔指地下670千米至古登堡界面,厚度约为2200千米,故不符合题意;D、地核平均厚度约为3400千米,故正确.故选:D
A、火山喷发应该出现在最外层也就是①圈层地壳,故正确;B、②圈层表示地幔,故不符合题意;C、③圈层是外核,而火山喷发应该出现在最外层也就是①圈层地壳,故不符合题意;D、④圈层表示地核中的内核.故选:A
A、据图分析,P波为纵波在地下2900千米左右时纵波速度突然减小,但不会消失,故不符合题意;B、P波速度快是纵波,纵波可以在固体、液体和气体中传播,故不符合题意;C、无论是P波还是S波在通过莫霍界面(地下平均深度17千米)时,波和纵波速度都明显增加,故不符合题意;D、据图分析可知,P波速度比S波速度快,说明P波为纵波S
第一节 地球的内部圈层一、地球内部圈层的划分(一)划分依据限于科学技术水平,人类可以直接观察到的地下深度十分有限.现在世界上最深的矿井仅4~5km,最深的钻井不过12.5km,即使是火山喷溢出来的岩浆,最深也只能带出地下几十到200km左右的物质.目前对地球内部的了解,主要是借助于地震波研究的成果.地震发生时,人们会感
软流层..偶看偶上学期课本的.绝对是软流层
C,地下将近2900千米处,纵波速度突然下降,横波完全消失.把这个深度称为古登堡界面
这个都不知道呀,地震是不是一种震荡波,在原石层中传播,他的速度不同,地表设置电磁检波器,接受到地震波,经过时距改正,就可以得到地下岩石层结构,可以用来勘探
地震波在固体中的传播速度快. 再问: 同一深度纵波传播速度相同吗 再答: 同一深度纵波传播速度相同
(1)莫霍界面;古登堡界面(2)纵波;横波(3)地幔(4)相同点:纵波和横波均可穿过固体,在穿过不同介质时波速均发生变化;不同点:纵波传播速度快,横波传播速度慢;纵波可以穿过固、液、气体,而横波只能穿过固体。
书里所说的地震波是人工是释放的,不是由地震产生的.我是学地质的 再问: 谢谢 请问你的意思是,是模拟地震波释放纵波和横波来考察内部圈层是吗 再答: 不是模拟,是释放地震波后,地震波返回给地面的接收器,然后根据接受到的地震波曲线的变化,就可知道地球内部的大体的固液相的圈层结构
地震被按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波[1].纵波是推进波,地壳中传播速度为5.5~7千米/秒,最先到达震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性较弱.横波是剪切波:在地壳中的传播速度为3.4.0千米/秒,第二个到达震中,又称S波,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强.面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇
是地壳与地幔的分界线古登堡面.在这里横波消失,纵波速度骤然下降,但后来又逐渐增加.
