地球的构成

Answer 1

地球可以看作由一系列的同心层组成。地球内部，有核、幔、壳结构。地球外部，有水圈、大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的外套。磁层和大气圈阻挡着来自空间的紫外线、X射线、高能粒子和众多的流星对地面的直接轰击。

地球表面十分之七以上为蓝色的海洋所覆盖，湖泊、江河只占地球表面水域很少的部分。地球表面的液态水层，叫做水圈，从形成至今至少已有30亿年。地球的表层由各种岩石和土壤组成，地面崎岖不平，低洼部分被水淹没成为海洋、湖泊；高出水面的陆地则有平原、高山。地球固体表面总垂直起伏约为20公里，它是珠穆朗玛峰顶（据中国登山队测定，珠穆朗玛峰海拔高度为8844.43米） 和最深的海洋深度（马里亚纳海沟深度约11公里）之间的高差，它超过大陆地壳平均厚度的一半。洋底象陆地一样不平坦，也不平静。洋底岩石年龄要比陆地年轻得多。陆地上大多数岩石的年龄小于二十几亿年。陆地上到处可以找到沉积岩，说明在远古时期这些地方可能是海洋。地表虽有少量的环形山，但难以找到类似月球、火星和水星那样多的环形山，这是因为地球表面受到外力（水和大气）和内力（地震和火山）的作用，不断风化、侵蚀和瓦解的结果。

长期以来，人们认为地壳构造运动主要表现为地面的隆起和沉降，以垂直运动为主，水平运动是次要的。近十多年来，愈来愈多的科学家认为，地球上部不仅有垂直运动，而且还有更大的水平运动，海洋和大陆的相对位置在地质时期也是变化着的。1912年魏格纳提出大陆漂移假说。此后，有的地质学家认为，地球早先存在两块古大陆——南半球的冈瓦纳古陆和北半球的劳亚古陆。但在很长时期里许多科学家拒绝承认大陆漂移假说，因为当时人们很难相信有这么大的力量把原先的大陆块撕开，使各碎块分别逐渐漂移到今天的位置。六十年代初，黑斯和迪茨提出了洋底扩张假说，认为全球大地构造是洋底不断扩张的直接结果。正是由于洋底扩张假说和板块运动理论的发展，又使大陆漂移学说重新受到重视。

地球最上层约几十公里厚的一圈是强度很大的岩石圈，其下几百公里厚的一层是软流层，强度较小，在长期的应力作用下这一层的物质具有可塑性。岩石圈漂浮在软流圈上。在地球内部能量（原始热量和发射性热）释放时，地内温度和密度的不均匀分布，引起地幔物质的对流运动。地幔对流物质沿着洋底的洋中脊的裂隙向两侧方向运动，不断形成新的洋底。此外，老的洋底不断向外扩张，当它们接近大陆边缘时，在地幔对流向下拖曳力的作用下，插入大陆地壳下面，致使岩石圈发生一系列的构造运动。这种对流作用可使整个洋底在三亿年左右更新一次。岩石圈被一些活动构造带所割裂，分成几个不连续的单元，称为大陆板块。勒比雄把全球岩石圈分成六大板块：欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。海底的扩张导致大陆板块发生运动。板块的相互挤压造成了巨大的山系，自阿尔卑斯山经过土耳其和高加索，最后到喜马拉雅山的山系正是属于这种情况；也有的地方，两个板块的岩石同时下沉，造成洋底的深渊，此外，板块的运动还造成了火山和地震。关于板块运动的理论，目前还在不断发展之中，同时也存在许多有争论的问题。

