带你们一起去学习-地质学上我们的地球就像一只

中国有句老话,叫做“不知天高地厚”,常用来比喻那种不知世事艰难、见识短浅的人;事实上,虽然很难说天有多高,地有多厚,但是却在今天我们已经知道得很清楚。这里我们要讲的是地球内部的物质结构与地震组成部分的讲解。


“地有多厚”为人们所熟知,但是地球内部的状况我们目前的科学技术却不大容易探知到;我们地球的直径为12700多公里,从地球地壳表面到地核核心的内部半径平均是6371公里,在我们地球地质科学的钻探史上,已知的全球最深的钻井也不过是十公里12000多米的深度,十公里的深度相对于巨大的地球半径而言,也就是仅仅像是一层极其微薄的地壳表面的表皮。


这种钻探厚度比起在大象身上扎一枚绣花针还要浅的多;我们人类目前的科技水平已经可以实现登陆月球了,但是要想深入到地壳内部,前进到地下的深处时却是显得如此的浅薄,我们的科技水平的局限性仍然让我们对地球内部的了解一筹莫展。


可见,“上天”固然难,“入地”又谈何容易!我们的古典神话故事《封神榜》里的许多天马行空的幻想。在现代科学技术十分发达的今天,大多以变成了现实,唯独是其神话中的土行孙的入地术,却让我们依然望尘莫及。


尽管人类还不能直接接触到地球内部的深处,但是我们地球科学家们还是想方设法的了解到了地球内部的一些情况。比如,将炸药埋在地下,产生的爆炸可以引起一次小小的人工地震。这种人工引发的地震而产生的地壳内部振动,以地震波的形式向地壳内部空间的四面八方传播开来,从地下通过的地震波由地表的地震仪接收了下来,它会告诉你,我们地球的地下是许多多么有趣的情形而组成的。


寻找石油和其他的矿藏时,常用的就是这种人工的地震勘探法;但是,探矿时制造的这种小型人工地震,所引起的地震波往往达不到地下数公里以下的深处。要想了解到地下更深处的构造,我们就得耗费更多大量的炸药,才能进行更大威力的地下大爆炸,从而产生出这种能够深入影响到地下更深得人工地震。


1947年,为了处理德国在第二次世界大战结束后剩下来的大量军用火药,美国与欧洲盟国一起准备在大西洋上的一个小岛进行一次最大规模的爆破行动。此后,欧洲的科学界地质学家们获悉了这一条千载难逢的消息后,都认为这是机不可失的一次人工地震重要实验,之后科学界的地质学家们纷纷赶往这座小岛上现场亲自观测。


实际上,科学家们为了了解地球内部的坏境,一直经常利用的还是天然地震比较多,一般的大地震所放出来的能量大约相当于几千颗原子弹的威力,或者比这几千颗的威力还要巨大,像这种威力巨大的地震波的速度往往可以跑遍我们地球内部的每个角落与整个星体。


威力巨大的地震波速度可达每秒数公里乃至十多公里的范围,整个地震开始后大约20分钟左右的时间便可以穿过整个地球的内部。


在科学界的地质专业术语上,有一种地震波,它所引起的质点振动方向与波的传播方向产生相同的方向,介质呈为压缩和膨胀的状态,这种地震波叫做纵波或者压缩波;还有一种地震波,它的质点运动方向与波的传播方向互相垂直,介质呈现为剪切变形的状态,这种地震波被科学家们称之为横波或者叫剪切波。


在地球的内部,纵波的传播速度一般都是横波的1.7倍,所以当地震发生时,地震的纵波总要比地震的横波早先到达地面,陆地表面上的人们在地震时优先感觉到上下颠动的纵波来袭,随后紧接着就是一场大摇大摆的地震横波的来回晃动。


这些地震波,前者系先到的地震纵波所致,后者则是迟来的地震横波而引起的振动。


地震波的传播速度,要与所有通过的介质性质有关系,纵波既能在固体中传播,也能在液体中传播;而横波则可以在固体上传播却不能在液体中传播。地球的内部密度不同的两种介质的界面上,地震波会产生各种性质的反射和折射。根据科学家们的观测记录,显示到的各种不同的地震波到达地面的时刻,可以计算出地下不同深度的地震波向地球内部各个方向传播开来的速度,进而就能轻易的描绘出该地区地球内部的各种物质结构的特点。


1909年,在欧洲南部的南斯拉夫,一名地球物理学家莫霍洛维奇契,在他研究克罗地亚地区的地震时,首先发现和监测到了在地壳表面地下几十公里的深处,有一个刚发生的地震而产生的地震波波速突然增大的界面。由此,后人们为了纪念他,把这一界面称之莫霍洛维奇契面,或者简称为莫霍面。


因为他发现了地球内部地震波的速度在这个地下深度上发生了变化,说明了其内部上下的物质成分或者结构有了一个显著的变化;科学家们就把这种莫霍面当作是地球内部地壳和地幔之间的分界面,由此造成了地震波在地壳内部传播的速度就降低了;当地震发生时,地震波通过莫霍面进入到了地球内部的地幔区域里,在这里从而使得所发生的地震波突然急剧增大,当到达地下2900公里的深处时,地震的纵波速度骤然下降,随后地震的横波也瞬间消失不见;就在地震波到达这个深度后,这里就到达了我们地球的地幔和地核之间的边界界面了。


由于早前欧洲的一名科学家古登堡在1914年就已经确定了这个界面,所以科学家们又称这个界面为古登堡面。


当然,在地下5000~5100多公里的地方,地震波的波速又有了显著的增强加大,据此我们的科学家们又把地球内部的地核核心的部分分开为两个新的部分,一个为地核核心的内核区域,另一个则为外核区域。由于地震横波不能通过地核的外核区域,可见地核的外核区域是呈为熔融的液体状态而分布的。但是地核核心的内核区域,仍然是以固体的形态而存在的。


就这样,我们的整个地球就好像是一个没有煮熟了的“鸡蛋”一样,由内而外的被分为多个组成部分:即地核、地幔与地壳这三个大圈,一层包裹着一层而组合在一起,这样由此说来还真是有点像鸡蛋的蛋壳、蛋白与蛋黄的组成样式。


说是像一只没有煮熟了的“鸡蛋”,其实就是像我们地球这样特大号的“鸡蛋”,也只是具有了“鸡蛋”的内部物质的结构特性,毕竟地球内部的内外核心上,有一部分还是以熔融的液体形式而存在的。


地球表面的地壳,与我们生活中所常见的“鸡蛋”蛋壳有所不同,它的厚度在全球的陆地和海洋的范围内分布的很不均匀;最明显地地壳厚度可分为两种地壳的类型:大陆型的陆地地壳和大洋型的海底地壳。同时,全球地壳的平均厚度约35公里,这个深度的地壳厚度约不到地球内部物质空间半径的0.6%的体积。