内部圈层结构

1形成依据

一般认为，从太阳星云分化出来的原始地球是均质的。后来由于放射性元素蜕变、微星碰撞及地球本身物质压缩等因素，地球累积了大量热能，使原始均质物质发生局部持续的熔融，从而导致了地球内部物质物理和化学的垂直分异与调整。较轻的硅铝物质缓慢上升，较重的铁、镁硅酸盐物质及铁镍物质下沉，原始地球乃逐渐形成了内部圈层结构。

2划分

地球内部情况主要是通过地震波的记录间接地获得的。地震时，地球内部物质受到强烈冲击而产生波动，称为地震波。它主要分为纵波和横波。由于地球内部物质不均一，地震波在不同弹性、不同密度的介质中，其传播速度和通过的状况也就不一样。例如，纵波在固体、液体和气体介质中都可以传播，速度也较快；横波只能在固体介质中传播，速度比较慢。地震波在地球深处传播时，如果传播速度突然发生变化，这突然发生变化所在的面，称为不连续面。根据不连续面的存在，人们间接地知道地球内部具有圈层结构。

1、地壳

地壳是地球固体地表构造的最外圈层，整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均约为39-41千米。高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。地壳指固体地球表层莫霍诺维奇地震不连续面（简称莫霍界面）以上的一圈岩石，平均厚约16km。地壳的结构基本上有两种类型，即陆壳和洋壳。

陆壳具有双层结构，上部为硅铝层，下部为硅镁层。地壳厚度各处不一，平均厚度为35km，高大山系地区的地壳较厚，欧洲阿尔卑斯山的地壳厚达65km，亚洲青藏高原某些地方超过70km，而北京地壳厚度与大陆地壳平均厚度相当，约36km[3] 。

洋壳主要为硅镁层，平均厚度为6km。大洋地壳很薄，例如大西洋南部地壳厚度为12km，北冰洋为10km，有些地方的大洋地壳的厚度只有5km左右。整个地壳平均厚度约17km[3] 。

一般认为，地壳上层由较轻的硅铝物质组成，叫硅铝层。大洋底部一般缺少硅铝层；下层由较重的硅镁物质组成，称为硅镁层。大洋地壳主要由硅镁层组成。

2、莫霍面

1910年莫霍洛维奇提出地球有内外层之分。他指的内外层就是我们所说的地幔和地壳。而地壳与地幔的分界面也就被称之为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。

在莫霍面上，地震波的纵波和横波传播速度增加明显，弹性和密度随深度逐渐增加，地幔物质密度、硬度大于地壳。此面以上物质平均化学组成与玄武岩相似，密度约2.9×10^3kg/m^3；此面以下物质平均化学组成与橄榄岩相近，密度约3.1－3.3×10^3kg/m^3。莫霍面温度为400-1000/℃

3、地幔

地幔介于莫霍面和古登堡面之间，厚度在2800km以上，平均密度为4.59/cm3，积约占地球体积的82.26%，地幔的质量约占地球总质量的67.0%，在很大程度上影响了地球物质的总组成。地幔的横向变化比较均匀，根据地震波速度的变化以1000km激增带为界面(雷波蒂面)，进一步划分出上地幔和下地幔两个次一级圈层。地幔介于地壳与地核之间，由地壳底部一直延伸到地核的外围，即介于莫霍面与古登堡面之间，又称中间层。其厚度约2880km，其体积占地球总体积的83%，质量为4030×1024g，占地球质量68.1%，平均密度为4.5g/cm3，根据地震波速度变化的情况，将地幔分为上下两层，上部称为上地幔，下部为下地幔[3] 。

从地壳最下层到100-120km深处，除硅铝物质外，铁镁成分增加，类似橄榄岩，称为上地幔，又称橄榄岩带。下层为柔性物质，呈非晶质状态，大约是铬的氧化物和铁镍的硫化物，称为下地幔。地震资料说明，大致在70-150km深处，震波传播速度减弱，形成低速带，自此向下直到150km深处的地幔物质呈塑性，可以产生对流，称为软流圈。这样，地幔又可分为上地幔、转变带和下地幔三层。了解地幔结构与物质状态，有助于解释岩浆活动的能量和物质来源，及地壳变动的内动力。

4、古登堡界面

古登堡界面，又名古腾堡界面。根据地震波波速变化而划分，是地幔与地核的分界面。地震波传播时，除了在地球内部深度约33千米处波速有一个显著的变化（此处称为莫霍界面，是地壳与地幔的分界线）之外，在深度约为2900千米处，地震波传播状态也会发生明显的改变，此处便被称为古登堡界面。地幔位于莫霍界面与古登堡界面之间。

由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波（S波即横波，横波只能在固体中传播）不能穿过此界面在外核中传播。P波（指纵波）曲线在此界面处的速度也急剧减低。

5、地核

地核是地球的核心部分，位于地球的最内部。半径约有3470km，主要由铁、镍元素组成，高密度，地核物质的平均密度大约为每立方厘米10.7克。温度非常高，有4000~6800℃。

圈层图示及性质

地核指从地下2898km古登堡面以下向内到地心，一个半径为3473km的地球核心部分。其体积为固体地球总体积的16%。据推测，地核的密度为9.7～13g/cm3，质量占地球总质量的31.5%，压力为1.52～3.75×105MPa，温度为2860～6000℃。

地震波显示，地核内4640km和5155km处尚存在两处不连续界面，因而可进一步划分为外核（2898～4640km）、过渡层（4640～5155km）和内核（5155～6371km）三部分。外核不能传播横波、纵波波速降至8.1～8.9km/s，认为呈液态；内核可传播横波，认为具固态特征，过渡层可传播横波，但波速很低，认为具有塑性状态。一般认为地核主要由铁和镍组成，可能还含有硅、硫等其它元素[3] 。

地核之所以成为实心因为地心引力在此创造出的压力是地球表面压力的300万倍。地核是的高温可以达到华氏13000度，比太阳表面温度高上2000度。地核内的铁流使物质产生巨大的磁场，可以保护地球免受外来射线的干扰。

内核为何是固体？

①纵波在地下5000千米深处，传播速度明显增加，说明可能由液态转为固态；

②横波在5000千米以下由纵波转化而成，比较微弱，进一步证明内核为固态。

岩石圈

岩石圈其在软流圈之上，是个刚性的固体圈层，它与软流圈之间没有截然的界限。岩石圈包括包括属于地壳的硅铝层（花岗岩层）、玄武岩层（硅镁层）和属于上地幔最上部的超基性岩层（橄榄岩层） ，厚约60～120km。岩石圈的基底被认为是板块的基底，板块在软流圈面上滑移。大多数中源地震均发生于此。