本词条由 行走的艺术 2025-12-17 13:15:15 编辑发布 流量次数：
地球圈层结构分为外部圈层和内部圈层，包括大气圈、水圈、生物圈、岩石圈等。大气圈主要由氮气、氧气等组成，水圈是地球上水的总称，生物圈指地球上生物生存的表层。地球内部圈层包括地核、地幔和地壳等，地核主要由铁和镍组成。岩石圈是刚性的固体圈层，包括地壳和上部地幔。各圈层在分布上相互渗透重叠，其中生物圈表现最为显著。研究地球各圈层的方法包括直接观测、测量和地球物理方法等。
外部圈层：
大气圈、水圈、生物圈内部圈层：
地壳、地幔、地核过渡圈层：
软流圈（位于地球外圈与地球内圈之间，地面以下平均深度约 150km 处）固体地球构成：
岩石圈、软流圈和地球内圈地球圈层结构是指地球按照其物理和化学性质划分的不同层次结构，主要分为地球外部圈层和地球内部圈层两大部分。这两大部分共同构成了地球复杂而有序的系统，对地球上的生命活动和自然环境产生着深远影响。
地球外部圈层
形成依据
近年来研究发现，地球大气圈和水圈的成分与“普通球粒陨石类”物质释放的气体较为一致。据此推测，大气圈和水圈可能是由普通球粒陨石类物质构成的原始地球“表层”释放的气体形成的。其中，水汽成分凝结降落形成了原始水圈。原始大气圈和原始水圈经过长期演化，特别是经过生物作用后，才形成了现今的大气圈和水圈。原始大气圈和水圈形成之后，在它们与岩石圈的接触地带，无机物经化学演化形成有机物质，生命从无机界中产生出来，再经过长期的进化形成了现今的生物圈。大气圈、水圈和生物圈相互渗透、相互重叠。
大气圈
- 定义与范围：大气圈是连续包围地球的最外面的空气圈。其下界为地面及水面，无明显上界，地面以上数万千米高空仍有极稀薄的空气存在。大气圈总质量为 5.6×10¹⁹g，由于地球引力，绝大部分大气集中在地面到 100km 高度范围内。
- 成分与分层：
- 成分：在 100km 高度以下的大气，主要由氮气（占 78.09%）和氧气（占 20.95%）组成，还有氩（占 0.93%），三者共计约占空气总量的 99.9%，其他各种气体含量合计不到 0.1%。此外，现代大气除含有各种气体元素外，还有水滴、冰晶、尘埃和花粉等杂质。除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。
- 分层：依照大气的成分、密度、温度以及其流动状况，自地表到高空分为对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和外大气层（散逸层）。
- 物理性质：大气的成分随高度而不同，温度随高度有不规则变化。在距地表 10km 高度内，平均每升高 100m 气温下降约 0.6℃。大气的密度和压力与高度成反比，与温度也成反比。在 20km 高度的气压约为地面气压的 1/10，在 40km 高度的气压约为地面的 1/100。
水圈
- 定义与范围：水圈是地球上所有水的总称，包括地表、地下及大气中以液态、固态和气态各种形态存在的所有水。它与大气圈、生物圈、岩石圈共同组成地理壳。海洋是水圈中连续的最大水体，约占地球表面积的 70.8%。地球上总水量约为 1.37×10⁹km³，约占地球体积的 0.12%，其中绝大部分存在于海洋中，陆地水只占 2.8%。
- 特点与作用：水圈与大气圈和地壳互相渗透，无明确界限。地面水、大气水和地下水因受到太阳辐射的影响，不停地进行水的大小循环，引起多种表生地质作用，对地壳进行巨大的改造（破坏和建设）作用。
生物圈
- 定义与范围：地球上的一切生物都生活在地球的表层，生物及其生存的该地球表层总称生物圈。它的范围大致包括 11km 深的地壳和海洋以及 15km 以内的地表大气层，即包括大气圈、水圈和岩石圈的一部分。
- 生存条件：生物圈中的空气、水、日光、土壤和岩石为生命活动提供了一切必要的条件。
地球内部圈层
形成依据
一般认为，从太阳星云分化出来的原始地球是均质的。后来由于放射性元素蜕变、微星碰撞及地球本身物质压缩等因素，地球累积了大量热能，使原始均质物质发生局部持续的熔融，从而导致了地球内部物质物理和化学的垂直分异与调整。较轻的硅铝物质缓慢上升，较重的铁、镁硅酸盐物质及铁镍物质下沉，原始地球逐渐形成了内部圈层结构。
划分依据
