惠州科技馆展教人员业务培训2021年第6、7期(总第76、77期)要点分享
发布日期:2021-04-23

2021年4月16日、4月23日下午15:00,惠州科技馆展教部组织开展了2021年第6和7期(总第76和77期)业务培训,培训内容为:地球结构相关知识。我馆全体讲解员和展教人员参加了本次培训。具体培训要点分享如下:

一、地球在太阳系中的位置

八大行星及其他部分星体在万有引力作用下以其固定的轨道绕太阳运动。太阳系整体呈一圆盘状,直径约为118亿km。地球是八大行星之一,处在接近太阳的第三条行星轨道上。

二、类地行星

类地行星指性质类似于地球的行星,包括水星、金星和火星。它们一般具有体积小、密度大、卫星少、有固体表层、重元素多、距太阳近的特点。

三、地球

地球在结构上呈现出圈层的特征。地球内部空间及地面以上的外部空间都具有圈层特征。地表以上空间中的圈层称外圈层,地表以下固体地球部分中的圈层称内圈层。

(一)地球的内部圈层

关于地球内部结构情况,只得通过各种间接手段进行研究,如地震波的传播,热的传导,以及磁性和重力等。其中,地震波的传播情况,对研究地球内部结构最为重要。地球内部有两个不连续面:一个在大陆地面下平均33千米处,在这个不连续面下,横波和纵波的速度都明显增加,这个不连续面叫莫霍界面;另一个在地下约2900千米处,在这里纵波的传播速度突然下降,横波完全消失,这个面叫古登堡界面。以这两个界面为界,地球内部被划分为地壳、地幔和地核三个圈层。

地壳厚度在大陆地区较厚,平均为35km(厚处可达60km),大洋地区较薄,平均为6km。大陆地壳由硅、铝成分为主的硅酸盐和硅、镁成分为主的硅酸盐组成。大洋地壳由硅、镁成分为主的硅酸盐组成。

地幔从莫霍界面直至2900千米深处的古登堡界面,占地球总体积的80%。根据地震波波速的变化,地幔分为上地幔和下地幔。上地幔的上部存在一个软流层,温度很高,岩石部分熔融,能缓慢流动。科学家推断,软流层是岩浆的主要发源地,地球板块的运动与之相关。

地核是地球的核心部分,位于地球的最内部,主要由铁、镍元素组成,高密度,地核物质的平均密度大约为每立方厘米10.7克。温度非常高,有4000~6800℃。地核又可分为外核和内核。根据对地震波传播速度的测定,外核可能是液态物质,内核则是固体物质。

(二)地球的外圈层

外圈层一般分为三个层次,即大气圈、水圈和生物圈。

1、大气圈是由包围着地球的大气组成的圈层,厚度超过几万公里。受地球万有引力作用,大气圈底部的气体最稠密,向上逐渐变得稀薄。根据温度变化和密度状况可把大气圈自下而上分为对流层、平流层、中间层、热成层和外逸层。

对流层是大气层底部大气发生对流的层位。其厚度在赤道处约17km,两极处约为9km。对流层的温度由地面向上逐渐变低。由于上部冷空气密度大,而下部热空气密度小,故对流运动可在其中发生。地球上的天气现象均源自于对流的发生。上冷下暖的温度结构起因于对流层的热源是地面热辐射(吸收太阳能后再辐射)。在对流层里空气可以有上下的流动,雷雨、浓雾、风切变等天气现象都发生在这一层。

平流层是对流层之上大气仅出现水平流动的层位。其高度为 10~50km。平流层的温度由下部的-83~-50℃至顶部的约0℃。上暖下冷的温度结构抑制了对流的发生,因而没有了多变的天气现象,每日均晴空万里。平流层中温度向上递增的原因为该层是臭氧分布的集中带,而臭氧吸收了太阳紫外辐射导致大气温度上升。

中间层是平流层以上至约85km处的层位。由于空气非常稀薄,吸收太阳辐射较少,大气温度再次向上递减,至中间层顶时已降至约-90℃。中间层也有对流现象,但由于空气稀薄且无水蒸气,所以不能形成像对流层那样的天气现象。

热成层(暖层)是85~500km的层位。热成层温度向上递增很快,特别是在100km之上白天温度可达1000℃以上。热成层的成分主要是原子态的氧和电离化的氧,他们均能强烈地吸收太阳的紫外辐射,故升温较快。在此层内部存在多层的电离层,可强烈地反射无线电波。

外逸层是500km以上的大气层位。这里,大气更加稀薄,物质组成以原子态和电离化的氧、氦、氢为主。这些物质对太阳紫外辐射的吸收导致该层具有很高的温度。其上界与太空气体连续过渡。

2、水圈是由地球表层的水体构成的一个圈层。水圈的水体主要存在于海洋中,其次是江河湖泊中,另外地表以下的岩石土壤孔洞中也含有水体。从物态上看,水圈中98%的质量呈液态,约2%的质量呈固态。海洋水体通过蒸发作用从液态变为气态,气态水随大气环流而向陆地运动,在适当的条件下,又转为陆地降水,降水至地面后在重力作用下由高向低流动形成地面径流或渗透至地下形成地下径流,最终流至海洋。这是水圈中最大的循坏。另外水还在陆地范围内或海洋范围内进行循坏。海洋覆盖了地球约70%的面积,它是影响全球天气和气候的主要因素,也是气候变化的关键角色。

3、生物圈是地球上生物及其生存和活动的范围。生物活动的范围主要集中在地表附近,但高达10km的高空,深达3km的地下及大洋底部都可有生物存在,因此生物圈厚度可达十几公里。

地球处在一个相对稳定的、安全的宇宙环境中,正好位于太阳的宜居带内,离太阳大约1.5亿公里,距离不远不近,接受到的光和热刚刚好;地球上70%以上都被海洋覆盖,水资源非常丰富,形成适合生命繁衍的环境。同时,地球的大气层不仅可以调节温度,还能阻挡一些来自宇宙的射线,保护地球上的生命不受伤害。1970年4月22日,为了呼吁社会关注环境保护问题,建立了世界地球日。到2021年4月22日,将是第52个世界地球日。