索引：地球圈层构造的形成；地球的内部圈层；1.地壳；2.地幔；3.地核；地球的外部圈层；1.大气圈；2.水圈；3.生物圈
人类生活在地球上，以地球为栖身之所，从地球上获取生存和发展所必需的各种自然资源，与地球发生了密切的联系。在长期的地球生活中，人类为了寻求更多的自然资源，防御自然灾害，对地球进行了不懈地探索，从而促使地学的产生和发展。地学是研究地球的科学，包括众多的分支学科，如地质学、地貌学、气象学、水文学、生物学、地理学、生态学、环境学、海洋学等，它们均以地球的某个组成要素或某项内容为研究对象，探索地球资源的开发利用和地球环境的利用改造。
地球圈层构造的形成
原始地球是一个接近均质的球体，主要由碳、氧、镁、硅、铁、镍等元素组成各种物质，没有明显的分层现象。地球圈层的分化过程，与地球的温度变化和重力分异作用有着密切的关系。放射性元素所释放的能量在地球内部的积累，使地球内部的温度不断升高，导致地球物质具有了可塑性。在重力的作用下，物质便发生了分异，逐渐形成了地球的圈层构造。密度大的铁元素首先聚积于地心而形成地核，然后其他元素依次按密度大小而居于其相应的层次，最后地球内部就分化出了地核、地幔和地壳三个圈层。在上述圈层的分化过程中，地球内部产生的气体脱离地球，上升至空中，并在地球引力的作用下，环绕在地球外围，形成了地球的大气圈。地球原始大气以二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨为主要成分。早期大气含有大量的水汽，随着时间的推移，原始大气的温度逐渐下降，大气中的水汽凝结成为液态降水，落至地面，汇集于地表低洼之处，便形成了原始的水圈。水的存在，最终导致了生命的出现，形成了生物圈。绿色植物的光合作用产生出游离氧，改变了原始大气的组成，一氧化碳变为二氧化碳，甲烷变为水汽和二氧化碳，氨变为水汽和氮，最后形成以氮和氧为主的现代大气。至此，地球已经不再是一个均质的球体，其物理组成、运动形式、物理化学性状等大致呈同心圆状分布，表现出明显的圈层构造。
根据地球物理、地球化学和其他地球科学的技术手段，人们探测到地球共有六个圈层，自内而外依次为地核、地幔、地壳、生物圈、水圈和大气圈，它们的基本特征见下表。地球的这六个圈层以地表为界，可划分为两部分，其中地壳、地幔和地核称为地球的内部圈层，大气圈、水圈和生物圈称为地球的外部圈层。
地球的内部圈层
地球的内部圈层是地球表面以下的层次。研究表明，地球内部存在着两个明显的不连续面：一个是位于地表以下（自海平面算起）平均33km处（指大陆部分）的莫霍罗维奇不连续面，简称莫霍面或M界面；另一个是位于地表以下2900km处的古登堡不连续面。这两个不连续面将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个层次。
1.地壳
地壳是地球固体部分最上部的层次（莫霍面以上），是地球表面的一层薄壳，其厚度大致为地球半径的1/400，但各处厚度不一，大陆部分平均厚度为37km，而海洋部分平均厚度只有约7km，各地差异极大。一般说来，高山、高原部分地壳最厚，我国青藏高原地区的地壳最厚可达70km，大洋底部的地壳较薄，太平洋洋底地壳最小厚度仅有5km左右。根据物质组成和结构，可将地壳分为大陆型地壳和海洋型地壳两种类型。大陆型地壳有两个层次，上部的硅铝层以氧、硅和铝为主要组成元素，钠、钾也较多；下部的硅镁层也以氧、硅和铝为主，但镁、铁和钙等元素的含量明显增加，物质成分与玄武岩相似，故又称为玄武岩层。海洋型地壳厚度明显小于大陆型地壳，突出特征是具有单层结构，只有硅镁层，缺少或仅有很薄的硅铝层。
2.地幔
