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基礎地球科學 第一章 地球的構造與特徵


緒論

  • 地球科學研究的對象是地球,包括地球的型態、組成物質、構造、演化過程、歷史以及地球在宇宙中的概況。

地球的形狀與密度

  • 球形但不是正橢圓
  • 扁平率約1/300
  • 平均密度5.52g/cm^2

地球的表面

  • 70.8%海洋,29.2%陸地
  • 海洋平均深度3800m,陸地平均高度825m

地球內部的構造

  • 岩層大多生成在15~20公里深的地下
  • 仰賴地球物理方法(地震波)進行觀測

地震

  • 規模:芮氏地震規模,M(規模)=log A(地震波最大振幅)
  • 震度:地震強度,0~4級看最大地動加速度,5~7級看最大地動速度,詳細原因參考podcast
  • 震源:地震發生的地點(地表下)
  • 震央:震源向上投影至地表的點
  • 垂直向地震儀vs水平式地震儀:分別判斷垂直和水平的地動方向

地震波

  • P波:實體波、縱波,平行傳播方向

  • S波:實體波、橫波,垂直傳播方向

  • L波:表面波,只在地表傳播

  • 速度:P>S>L,P、S到達測站的時間間隔與地震的遠近成正比

  • P、S波在地球內不走直線:

    1.速度都隨地層深度逐漸增加,傳播路徑因連續折射而逐漸向上彎曲
    
    2.地球內部有使震波速度突然改變的不連續面存在
    

地殼、地函、地核&地球內部的組成

地殼

大陸地殼:30~60km;矽鋁質(花崗岩)

海洋地殼:5~10km;矽鎂質(玄武岩)

莫氏不連續面:5~100km

地函

上部地函:~400km;矽鐵鎂質(橄欖岩)

過度帶:400~700km;矽鐵鎂質(橄欖岩)

下部地函:700km~;矽鐵鎂質(橄欖岩)

古氏不連續面:2900km

地核

外核:液體(鐵鎳質),S波無法通過外核(S波無法在液體內傳播)

內核:固體(鐵鎳質)

作者個人想法備註:暖流圈中S波之傳遞速度儘大幅度下降而非完全無法傳播,故可得知暖流圈並不是液體


地球內部的溫度

  • 深度每增加30m溫度增加1°C

  • 地溫梯度:深度每增加1km溫度增加30°C

  • 地球內部熱量來源:
    1.上部岩層的壓力
    2.地球形成時遺留下來的熱
    3.放射性元素衰變產生的熱


地磁

  • 地磁極軸和地表相交的兩點稱為地磁北極(S)和地磁南極(N)
  • 地磁成因尚未得到完全的解答

變動的地球

  • 地質營力:引起固態地球變動的原動力
  • 外營力:來自地球以外
  • 外營地質作用:風化、侵蝕、沉積、水的循環
  • 內營力:來自地球本身
  • 內營地質作用:地殼變動、地震、岩漿活動

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