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波.地球内部存在着地震波速度突变的莫霍面和古登堡面,将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层.地震波分为横波纵波,横波能通过固体传播,纵波在固液态都能传播.莫霍界面时,横纵波速度突然加快.古登堡界面时,横波消失,纵波速度下降.地核_百度百科
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地核是地球的核心部分,位于地球的最内部。半径约有3470 km,主要由铁、镍,高密度,地核物质的平均密度大约为每立方厘米10.7克。温度非常高,有℃。地核的质量占整个地球质量的31. 5%,体积占整个地球体积的16. 2%。根据地震波的变化情况,发现地核也有外核、内核之别。内、外核的分界面,大约在5155千米处。因地震波的不能穿过外核,所以一般推测外核是由、、等物质构成的或近于液态的物质组成。液态外核会缓慢流动,故有人推测的形成可能与它有关。由于横波在内核存在,所以内核可能是固态的。
地核大核反应
美国家玛文·亨顿(J.MarvinHerndon)在他的理论中提出,地球犹如一个天然的巨大核反应堆,人类则生活在它厚厚的地壳上,而地球表面3000公里深的地方,一颗直径和火星差不多大的球核,由于这里集中,通过天然的衰变或核裂变放热,并因此产生了地球磁场以及为和大陆提供能量的地热。
在上世纪50年代,就曾经有科学家提出假设,认为行星表面甚至内部都可能存在自然的核反应,但这种理论的第一个物理证据出现在上世纪70年代。当时法国科学家在非洲一处发现了发生于的天然连锁核反应,这一核反应已经持续了数十万年,并在这一漫长的过程中消耗了数吨重的铀。
地核地磁谜题
亨顿博士研究了如果行星内部存在核反应可能产生的效应。他认为,在地球刚形成时候,大量放射性元素如,,在重力作用下集中在地核,并且具有与其化学状态无关的自足的能力。地球内部的天然核反应活动产生了电流,并由此形成了地球磁场。这种核反应是间歇的,可能导致地球磁场在短期内迅速变化,甚至发生地磁逆转。而传统的地球物理学理论认为,地球内核热能释放导致液态与地幔底部出现热对流,从而形成,但这一理论无法解释地球曾发生的地磁逆转。
地核地核组成
地核地核构成
地球的结构同其他相似,是层状的,而这些层可以通过它们
的化学特性和特性确定。地球拥有一个富含的地壳,一个非常粘稠的,一个液体的和一个固体的内核。这些对地球内部结构的认识来源于物理学证据和一些推断,这些证据包括火山喷出的物质和。地球内部从起,一直到地球中心,称之为地核。
关于内核的物质构成,学术界有不少争议,许多人认为,主要是由铁和镍组成。但究竟是何物,这一切都还有待于进一步探索、证明。此外,内外核也不是截然分开的。地核的密度很大,即使最坚硬的金刚石,在这里也会被压成黄油那样软。
地核是地球的核心。地核又分为外地核和内地核两部分。外地核的物质为液态,内地核科学家认为是固态结构。外地核深2900km至5000km,内地核深5100km至6371km。此外在内外核之间,还存在一个不大不小的“过渡层”,深度在地下公里之间。
从下的底部一直延伸到地球核心部位,距离约为3473千米。据科学观测分析,地核分为、和[1]
三个层次。外地核的厚度为1742千米,平均密度约10.5克/立方厘米,物质呈液态。过渡层的厚度只有100多千米,物质处于由液态向固态过渡状态。内地核厚度1 216千米,平均密度增至12.9克/立方厘米,主要成分是以铁、镍为主的,所以又称铁镍核。
地核温度与压力
地核的为1.88e21吨,占整个地球质量的31.5%,体积占整个地球的16.2% 。地核的体积比太阳系中的火星还要大。外地核的范围大约从接近地幔外侧的4000 ℃向内增加至接近内核的6100 °C,内地核的温度则由交界处的6300℃递增至地球中心的7000℃。
