哪些元素組成了地球

2020-11-25 新華網客戶端

地球是太陽系中密度最大的星體,地球上的所有東西都是有化學元素組成的。目前人類已經發現了100多種元素,組成了約三千多萬種物質。

 

地球內部組成的成分

 

人們在對地球成分的探索中,最容易了解的地球部分是露出地表的上地殼,我們可以借對上地殼成分的了解,來進一步分析組成各種巖石和礦物的元素。

揭示上地殼的平均成分一般有以下兩種辦法:一是大規模地測量各種巖石的化學成分,二是測量地殼中的細粒沉積巖。那麼,如何對整個地球的成分進行全面而精確的測量呢?答案是,靠太陽和隕石。太陽佔太陽系質量的99.7%,通過對太陽光球層的測量,我們可以得知太陽的化學成分。有意思的是,除了一些揮發性的元素比如氫和氦等,太陽光球的化學成分和一種含有球粒結構的隕石非常一致。

在化學家門捷列夫發現的元素周期表上,元素的數量到目前為止已經達到118種。但是,在自然界中出現的元素只有94種。憑藉這些方法,我們現在知道地球最主要的元素有鐵、氧、矽、鎂,佔地球的90%以上,主要以矽酸鹽礦物和金屬的形式存在於地核、地幔和地殼中。

地核可能大多由鐵構成,雖然也有可能是一些較輕的物質。下地幔可能由矽,鎂,氧和一些鐵,鈣,鋁構成;上地幔大多由olivene,pyroxene(鐵/鎂矽酸鹽),鈣,鋁構成。我們知道這些金屬都來自於地震;上地幔的樣本到達了地表,就像火山噴出巖漿,但地球的大部分還是難以接近的。地殼主要由石英(矽的氧化物)和類長石的其他矽酸鹽構成。

71%的地球表面為水所覆蓋。地球是行星中唯一一顆能在表面存在有液態水的星球。

地球的大氣由77%的氮,21%氧,微量的氬、二氧化碳和水組成。

 

地球內部的組成部分

 

揭開地球內部之謎

 

目前,人類已經能到月球上去進行探測了,但對地球裡面是個什麼樣子,誰也沒有親眼看過,還了解得不多。就拿石油鑽井來說,現在,人類開鑿的礦井最深只有3~4千米,最深的鑽井也不過10餘千米,這對地球來說仍然是很薄的一層。要想了解地球深層的情況,只能用間接的方法。

其實,地球內部是一個極不平靜的世界,它每時每刻都在不停地運動,正是這樣緩慢地運動,造成了火山和地震。如通過火山噴發出來的物質,了解地球內部的物理性質和化學組成;利用地震波來揭示地球深處的秘密。

 

火山爆發

 

人們了解到,雞蛋的殼層結構與地球內部是相同的。雞蛋殼相當於地殼,是地球最堅硬的部分,地殼厚約30公裡,而且各處的厚度不一樣;雞蛋清相當於地幔,厚約2840公裡,地幔內部的壓力很大,是一種過熱狀態下的固態物質;雞蛋黃相當於地核,厚約3500公裡。地核是地球的核心部分。每一部分又可細分。地核可分為外部液態地核和內部固態地核;地幔可分為上地幔和下地幔;地殼則可分為海洋地殼和大陸地殼。

地球內部是一個極不平靜的世界,地球內部的各種物質,始終處於不停息的運動之中。有的科學家認為,地球內部各層次的物質,不僅有水平方向的局部流動,而且還有上下之間的對流運動,只不過這種對流的速度很小,每年僅移動1釐米左右。有的科學家還推測,地核內部的物質,可能受到太陽和月亮的引力而發生有節奏的震動。

不斷發掘地球內部的秘密,對人類更好地適應和利用環境,對新資源開發和生命探索都具有非常重大的意義。而揭開地球深處隱藏的生命的秘密,不但可以進一步揭開生命演化的秘密,也有助於人類探索在極端條件下的外星環境中,生命是否存在,以及生命會以何種形式出現等問題。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創 轉載時務請註明出處

 

作者: 科學原理一點通 [責任編輯: 呂芮光]

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