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地球 — 一个有生命的行星
地表以下

SEED
 

在地球表面,地震火山可以提供在行星内部所发生活动的证据。板块构造学说可以解释这些现象,以及某些种类岩石的分布和年限。

我们只能钻入地下几千米的深度。这样的深度远不足以为我们提供有关星球内部组成的证据。但是,我们能够从地震学(对地震进行研究)和地震勘探(对人造波进行研究)中获得有价值的相关线索。

  地球横截面
   

地球是由岩石层和金属层组成的,其中一些处于熔化状态。我们在其上面居住和生活的地壳就像鸡蛋壳一样,又薄又脆。

来自于 USGS

 

地球由三个主要的岩石层组成:

  • 地壳是围绕在地球外部的相对较薄的一层。海洋下方的地壳厚度大约为 6 到 7 千米,而大陆下方的地壳厚度则从 12 到 60 千米不等。就像鸡蛋壳一样,地球的地壳也很脆,可能会被破坏。
  • 地幔的厚度大约为 2900 千米,主要由熔岩组成。
  • 地核由两层组成:由熔岩组成的外核和由坚硬的岩石组成的内核。

岩石所处位置越深,温度也就越高。地幔的岩石被熔化后,较冷的固态地壳实际就浮在了它的上面。

地球的地壳总体来讲是非均质的 — 也就是说,地球的组成成分因其地理位置而异。但是,海洋下面的地壳是均质的,全部由玄武岩组成,并具有很强的磁性。海洋下岩石的平均年龄不到 2,000 万年。最老的海洋岩石的年龄为 1.17 亿年,但从地质学的角度来说,这个年龄还是相当年轻的。大陆下面的地壳是非均质的,由许多种岩石组成(主要是玄武岩),不具有很强的磁性。这些岩石的平均年龄为 10 亿到 20 亿年,远大于海洋下的岩石。在已经发现的岩石中,年龄最长的为 38 亿年。

地壳与地幔的较浅部分一起被称做岩石圈。岩石圈非常坚硬,厚度大约为 10 万米。它可以在软流圈上来回移动,软流圈是其正下方较热的液体层。根据板块构造学说,岩石圈并不是一块固体岩石,而是由几个板块组成的。板块彼此之间并不相连,它们可以以一种有序的方式移动,并彼此挤压。地壳就像一个拼图玩具。每一块都是不同的,但是拼在一起就是一个很清晰的图片。

对流

我们认为地球周围大陆板块的移动是由地幔熔岩中的缓慢对流引起的。

来自于 USGS

 

是什么原因导致板块发生运动?

地幔是一个非常深的熔岩层,该熔岩被称为岩浆。地幔在遇到其上方的较冷固态地壳时会与其交换能量,从而使得地幔外层逐渐变冷。同时,地幔内层与位于其下面的非常热的地心交换能量,从而变得越来越暖。这种温度上的不同会导致产生一种叫做对流的运动。板块构造学说认为板块运动是板块下的缓慢对流导致的。

在对流的作用下,岩浆向地表方向移动。在岩浆运动的同时,也会牵动板块一起运动。较热岩石的密度小于较冷岩石的密度。密度较小的热岩石穿过地壳上升,在到达地表时形成有磁性的地柱。这就是火山喷发的原理。

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