由于地核处于地球的最深部位,受到的压力比地壳和部分要大得多,在地核内部这种高温、高压和高密度的情况下,我们平常所说的“固态”或“液态”概念,已经不适用了。因为地核内的物质既具有钢铁那样的“刚性”,又具有像、沥青那样的“柔性”()。这种物质不仅比钢铁还坚硬十几倍,而且还能慢慢变形流动而不会断裂。
地核地球内部
地核内部这些特殊情况,即使在
地球内部构造
实验室里也很难模拟,所以人们对它了解得还很少。但有一点科学家是深信不疑的:地球内部是一个极不平静的世界,地球内部的各种物质始终处于不停息的运动之中。有的科学家认为,地球内部各层次的物质不仅有水平方向的局部流动,而且还有上下之间的对流运动,只不过这种对流的速度很小,每年仅移动1 厘米左右。有的科学家还推测,地核内部的物质可能受到太阳和月亮的引力而发生有节奏的震动。
固 体 地 球 结 构 表
地球圈层名称
(公里/秒)
(公里/秒)
密度(克/立方厘米)
12.8—13.5
液态—固态 物 质
10.0—11.4
液态—固态 物 质
10.9—11.2
地核地核不在地球中心
做一个简单的模拟试验:在装满水的瓶子里放入一个石子,系上一根绳子绕手旋转,结果:在瓶子内的石子始终偏向引力的另一侧。
同样道理,地球在太阳引力作用下绕太阳旋转,地核将偏向太阳引力的反方向,不在地球中心。
地核地核转动比外球快
由于地球的地核不在地球中心,始终偏向太阳引力的反方向,导致地核和外圈层转动的角速度不一样,地核快,外圈层慢,如下图所示。
角速度ω=V / R ,V为线速度,R为半径。
在A点内球的半径小于A点到地球中心,依据角速度公式,地核角速度大于外圈层的角速度。[2]
地核质量构成
地核(Core):是地球的核心部分,主要由铁、镍元素组成,
半径为3480千米。地核又分为和两部分。外地核的物质为液态。外地核深2900km至5000km,内地核深5100km至6371km。
从体积上看,地核占地球总体积的16%,地幔占83%,而与人们关系最密切的地壳,仅占1%而已。地核(Core)位于地球的最内部。半径约有3470 km,高密度,平均每立方厘米重12克。温度非常高,约有℃。它可再分为内核和。由地震波的传送可知,外核是融熔的。从源自其他行星核心的来推测。
地核外地核压力
在外地核部分,压力已达到136万个,到了核心部分便增加到360万个大气压了。这样大的压力,我们在地球表面是很难想象的。科学家作过一次试验,在每平方厘米承受1 770吨压力的情况下,最坚硬的金刚石会变得像黄油那样柔软。
地核温度测算
地核变化引起地球变化
罗伯特-范德休斯特在论文中表示,研究人员们通过对由地震引发的地震波进行实时监控,进而对中美洲下面的地域进行了详细地检测。这一新发现将帮助地质学家研究地热是如何通过地球内部传到地球表面的。地热的传播过程引发了地球一系列的地质活动,如地震、火山、地磁场等等。科学家们计算从地表散发到了的总热量约为42万亿瓦,罗伯特-范德休斯特的试验小组估计从地核传出的热量约占其中的三分之一。
罗伯特-范德休斯特称,地震波可以穿过几千英里的地球内部。通过读取地震波数据,可以有效测出地核与地幔之边界的温度。那么,这一温度到底是如何测出的呢?原来,地震波的速度显示了它们所过之处的化学和物理属性。研究小组将地震波数据与矿物质物理属性的数据进行综合,就算出了地幔、地核和两者边界上的温度。具体来说,有一种叫做pervoskite的矿石可以在特定温度和压力条件下相变为post-pervoskite。
据罗伯特-范德休斯特的博士研究生透露,他通过运用普适RADON变换的方法变换地震数据得到地球内部相关反射界面。接下来假设这些界面正是由于这个相变造成。而这个界面的压强是可以估计的,这样也就可以估计相应的温度。王平经过计算认为边界的温度约为4000摄氏度。据此可以进一步估计地核的温度可以高达6000摄氏度以上。结合其他研究的关于太平洋下面的区域的热量损失估计,地球从地核到地幔的热量输出约为7.5至15万亿瓦,远比以前的研究估计的要高。
