第1个回答 2022-06-08
很早的时候我们就知道，地球像一颗洋葱一样，是由一层一层的结构包裹起来的。我们所知道的结构分为四层，分别是固态、内核、液态、外核、地幔，还有地壳。其中地壳是地球的最外层，它每个地方的深度都不一样，最深的地方有70公里，比如在陆地上的高原地区。最浅的地方只有几公里，比如在深海的底部。不过整体来说，地壳平均深度在30公里到40公里之间，地球上所有的生命以及海洋还有大气，我们能够看到所有的一切都分布在地壳之上。地幔是地球厚度最厚的一层范围，从地壳和地幔的分界面向下延伸了大约2890公里。液态外核的范围从地幔的最下层向下延伸了大约2260公里。这里的物质保持着高温的熔融状态，温度在5000摄氏度以上。剩下的结构就是固态内核，这就是以往我们所知的地球结构。
最近发表在地球物理研究杂志上的一篇论文还指出。科学家在固态内核的深处又发现了一个新的分界面，在这个分界面之上，是以往我们认为的固态内核，主要的成分是铁和镍。在这个分界面之下的物质组成密度发生了变化，具体的组成成分现在还不是很清楚，但科学家猜测依旧是以铁为主。这个新发现的分界面到地球中心的距离约为650公里，如果论文研究没有问题，那么这项发现将改写我们的教科书。地球不再是只有四层，而是变成了五层，在固态内核的深处，还包含着一层以前不为人知的结构。那问题是，科学家是如何发现这一层结构的？或者说，科学家是如何知道地球是一层一层的洋葱结构的？一般按常理来说，我们要知道一个东西的结构，最简单粗暴的办法就是把它拆开来看一下，或者说打一个贯穿物体的洞，取出样品看一下就一目了然了。
研究地球结构也可以用这个办法，但唯一的难处就是地球实在是太大了，而且密度很大。想打穿地球，可以说是人类的痴心妄想，根本就办不到。而且事实也证明了在地球上打洞是不明智的选择。因为在上世纪的美国和苏联，他们就曾经在地球上打过洞，美国60年代的时候，他们就计划在墨西哥海域的底部，也就是地表相对来说比较薄的地方，他们当时想钻到地幔，后来就因为技术和资金的问题，只钻了100多米就放弃了。苏联从1970年开始在西伯利亚的科拉半岛转了24年，花费了大量的人力和物力，本着大力出奇迹死磕的状态。最后也只打了一个1万多米的井。虽然这是人类目前所创造的最深的人工孔洞，但这个孔洞对于地球来说，就像是人的皮肤被蚊子叮了一下。
因此，我们现在对地球内部结构的了解并不是直接研究的结果，而是通过地球演化理论和地球物理研究间接获得的结论。下面我们就说一下地球的演化。地球的形成和演化的过程，可以大致地告诉我们地球内部的结构。我们知道，在宇宙空间中，像地球这样的宏观天体，它的行程基本上只跟一种力有关，那就是引力，那当然也有电磁力的参与。不过在天体以及大尺度结构形成的过程中，引力起到了主导的作用。我们的地球在形成之初，在引力的作用下，大量的物质团块、气体分子会发生快速的碰撞聚集，并且在这个过程中会在短时间内不断的释放出巨大的引力势能，那么，引力势能的释放就增加了物质的内能，因此，地球在最初形成的时候就是一颗完全溶融状态的大火球。
其次还有一种由引力引发的现象，这种现象今天我们在地球上也常会看到，那就是重物，它会下降，轻物它就会上升，例如一个木块，它就可以漂浮在水面上A10块。它就会沉到水底，精气会逸散到太空，唉，二氧化碳这样中的气体，它就会沉到大气的底部，在熔融的地球上，这样的现象在地球形成的过程中也在不断的发生，而且今天也在持续的发生。根据这个现象，我们就能够确定的知道，地球越往深处走，它的密度就会不断的上升，这就是为什么现在的地球大气漂浮在海洋之上，海洋又漂浮在地壳之上，地壳又漂浮在地幔之上。地慢，它又漂浮在地核之上。因此，根据地球形成和演化的 历史 ，我们就可以知道地球是一个有着不同密度组成、一层一层的洋葱结构。由于地球刚形成的时候是一颗大火球，因此我们也能够知道，越往地球的深处走，它内部的温度会更高。如果现在的地球没有完全冷却的话，那么，在地球的内部应该还保留着那个熔融状态的核心。
从地球拥有的磁场中，我们也确切的能够知道这一点。如果没有融入状态的核心，地球是不会像一台发电机一样。不断地产生磁场，所以说。通过地球演化的 历史 ，我们就可以大致地知道地球内部的模样，总结起来就是两点。第一。地球内部的密度更高，不同的密度会形成不同的层次。第二，地球内部的温度很高，甚至有熔融的液态层。那么接下来的工作就是我们需要确切地知道地球内部有哪些分层，以及各个分层的深度组成成分等等这些信息。唯一能够帮助我们实现这一点的就是火山活动和地震波通过火山活动喷发出来的物质。我们可以确切地知道地板深处的物质成分，可以发现其中的物质比地壳含有更多的铁以及美组成的硅酸盐密度要比较大。
这也验证了我们之前的理论猜测。通过地震波在地球内部传播速度的变化，我们就能够知道地球内部的分层状况。首先我们要知道地震波分为P波和S波，P波是纵波，也就是压缩波，介质的振动方向和波的传播方向一致，声音就是通过这种形式在介质中传播的。S波是横波，水面上激起的涟漪，就是这种形式的波，介质的振动方向和波的传播方向垂直。当地球上的一点发生地震的时候，震源处产生的S波和P波会从一个点向四周扩散，这些波在遇到不同的物质状态，或者说密度发生变化的时候，要么无法通过，要么就会发生偏折。分布在全球各地的地震波监测点就能够收集这些波，通过研究波发生的变化，分析出他们从碘盐发射以后都经过了哪些变化，从而我们就知道了地球内部的结构。
例如S波，他不能通过液态物质，因此，我们就能够知道在地球的内部确实有一个液态外核。然后我们分析哪些点不能够监测到s波，哪些地方可以，我们就能够大致地知道这个液态外核的大小。细胞在不同的物质密度中传播的时候会发生折射，因此我们就能够知道地球内部分层密度的变化，以及确切地知道密度变化发生了深度，这也就是知道了不同密度基层的分界面的位置。因此，通过P波，我们就知道了地壳和地幔有个密度变化的分界面，外核和内核有个密度变化的分界面，所以我们就大致的确定了地球内部的结构。但是通过这个方法对地球内部结构的描述，还不一定非常的准确，毕竟这只是通过间接的方式所获得的结果。因此，关于地球内部真实的情况。我们人类目前还不是很清楚。就像这次，科学家通过研究地震波在地球内部的走势数据。采用新的算法，就重新构建了一个新的模型，发现内核还有一个新的分界面。在分界面之下，地核的密度更高，且结构出现了细微的差异。这个新的分页面之下，被称为地球的第五层。