大家好，歡迎關注我的百家號阿春的環球地理精選，今天給大家介紹的是地下深處又是由什麼物質構成的。
對於地下深處,我們了解多少呢?地下深處又是由什麼物質構成的呢?關於這個問題,我們知道得太少了。不過,近幾年有了一些新的發現,我們的眼界開闊了一些。我們已經知道,地球的比重是5.52,這個數字的含義是地球的平均密度大約是水的五倍多。可是,地球上普通巖石的密度僅僅是水的密度的兩三倍,例如,石灰巖、砂巖、花崗巖等。因此,我們可以推測出,地下深處物質的密度遠遠大於我們周圍物質的密度。而且,在我們能夠探測到的深度範圍內,地球的成分已經在發生變化,鐵和鎂等金屬比地面上的含量多些。
所以我們會想到,更深的地方,直到地心,地球的成分還在不斷變化。不過,知道這些還遠遠不夠,宇宙中的天體很多,地球只是其中微不足道的一個,我們還想了解太陽、彗星、其他星星等天體的組成成分,然後和地球的成分做一個對比。奇怪的是,我們對於遙遠體天成分的了解,要比地球深處成分的了解多得多。有時候,這些天體的顆粒會以隕石的形式降落到地球上,研究過這些石之後,我們對整個宇宙的組成成分有了初步的認識。
近幾年,對於地震的研究帶給我們許多知識。地震時,震波會從震動的地方向四周擴散,有些震波沿著地球表面傳播,有些震波則是在地球內部的各個方向傳播,當某個地方發生地震時,例如日本,更準確一些是,日本地下的某一處發生了地震,那麼,每一個精密的儀器都會接收到兩個震波:一個是沿著地球表面傳來的,另一個是從地球內部傳來的。地質學家研究後發現,穿過地球內部的那一部分震波,在地球內部的速度並不相同,因為地球內部不同深度的組成物質不同。
在距離地面比較近的地方,震波的傳播速度比較快;在距離地面比較遠的地方,震波的傳播速度比較慢;這是因為地球表面的物質比較稀鬆,比重比較小。根據震波的傳播速度,可以判斷出地下深處的物質是如何改變的。我們要去地下深處旅行,去那壓力極大且溫度很高的地方研究一下。當我們旅行的時候,一定要注意:深入到地下幾十千米時,我們會遇到液態的熔化物,這裡的溫度也比較高;再往下走,熔化物的性質發生了改變,不再是液體,而是像玻璃一樣的物質,雖然還是炙熱的,卻已經是固體了。
我們的出發點是地球表面,我們所選擇的幾個棲息地對應著圍繞著地球周的黑色玄武巖地帶。棲息地的主要成分是花崗巖,花崗巖的比重大約是2.5,裡面含有許多氧和矽。花崗巖是地殼最外面的組成部分,下面是比重大一些的玄武巖地帶。在玄武巖中,鐵的含量比在花崗巖中的高一些,玄武巖的比重大約是3.5。在地下30千米的地方,這裡有許多鐳的化合物,由於鐳不斷地向外放出熱量,這裡的物質處於液體狀態。一直到地下1200千米的地方,全部屬於地球的巖石帶。
在巖石帶的深處,穿過熔化物之後,我們會見到非常重的巖石—輝榴巖,這種巖石看起來像玻璃。火山爆發時,有時候會把這種巖石的碎片帶到地面上來,在這些碎石塊中,一般會找到珍貴的金剛石晶體。繼續往下走,在1200千米到2900千米的地方,是著名的礦石帶,這裡有許多鐵礦石,還有磁鐵礦和黃鐵礦。鐵礦石中還有其他的礦石,例如:鉻礦石鈦礦石等,而且鐵礦石裡面含有大量的鐵,氧的含量比較少,所以比重比較大,其重量大約是同體積水的重量的五六倍。礦石帶受到的壓力非常大,雖然這裡的溫度很高,物質的狀態卻是固態。
礦石帶的厚度將近2000千米。經過這個地帶,再往下走就是地球的核,核的比重大約是11,是鋼的比重的1.5倍。核的主要成分是鐵,鐵的含量是90%多剩餘的是其他的物質,例如:鎳、硫、磷、碳等。那麼,整個地球的組成成分是什麼呢?哪些物質(元素)的作用比較重要呢?現在,我們已經知道這個問題的答案了,我們把有著重要作用的元素按照由主到次的順序排列出來:氫、氦、鐵、氧、矽、鎂、鎳、鈣、鋁、鋶、鈉、鉀、鈷、鉻、鈦、磷、碳。
那麼,我們的地球是如何形成的呢?為什麼地球中鐵的含量高達40%?為什麼地球中的化學元素是這樣分布的呢?如果大部分的鐵礦石分布在地球表面,對於我們將會好處多多,我們不用擔心工業的發展,因為有取之不盡的鐵礦石,絕對不會出現「鋼鐵饑荒」。關於地球的形成問題,已經出現了幾十種不同的學說。最令人信服的一種學說是這樣描述的:我們的地球是由宇宙中的無數碎屑組成的,新的碎屑會蓋在舊的碎屑上面,這些碎屑混合在一起,等到融化的時候,重的元素在深處沉澱,而輕的元素聚集在表面,逐漸形成了巖石帶。
這個學說有著一定的科學性。我們研究天體的成分後發現,這些天體含有的物質和地球上的物質是相同的。不過,我們對於天體礦物學的了解還是非常有限的。我們以月球為例說明,科學家只能根據降落到地球上的隕石來推測月球的成分,判斷月球上有哪些礦物。雖然科學家也在其他天體上(也許是彗星)發現了類似的一些礦物,但這些知識是片面的,不是完整的。