根据的传播速度判断,地核可分为内核和,外核为液态,内核为固态。地核主要成分为铁、镍等。很多专家认为,地球内核中的主要物质有可能是处于晶体状态的铁镍合金。但也有科学家在实验中发现,将铁加热至,并把熔融铁所处环境的压力逐渐升高至10万个大气压时,熔融铁的会不断增强,铁中的晶格会逐渐受到破坏,其呈现出不规则排列状态,即状态。地球内核中的压力最大可达约370万个大气压,随着压力和温度的增加,熔融铁的粘滞性会继续升高,其非晶体特性会愈加明显。因此,地球内核中的主要物质很有可能是粘滞性极高、处于非晶体状态的、含铁镍成分的物质。
罗伯特-范德休斯特的观点是:人们对地球内部其他一些特征确实有了一定的了解。数年来,科学家一直在研究地球内部由地震所引起的并以弯曲路径传播的震动波。通过研究这些波的路径,可以确定在不同深度地球密度的增加情况。在人所能往下钻探的范围内,地球皆由岩石组成,其密度并未随深度出现明显的增加。明显大于的物质是金属,而最常见的金属是铁。因此,地球有一个被岩石幔所围的铁核。越向地核深入,压力会不断增加,铁的熔点也会不断增高。然而,铁的熔点似乎比温度上升得要快。这样,在地球最中心的75英里范围内,铁核变为固态的内核。压力已使铁的熔点变得非常高,以至于不断升高的温度也不能熔化内核。
由于地核具备上述特征,所以科学家们在实验室里很难进行模拟,因此对它的了解也就很少。但有一点科学家是深信不疑的,那就是地球内部是一个温度极高而且极不平静的世界,地球内部的各种物质始终处于不停息的运动之中。
地核确定温度
2013年5月,通过新实验,科学家已经确定地核的温度是6000多摄氏度,比以前估计的5000摄氏度高近1000摄氏度,其炙热程度可与太阳表面相媲美。
研究人员把铁样放在极端高压环境下,利用X光探测铁晶粒的行为,用来研究铁晶粒是如何熔化和形成的。地球的内核是一个固体铁球,体积与月球差不多,围绕在它周围的剧烈运动的外核主要由液态铁镍合金组成。90年代初进行的试验测定了铁的“”,它们指出,地核的温度是5000摄氏度。然而最新试验的科研组利用位于欧洲同步辐射设备的世界最强X光源,再现了与地核承受的压力相同的环境。为了做到这些,该科研组采用了名叫钻石对顶砧(DAC)的装置,即把一个微小样本放置在两块精密加工合成钻石的尖端之间。
地核直径研究
2006年11月,的文连星(音)宣布,地核的直径正在不断膨胀之中。根据他的计算结果,地核向位于非洲中部地区的地表扩展了0.98-1.75公里。
这一结论的主要依据是1993年和2003年发生在南桑维奇群岛的两次强烈地震。
根据设置在俄罗斯和吉尔吉斯境内的两座的测量,2003年地震所产生的地震波到达这两地的时间比1993年时快了39-70微秒。这一现象表明,位于地震震中和两座地震台直径的地核直径出现了局部扩展,也就是说,处于非洲中部地区下方的地核部分正在不断“隆起”。科学家们认为,地核之所以会发生扩展是由于其内层发生膨胀所致。
当然,地核直径的局部变化不但说明其正在“增长”,而且还表明:地核表面并不规则,分部着大量的凸起与凹陷。
另有一些数据则证实,地核一直在不停地旋转。因此,文连星观测到的效应也通过另外一种方式进行解释:处于非洲中部下方的地核会出现局部旋转速度“提升”的情况。[3]
地核可能蕴藏黄金
据俄罗斯《纽带》2006年6月报道,澳大利亚科学家伯纳德·福特撰文指出,在地核中储存有非常丰富的黄金。根据他提供的研究数据,地核中黄金的总储量足以在地球表面包裹一层半米厚的金制外壳。伯纳德·福特是在对一块与地球同时形成的陨石进行分析后得出的。
科学家们在对一块偶然找到的小行星碎块进行分析后发现,它们之中重金属(主要是铁、镍、铂和金)的比重均比较大,而这种情况正好与构成行星的原始物质的组成是一致的。但是,在地壳和中这些重金属的含量均非常低。
伯纳德·福特由此得出结论,那些“缺失”的黄金和铂很可能都沉积到了地球内部。他认为,地核中集中了地球上至少99%的黄金储量。不过,这一假说还难以得到验证。[4]
地核相关知识
