地球的內部結構由多層組成,這些層次不包括地球的氣氛和水圈。這些層包含一層外層的固態硅酸鹽地殼、高度粘性的上地幔和固體的下地幔、一個液態外核心,這個流動層體形成了地球的磁場,以及固態的內核。科學家對地球內部結構的理解基於多種觀察,包括地形和海底地形的觀察、出露岩石的樣本分析、火山引發的深度樣本分析、地震波的研究、防止重力場和磁場的測量及相關實驗。
地球的內部結構對維持生命和地球環境的穩定至關重要,尤其是地幔的作用不可小覷。
地球的結構可以從機械特性和化學特性進行劃分。機械上可區分為岩石圈、軟流圈、下地幔、外核心和內核心。化學上則可劃分為地殼、上地幔、下地幔、外核心和內核心。最外層的地殼,其厚度在海洋和陸地之間相差甚遠,海洋地殼約在5到10公里,而陸地地殼可達70公里深。
地殼的岩石可分為兩大類,分別是矽鋁礦石和鎂矽礦石,這些岩石構成了地球的基礎。
地球的地幔是地球最厚的一層,向下延伸至2890公里深,佔據了地球半徑的45%及83.7%的體積。地幔可進一步劃分為上地幔和下地幔,其間有一個過渡區。地幔的成分主要由富含鐵和鎂的硅酸鹽岩石組成,雖然這一層是固體,但其極高的溫度使材料可以在非常長的時間內流動。
地幔的對流驅動了地殼板塊的運動,這是地球動力學的重要組成部分。
地球的外核心是一層液體,主要由鐵和鎳組成,深度約2260公里,位於固態的內核心之上。這一層的運動產生了地球的磁場,而內核心則是一顆約1220公里半徑的固體球體。固態內核能夠傳遞剪切波,這意味著它也必須是穩定的固體。
磁場能夠保護生命免受宇宙輻射的威脅,並保持大氣免受太陽風的侵蝕。
地球內部的分層主要是通過地震波的反射和折射間接推斷出來的。剪切波在核心不會通過,而速度落差則會在不同層之間產生折射。這使得我們可以深入理解地球的內部結構及其動態。
地幔的結構和功能在地球動力學中扮演著不可替代的角色,它影響著板塊運動、火山活動、以及地球的整體環境。那麼,當我們深入探討這些內部層次時,是否還有更多未知的奧秘等待我們去揭開呢?