第39章 地球圈层结构
地球是太阳系从内到外的第三颗行星，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。她经常被称作世界。
地球圈层结构分为地球外部圈层和地球内部圈层两大部分。
地球外部圈层可进一步划分为三个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈。
地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地壳、地幔和地核。地壳和上地幔顶部（软流层以上）由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。
地壳是地球的表面层，也是地球上绝大多数有机生命包括人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的，很多大小不等的块体组成的，它的外部呈现出高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不均匀。
地壳上层为花岗岩层（岩浆岩），主要由硅－铝氧化物构成；下层为玄武岩层（岩浆岩），主要由硅－镁氧化物构成。钻探结果表明，在深达3公里以上时，每深入100米温度升高2.5℃，到11公里深处温度已达200℃。
目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年，即使是最古老的石头丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年；而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史，这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层，是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。
地壳是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳，地震波在其中传播速度比较均匀。地球厚度变化的规律是：地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。
地壳由90多种元素组成，它们多以化合物的形态存在。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素的质量占地壳总质量的98.04%。其中氧几乎占1/2，硅占1/4。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广。
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，大陆地壳平均厚度约36km。
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。
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。
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。厚度约2865公里，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，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。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。一般认为上地幔顶部存在一个软流层，推测是由于放射元素大量集中，蜕变放热，将岩石熔融后造成的，可能是岩浆的发源地。软流层以上的地幔部分和地壳共同组成了岩石圈。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。
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。
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。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。
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。
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。
地震一般发生在地壳之中。地壳内部在不停地变化，由此而产生力的作用，使地壳岩层变形、断裂、错动，于是便发生地震。超级地震指的是震波极其强烈的大地震，其发生占总地震7%--21%，破坏程度是原子弹的数倍，所以超级地震影响十分广泛，也是十分具有破坏力。
地震是地球内部介质局部发生急剧的破裂，产生的震波，从而在一定范围内引起地球表层快速振动的现象。地震就像刮风、下雨、闪电一样，是地球上经常发生的一种自然现象。大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震，能引起巨大的波浪，称为海啸。地震是极其频繁的，全球每年发生地震约500万次，大部分发生在环太平洋地震带上。地震发生地会出现持续性的气候异常，导致地表内部结构变化。
今天探测器可以遨游太阳系外层空间，但对人类脚下的地球内部却鞭长莫及。目前世界上最深的钻孔也不过12公里，连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来分析地球内部的秘密。