地球内部情况主要是通过地震波的记录间接地获得的。地震时，地球内部物质受到强烈冲击而产生波动，称为地震波。它主要分为纵波和横波。由于地球内部物质不均一，地震波在不同弹性、不同密度的介质中，其传播速度和通过的状况不一样。例如，纵波在固体、液体和气体介质中都可以传播，速度较快；横波只能在固体介质中传播，速度较慢。地震波在地球深处传播时，如果传播速度突然发生变化，这个突然发生变化所在的面，称为不连续面。根据不连续面的存在，人们间接地知道地球内部具有圈层结构。
地壳
- 定义与结构：地壳是指固体地球表层莫霍诺维奇地震不连续面（简称莫霍界面）以上的一圈岩石，平均厚约 16km。地壳的结构基本上有两种类型，即陆壳和洋壳。
- 陆壳：具有双层结构，上部为硅铝层，下部为硅镁层。地壳厚度各处不一，平均厚度为 35km，高大山系地区的地壳较厚，如欧洲阿尔卑斯山的地壳厚达 65km，亚洲青藏高原某些地方超过 70km，北京地壳厚度与大陆地壳平均厚度相当，约 36km。
- 洋壳：主要为硅镁层，平均厚度为 6km。大洋地壳很薄，例如大西洋南部地壳厚度为 12km，北冰洋为 10km，有些地方的大洋地壳的厚度只有 5km 左右。整个地壳平均厚度约 17km。一般认为，地壳上层由较轻的硅铝物质组成，叫硅铝层，大洋底部一般缺少硅铝层；下层由较重的硅镁物质组成，称为硅镁层，大洋地壳主要由硅镁层组成。
地幔
- 位置与范围：地幔介于地壳与地核之间，由地壳底部一直延伸到地核的外围，即介于莫霍面与古登堡面之间，又称中间层。其厚度约 2880km，其体积占地球总体积的 83%，质量为 4030×10²⁴g，占地球质量 68.1%，平均密度为 4.5g/cm³。
- 分层结构：根据地震波速度变化的情况，将地幔分为上下两层，上部称为上地幔，下部为下地幔。从地壳最下层到 100 - 120km 深处，除硅铝物质外，铁镁成分增加，类似橄榄岩，称为上地幔，又称橄榄岩带。下层为柔性物质，呈非晶质状态，大约是铬的氧化物和铁镍的硫化物，称为下地幔。地震资料说明，大致在 70 - 150km 深处，震波传播速度减弱，形成低速带，自此向下直到 150km 深处的地幔物质呈塑性，可以产生对流，称为软流圈。这样，地幔又可分为上地幔、转变带和下地幔三层。了解地幔结构与物质状态，有助于解释岩浆活动的能量和物质来源，及地壳变动的内动力。
地核
- 位置与范围：地核指从地下 2898km 古登堡面以下向内到地心，一个半径为 3473km 的地球核心部分。其体积为固体地球总体积的 16%。
- 物理性质：据推测，地核的密度为 9.7～13g/cm³，质量占地球总质量的 31.5%，压力为 1.52～3.75×10⁵MPa，温度为 2860～6000℃。
- 分层结构：地震波显示，地核内 4640km 和 5155km 处尚存在两处不连续界面，因而可进一步划分为外核（2898～4640km）、过渡层（4640～5155km）和内核（5155～6371km）三部分。外核不能传播横波、纵波波速降至 8.1～8.9km/s，认为呈液态；内核可传播横波，认为具固态特征，过渡层可传播横波，但波速很低，认为具有塑性状态。一般认为地核主要由铁和镍组成，可能还含有硅、硫等其它元素。地核之所以成为实心，是因为地心引力在此创造出的压力是地球表面压力的 300 万倍。地核的高温可以达到华氏 13000 度，比太阳表面温度高上 2000 度。地核内的铁流使物质产生巨大的磁场，可以保护地球免受外来射线的干扰。
岩石圈
岩石圈在软流圈之上，是个刚性的固体圈层，它与软流圈之间没有截然的界限。岩石圈包括属于地壳的硅铝层（花岗岩层）、玄武岩层（硅镁层）和属于上地幔最上部的超基性岩层（橄榄岩层），厚约 60～120km。岩石圈的基底被认为是板块的基底，板块在软流圈面上滑移。大多数中源地震均发生于此。
研究方法
- 地球外圈和岩石圈表面：对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。
- 地球内圈：主要用地球物理的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。
分布特点
地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。