地球自西向东自转,同时围绕太阳公转。地球与公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替和四季变化。地球自转的速度是不均匀的。同时,由于日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用,使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的使得球形的地球由向逐渐膨胀,成为略扁的,极赤道半径约短21千米。
地球可以看作由一系列的组成。地球内部有核、幔、壳结构。地球外部有和大气圈,还有磁层,形成了围绕固态地球的“外套”。
地球从地表至第一个界面为地壳,它是由坚硬的岩石组成的固体外壳,平均厚度33公里,由沿海往内地增厚,第二圈层为地幔,其上层为上,与地壳组成地球的岩石圈,厚约100公里。岩石圈以下至400公里处称,是岩浆的主要发源地。软流层至地球内部第二个界面为,其间压力在3万至130万个大气压,温度高达1400℃至2000℃。第二个界面以下为地核,物质具有巨大的密度,每立方厘米高达17.9克。值得指出的是,上述地球内部圈层的划分主要是以地震波传播速度的变化作为依据的。
我们所知,地核分为外地核与内地核。地球存在自转,而地核也存在自转,两者是一种差速转动的关系。也就是说,经过一百万年,地核将比赤道多转了一度。然而,随着时间的推移,由于处于外地核上的液态物质凝结于其表面,使得地核自转增加得非常缓慢。而在这个过程中,内地核东西半球在转速上的差异性对地核自转的影响是如何进行关联的,还需要进一步证实。
剑桥大学地球科学系博士生Lauren Waszek,也是该文的第一作者解释说:“较快的自转速率与对内地核半球的监测数据不符,因为没有足够的时间将这种转速上的差异作用于内地核结构。这个问题就像一个物体不可能有两种属性。然而,我们却从半球结构的演化中得出了地核的转速,因此这也是第一次将内地核半球结构同自转的问题联系起来。”
为了进行本次研究,科学家将地震体波穿透5200千米深的内地核,通过比较震波总的用时与从内地核表面反射回来所消耗的时间,这个时间差将揭示出内地核上方90千米处的转速。他们将这个数据与内地核东西半球转速的差异相关联。他们首先监测到东西半球存在转速上的差异,并通过对两个半球分界线的研究后发现它们都向东移动。由于内地核随着时间推移向外扩张,其外层结构就比内部更深处来得年轻,而两个半球分界线的差动导致了内地核的自转。所以只要获得了分界线差动和地核扩张的参数,我们就能算出地核的自转速率了。
虽然地核位于5200千米深的地下,但是其依然能对地表产生影响。特别是随着内地核向外扩张,凝固过程中释放的热量又促进了外核中液态物质的对流。这种对流就产生了地球的磁场。如果没有地球磁场,太阳辐射将长驱直入,生命也就不可能存在了。
这个研究报告是第一次发现内地核自转速率是如此的缓慢,同时也提供了一个非常有价值的研究方向:是否可以建立一种模型,来模拟外地核的液态物质对流,使我们对地球磁场的演化有一个更为深入的了解。[5]
.科学松鼠会
.百度文库.[引用日期]
.网易[引用日期]
.上海研发公共服务平台[引用日期]
.腾讯网[引用日期]
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中国海洋大学莫霍界面是什么物质,为什么横波纵波的传播速度明显增大?既然莫霍面是地壳和地幔的分界,那么地壳和地幔的物质性质应该截然不同才对,为什么上地幔的顶部和地壳是一个归类?上地幔和下地幔是按地震波波速的变化分的,波速怎样变化了?
全部答案(共1个回答)
划分的依据主要是地震波的传播速度来确定的.
地球内部具有同心球层的分层结构,各层的物质组成和物理性质都有变化。地球内部是不能直接观测的,所以有关地球内部的知识多是间接得来的。例如,根据天文学得)知的地球质...
地幔,是地壳和地核之间的中间层。即从地壳向下到约2900公里深的地方。它相当于蛋白。它是固态状,但又有可塑性,好像沥青一样;在短时间内,有一定的形状,但如果放久...
