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时间:2018-12-02
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1、《地球概论》精品资源共享课程河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION第六章地球的结构和物理性质第十四节地球的结构604地球的圈层构造一、地球的外部结构地球的外部就是由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈所组成的。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION二、地震波与地球的内部结构关于地球内部结构情况,只能通过各种间接手段进行研究,如地震波的传播,热的传导,以及磁性和重力等。其中,地震波的传播情况,对研究地球内部结构最为重要。地震波有两种来源,即人工爆炸和天然地震。强烈的天然地震,震波从
2、震源通过地球介质向各个方向传播到整个地球。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION地震波是一种弹性波,分为体波和面波。同地球内部结构直接有关的是体波。地震体波又分纵波(P波)和横波(S波)两种。纵波是一种压缩波,是物质质点以波的传播方向往复运动,使介质发生周期性的压缩和膨胀。这样的震波能在任何介质中传播。横波是一种剪切波,是物质质点垂直于波的传播方向的振动,如同我们所熟悉的蛇行那样。这种震波不能通过液态和气态介质。纵波传播速度比横波快,它总是比后者先到达测站。根据横波滞后的时间,可以推知震源的所在
3、及其距离。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION三、地球的内部结构根据对地震波传播的研究,地球内部分为四个主要圈层。它们是地壳、地幔和地核;地核又分外核和内核。各个圈层之间,存在一个物理上的界面,即不连续面。地壳和地幔之间的界面在地面以下20—30km,称为莫霍洛维奇界面(Mohorovicicdiscontinuity),简称莫霍面。在那里,P波和S波的波速都急剧升高。地幔和外核之间的界面约在2900km深处,称古登堡界面(Gutenberydiscontinuity)。在那里,P波速度急剧下
4、降,S波停滞不前,突然消失。外核和内核之间的界面出现在5100km深处,称利曼界面(Rehmanndiscontinuity)。在这个界面上,P波又急剧加速,S波重又出现(由P波转换而来)。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION莫霍面、古登堡界面和利曼界面《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION根据地震学家布伦(K·E·Bullen)1970年提出的模式,地壳、地幔和地核的深度和厚度列表如下:地壳中还有次一级的不连续面,分地壳为上下两层
5、:上部是花岗岩类岩石,富含较轻的物质硅和铝,叫硅铝层;下部是玄武岩类岩石,除硅和铝外,还含有较多的镁和铁,叫硅镁层。在大洋底部,硅镁层直接露出洋底。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION地幔的组成物质主要是铁镁含量很高的硅酸盐矿物所组成的橄榄岩。岩石圈的厚度为70—100km。岩石圈以下,地震波速度明显下降,在那里出现一个地震波的低速层。这表明,那里的岩石已接近熔融状态,具有很大的可塑性。同上部的岩石圈比较,它易于流动,称为软流圈,其厚度约为200km。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南
6、教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION地幔与地核之间的古登堡面,是地球内部最显著的一个不连续面。P波到了这个界面上,突然减速,并急剧改变行进方向,以致地面上产生P波的影区,即P波无法到达的地带;同时,S波在这个界面上突然消失,以致地面上产生S波的影区。前者是一个宽度为4100km的环形地带(其南北界线距震中分别为5700km和11600km);后者是一个以震中的对蹠点为中心、半径为8400km的圆形地区。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTEOFEDUCATION根据上述情况可以推断:(1)地球的
7、外核是液体。因为P波在液体介质中要急剧减速,而S波不能在液体中传播。但在5100km深处的利曼界面上,P波又急剧加速;同时,S波又重新出现。(2)地球的内核是固体。因为在地核内部,P波的加速和S波的再现,只能被认为是地震射线由液体进入固体的反映。(3)地幔和地壳都是固体。我们知道,P波在固体中的传播速度比在液体中快,因为固体的弹性有利于提高波速。根据同样理由可以推断,地幔和地壳也都是固体。(4)地核的物质成分主要是由重物质铁和镍所组成。但是,对于地球内部的许多问题,都仍属于推论。《地球概论》精品资源共享课程沈振剑制作河南教育学院HENANINSTITUTE
8、OFEDUCATION中国地震带分布图《地球概论》精品资源共享课程
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