求地球科学导论论文

地球是太阳系八大行星之一,诞生至今已有46亿年。按照离太阳由近到远的顺序,它是第三颗星,排在水星和金星之后;它在八大行星中大小排名第五。在英语中,地球是唯一一个不是来自希腊和罗马神话的名字。英语中的Earth一词来源于古英语和日耳曼语。当然,这里还有许多其他语言。在罗马神话中,大地女神被称为Tellus——肥沃的土地(希腊语:盖亚,大地之母)。根据化学成分和地震特征,地球可以分为几层,它们的名称和范围(以千米为单位的深度)如下所示:

0 ~ 40地壳40 ~ 2890地幔2890 ~ 5150外核5150 ~ 6378内核

固体地壳厚度变化很大,海洋地区地壳较薄,平均厚度约7公里;大陆地壳要厚得多,平均厚度在40公里左右;地幔也是固体的,但是它上面有一个非常小的部分熔融的区域,叫做软流圈,地幔的顶部和它上面的整个地壳叫做岩石圈。至于外核是液体,内核是固体。这些不同的层以不连续面为界,最著名的是地壳和地幔之间的莫霍洛维奇不连续面。

地幔占据了地球的主要部分,而地核占据了第二位。至于我们生活的空间,只是整个地球的极小一部分(质量,单位是10的24次方千克:大气= 0.0000051,海洋= 0.0014,地壳= 0.026,地幔= 4.043)。

地核的主要成分是铁(或铁镍),但可能还有一些较轻的物质。地核温度约为7,500K,高于太阳表面温度。下地幔的主要成分可能是硅、镁和氧,加上一些铁、钙和铝;上地幔的主要成分是橄榄石和辉石(铁镁硅酸盐岩石),但也有钙和铝。以上知识都来自于地震数据。虽然上地幔的物质有时会被火山喷出的熔岩带到地表,但我们仍然无法到达固体地球的主要部分,目前的海底钻探作业甚至还没有挖透地壳。地壳主要由应时(二氧化硅)和长石等硅酸盐组成。综合来看,地球化学成分为:铁34.6%,氧29.5%,硅15.2%,镁12.7%,镍2.4%,硫1.9%,钛0.05%。

地球是平均密度最高的主星。

其他类地行星也有类似地球的结构和成分,但也有一些不同:月核所占比例最小;水星的原子核比例最大;火星和月球的字母比较粗;月球和水星在化学成分上没有区别。地球可能是唯一可以细分为内核和外核的。但是,请注意,我们对行星内部的认识主要来自于理论推导,即使对于地球也是如此。

与其他类地行星不同的是,地球最外层(包括地壳和上地幔顶部)被分割成几块,“漂浮”在下面炽热的地幔上,这就是著名的板块构造运动理论。这个理论主要描述了两种运动:伸展和俯冲。前者发生在两个板块相距很远的地方,它们下面的岩浆喷涌而出,形成新的地壳;后者发生在两个板块相互碰撞时,其中一个板块潜入另一个板块之下,最终消失在地幔中。此外,还有一些板块边界相对于彼此横向交错或两个大陆板块相互碰撞。

地球表面大部分都很年轻,只有5亿年左右,从天文学角度来看确实很短。而地壳基底露出的地方却很少,比如中国辽宁省葫芦岛市绥中县。由于花岗岩形成时冷却时间长,花岗岩中的晶体非常发育,边长1-2 cm,故命名为绥中花岗岩。由于侵蚀和构造地质运动不断破坏和重建大部分地表,不容易找到地表的早期地质记录,如撞击坑,因此大部分早期地球历史已经消失。地球大约有45到46亿年的历史,但是已知最古老的岩石只有40亿年左右(地球很久以前就是熔融岩浆形成的火球),超过30亿年的岩石非常罕见。最古老的生物化石不早于39亿年前,没有生命起源关键期的记录。

71%的地球表面被水覆盖,地球是太阳系中唯一一个表面可以有液态水的行星(土卫六表面存在液态乙烷或甲烷,而木卫二表面下可能存在液态水,但地球表面存在液态水仍然是唯一的)。液态水是我们已知生命形式中不可或缺的元素;由于水的比热大,海洋的热体积成为保持地球温度恒定的巨大贡献者;液态水也是陆地上侵蚀和风化的主力,而陆地是太阳系中唯一有这种效应的地方(可能火星早期也有这种效应,但现在已经没有了)。

在地球大气的构成中,77%是氮,265,438+0%是氧,其次是微量的氩、二氧化碳和水蒸气。地球之初的大气大部分可能是二氧化碳,但大部分已经被碳酸盐岩结合,剩下的溶解到海洋中,被绿色植物排出;如今,板块构造运动和生物作用是大气中二氧化碳消长的持续主宰。大气中的水分和微量二氧化碳造成的温室效应对维持地表温度非常重要。温室效应使地表温度升高35℃左右,否则地表平均温度会极冷-21℃!如果没有水蒸气和二氧化碳,海水将会冻结,我们所知的生命形式将不可能发展。此外,水汽是地球水循环和天气变化中不可或缺的角度。

游离氧的存在也是地球化学成分的一大特征,因为氧是一种非常活跃的气体,应该很容易与大气中的其他元素结合。地球上的氧气完全是生物作用产生和维持的。没有生命,就没有自由氧。

地球有一个中等的磁场,这个磁场应该是由液态外核中的电流引起的。由于太阳风与地球磁场和外层大气的相互作用,产生了极光。以上因素的不平衡导致磁极在地表移动。目前,磁北极位于加拿大北部边境。由于太阳风与地球磁场和外层大气的相互作用,产生了极光。

地球磁场及其与太阳风的相互作用也造成了范艾伦辐射带,它是环绕地球的成对环形带,像甜甜圈一样,由气体离子(等离子体)组成,外圈从海拔19000km延伸到41000km。内环海拔13000-7600公里之间。