三、地球内部各圈层的物质组成及物理状态

推断地球内部各圈层物质组成的主要依据有下列几个方面:

  1. 根据各圈层密度和地震波速度与地表岩石或矿物的有关性质对比进行推测。

  2. 根据各圈层的压力、温度,通过高温高压模拟实验进行推测。

  3. 根据来自地下深部的物质进行推断。火山喷发和构造运动有时能把地下深部(如上地幔)的物质带到地表,为我们认识深部物质提供了依据。

  4. 与陨石研究的结果进行对比。

陨石是来自太阳系空间的天体碎片,就目前获得的大量陨石看,按成分可分三类:

石陨石(stone meteorite)要由橄榄石、辉石等(铁、镁的硅酸盐) 矿物组成,按成分大约相当于地表见到的超基性岩,金属状态的铁、镍成分很少,密度 3~3.5g/cm3 或更大。

铁陨石(iron meteorite)主要由金属状态的铁、镍组成的天然合金, 密度 8~8.5g/cm3 或更大;

铁石陨石 为上述两类陨石的过渡类型,其中铁、镁硅酸盐矿物与金属状态的铁、镍成分各占一部分。

现代天文学及天文地质学的研究表明:①这些陨石应来自于太阳系内部的天体或小行星,当它们进入地球引力场时被地球吸引,并有相当一部分被大气圈摩擦燃烧,其残骸成为陨石落入地表。而太阳系以外的物质穿过遥远的空间进入地球的可能性是极小的。②太阳系内部的物质成分及形成演化具有统一性,特别是人类登月获得月球表面岩石与地球表面的某些岩石类似的事实,使太阳系物质统一性的信念进一步确立。因此,可以运用陨石的特征推断地球内部的物质状态。

根据上述各方面的综合研究,现今对地球内部各圈层的物质组成与状态的认识如下: