2016年04月22日 星期五

我们生活的地球

来源:武汉规划展示馆 发布时间:2024-07-16
  地球的形成
  多数科学家认为,在约90亿年的漫长时光里,宇宙中是没有地球的。地球的形成可以追溯到约46亿年前,也就是太阳系形成的时期。当时的太阳系是由大量的气体和尘埃云团组成,这些物质在引力的作用下,逐渐凝聚成为太阳系的各个行星和卫星。
  在太阳系中,地球不同于其他行星,它是目前人类已知的唯一孕育和支持生命的星球。它由海洋和陆地组成,表面积超过5.1亿平方千米,其中海洋面积约占地表面积的71%,陆地面积约占地表面积的29%。
  地球并不是标准的旋转椭球体,而是呈梨形的不规则球体:北极向外突出约10米,南极凹进约30米,中纬度地区在北半球向内凹进,在南半球则向外凸出。
  
  地球的结构
  我们所生活的地球,是由不同状态与不同物质的同心圈层所组成的球体,球体又是由内部圈层与外部圈层组成,即内三圈与外三圈,其中外三圈包括大气圈、水圈和生物圈,内三圈包括地壳、地幔和地核。这些不同圈层之间的相互作用,使地球上的生命得以存在和延续。
  
  地球结构示意图
  首先,一起来了解外三圈——外部圈层:
  大气圈指因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层。由于地球的引力作用,大气圈中的气体主要集中于地表以上18千米的范围内,绝大部分大气集中在从地面到100千米高度范围内,l00千米以上空气极为稀薄。
  水圈可以理解为地球表层由水体构成的连续圈层,其中有海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川等水体,也有在地面以下土壤和岩石中充填的地下水,从而构成一个连续而不规则的圈层。
  生物圈定义为有生物出现并感受生命活动影响的地区,生物圈分布和活动在海平面以上10千米的高空到最深的海底或地下数千米深的岩石中。
  
  地球外部圈层和内部圈层示意图
  再来看看内三圈——地核、地幔和地壳:
  地球的“心脏”即为地核,近年来研究指出地核由内核和外核两个不同的部分组成,外核温度非常高,平均温度达到5000摄氏度,内核的温度和太阳表面一样高。
  地幔位于地壳下方,由炽热的岩浆等物质组成,处于缓慢移动的状态中。地幔体积庞大,占地球总体积的82%,质量占地球总质量67.99%。根据地幔物质组成的差异,以1000千米为界,把地幔分为上地幔和下地幔。
  地壳是地球表层的坚硬固体外壳,表面凹凸不平,和大气圈、水圈、生物圈直接接触,根据地球物理资料,地壳的厚度各地差异较大,平均厚度为20千米,大陆地壳厚度大,大陆一般为30-50千米,越往高山地区厚度越大,海洋地壳的厚度较小,一般为5-10千米。
  
  地球内部圈层示意图
  岩石圈
  地壳和上地幔顶部的坚硬岩石共同组成了岩石圈。
  前述介绍地球内部圈层结构时,只说了地壳、地幔和地核三层,为什么又提到了岩石圈?谈到岩石圈的划分,就必须要先了解“软流层”,以火山喷发等岩浆活动为例,上升到地表的岩浆来自于地下约80至400千米深处,由于大量放射性元素聚集从而释放大量热能,使得岩石熔化成岩浆,形成不连续的软流层。这样,我们可以清晰地理解岩石圈的范围为软流层以上至地表的部分,人类生活的地表也就是岩石圈的顶部,厚度约60至120千米。
  
  岩石圈示意图
  地球平均半径为6371千米,那么,有没有这样一种可能,在地壳上钻个孔一探地球结构呢?真的有此项实验。1979年至1992年,位于俄罗斯偏远处北极圈附近,钻出了迄今为止在大陆地壳上钻出的最深的洞——科拉超探钻孔,钻孔约深12.3千米,由于地下的温度比预期的要求高,这个项目不得不终止了。在可以预见的将来,人类还不能进入地球内部深处进行直接观察,目前只能根据地表附近能够得到的有关资料进行分析推断,并通过实践验证使认识逐步接近真实。
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