環(huán)境地學(xué)：Geo07-地震及地球內(nèi)部構(gòu)造

第7章地震及地球內(nèi)部構(gòu)造-地震--地震波與地震儀(重難點(diǎn))--地震的強(qiáng)度--地震的分布--地震的預(yù)報(bào)與預(yù)防--地球的內(nèi)部構(gòu)造(重難點(diǎn))-汶川北川2008年5月12日14時(shí)28分04秒汶川8.0級(jí)地震汶川映秀鎮(zhèn)都江堰街道汶川縣城北川中學(xué)都江堰市都江堰小學(xué)綿竹遵道鎮(zhèn)鵬花村2008年5月16日2006年8月11日2008年5月16日2006年8月11日專家稱汶川地震能量堪比400顆廣島原子彈仙臺(tái)市藤塚福島南相馬市鹿島區(qū)2011年3月11日13時(shí)46分日本9.0級(jí)地震，引發(fā)海嘯宮城縣石卷港福島核電站宮城飯子浜福島縣相馬市原町南灘福島南相馬市鹿島區(qū)仙臺(tái)市荒濱宮城縣谷川浜仙臺(tái)機(jī)場(chǎng)名取市名取市不安穩(wěn)的地下燁燁震電，不寧不令。百川沸騰，山冢萃崩。高岸為谷，深谷為陵。——《詩(shī)經(jīng)小雅》記錄周幽王二年十月之交(公元前780年)發(fā)生在陜西歧山的地震地震Earthquake地震：指地殼某個(gè)部位的巖層應(yīng)力突然釋放而引起的一定范圍內(nèi)地面及其建筑物照成的巨大破壞強(qiáng)烈地震的特點(diǎn)突發(fā)性破壞性連鎖性震源震中地震要素震源：引發(fā)地震、釋放地震深部能量的源區(qū)震中：震源在地面的垂直投影點(diǎn)震源深度(震深)：震源到震中的距離震中距：震中到地震臺(tái)的水平距離震源距：震源到地震臺(tái)的距離等震線：同一地震在地面引起相等破壞程度(烈度)的各點(diǎn)的連線地震類型成因分類構(gòu)造地震：又稱斷裂地震，由低下巖石發(fā)生錯(cuò)斷所引起的，占90%左右火山地震：火山爆發(fā)時(shí)氣體的沖擊說(shuō)引起的，占7%左右陷落地震：上覆巖石超過(guò)巖石的支撐力時(shí)，地表發(fā)生塌陷引發(fā)的，占3%左右2011年3月11日13時(shí)46分，日本發(fā)生里氏8.9級(jí)地震，震中位于宮城縣以東的太平洋海域，震源深度20公里3m1906舊金山地震彈性回跳說(shuō)美國(guó)加利福尼亞州埃爾森特羅市地表被錯(cuò)開按震源深淺：深源地震：300-700km中源地震：70-300km淺源地震：<70km，占90%，集中在5-20km范圍按震級(jí)：微震：<3級(jí)弱震：3-4.5級(jí)中震：4.5-6級(jí)強(qiáng)震：>6級(jí)地震分類目前最大地震？智利9.5級(jí)地震按震中距：地方震：震中距<100km近震：100-1000km遠(yuǎn)震：>1000km按發(fā)震時(shí)代：現(xiàn)代地震：儀器和資料記錄歷史地震：資料記錄古地震：無(wú)資料記錄地震序列地震序列：發(fā)生在同一地質(zhì)構(gòu)造帶或同一震源體內(nèi)，具有成因聯(lián)系的一系列地震前震：主震發(fā)生之前的地震(foreshock)主震：最大的一次地震(mainchock)余震：主震之后發(fā)生的地震(aftershock)地震序列分類：主震型：主震明顯震群型：地震相當(dāng)，沒有明顯主震和余震單發(fā)型或孤立型：基本不見前震和余震地震波地震波：地震發(fā)生時(shí)，以彈性振動(dòng)波形式傳遞的能量就是地震波體波：縱波-壓縮波-P波橫波-剪切波-S波面波：瑞利波-R波勒夫波-L波(Q波)體波：由震源發(fā)出的縱波：P-wave，推進(jìn)波(pushwaves)，P波，初至波(Primarywave)質(zhì)點(diǎn)做前后運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)方向與傳播方向一致，物質(zhì)疏密交替速度快，5.5-7km/s，在固液氣介質(zhì)中均可傳播最先到達(dá)地表(震中)，破壞力相對(duì)較弱橫波：S-wave，剪切波(shearwaves)，S波，次至波(Secondarywave)質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，振動(dòng)方向與傳播方向垂直速度較慢，3.2-4.0km/s，只能在固體中傳播比縱波晚到震中，振動(dòng)垂直建筑物，破壞力較強(qiáng)體波PwaveSwave體波P波到達(dá)不同密度的物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，因?yàn)樵谀承┑貐^(qū)形成地震波的陰影區(qū)面波面波(surfacewaves)：縱波與橫波在地面相遇時(shí)激發(fā)產(chǎn)生的，波長(zhǎng)大，振幅大，傳播速度小，主要的破壞力，不能在液體中傳播勒夫波：Lovewave，L波振動(dòng)平行于巖層的橫波在物質(zhì)層中干涉疊加，并可在物質(zhì)層傳播振動(dòng)平行于地面，成蛇形狀前進(jìn)的橫向波動(dòng)振幅隨深度增加而減弱，較薄的地表巖層，勒夫波很強(qiáng)瑞利波：Rayleighwave，R波兼有縱波和橫波的振動(dòng)特點(diǎn)，類似質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)在地表縱波和橫波相交或疊加的結(jié)果地震波的記錄橫波：縱波：面波(勒夫波、瑞利波)：利用慣性原理制成地震儀記錄地球的垂直運(yùn)動(dòng)記錄地球的水平運(yùn)動(dòng)地震儀候風(fēng)地動(dòng)儀候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上第一架測(cè)驗(yàn)地震的儀器。中國(guó)東漢時(shí)期天文學(xué)家張衡于漢順帝陽(yáng)嘉元年（132）制成，候風(fēng)地動(dòng)儀用精銅制成，直徑2.7米，其外形像一個(gè)大型酒樽，如果發(fā)生較強(qiáng)的地震，都柱因受到震動(dòng)而失去平衡，這樣就會(huì)觸動(dòng)八道中的一道，使相應(yīng)的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震發(fā)生的時(shí)間和方向elliptical瑞利波：兼具縱波和橫波的振動(dòng)特點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)勒夫波：振動(dòng)平行于地面縱波(P波)先到，然后橫波(S波)，最后面波(R波和Q波)震源的定位發(fā)生位置不同，地震波傳輸?shù)臅r(shí)間不同同一地震發(fā)出的地震波到達(dá)不同地震臺(tái)的時(shí)間不同地震臺(tái)網(wǎng)對(duì)震源的定位利用P-S波傳播速度不同引起的時(shí)間差，確定地震震源距離地震臺(tái)的距離，以此距離為半徑畫圓Akita秋田Tokyo東京Pusan釜山來(lái)自日本和韓國(guó)的同一地震的地震圖案例：日本神戶地震distance