Answer 2

地球是一个具有明显圈层结构的星球，分为外部圈层和内部圈层。外部圈层包括大气圈、生物圈和水圈，内部圈层包括地壳、地幔和地核。
大气圈是地球最外部的圈层，组成大气圈的大气是地球上密度最小，最易流动的部分，物质成分以氮和氧为主，它们以原子或离子的状态存在。所有组成大气圈的物质都受到地球重力、磁力的控制以及太阳辐射等因素的影响。大气圈具有成层结构（表2-2，图2-3）。由于大气圈的存在，挡住了绝大多数飞向地球的陨石，拦截下了大部分的太阳辐射中的紫外线和来自宇宙的高能粒子流，保护了地球生命免遭外来的打击。因此，我们称大气圈是地球表面和生命的盾牌。
生物圈是位于大气圈、水圈和岩石圈三者相邻的界面的一个特殊的圈层。这个圈层中分布着上千万种生物，他们之间相互依存和制约，共同构成整个生态系统。根据科学家对地层古生物化石与遗迹的研究，约在38亿年前，地球有了适宜生命发生的环境，首先在水体中出现了生命活动，约在4.5亿年前从海洋扩展到陆地，逐步形成笼罩全球的生物圈。人的出现仅有几百万年，是生物进化达到高级阶段的标志。
生物圈的形成是大气、水、生物与岩石各圈层相互作用的结果，同时它也对其他圈层发生巨大作用。
水圈是地球特有的环境优势。液态水是地球上的生命之源，它对亿万种生命以及人类能在地球上生存和发展，具有决定性的意义。地球上的水分布于海洋、湖泊、沼泽、冰川和地下，其97%以上是液态。这些水体通过蒸发、降水、下渗、和径流等形式，处在不断地变换之中，由此构成水循环。
水圈与其它圈层的相互作用是地球表层物质和能量转换的过程，也是改造地表形态的主要营力。例如，水体的蒸发与降水直接影响大气的温度环流，影响生物圈；水的径流对岩石圈表层进行“削高填低”的活动；海水温度升高而带来的厄尔尼诺现象，导致全球性的气候变化。
十九世纪中叶，地球科学家开始使用地震的方法研究地球内部的结构与构成。根据地震波传播速度的突然变化，先后发现地球内部存在着7个显著的不连续介面，其中最主要的不连续介面有两个，并据此判定地球内部存在地壳、地幔和地核三个圈层（图2-4），它们的密度、压力、温度、物理状态和化学成分存在着明显差异。目前比较流行的看法为：地壳由低密度的富铝硅酸盐岩石组成；地幔主要由中密度、固态富镁硅酸盐岩石组成；地核主要由高密度的铁镍合金组成，外核呈液态，内核呈固态。

Answer 3

我们的地球是一个物质世界，根据万有引力定律计算结果，地球的质量近60万亿亿吨。地球质量的分配见表2-1。

今天地球上的物质存在形式可谓千姿百态，特别是出现生命以后，更是变得复杂多样，但它们都是由最简单的基本粒子所组成。据近年研究，整个地球的物质组成，按质量计算，各元素的丰度见图2-1。

表2-1 地球各部分的质量组成

质量（1024克）
质量（%）

大气
0.005
0.0001

海洋冰川
1.433
0.0240

地壳
25.64
0.4290

地幔
4068
68.0723

地核
1881
31.4759

总计
5976
100

按照宇宙始于大爆炸的假说，地球上多种多样的物质，都是从基本粒子聚变成氢开始的，然后是四个氢合 成一个氦，氦再进一步合成其他元素。这样从轻元素到重元素，约在150亿年前的大爆炸后50万一100万年时，现今所有的元素就已通过核聚变而逐渐形成。至今，地球上已发现92种稳定元素，这些元素，大部分组成化合物或以单质的形式——矿物，聚集在岩石中。从化学角度看，元素在不断地改变着它们的存在场所或组合形式，永恒地处在无休止的迁移与变化之中。
在自然界，我们把天然形成、具有一定化学成分和物理特征的元素组合式化合物称为矿物，把矿物的集合体称为岩石。在地球表层，至今已发现了3300种矿物。学者们根据岩石的形成方式把岩石分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三类。沉积岩主要来自水下的沉积物，也称水成岩；岩浆岩是岩浆冷凝的产物，也叫火成岩；变质岩是原岩在固体状态下，经过一定的温度和压力作用，有时还有新的成分加入，使其内部物质组成和结构发生变化而形成的一种新的岩石。
在漫长的地质年代里，三种岩石也在不停地进行转化（图2-2）。