岩石圈是指地壳和上地幔顶部(软流 层以上)
主要原因是日本的地面将近2/3为新生界及新期火成岩之喷出岩,地质构造运动激烈且断层多,导致矿床小、矿层薄、矿石杂质含量高.
在日地空间行星际磁场的引导下,日面东半球发射的质子一般到不了地球附近,因此质子耀斑主要发生在日面西半球
答: 许多人把地球想象为一个蔚蓝色的星球,其71%的表面积覆盖水。其实,地球上97.5%的水是咸水,只有2.5%是淡水。而在淡水中,将近70%冻结在南极和格陵兰的冰盖...
答: 但是海风毕竟经过了长途跋涉,风力小了许多,而在沿海或海面上,风要大得多
答: 乌拉尔山乌拉尔河,里海黑海高加索,其他都一样,不能看民族或经济或社会制度怎么样,还是要看板块来分.要么你认为怎么分呢
答: 北京时间5月12日14时28分位于北纬31度东经103.4度的四川省汶川县发生了7.8级强烈地震,到16日14时 汶川地震死亡22069人 受伤168669人,...
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概述 地球结构可以由化学手段和力学的手段――例如流变学确定。物理学上,地球可划分为岩石圈、软流层、地幔、外核和内核 5 层。化学上, 地球被划分为地壳、上地幔、下地幔、外核和内核。地质学上对地球各层的划分[1],按照自地表的深度,分别是: 深度(千米) 0C60 0C35 35C60 35C 35C660 660C2890 层 岩石圈(深度介于 5 千米至 200 千米之间) ? 地壳(深度介于 5 千米至 70 千米之间) ? 地幔顶层 地幔 ? 软流层 ? 上地幔 ? 下地幔 外核
内核利用地震波获得地球的内部信息。 地球的各层可以由折射和反射的地震波的传播时间间接得知。横波不能通过地核,在其他的层中速度也不同。波速在不同层中间的变化遵守 折射的斯涅尔定律。高速地震波引起的反射则和光波在镜面上的反射类似。 [编辑] 地核主条目:地核 地球的平均密度为 5,515kg/m3。由于地表物质的平均密度只有约 3000 kg/m3,因此我们可以得知, 地球核心区域有密度更大的物质。关于地 核的更多信息则来自于地震学研究。 地震学测量显示,地核由 2 部分构成:半径为 1220 千米的固体内核和裹在外面的液体外核,总半径 3400 千米。固体内核是由英格?莱曼在 1936 年发现的,成分主要是铁和镍。 在 45 亿年前的地球早期,高温熔融的状态使得较重的物质下沉到地球中心,较轻的物质上浮到地壳,这个过程称为行星分化。地核的成分 因此可以推断为 80%的铁,以及镍,以及一些轻元素。其他的重元素,例如铅和铀,不是含量过少,就是同其他的轻元素结合而留在地壳里。 内核甚至被认为是由铁晶体组成。[2][3] 液体的外核包裹在内核周围,成分也是铁和镍,还有少量的轻元素。 最近的研究显示,地核最内部可能富含金、铂和其他亲铁元素。[4] 组成地球的成分和普通球粒状陨石和太阳外部的成分有很大关系[5] [6]。地球的成分同普通球粒陨石相似,而与另一种顽火辉石球粒陨石完全 不同。在 1940 年初,包括弗朗西斯?伯奇在内的很多科学家在这个研究成果的基础上建立了地球物理学。两种陨石出现如此巨大的差异的 原因是生成顽火辉石球粒陨石的环境必须是极端缺氧的环境。这使得亲氧的元素部分或全部保留在和地核相同的合金中。 发电机理论认为,外核的对流,以及科氏效应为地球创造了磁场。内核由于高于居里温度而不能保持一个稳定的磁场,但是可能对外核产生 的磁场起到了稳定作用。 