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標題:

地殼地幔和地核

發問:

地核是地球的最內層,可分為外地核及內地核。 內地核是由鐵和鎳組成,地核的溫度高。 由於受到的壓力高,無法是熔融狀體,呈現是固態。 為什麼地核的溫度會那麼高的? ﹝難道是因「鐵和鎳」與外地核的液態起了化學作用?還是地幔的岩漿熱?﹞ 外地核是液態,老師在堂說沒法解釋,但到底外地核有甚麼物質在內? ﹝跟內地核一樣嗎?兩者都是地核,若不是,那為什麼?﹞ 內地核受壓力而呈固態,那為什麼外地核不受到壓力而呈固體? ﹝這又沒法解釋?﹞ 為何地核和地幔壓力較在地面為大? ﹝幫同學問的﹞

最佳解答:

地球內部溫度高達5270K。行星內部的熱量來自於其形成之初的「吸積」(參見重力結合能)。這之後的熱量來自於類似鈾釷和鉀這類放射性元素的衰變。從地球內部到達地表的熱量只有地表接收太陽能量的1/20000。 深度 內部層 公里 英里 0–60 0–37 岩石圈(約分佈於5或200公里之處) 0–35 0–22 地殼(約分佈於5或70公里之處) 35–60 22–37 地幔外層 35–2890 22–1790 地幔 100–700 62–435 軟流圈 2890–5100 1790–3160 地核外核 5100–6378 3160–3954 地核核心 [編輯] 地核 地球內部構造剖面圖「地球」的平均密度為5515kg/m3,是太陽系中密度最大的行星。但地球表面物質的密度只有大約3000kg/m3,所以一般認為地核處存在高密度物質-在地球形成早期,大約45億(4.5×109)年前,地球幾乎是由熔化的金屬組成的,這就導致了地球中心處發生高密度物質聚集,低密度物質移向地表的過程(參見行星分異作用)。地核大部分是由鐵所組成(占80%),其餘物質基本上是鎳和矽。像鈾等高密度元素要麼在地球是稀少的,要麼就是和輕元素相結合存在於地殼中(參見長英礦物條目)。 地核位於古登堡界面以內,地核又以利曼界面為界分為兩部分:一個半徑約1250km的核心,即G層,以及一個在核心外部一直到距地心約3500km的液態外核,即E、F層。F層是地核與地幔的過渡層。 一般的,人們認為地球核心是一個主要由鐵和一部分鎳組成的固態核心。一個不同的觀點則認為核心可能是由單鐵結晶組成。包在核心外層的外核一般認為是由液態鐵質混和液態鎳和其他輕元素組成的。通常,人們相信外核中的對流加上地球的快速自轉-通過發電機理論(參見科里奧利力)-是產生地磁場的原因。固態核心因為溫度過高以至於不可能產生一個永磁場(參見居裡點)。但核心仍然可能保存有液態外核產生的磁場。 最近的觀測證據顯示核心可能要比地球其他部分自轉的快一點,一年大約相差2°。 [編輯] 地幔 從地核外圍約2900公里深處的古登堡面一直延伸到約33公里深處莫霍界面的區域被稱作地幔。在地幔底部的壓力大約是1.40Matm(140GPa)。那裡大部分都是由富含鐵和鎂的物質所組成。物質的熔點取決於所處之處的壓力。隨著進入地幔的深入的增加,受到的壓強也逐漸增加。地幔的下部一般被認為是固態的,上地幔人們則一般認為是由塑性物質所構成。上地幔區域物質的粘滯度在1021至1024Pa·s之間,具體數據依據深度而變化[2],所以上地幔才有可能緩慢地流動。 地球核心是固態、外核是液態、而地幔卻是固態或塑性的,其原因在於不同地層物質的熔點,以及隨著深度增加的溫度和壓強。在地表溫度足夠低,主要成分鎳鐵合 金和矽岩呈固態。地幔上層的矽岩基本是固態的,局部有熔化的,但總的說來由於溫度高且壓強較小,粘滯度相對較低。而地幔下層由於巨大的壓強,粘滯度要比上層的大得多。金屬質的鎳鐵外核因為合金熔點低,儘管壓強巨大,還是呈液態。最終,極大的壓強使得核心呈固態。 [編輯] 地殼 地殼指的是從地面至平均深度約33km深處的莫霍界面的地下區域。薄的洋底殼是由高密的鎂矽酸鐵岩(鎂鐵礦)構成。矽酸鎂鐵岩是組成大洋盆地的基礎材料。比較厚的陸殼是由密度較小的鋁矽酸鉀鈉岩(長英礦物)所構成。地殼與地幔的交界處呈現不同的物理特性:首先,存在一個使地震波傳播速率發生改變層稱做莫霍洛維奇分界面的物理界線面,一般認為,產生分界面的原因是因為上部構成的岩石包括了斜長石而下部沒有長石存在。第二個不同點就是地殼與地幔間存在化學改變-大洋殼深處部分觀察到超鹼性積累和無磁場的斜方輝橄岩的差別以及大洋殼擠壓陸殼產生的蛇綠岩之間的差別。

其他解答:

 

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1)為什麼地核的溫度會那麼高的? ﹝難道是因「鐵和鎳」與外地核的液態起了化學作用?還是地幔的岩漿熱?﹞ 沒錯,因為相信地核(包括內地核和外地核)含鐵、鎳及放射物質,這些放射物質會產生熱能,故地核的溫度會那麼高。 2)外地核是液態,老師在堂說沒法解釋,但到底外地核有甚麼物質在內? 同上題,兩者都一樣物質。 3)內地核受壓力而呈固態,那為什麼外地核不受到壓力而呈固體? 由於壓力估計從液態地核最上部份的每平方公分1550噸到地心約3875噸,温度大約有 4000 - 6000 ℃。內地核受到的壓力大於外地核,所以內地核呈固態,外地核的物質則呈融化狀態,呈液態。 4)為何地核和地幔壓力較在地面為大? 地球因為地心吸力,使到地球上的東西不漂出太空,地球上的東西向地球內部(地核)匯聚和壓迫,致使地核受壓力最大,呈固態,其次為地幔和地殼,地殼上的東西較少,所以壓力最小。34CDDE348BEB263C
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