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地球的结构(彩图版)

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online_member 发表于 2022-12-15 21:08:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
                                               NO.1钻地机

<hr/>今天,我们将会来到钻地机里面去讲述我们的故事。我已经看到了你期待的眼神,现在,启动钻地机!(其实人类目前能钻14千米左右,不知道现在有没有增长,我们就按照这个来计算。假设我们有一台无比神奇的钻地机,能够轻松地穿透地球)
现在,我们从地表出发了。
下面到达第一站:地壳
地壳在整个地球大小看来,地壳并不是很厚。但是就我们现在的钻地技术来看,如果把地球比喻成一只鸡蛋,那我们可能连鸡蛋壳还没有钻透。

地球的结构(彩图版)461 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

马里亚纳海沟

至于地壳的厚度,那就要看地形的分布了。地壳的平均厚度在17千米,而在我们大陆地区,平均的厚度则可以达到33千米。而像珠穆朗玛峰、青藏高原这样的顶梁柱,地壳厚度有60-70千米,不过在大洋底部最薄的地方,只有8千米。地壳主要是由沉积岩、变质岩、花岗岩构成的。讲到这里,你就会大汗淋漓了,为什么呢?因为在地球内部,我们每往下钻1千米,温度就会升高30℃。

地球的结构(彩图版)200 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

珠穆朗玛峰

下面到达第二站:地幔
现在我们看到的就是地幔了。地幔是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔宽度约为2900千米,是连接地壳与地核之间的过渡层。记住我的忠告:没事千万不要抠破地壳跑到地幔里来玩,小心你去了可能就回不来了!为啥?这里的密度很高,是3.4克/立方厘米。这里的压力异常的大,大到什么程度?大约50万-150万个大气压之间。不仅压力大,温度也很高。这里的温度大概在1000℃至3000℃之间!在这么强的压力与温度下,这里的岩石就处于固体与液体之间(又叫熔融状态),可塑性非常的高(如果你有胆量不怕烫的话,可以试试当橡皮泥玩),就像牙膏一样。地幔分为上地幔与下地幔,我们先来看上地幔:这里距离地表33千米,主要的岩石为橄榄岩(一种岩石,又称蛇纹岩,由橄榄石与辉石构成),所以又叫橄榄岩圈。由于这里的温度高又靠近地表,所以很可能是岩浆的发源地。再来看下地幔:下地幔距离地表最近也有1000千米,下地幔的温度、密度、压力逐渐增大,这里的成分里铁与镍开始多了起来。
即将到达第三站:地核。
由于地球的核心大多由铁与镍构成的(看过第一章的读者应该明白地球的核心为什么有铁和镍),所以又称铁镍核心。而地核又分为外核与内核。外核是怎样一番景象呢:外核约占整个地核的三分之二,外核离地表最近为2900千米,密度在9-11克\立方厘米之间。那么内核呢?内核简直就是地球“核里的核”,据推测,内核中心的温度最高可达6000℃,而压力呢,大得惊人:在350万个大气压左右!所以呢,在这“高压锅+电烤箱”的环境下,地球的内部就像橡皮泥一样可以塑造。

地球的结构(彩图版)858 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

真实的地球

                                            NO.2地球分层级

<hr/>好了,我们的地球内部结构之旅就要结束了,在结束之前,我想先讲明白这种分层并不是自古以来统一的,而是在很多分层法的基础上改进的,所以我们有必要了解一下不同分层法:
对待如何给地球分层最重要的三种分法:一级分层、二级分层和传统分层。

地球的结构(彩图版)957 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

一级分层法

一级分层
先来看一级分层,这种分法只有三层:外球、液态层和内球(这样你可以更好地理解为什么把地球比喻成鸡蛋)。

地球的结构(彩图版)535 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

二级分层法

二级分层
再来看二级分层,这种分发在一级分层的基础上又多分了好几种:把一级分层的外球分成了地壳和外过渡层(外过渡层又分上外过渡层和下外过渡层两种),把一级分层的液态层留了一部分,剩下的叫内过渡层,内球倒是没多大改变,只是改了个名而已,叫地核。

地球的结构(彩图版)152 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

传统分层法

传统分层
最后来看传统分层,传统分层倒是没有把之前分层法的基础上又多切刀,只不过在二级分层上改个名而已:地壳没变,外过渡层变成了地幔(由此上外过渡层变成了上地幔,下外过渡层变成了下地幔),把液态层改成了外地核,把内过渡层改成了过渡层,地核没变,还叫地核。
                                            NO.3地震大用处