最近的研究显示,内核可能比地球的其他部分转得快[7]。在 2005 年 8 月,一些地球物理学家在《科学》上发表了一篇论文,称地球的内核 每年比地表多转 0.3 至 0.5 度[8][9]。[编辑] 地幔主条目:地幔 地球的内部构造。 1:大陆地壳;2:海洋地壳;3:上地幔;4:下地幔;5:外核;6:内核;A:莫霍面;B:古登堡面;C:莱曼面 地幔深度达 2890 千米,是地球最厚的层。地幔底部的压强高达 1 万 4 千亿帕(140 万个大气压)。地幔由富含铁和镁的硅酸盐岩石组成, 和地壳相近。虽然地壳是固体,但是高温使得硅酸盐拥有足够的延展性,以在很长时间内缓慢流动。地幔的对流在地面上体现为板块运动。 物质的熔点和粘度随着压强的变化而变化。由于地幔越向下压强越大,因此地幔上方的部分比下方的部分更容易流动(化学变化也可能起着 一定的作用)。地幔的黏度介于 Pa?s 之间,[10]。作为比较,水的粘度为约 10-3Pa?s,而沥青的黏度为 107 Pa?s。[编辑] 地壳主条目:地壳 地壳深度介于 5 千米至 70 千米之间,是地球最外层的结构。海盆下比较薄的海洋地壳是由含铁镁的硅酸盐岩石组成的。比较厚的大陆地壳 则是由含钠钾铝的硅酸盐岩石构成。由于大陆地壳的主要构成元素是硅和铝,因此也称为硅铝层。同样,海洋地壳被称为硅镁层。地壳和地 幔的区别有两部分。首先,地壳和地幔间有一个不连续面,导致地震波的速度变化,称为莫霍洛维奇面,简称莫霍面。造成莫霍面的原因是 面上方的岩石包含长石,而下方的岩石不含长石。第二,铁镁堆积岩和橄榄岩之间有一个化学不连续面。 很多构成地壳的岩石年龄在 1 亿年左右,但已知最老的岩石年龄为 44 亿年。因此可以推断,地球在那时就拥有一个固体地壳。[11] [编辑] 地心深处 ● 在高压下,下地幔中最常见的矿物会经历结构转变,使密度增加。 ● 存在这种密度更高的矿物,表明地幔中的活动比我们过去认为的更加活跃,热传递也更有效率。 ● 热传递的加快有助于解释大陆为何成长得如此迅速,甚至能够解释地球磁场如何演化才为生命登上陆地铺平了道路。 迄今为止,人类钻得最深的洞也只有 12 千米深,位于俄罗斯的科拉半岛(Kola Peninsula)。尽管人类发射的探测器正在飞往距 太阳 600 亿千米的冥王星,但我们至今不能直接探测地球深处。从实际效果来看,位于我们脚下 6 380 千米的地心,要比太阳系边缘更加 “遥远”。事实上,冥王星在 1930 年就被发现了,而在此之后又过了 6 年,地震数据才确立了地球内核的存在。 尽管如此,对于我们居住的这颗行星,地球科学家已经获得的认识还是多得惊人。我们知道,地球的结构大体上像一颗洋葱,由地 核、地幔和地壳三个同心层组成。 地幔约占整个地球体积的 85%,它的缓慢运动驱动着地壳中的地质剧变。地幔主要由硅、铁、氧、镁, 外加少量其他元素混合而成,4 种主要元素的含量在整个地 幔中似乎大体均匀。不过取决于不同的深度,这些元素会组成不同类型的矿物。 因此,地幔本身又可以分成许多同心层,在不同的深度由不同的矿物“唱主角”。 虽然几十年来,我们对地幔内大多数圈层的特征和组成已经相当了解,但直到不久以前,最下面一层仍让我们有一点困惑。2002 年, 我们实验室在相当于地 幔最底层 300 千米内的温度和压力条件下,合成了一种新的高密度矿物――后钙钛矿(postperovskite),终于把 这一困惑彻底消除。自那时起,多项研究 都揭示了后钙钛矿对地球的动力学过程所发挥的引人瞩目的影响。