关于地球的形状、结构与成分
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发布时间：2022-04-25 14:22
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时间：2023-10-08 23:19
人类对于地球形状的认识经历了一个长期的过程。在古代，从开始不知地球为何形到认识是一个圆球形。这是认识的第一阶段。进入 19 世纪，通过较精确的重力测量和弧度测量，得出地球形状是一个扁球形旋转椭球体的推论，这是认识的第二阶段。20 世纪以来，通过人造卫星进行的精确测量结果表明，地球既不是一个圆球形体，也不是一个规则的椭球形体，而是一个不规则几何形状的近似于 “梨”形的地球体。卫星测量结果表明，南极表面比基面凹进 24 米，而北极的海面却比基面高出 18 米。自赤道到南纬 60°之间地面比基面略高，而自赤道到北纬 45°之间略低。因此，地球体大地水准面的形状近似 “梨形”，故人们现在称之为 “地球梨形体”( 图 4) 。
图 4 通过人造卫星轨道运转测得的地球体大地水准面形状 ( 实线，夸大)虚线表示理想的扁球形 ( 据夏邦栋，1987)
经 1975 年第 16 届国际大地测量和地球物理学会 ( IUGG)决议，采用根据人造卫星观测及卫星轨道变化推算的地球形状数据作为地球形状的参数 ( 表 3) 。
表 3 地球形状参数表
( 据 IUGG，1975)
地球具有明显的层圈结构。如果把对地球和其他天体有影响的那部分有限宇宙即 “宇宙圈”包括在内，则由外向内可分为宇宙圈、大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔、地核等六个大的层圈。密度较大的铁、镍等金属元素集中在地核，密度较轻的如硅镁硅铝质成分等集中在地壳，而密度居中的铁、镁硅酸盐集中在地幔。通过近代地球物理的研究，地壳又可以进一步分为三层结构。最上层为沉积岩层，厚度约 0 ～15 公里，中间为 SiO2和Al2O3较多的相当于花岗岩类，通常称之为花岗岩层或硅铝层，其厚度在大约为 10 ～40 公里，以高山区如喜马拉雅山、高加索山、阿尔卑斯山等地区为最厚，但在大洋底，特别是太平洋底，没有花岗岩层，说明硅铝层不是一个完整连续的圈; 最下层含SiO2、Al2O3较少，而 FeO、MgO、CaO 等较多，相当于玄武岩类，一般称之为玄武岩层或硅镁层。玄武岩层圈连续完整，厚30 公里不等，太平洋底较薄，为 15 公里。关于地球的化学成分和地壳的化学成分分别见表 4 和表 5。
表 4 地球的化学成分表
( 据费尔斯曼)
表 5 地壳平均化学成分表
( 据费尔斯曼)
从表 4 和表 5 看出，地球中氧、铁、硅、镁、镍、硫、钙、铝等 8 种元素占据地球总量的 88. 6%，而在地球的地壳中，氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁、钾、氢等 9 种元素占地壳全部的98. 1% ，其余元素的含量在地壳中所占比例甚微。但是作为人类目前找矿重要对象的金、银、铜、铅、锌、钨、锡等金属元素，及其他造矿元素，在地球中的总量还是相当可观的。通过地质成矿作用能够在部分地区富集而构成可供人类开发利用的大量的矿床。