地幔是地球内部莫霍面以下到古登堡面以上的层次，范围是从地壳底界到2900km之间。根据组成物质的差异，一般以1000km为界，可将地幔分为上地幔和下地幔。上地幔位于地面以下33～1000km范围内，二氧化硅的含量较地壳少，氧化镁和三氧化二铁的含量较地壳多，物质成分与橄榄岩相似，故又称为橄榄层。上地幔温度高达1200℃～1500℃，岩石呈熔融状态，因此又被称为软流层，是岩浆的源地，也是板块构造理论提出的重要基础。下地幔位于地面以下1000～2900km的范围内，该层所承受压力较上地幔大，温度更高，物质的密度更大，可塑性大，但已非流体状态。组成元素构成上以铁的含量增多为特征。
3.地核
地核是地下古登堡面至地心的部分。根据物理性质的差异，地核可以地下5000km为界，分为外核和内核两部分。两者的温度、压力和密度都很大，并且越向地心越大。关于地核的物质组成和结构，目前争论较多。一般认为，地核主要由铁、镍组成，可能还含有少量的硅、硫等轻元素。外核的物质存在状态可能是液体，内核的物质存在状态可能是固体。
地球的外部圈层
地理的外部圈层是地球固体表面以上的层次，根据组成物质性质差异，可以分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层。
1.大气圈
大气圈是环绕地球的最外部的气体圈层，范围为地球海陆表面至高空1200km处。由于大气密度是随着高度的增加而逐渐减小的，所以大气上界也是相对的。地球大气的主要成分是氮（78％）和氧（21.0％），其次是氩（0.013％）和二氧化碳（0.03％），此外还有微量的氖、氦、氪、氙、臭、氧、氡、氨和氢等气体。大气层不同高度上的物质组成和理化性质有较大差异，据此自下而上将其分为对流层、平流层、中间层、暖层（又称热成层、电离层）、散逸层等层次。
对流层是大气层最下部的一个层次。对流层顶的高度随纬度和季节的变化而变化，赤道低纬度地区平均为17～18km，中纬度地区平均为10～12km，高纬和两极地区为8～9km，夏季高度大于冬季高度。对流层以大气具有强烈的对流运动、温度随高度增加而降低、天气多变等为突出特征。平流层是自对流层顶至55km高空的大气层次。
在平流层中，气温随高度的升高先是保持不变或稍有上升，而后显著增高，至平流层顶可达一3℃。平流层的气流运动平稳，以水平运动为主，大气中水汽、尘埃含量极少，透明度良好，鲜有天气变化。中间层是平流层顶至85km高空的大气层次。该层气温随高度的升高而迅速降低，至中间层顶降至一83℃以下。由于气温垂向分布呈上冷下暖的规律，大气密度的垂向分布为上大下小，因而空气的垂直运动相当强烈。
暖层位于中间层顶至800km高空。该层气温随高度增加而上升，空气处于高度电离状态，故该层又称为电离层。
散逸层位于暖层顶至大气层上界，又称为外层。其特点是空气极其稀薄，并且几乎完全处于电离状态；气温随高度的升高而升高；受地球引力作用小，一些高速粒子可逃逸到星空间中去，故得其名。
2.水圈
水圈是指海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪和地下水等水体所构成的一个连续而不规则的圈层。该圈层的物质组成非常单一，以水为主，兼有水中的溶解物质和悬浮物质等杂质。组成物质的存在形态以液态水为主，在高山和高纬地区以固态水为主。按水体类型区分，海洋中的水量约占地球总水量的97.2％，构成了水圈的主体，其他水体的水量所占比例很小。但是，其他水体以淡水为主，对人类社会的影响巨大，并且存在于陆地之上，对地球环境系统的作用十分突出。
3.生物圈
生物圈是地球上所有生物及其活动区域的总称。生物圈的一个突出特征，就是它以有生命的动物、植物、微生物等活质为主要组成成分。另外，它的边界不甚明显。它渗透于水圈、大气圈下层和地壳表层之中，但是绝大部分生物集中于地表上下100m的空间范围内。生物圈的生物种类繁多，约有2.1×106种，但是质量很小，约相当于大气圈的1/300、水圈的1/7000。生物是地球环境系统中最活跃的因素，对地球环境系统的形成和演化有着重要作用和深刻影响。
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