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固體地球的結構 地球裡面有什麼？ 瞭解地球內部的方法 照X光 鑽探法 密度法推測 平均密度5.52gw/cm3，地表岩石密度 2.85gw/cm3，推出地球內部物質密度 地震波 地震波 地震波和聲波都是屬於波動現象，在不 同的物質中具有不同的傳播速度 在緻密的物質中傳遞較快 在疏鬆的物質中傳遞較慢 波在物體中傳遞的速度：固體 > 液體 > 氣體 地震波波速圖 波 速 急 遽 改 變 地球內部的分層 莫氏不 連續面 地殼 地函 古氏不 連續面 地核 地殼 上部地函 下部地函 莫氏不連續面 地函 古氏不連續面 液態外核 地核 固態內核 地核 17世紀開始，科學家 就已經猜測地球的中 心會有一個高密度的 核心。 液態 地核位於古氏不連續 面之下，由鐵、鎳、 硫、矽等物質組成。 又可以分成外核(液態) 及內核(固態)。 固態 地球層圈構造的比較 層圈 密度 組成 地殼 最小 玄武岩 花岡岩 最薄 最小 地函 較大 橄欖岩 厚 最大 地核 最大 金屬鐵 和鎳 厚度 體積 最厚 較大 劃分 大陸地殼 海洋地殼 上部地函 下部地函 外地核(液態) 內地核(固態) 地殼與岩石圈 地殼 岩石圈 板塊 大陸地殼VS海洋地殼 地殼 組成 成分 代表 岩石 厚度 密度 大陸 厚 矽鋁質 花岡岩 地殼 平均35㎞ 小 海洋 鐵鎂質 玄武岩 地殼 大 薄 平均7㎞ 地震與地震波 表面波 成因：地層受力時發生變形，當變形 所產生的應力超過本身強度時，地層 實體波 便會錯動而發生地震。 地震波：地震發生時，釋放的能量以 波的方式向外傳遞。 地球 依傳遞方式分為實體波與表面波，其 中實體波再分為 P波、S波 。 地震波的種類 初波; P波 表面波 波速: P波>S波>表面波 次波; S波 振幅: P波<S波<表面波 地球上房子最先接受到 --- 實體波 P波 S波 種 類 (Primary Wave) (Secondary Wave) 縱波：質點振動 性 方向與波行進方 質 向一致 速 度 最快 補 可穿越地球內部 充 先抵達地震測站 橫波：質點振動方向 與波行進方向垂直 次之 只能在固態傳遞，無 法通過液態地核 地震波-實體波 P-wave 傳遞速度較快，可在 固體與液體裡傳播 S-wave 傳遞速度較慢，只 能在固體裡傳播 表面波 S波 P波 震源 P波 震源 S波 震源 表面波 雷利波 樂芙波 更精密的地震波觀測 地表下100～300公里，一部分的岩石 部分熔融，此時岩漿溫度非常高，且 具有緩慢的流動性，稱為軟流圈。 因為部分熔融的流動態，導致震波速 度減慢，故也可以稱為低速帶。 軟流圈以上，包括地殼及地函的一部 分，稱為岩石圈。 岩石圈vs板塊 岩石圈是由許多小板塊所組成，這些 小板塊會漂浮於軟流圈之上，隨著軟 流圈的對流而漂動。 板塊、岩石圈、地殼的比較 岩石圈 板塊 厚度 包括地殼及上部地函一部份，平均厚度100公里 面積 地球整個堅硬的外殼 分裂成許多小塊體 岩石圈是由許多分裂的小板塊所組成的~~~! 若把地球上部地函以上的區域再做討論 地表 地殼 地函一小部分 岩石圈 ＝ 板塊 100km 軟流圈 350km 400km ＝ 低速帶 ：壓力 增加 ，原子重新排列 過渡帶 700km 下部地函 The end 常見的礦物…造岩礦物 長石 石英 雲母 角閃石 輝石 橄欖石 粘土礦物 方解石 (以氧、矽為主) 矽酸鹽類 碳酸鹽類 岩石的種類 依形成過程(成因)分為： 火成岩 岩漿冷卻固化的岩石 沉積岩 由地表岩石風化後的碎屑物質或生物遺 骸碎片經膠結壓密而成 變質岩 岩石因溫度與壓力增加,在未達熔融狀態 下,使礦物組成或組織結構改變而成 火成岩 火 山 岩 深 成 岩 流紋岩 岩漿冷卻快 礦物結晶顆粒小 花岡岩 岩漿冷卻慢 礦物結晶顆粒大 火成岩 火 山 岩 深 成 岩 流紋岩 安山岩 SiO2量 多 岩漿流動性 低 顏色 淺 玄武 岩 少 高 深 火成岩 火 山 岩 深 成 岩 SiO2量 多 岩漿流動性 低 顏色 淺 花岡岩 少 高 深 閃長岩 輝長岩 SiO2量 多 酸性火成岩 火 山 岩 深 成 岩 少 中性火成岩 基性火成岩 流紋岩 安山岩 玄武 岩 花岡岩 閃長岩 輝長岩 沉積岩 礫岩 砂岩 粉砂岩 頁岩 碎 屑 粒 徑 >2mm 2~1/16 1/16~1/256 <1/256 生 石灰岩 物 化 學 變質岩 片狀、板狀礦物 成順向排列 片狀、板狀礦物 葉 理 狀 葉 理 壓力 壓力 原岩 變質岩 變質岩 葉 理 狀 板岩 溫度、壓力低 變質程度 低 片岩 片麻岩 高 高 變質岩 葉 理 狀 非 葉 理 狀 板岩 片岩 片麻岩 石英岩 大理岩 蛇紋岩 地殼 火成岩、 變質岩、 地殼 沉積岩 厚度 密度 35~40k 3 2.7g/cm m 海洋 玄武岩、 地殼 輝長岩 密度 厚度 2.9g/cm3 6~8km 上部地函 大陸 過渡帶 下部地函 外地核 橄欖岩質岩 地函 證據:來自擄獲岩 石 內地核 地核 鐵、鎳金屬 證據:來自隕石 照X光 目前最深的鑽井 台灣目前地下鑽井最深可鑽入6公里深。 目前世界上最深的科學鑽探井，為前蘇聯的 科拉SG3超深鑽井，深12.262公里。 地球的半徑 --- 6370公里 到地心去瞧一瞧! 莫氏不連續面 莫荷( Mohorovicic)，為南斯 拉夫地震學家，1910年時在 巴爾幹半島上研究地震時， 發現P波的速度在地表下數十 公里處會突然增加，波速有 這樣顯著的變化，表示了地 球內部的物質有改變。為了 紀念他，所以把這個變化的 介面稱為「莫氏不連續面」。 古氏不連續面 古騰堡(Beno Gutenberg)，為美籍 德裔的地質學家在 1912年時由P波傳遞 的一些現象，而推測 地核的邊界約在地表 下2900公里處。 軟流圈在哪裡？ =低速帶 軟流圈的作用 「熱對流作用」提供了一部分的動力， 讓浮在軟流圈上的板塊移動。 地殼均衡說—普特拉假說 密度相等面 在密度相等面上的各點密度皆相同，故密度越 大者厚度越薄，而密度越小者厚度越厚~~!!!