这种矿物明显存在于地幔之中, 这一点已被科学家证实。那就意味着,地幔对流(冷的岩块下沉, 热的岩浆带着地球内部的热能上涌)要比我们原来以为的更有活力,这 种方式传输热能也更加有效。如果没有后钙钛矿,大陆的生长速度就会更加缓慢,火山活动也 不会如此活跃。后钙钛矿的形成还可能增强 了地球的磁场,有效屏蔽宇宙线并迫使太阳风偏转,从而使地球上的生物迁居陆地生活成为可能。换句话说,后钙钛矿是 理解地球演化过 程的一个关键的缺失环节。 地幔之底 地幔底部上方 300 千米处,地震波在那里传播时会发生波速上的突然变化,原因不详。 地球物理学家通过测量地震波了解地球的结构。地震发生后,由于地震波可以传遍整颗行星,灵敏的地震仪即使在地球的另一端也 能接收到地震波信号。地震波穿过 不同介质间的边界时,会发生折射或反射。对这些现象所做的全球观测已经证明,地幔拥有 5 个同心圈 层,在每个层间界面上,地震波速都会发生明显的突然改变。科学家已经把这些波速跃变归因于岩石结构的变化,而这些变化又归因于随深 度的增加而不断 升高的压力和温度。 岩石由不同的矿物组成。每种矿物都是原子按照一定的几何构型排列而成的晶体,因而具有各自独特的成分、物理性质,甚至颜色 ――想想一块普通的花岗岩桌面上 有多少种不同的颗粒吧。在地幔中,只要深度达到一定程度,巨大的压力和温度就会迫使元素重新排列 组合成新的晶体结构。用物理学家的术语来说,物质发生了相 变(phase transition)。 由于无法直接观察地球深部, 早期想研究地幔结构的地质学家不得不转而寻找被源自地幔的岩浆携带到地表的地幔岩。 这些地幔岩 中常包裹有金刚石。形成金刚石所需的压力和温度要在地下 150 千米以下才会出现,因而可以推测,包裹金刚石的岩石也应来源于相同的 深度。 如此一来,这些岩石就提供了地幔最上层的大量信息。但是,来源深度超过 200 千米还能到达地表的地幔岩或地幔矿物非常罕见。 随着科学家学会如何在实验室中制造高压和高温,他们已经能够合成那些被认为存在于地幔更深层中的矿物。地幔 中的圈层以岩石中的主 要矿物成分来命名:在上地幔中,从上到下依次是橄榄石(olivine)、变尖晶石(modified spinel)和尖晶石(spinel)。接着,从 660 千米深度往下,地幔的主要成分变成了镁硅酸盐(MgSiO3)的一种高密度变体。它属于庞大的钙钛矿晶族 (perovskites),其中的晶体都 由带负电荷的氧离子与两种带正电荷的离子(对这一变体来说,分别是镁离子和硅离子),通过静电吸引结合而成。钙 钛矿晶族的化学成 分种类繁多,其中既有超导材料,也有在压电装置、电容器等电子器件中广泛使用的材料。
据国外媒体报道,1960 年由哈伦-塔捷耶夫拍摄的纪录片《魔鬼的高炉》首次向公众展现了非洲大湖地区中心尼拉贡戈 火山坑深处翻腾的 熔岩湖壮观而惊险的场景,看过该影片的许多观众都梦想能够在世界上最大的熔岩湖岸边走一走。2010 年 6 月,一个由科学家和勇敢的探 险者 组成的团队深入到尼拉贡戈火山坑深处, 沿着沸腾的熔岩湖边进行考察和探险。 摄影师奥利维尔-格鲁内瓦尔德在距离熔岩湖岸边不到 1 米的范围内拍摄了大量精彩 的特写镜头,这些照片展现了“魔鬼的高炉”神秘、壮观的画面。
地心之旅:冒死探访世界最大熔岩湖发布:
11:13 | 来源: 新华网 | 查看: 568 次 |
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