第五节地球的圈层构造

第五节地球的圈层构造 1.1概述 (1)地球圈层形成的条件地球的圈层分化的主要因素是地球的温度变化 (2)地球内部圈层的形成　高密度、低熔点的铁镍渗透过低密度高熔点的硅酸盐形成地核；硅酸盐上浮，其中较重的橄榄岩下沉形成地幔；较轻的花岗岩和玄武岩上浮而成地壳。 (3)地球外部圈层的形成原始大气→第二代大气→现代大气地球内部结晶水→水汽→云→降水→水圈原始地壳、大气圈和水圈中的碳氢化合物→生物圈一地球的圈层分化

1.2地球的形成 • 在太阳系内，由于接受的太阳辐射多，温度高，轻的气体被辐射到远处，散失到太阳系的外部远处构成类木行星 • 近太阳的地区，以尘埃中的固体物质为主，化学组成当然和原来的星云有显著的不同（铁、硅、镁、氧为主）近处构成类地行星

原始地球内的“ 星子” • 受到引力的作用向中心聚集，体积逐渐缩小，物质的密度越来越大 • 收缩不是无限的，因为物质还要受到自转所产生的惯性离心力的作用，而离心力是要随着体积缩小，导致自转速度加快而增大，当离心力增大到能抵消引力时，就达到平衡

冷－热－冷 • 尘埃向中心聚集的过程中，由于引力的作用，体积收缩，压力加大，会释放出大量的热量。放射性元素的蜕变和陨石的撞击，也都要放出热能 • 尽管原始的星云物质是冷的，后来地球曾经历过一个高温时期，至少是局部物质处於热的熔融状态，以后收缩停止，才又逐渐冷却凝结

地球圈层的形成 • 重力的作用与高温的影响，地球里面的物质发生部分熔融，使重者下沉，轻者上浮，出现了大规模的物质分异和迁移，形成了从里向外，物质密度从大到小的圈层结构 • 铁和镍比较重，含量也多，分离出来成为液态的金属向中心聚集－地核 • 较轻的硅酸盐物质形成地幔和地幔之上的地壳 • 气体和水等轻物质被吸引在固体球的外围

1.3现代地球环境的逐渐形成 • 46亿年前，整个地球的温度都很高，表面也接近于熔融的状态 • 各类岩石的块体（以星子为基础）各不相属地分布在地球的表面 • 后来构成大陆的地壳

冥古宙（46－38亿年前） • 大约在40亿年前后，越来越多的较轻的硅酸盐成分迁移到上部冷凝 • 地球终于有了一个虽然还比较薄、但已是连续完整的地壳

原始地球表层 • 一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结，或涌出地面，表现为广泛分布的火山活动 • 另一方面物质又在向下流动，把上面已固结的地壳撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地幔物质之中 • 与此同时，薄弱的地壳还在陨石的撞击下，形成大量陨击坑

最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等最初的大气成分主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等 • 直到距今38亿年前，地球上的大气仍是缺氧和呈酸性的 • 随着时间的流逝，地球上的温度逐渐降低（低于100°C），大气中的水蒸汽陆续凝结出来，形成了广阔的海洋，海水中也缺少氧，而且也含有许多酸性物质

太古 宙（38－25亿年前）38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻， 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖，后者能消耗二氧化碳，产生出氧气大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展

元古宙（距今18亿年前到6亿年前） • 大陆不断扩大 • 大气变成以二氧化碳为最多 • 海洋里的生物最多的是菌藻植物，它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中的二氧化碳减少，氧和氮的含量逐步增加

显生宙－－ 古生代，中生代，新生代最近6亿年来 • 大气圈的成分渐渐接近目前的状况 • 大气和海洋中，原为酸性的水在与岩石相互作用时，将硅酸盐物质中的钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成多种盐类（以氯化物为主），海水的成分也慢慢变成与今天相近的了 • 在这种环境中，生命加速发展，海洋中的生物迅速繁荣起来（化石证据较多）

二地球的内部构造 Crust A´ 0-35 A" Moho Disc. M. B´ 60km B" 低速带60-250km 根据对地震波在地下不同深度传播速度的差异变化，地球固体表面以内的构造可以分为三层：地壳，地幔和地核。 400km 上地幔 Mantle C´ C" 920km D´ 下地幔 D" 2900km Guteaberg Disc. G. E 4640km F 5120km Core G

2.1地壳 地壳是知地表至莫霍洛维奇面之间厚度极不一致的岩石圈的一部分。大陆地壳的平均厚度为35km，但各地的差异较大。大陆地壳由外向内依次为：风化壳，沉积岩层，硅铝层和硅镁层。地壳体积是地球总体积的1％，质量的0.4％

地壳的结构特征 大陆地壳大洋地壳厚度大薄双层单层 O,Si,Al,K O,Si,Mg,Fe 年代老新

2.2莫霍面以下，深度为35～2 900km的 圈层，就是地幔。地幔分上下两层。上地幔深35～1 000km，主要由橄榄岩质的超基性岩石构成，岩浆侵入，火山喷发，地震，板块构造等一系列影响地球表层地理环境的过程都由此发生。下地幔深 1 000～2 900km，其下界为古登堡面。 2.3 地核：2 900km以下至地心为地核。不确定性

3. 地壳均衡 • 是地壳各部分间建立一种平衡状态的普遍趋势

地球内部圈层结构

三地球的外部构造 地球的外部构造包括大气圈，水圈和生物圈三个圈层。（一）大气圈（二）水圈（三）生物圈：是指地球生物及其分布范围所构成的一个及其特殊又及其重要的圈层。在地理环境中，生物圈并不独占任何空间，而是分别渗透于水圈，大气圈下层和地壳即岩石圈表层。上述地球构造中的同心圈层，在分布上有一个显著的特点：在高空和地球内部，它们基本上是上下平行分布的，但在地球表面附近，各圈层却是相互渗透相互重叠的。

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