地球的圈层结构

地球是一个具有明显圈层结构的星球，分为外部圈层和内部圈层。外部圈层包括大气圈、生物圈和水圈，内部圈层包括地壳、地幔和地核。

★ 大气圈

大气圈是地球最外部的圈层，组成大气圈的大气是地球上密度最小，最易流动的部分，物质成分以氮和氧为主，它们以原子或离子的状态存在。所有组成大气圈的物质都受到地球重力、磁力的控制以及太阳辐射等因素的影响。大气圈具有成层结构（表2-2，图2-3）。由于大气圈的存在，挡住了绝大多数飞向地球的陨石，拦截下了大部分的太阳辐射中的紫外线和来自宇宙的高能粒子流，保护了地球生命免遭外来的打击。因此，我们称大气圈是地球表面和生命的盾牌。

表2-2 大气圈层与自然现象和人类活动

大气圈层
自然现象和人类活动

对流层
◇ 是地球上各种天气变化的发源地，

平流层
◇ 飞行员通常喜欢在平流层中飞行，可以避开下面的湍流
◇ 平流层顶有臭氧层，可吸收大部分有害的太阳辐射
中间层
◇ 保护地球不受流星体的撞击

暖层
◇ 该层也叫电离层，无线电短波之所以能传输到很远的地方， 就是由于电离层能将它反射回地面
散逸层
◇ 地球卫星的轨道就在这一层

★ 生物圈

生物圈是位于大气圈、水圈和岩石圈三者相邻的界面的一个特殊的圈层。这个圈层中分布着上千万种生物，他们之间相互依存和制约，共同构成整个生态系统。

根据科学家对地层古生物化石与遗迹的研究，约在38亿年前，地球有了适宜生命发生的环境，首先在水体中出现了生命活动，约在4.5亿年前从海洋扩展到陆地，逐步形成笼罩全球的生物圈。人的出现仅有几百万年，是生物进化达到高级阶段的标志。

生物圈的形成是大气、水、生物与岩石各圈层相互作用的结果，同时它也对其他圈层发生巨大作用（表2-3）。

表2-3 生物圈对地球其他圈层的作用
生物圈
大气圈
绿色植物降低大气层中的二氧化碳，增加氧气，形成臭氧层，以及调节气温；
人类造成了大气环境的污染。

水圈
生物影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程；
生物体中的水通过被吸收和排除以及在生命系统内部的运动，参与着水圈的循环。

岩石圈
生物对岩石圈进行生物分化作用和生物成矿作用

★ 水圈

水圈是地球特有的环境优势。液态水是地球上的生命之源，它对亿万种生命以
及人类能在地球上生存和发展，具有决定性的意义。地球上的水分布于海洋、湖泊、沼泽、冰川和地下，其97%以上是液态。这些水体通过蒸发、降水、下渗、和径流等形式，处在不断地变换之中，由此构成水循环。
水圈与其它圈层的相互作用是地球表层物质和能量转换的过程，也是改造地表形态的主要营力。例如，水体的蒸发与降水直接影响大气的温度环流，影响生物圈；水的径流对岩石圈表层进行“削高填低”的活动；海水温度升高而带来的厄尔尼诺现象，导致全球性的气候变化。

★ 地球内部圈层

十九世纪中叶，地球科学家开始使用地震的方法研究地球内部的结构与构成。根据地震波传播速度的突然变化，先后发现地球内部存在着7个显著的不连续介面，其中最主要的不连续介面有两个，并据此判定地球内部存在地壳、地幔和地核三个圈层（图2-4），它们的密度、压力、温度、物理状态和化学成分存在着明显差异。目前比较流行的看法为：地壳由低密度的富铝硅酸盐岩石组成；地幔主要由中密度、固态富镁硅酸盐岩石组成；地核主要由高密度的铁镍合金组成，外核呈液态，内核呈固态。

Answer 4

结构上从外到内分为地壳-地幔（分两层）-地核（地心）
地壳和地幔主要成分是普通金属类物质或金属盐，也就是岩石和泥土，地幔内是流质的金属和金属盐。地核内99%以上都是金属物质，包含有很多稀有的金属，例如金。

Answer 5

地球是由物质构成的