海洋地球物理与海底构造学 (8)

1、大地水准面起伏（26阶）（212阶）（260阶）（2120阶）（2360阶）一、地球外部圈层结构（一）大气圈（一）大气圈 大气圈总质量估计为大气圈总质量估计为5.1365，占地球总质量的吨，占地球总质量的0.000090.00009。由于地心引力，大气圈。由于地心引力，大气圈7979的质量都集中在海平面以上的质量都集中在海平面以上1818公里公里范围内。范围内。 大气的密度和压力与高度成反比，在大气的密度和压力与高度成反比，在00条件下，干燥空气的气条件下，干燥空气的气压直减率为每上升压直减率为每上升2020公里，气压减小公里，气压减小1010倍倍( (限于限于606

2、0公里高度以下公里高度以下) )。 气压与温度成反比，大气的温度随高度变化而变化，通常根据气压与温度成反比，大气的温度随高度变化而变化，通常根据大气中温度随高度垂直分布的特征，可将大气圈划分为对流层、平大气中温度随高度垂直分布的特征，可将大气圈划分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层等。流层、中间层、热层和外大气层等。1.1 地球的基本知识 1.地球基本结构和物质组成大气圈分层示意图大气圈分层示意图（二）水圈（二）水圈水圈的质量约水圈的质量约1.451018吨，占地球总质量的吨，占地球总质量的0.024%左右。左右。其中，海水占其中，海水占97.2%；冰川占；冰川占2.1%,陆地水占陆地水

3、占0.629%。假定地表。假定地表平坦，全球水体均匀覆盖地面，则平均水深可达平坦，全球水体均匀覆盖地面，则平均水深可达2745米。如果地米。如果地球上的冰雪全部融化，则海水面将普遍升高球上的冰雪全部融化，则海水面将普遍升高70米。米。 陆上江河湖沼的水或直接、或通过水汽、地下水与海洋相通。陆上江河湖沼的水或直接、或通过水汽、地下水与海洋相通。所以地球上的水体构成了包围地球的完整圈层所以地球上的水体构成了包围地球的完整圈层水圈。水圈。 水圈既独立存在，又渗透于大气圈、岩石圈和生物圈中，并水圈既独立存在，又渗透于大气圈、岩石圈和生物圈中，并在其间不断循环。水循环是地球外部圈层物质循环最重要的方式在

4、其间不断循环。水循环是地球外部圈层物质循环最重要的方式之一。之一。（三）生物圈（三）生物圈生物圈是地球表面有机体生物圈是地球表面有机体( (包括细菌包括细菌) )及其生存环境的总称。在大及其生存环境的总称。在大气圈、水圈、土壤和地球内部，都有大量生物存在。生物所气圈、水圈、土壤和地球内部，都有大量生物存在。生物所导致的或以生物活动为中心的物质循环不仅是地球各圈层间导致的或以生物活动为中心的物质循环不仅是地球各圈层间物质循环的重要内容，还是各圈层相互联系的重要纽带。物质循环的重要内容，还是各圈层相互联系的重要纽带。地球独特的天文条件，加上大气圈、水圈和生物圈本身的调节作地球独特的天文条件，加上大

5、气圈、水圈和生物圈本身的调节作用，提供了适于生命的各种气候条件用，提供了适于生命的各种气候条件磁层和大气层将有磁层和大气层将有害于生命的高能辐射和带电离子阻挡或吸收；生物通过呼吸害于生命的高能辐射和带电离子阻挡或吸收；生物通过呼吸或光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换；或光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换；水圈和岩石圈为生物提供着必需的水分和矿物养料等。这样，水圈和岩石圈为生物提供着必需的水分和矿物养料等。这样，在岩石圈上部、大气圈下部和水圈的全部，到处都有生命的在岩石圈上部、大气圈下部和水圈的全部，到处都有生命的踪迹。踪迹。二、地球内部圈层结构二、地球内部圈层结

6、构 地球的半径有地球的半径有6000多公里，目前通过钻探能直接研究的超不多公里，目前通过钻探能直接研究的超不过过15公里，其余部分只能通过各种间接的地球物理手段来研究，公里，其余部分只能通过各种间接的地球物理手段来研究，其中最重要的是地震学方法。其中最重要的是地震学方法。 人类对地球内部的认识，主要来自地震波提供的信息。地震人类对地球内部的认识，主要来自地震波提供的信息。地震波在地球内部任何一点的传播速度与该点介质的性质有关。在不波在地球内部任何一点的传播速度与该点介质的性质有关。在不同性质的岩层中地震波的传播速度是不同的。同性质的岩层中地震波的传播速度是不同的。 利用地震波研究结果，地球内部

7、圈层结构被莫霍界面（利用地震波研究结果，地球内部圈层结构被莫霍界面（M面）面）和古登堡界面（和古登堡界面（G面）划分为三个部分。面）划分为三个部分。1.1 地球的基本知识 1.地球基本结构和物质组成（一）（一）莫霍界面莫霍界面(M)(M) 1909年南斯拉夫的莫霍洛维奇发现，地震波速度由年南斯拉夫的莫霍洛维奇发现，地震波速度由5.6 km/s逐渐增大到逐渐增大到7.6 km/s后，突然变化到后，突然变化到8.0-8.2 km/s。以后，。以后，人们就把这个间断面称为莫霍界面或人们就把这个间断面称为莫霍界面或M界面。界面。 M面以上部分称面以上部分称地壳，以下部分称地幔。地壳，以下部分称地幔。

8、全球地壳厚度是不均匀的。大陆地区，地壳平均厚度全球地壳厚度是不均匀的。大陆地区，地壳平均厚度33 km，但变化很大。例如我国东部平原地区，地壳厚度仅但变化很大。例如我国东部平原地区，地壳厚度仅34-36 km左左右，而藏北高原地壳却厚达右，而藏北高原地壳却厚达70 km。大洋地区，地壳较薄，平。大洋地区，地壳较薄，平均厚度仅均厚度仅5-6 km。由大陆到大洋的地壳厚度具有过渡性质。由大陆到大洋的地壳厚度具有过渡性质。由大陆到大洋的地壳过渡示意剖面由大陆到大洋的地壳过渡示意剖面（二）（二）古登堡界面（古登堡界面（G)G) 1912年古登堡发现，在大约年古登堡发现，在大约2900公里的深处，地震波速公里的深处，地震波速有一明显的间断：当有一明显的间断：当P波穿过这一界面时速度有一不连续的下波穿过这一界面时速度有一不连续的下降，而降，而S波在这一界面以下未发现。波在这一界面以下未发现。 由此现象，古登堡估计地核边界的深度为由此现象，古登堡估计地核边界的深度为2900公里，并公里，并预言预言P波和波和S波将受到这一界面的反射。后来人们把这个间断波将受到这一界面的反射。后来人们把这个间断面称作古登堡界面，或面称作古登堡界面，或G界面，将界面，将G界面以上和界面以上和M界面以下的界面以下的