地球深处：从岩石圈到地核

分层内部结构

地球具有分层内部结构，这是数十亿年来引力分异和行星冷却的结果。从地壳到地核，每一层都具有独特的物理和化学性质。这些特征决定了板块构造、火山活动、磁场以及行星的内部运动。

地壳

地球地壳是坚硬的外层。它分为大陆地壳（花岗岩质，较厚）和海洋地壳（玄武岩质，较薄）。地壳含有地球化学循环所必需的元素，包括硅、铝和铁。它在支撑大陆及板块构造动力学中起着关键作用。

注：大陆地壳在山脉下方可达70公里，而海洋地壳通常不超过10公里。密度和成分的差异影响俯冲作用及洋中脊的形成。

地幔

地幔位于地壳之下，延伸至外核。它由富含镁和铁的硅酸盐岩石组成。上地幔部分具有延展性，能够产生对流，这是板块构造和热点火山活动的驱动力。下地幔更为坚硬，但在高压下可以缓慢变形。

注：上地幔可达660公里，下地幔约2200公里。上地幔中的对流速度每年仅几厘米，足以引起大陆漂移以及地形和山脉的形成。

核心

地球的核心包括外核和内核，主要由铁和镍组成。外核中的对流运动产生了地球磁场，保护地球免受太阳风和宇宙辐射的影响。

注：外核厚度可达约2,200公里，内核厚度可达约1,220公里。 内核温度超过5,000开尔文，与太阳表面温度相当。其压力高达约360吉帕，这使得铁在高温下仍能保持固态。

主要特性表

为什么外核是液态而内核是固态？

地球的外核是液态的，而内核是固态的。这看似矛盾，因为内核温度更高。关键在于压力：越往深处，压力越大。这种压力挤压金属，使其在极端高温下仍保持固态。而在外核，压力相对较小，因此铁和镍可以表现为液态。

这种状态的差异至关重要：外核中的液态物质产生对流运动，从而形成地球磁场，保护地球免受太阳粒子侵袭，并使得我们所知的生命得以存在。