<hr/>讲到这里,你可能疯掉:不是说好了现在的钻地技术连地壳都没钻开吗?这是怎么知道的?
这时就要一种自然灾害出场了(读者:没搞错吧?),它叫地震。虽然汶川大地震、唐山大地震那个没死几万人,但是地震如果利用好了还是有可能性的。地震对研究地球内部的结构那可是天赐良机。地震玩意儿怎么使?地震时会产生一种波动叫“地震波”,通过研究地震波在地球内部的传播速度的改变就可以知道地球内部的层级。
一个不怕死的科学家
但是谁会在地震的时候做研究呢?总之,研究科学的什么样人都有。有两个不怕死的科学家就在地震的时候躲在小黑屋里研究地球的结构(这俩人没疯):首先登场的是奥地利科学家莫霍洛维奇(Mohorovicic,1857-1936)在1909年就发现了地震波在传播到地下33千米处的时候速度出现了明显的改变,于是就将这个层面简称为“莫霍面”。
另一个不怕死的科学家
第二个就是学者古登堡(Gutenberg,?-?)在1914年发现地震波穿过“莫霍面”之后在距地表2885千米的时候又发生了很大的改变,于是就将它称为“古登堡面”。(不知道这俩人后来怎么样了,不过这两人的科学精神倒是很坚定!)

地球的结构(彩图版)92 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

“莫霍面”与“古登堡面”

                                          NO.4核心高温难题

<hr/>还记得我们之前讲道地球内部的温度吗?那么古时候的科学家到底是用什么方法测出来的呢?温度计?
这时,一个叫做罗伯特·范德休斯特的人跳了出来,向世人宣称他已经找到了办法——还是地震波。
罗伯特·范德休斯特说:“只要我们通过对由地震引发的地震波进行实时监控与研究,会发现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,地震波的速度就表明了它们所过之处的化学和物理属性与特征。研究小组将地震波数据与这一地区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,只要有一个原始数据,地震波经过后通过对比改变的数据,就可以实现计算出温度。比如有一种叫做pervoskite的矿石可以在特定温度和压力条件下变为post-pervoskite。
另外,还有人发现,铁的熔点在不同的压力下是不一样的。地球的核心是多铁的,通过对地震波经过这里时的变化,就明白了铁再次层的熔点从而明白地球的温度。比如,在经过地核时,由于地核的压力极高,所以铁在这个地核的熔点为7500℃。但是这儿的铁还没化开,所以明白这里的温度大概在5000℃至6500℃之间。
经过各种复杂的计算过后,计算结果显示边界的温度约为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。
                                          NO.5大气层的构成

<hr/>除了对“高温高压高密度”的地球内部抱有很大的好奇心之外,你也许会对我们生活不可缺的一部分——大气层很好奇,它是怎么构成的呢?
对流层
好的,现在飞机起飞了,我们身处在对流层中。对流层平均高度为12千米,也是天气最复杂多变的一层,整个层有75%都是水蒸气,我们的废气最后都会融到对流层中,是离我们最近的一层,比如打个雷下个雨啥的都归它管。
平流层
飞得再高一点,就进入到了平流层。平流层就盖在对流层的上空,也就是大约20千米-55千米的地方。在平流层里还夹杂着一个对于我们至关重要的——臭氧层。如果没有它,估计我们都得成五花肉(但近年来,由于二氧化碳的排放,臭氧层已经出现了空洞,有部分紫外线照射进来)。但是这里与对流层不同,这里的温度相对还是平静的,因此又被称为“同温层”。
现在,飞机就不能在往上飞了。你说:飞机太垃圾了,我要火箭!
中间层
我们现在所在的这个层级叫做中间层,在55千米-85千米的地方,这个地方就不像平流层那样“恒温”了,简直就是“冰柜”,由于气温温差的作用,所以这个地方空气要开运动会只有一个项目,那就是——“空气垂直对流运动”。
热成层
穿过中间层,我们就到达了热成层(你最好先念几遍“热成层”)。热成层位于85千米-800千米之间,这里由于非常靠近外部,所以整个层的大气都处于电离状态,并且这个被电离了之后它就具备一些反射无线电的作用,这样对于无线电有非常大的好处。
散逸层
OK,现在我们到哪了……我们现在在散逸层。散逸层又叫外部大气,为什么呢?因为散逸层是地球大气的最后一个层级了,散逸层稀薄,密度又小,里离地球远,所以在这里你就可以摆脱地球的引力窜上太空了。
再往前……好吧,没有再往前了。

地球的结构(彩图版)145 / 作者:123458086 / 帖子ID:96368

地球大气结构

本期的地球探索之旅就到此为止,我们下一篇再见!
online_member 发表于 2022-12-15 21:09:12 | 显示全部楼层
马海沟在这里吗?没点初中地理知识就乱发!!
online_member 发表于 2022-12-15 21:09:41 | 显示全部楼层
错处多得离谱。。。
online_member 发表于 2022-12-15 21:10:07 | 显示全部楼层
@云舞空城
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