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第四章 地球的演化
4.2 地球的內部結構
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直到十六世紀時，人類才了解到地球只不過是太陽系的一顆行星而已。
　　地球不需太空探測船即可認識，但是直到二十世紀我們才真正勾勒出地球的全貌。 當然能自太空中取得它的影像是其中相當重要的因素，地球的太空影像對天氣預測，尤其是臺風 （颶風）的預報來說有很大的幫助，而且從太空看到的地球真是非常美麗、可愛。
　　由化學組成成分及地震震測特性來看，地球本體可以分成一些層圈，以下就標示出它們的名稱與范圍（深度，單位為公里）：
　　0～40地殼40～2890地幔2890～5150外地核5150～6378內地核
　　固態的地殼厚度變化頗大，海洋地區的地殼較薄，平均約7公里厚；而大陸地殼就厚得多，平均約40公里厚； 地函也是固態，不過在它上部有一層極小部分熔融的區域，稱為軟流圈 ，其上的地函最頂部及整個地殼則稱為巖石圈 ；至于外地核是液態而內地核是固態。 這些不同的層圈都是以不連續面為界，最有名的就是在地殼與地函之間的莫氏不連續面 （Mohorovicic discontinuity）。
　　地幔占有地球的主要質量，地核反而位居其次，至于我們生存的空間則只是整個地球極小的一部分而已 （質量，單位為10的24次方公斤： 大氣層 = 0.0000051，海洋 = 0.0014 ，地殼 = 0.026，地幔 = 4.043，外地核= 1.835，內地核 = 0.09675，）
　　地核的主要成分是鐵 （或鐵鎳質），不過也可能有一些較輕的物質存在，地心的溫度約有7,500K，比太陽表面溫度還高；下部地函的主要成分可能是矽、鎂、氧，再加上一些鐵、鈣及鋁；上部地幔主要成分則是橄欖石及輝石 （鐵鎂矽酸鹽巖石），也有鈣和鋁。 以上這些瞭解都是來自于地震震測資料，雖然上部地幔的物質有時會因著火山噴出熔巖而被帶到地表來，但是我們仍無法到達固體地球的主要部分，目前的海底鉆探行動連地殼都尚未挖穿。 地殼的成分則主要是石英 （二氧化硅）及硅酸鹽類如長石。 整體估算，地球化學組成的重量百分比為： 鐵34.6% ，氧29.5% ，硅15.2% ，鎂12.7% ，鎳2.4% ，硫1.9% ，0.05% 鈦 。
　　地球是平均密度最大的主要星體。
　　其它類地行星也都具有和地球類似的結構與組成，但其中也有一些差異： 月球核所占比例最小； 水星核的比例最大；而火星及月球的函相對較厚；月球和水星沒有化學組成明顯不同的函與殼之分；地球可能是唯一可再分成內外核的。不過請留意，我們對行星內部的認識主要是來自于理論推導，就算是對地球的也是如此。
　　有別于其它類地行星 ，地球的最外層 （包含地殼及上部地幔的頂端）被切分為數塊，「飄浮」于其下的熾熱地幔之上，這就是著名的板塊構造運動學說 。 這個學說主要描述兩種運動：拉張與隱沒，前者發生在二個板塊互相遠離，其下的巖漿涌出而生成新地殼之處；后者則發生在二個板塊互相碰撞，其中一方潛入另一方之下，終至消滅于地函中之處。 此外，也有一些板塊邊界是橫向錯開式的相對運動或兩個大陸板塊硬碰硬地撞在一起。
　　地球的大部分表面很年輕 ，只有5億年左右，以天文的角度來看確實很短。但也有很少的地方露出了當年地球地殼形成時的基底——花崗巖，如中國遼寧省葫蘆島市綏中縣就有裸露，由于形成花崗巖時的冷卻時間長，所以花崗巖內的結晶體都非常發育，邊長在1-2厘米，故把其命名為綏中花崗巖。由于侵蝕作用及構造地質運動不斷地破壞又重建大部分的地表，因而地表早期的地質記錄不容易找到，例如撞擊坑 ，所以早期地球歷史大部分都已不見蹤跡。 地球約有45至46億年老，然而目前已知最老的巖石只有大約40億年前（地球有相當長的一段時期是一個由熔化的巖漿形成的火球），而且老于30億年的巖石非常罕見。 最老的生物化石不早于39億年前，有關生命起源的關鍵時期則亳無記錄。
　　地球表面積71%為水所覆蓋，地球是太陽系唯一在表面可以擁有液態水的行星 （土衛六的表面有液態乙烷或甲烷，而藏于木衛二的表面之下則可能有液態水，不過地球表面有液態水仍是獨一無二的）。 液態水是我們已知的生命型式所不可或缺的要素；而緣于水具有的大比熱性質，海洋的熱容積成為保持地球溫度恒定的一大功臣；液態水還是陸地上侵蝕與風化作用的主要營力，這是太陽系中唯一有此作用的地方 （也許火星早期也曾有過這些作用，但現在已無）。]
　　地球大氣組成中，77%是氮氣而21%是氧氣，再來就是微量的氬、二氧化碳及水氣。 地球初形成時的大氣很可能大部分都是二氧化碳，不過它們大多已被碳酸鹽類巖石給結合，其余的則是溶入海洋及被綠色植物耗盡；如今板塊構造運動及生物作用是大氣中二氧化碳消長的持續主控者。 大氣中存在的水氣及微量二氧化碳所造成的溫室效應是維持地表溫度極重要的作用，溫室效應使地表溫度提高了大約35℃，否則地表的平均溫度將是酷寒的-21℃！ 若沒有水氣及二氧化碳，海水會凍結，而我們已知的生命型式將無從開展。 此外，水氣更是地球水循環及天氣變化中不可或缺的要角。]
　　自由氧的存在也是地球化學組成的一大特征，因為氧是活性很強的氣體，照理說應該很容易就和大氣中其它元素相化合，地球上的氧氣完全是由生物作用產生及維持，若沒有生命就不會有自由氧。
　　
　地球與月球之間的引潮力會使地球的自轉周期每一世紀增加約2毫秒，最新研究顯示在9億年前一天只有18小時，而一年則有481天。地球擁有適度的磁場，推測磁場是起因于液態外地核中的電流。 由于太陽風與地球磁場及外層大氣的交互作用， 極光于焉產生；而上述因素的不均衡造成磁極會在地表移動，目前磁北極位于加拿大北境。由于太陽風與地球磁場及外層大氣的交互作用， 極光于焉產生；
　　地球磁場及其與太陽風的交互作用也造成了范艾倫輻射帶 （Van Allen radiation belts），它是環繞著地球的成對環狀帶，外型就像是甜甜圈，由氣體離子 （電漿） 組成，其外圈由海拔19,000公里延伸到41,000公里；內圈則介于海拔13,000至7,600公里之間。

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