內部圈層結構

1形成依據

一般認爲，從太陽星雲分化出來的原始地球是均質的。後來由于放射性元素蛻變、微星碰撞及地球本身物質壓縮等因素，地球累積了大量熱能，使原始均質物質發生局部持續的熔融，從而導致了地球內部物質物理和化學的垂直分異與調整。較輕的硅鋁物質緩慢上升，較重的鐵、鎂硅酸鹽物質及鐵鎳物質下沉，原始地球乃逐漸形成了內部圈層結構。

2劃分

地球內部情況主要是通過地震波的記錄間接地獲得的。地震時，地球內部物質受到強烈沖擊而産生波動，稱爲地震波。它主要分爲縱波和橫波。由于地球內部物質不均一，地震波在不同彈性、不同密度的介質中，其傳播速度和通過的狀況也就不一樣。例如，縱波在固體、液體和氣體介質中都可以傳播，速度也較快；橫波只能在固體介質中傳播，速度比較慢。地震波在地球深處傳播時，如果傳播速度突然發生變化，這突然發生變化所在的面，稱爲不連續面。根據不連續面的存在，人們間接地知道地球內部具有圈層結構。

1、地殼

地殼是地球固體地表構造的最外圈層，整個地殼平均厚度約17千米，其中大陸地殼厚度較大，平均約爲39-41千米。高山、高原地區地殼更厚，最高可達70千米；平原、盆地地殼相對較薄。大洋地殼則遠比大陸地殼薄，厚度只有幾千米。地殼指固體地球表層莫霍諾維奇地震不連續面（簡稱莫霍界面）以上的一圈岩石，平均厚約16km。地殼的結構基本上有兩種類型，即陸殼和洋殼。

陸殼具有雙層結構，上部爲硅鋁層，下部爲硅鎂層。地殼厚度各處不一，平均厚度爲35km，高大山系地區的地殼較厚，歐洲阿爾卑斯山的地殼厚達65km，亞洲青藏高原某些地方超過70km，而北京地殼厚度與大陸地殼平均厚度相當，約36km[3] 。

洋殼主要爲硅鎂層，平均厚度爲6km。大洋地殼很薄，例如大西洋南部地殼厚度爲12km，北冰洋爲10km，有些地方的大洋地殼的厚度只有5km左右。整個地殼平均厚度約17km[3] 。

一般認爲，地殼上層由較輕的硅鋁物質組成，叫硅鋁層。大洋底部一般缺少硅鋁層；下層由較重的硅鎂物質組成，稱爲硅鎂層。大洋地殼主要由硅鎂層組成。

2、莫霍面

1910年莫霍洛維奇提出地球有內外層之分。他指的內外層就是我們所說的地幔和地殼。而地殼與地幔的分界面也就被稱之爲莫霍洛維奇不連續面（莫霍面）。

在莫霍面上，地震波的縱波和橫波傳播速度增加明顯，彈性和密度隨深度逐漸增加，地幔物質密度、硬度大于地殼。此面以上物質平均化學組成與玄武岩相似，密度約2.9×10^3kg/m^3；此面以下物質平均化學組成與橄榄岩相近，密度約3.1－3.3×10^3kg/m^3。莫霍面溫度爲400-1000/℃

3、地幔

地幔介于莫霍面和古登堡面之間，厚度在2800km以上，平均密度爲4.59/cm3，積約占地球體積的82.26%，地幔的質量約占地球總質量的67.0%，在很大程度上影響了地球物質的總組成。地幔的橫向變化比較均勻，根據地震波速度的變化以1000km激增帶爲界面(雷波蒂面)，進一步劃分出上地幔和下地幔兩個次一級圈層。地幔介于地殼與地核之間，由地殼底部一直延伸到地核的外圍，即介于莫霍面與古登堡面之間，又稱中間層。其厚度約2880km，其體積占地球總體積的83%，質量爲4030×1024g，占地球質量68.1%，平均密度爲4.5g/cm3，根據地震波速度變化的情況，將地幔分爲上下兩層，上部稱爲上地幔，下部爲下地幔[3] 。

從地殼最下層到100-120km深處，除硅鋁物質外，鐵鎂成分增加，類似橄榄岩，稱爲上地幔，又稱橄榄岩帶。下層爲柔性物質，呈非晶質狀態，大約是鉻的氧化物和鐵鎳的硫化物，稱爲下地幔。地震資料說明，大致在70-150km深處，震波傳播速度減弱，形成低速帶，自此向下直到150km深處的地幔物質呈塑性，可以産生對流，稱爲軟流圈。這樣，地幔又可分爲上地幔、轉變帶和下地幔三層。了解地幔結構與物質狀態，有助于解釋岩漿活動的能量和物質來源，及地殼變動的內動力。

4、古登堡界面

古登堡界面，又名古騰堡界面。根據地震波波速變化而劃分，是地幔與地核的分界面。地震波傳播時，除了在地球內部深度約33千米處波速有一個顯著的變化（此處稱爲莫霍界面，是地殼與地幔的分界線）之外，在深度約爲2900千米處，地震波傳播狀態也會發生明顯的改變，此處便被稱爲古登堡界面。地幔位于莫霍界面與古登堡界面之間。

由于地球外核爲液態，在地幔中的地震波S波（S波即橫波，橫波只能在固體中傳播）不能穿過此界面在外核中傳播。P波（指縱波）曲線在此界面處的速度也急劇減低。

5、地核

地核是地球的核心部分，位于地球的最內部。半徑約有3470km，主要由鐵、鎳元素組成，高密度，地核物質的平均密度大約爲每立方厘米10.7克。溫度非常高，有4000~6800℃。

圈層圖示及性質

地核指從地下2898km古登堡面以下向內到地心，一個半徑爲3473km的地球核心部分。其體積爲固體地球總體積的16%。據推測，地核的密度爲9.7～13g/cm3，質量占地球總質量的31.5%，壓力爲1.52～3.75×105MPa，溫度爲2860～6000℃。

地震波顯示，地核內4640km和5155km處尚存在兩處不連續界面，因而可進一步劃分爲外核（2898～4640km）、過渡層（4640～5155km）和內核（5155～6371km）三部分。外核不能傳播橫波、縱波波速降至8.1～8.9km/s，認爲呈液態；內核可傳播橫波，認爲具固態特征，過渡層可傳播橫波，但波速很低，認爲具有塑性狀態。一般認爲地核主要由鐵和鎳組成，可能還含有硅、硫等其它元素[3] 。

地核之所以成爲實心因爲地心引力在此創造出的壓力是地球表面壓力的300萬倍。地核是的高溫可以達到華氏13000度，比太陽表面溫度高上2000度。地核內的鐵流使物質産生巨大的磁場，可以保護地球免受外來射線的幹擾。

內核爲何是固體？

①縱波在地下5000千米深處，傳播速度明顯增加，說明可能由液態轉爲固態；

②橫波在5000千米以下由縱波轉化而成，比較微弱，進一步證明內核爲固態。

岩石圈

岩石圈其在軟流圈之上，是個剛性的固體圈層，它與軟流圈之間沒有截然的界限。岩石圈包括包括屬于地殼的硅鋁層（花崗岩層）、玄武岩層（硅鎂層）和屬于上地幔最上部的超基性岩層（橄榄岩層） ，厚約60～120km。岩石圈的基底被認爲是板塊的基底，板塊在軟流圈面上滑移。大多數中源地震均發生于此。