Tokyo:434km

Pusan:549km

Akita: 697kmfrom:/cgi-bin確定震源：利用P-S波傳播速度不同引起的時(shí)間差，確定地震震源距離地震臺(tái)的距離，以此距離為半徑畫圓三個(gè)圓的交叉點(diǎn)位于：Kobe神戶，震源位置確定AkitaPusanTokyoAkita:30mmPusan:90mmTokyo:170mm測(cè)量3張圖的振幅from:/cgi-binfrom:/cgi-bin震級(jí)計(jì)算圖震中距、震級(jí)、振幅相關(guān)性圖震中距震級(jí)振幅distance(fromearlier)Tokyo:434kmPusan:549kmAkita:697kmamplitudeAkita:30mmPusan:90mmTokyo:170mmMagnitude：~6.8震中距震級(jí)振幅地震強(qiáng)度震級(jí)：衡量地震級(jí)別的物理量，常用里氏震級(jí)(ML)烈度：地震對(duì)地面的破壞程度，分為12級(jí)等震線：烈度相同的連線一個(gè)地震只有一個(gè)震級(jí)，但有多個(gè)烈度1886，Charleston查爾斯頓，弗吉尼亞地震烈度圖地震烈度地震分布環(huán)太平洋地震帶：80%的地震地中海-印尼地震帶：15%的地震洋脊地震帶：淺源地震，地震一般較小陸內(nèi)變形帶：分布范圍小，主要在板塊碰撞帶(斷裂帶)和陸內(nèi)裂谷帶，震級(jí)大，震源淺，一般不超過(guò)20km，破壞性很強(qiáng)earthquakesandplatetectonics1998-2004年全球Ms>=4.0地震分布圖環(huán)太平洋地震帶分布于瀕臨太平洋的大陸邊緣與島嶼。從南美西海岸安第斯山開始，向南經(jīng)南美洲南端、馬爾維納斯群島（?？颂m群島）到南喬治亞島；向北經(jīng)墨西哥、北美洲西岸、阿留申群島、堪察加半島、千島群島到日本群島；然后分成兩支，一支向東南經(jīng)馬里亞納群島、關(guān)島到雅浦島，另一支向西南經(jīng)琉球群島、我國(guó)臺(tái)灣、菲律賓到蘇拉威西島，與地中海--印尼地震帶匯合后，經(jīng)所羅門群島、新赫布里底群島、斐濟(jì)島到新西蘭。其基本位置和環(huán)太平洋火山帶相同，但影響范圍較火山作用帶稍寬，連續(xù)成帶性也更明顯。這條地震帶集中了世界上80％的地震，包括大量的淺源地震、90%的中源地震、幾乎所有深源地震和全球大部分的特大地震地中海-印度尼西亞地震帶西起大西洋亞速爾群島，向東經(jīng)地中海、土耳其、伊朗、阿富汗、巴基斯坦、印度北部、中國(guó)西部和西南部邊境、經(jīng)過(guò)緬甸到印度尼西亞，與環(huán)太平洋地震帶相接它橫越歐亞非三洲，全長(zhǎng)2萬(wàn)多公里，基本上與東西向火山帶位置相同，但帶狀特性更加鮮明。該帶集中了世界15％的地震。主要是淺源地震和中源地震，缺乏深源地震洋脊地震帶分布在全球洋脊的軸部，均為淺源地震，震級(jí)一般較小陸內(nèi)變形帶此外，大陸內(nèi)部還有一些分布范圍相對(duì)較小的地震帶。如東非裂谷地震帶。我國(guó)鄰近環(huán)太平洋地震帶和地中海--印尼地震帶的交接地區(qū)，地震頻繁。歷史上以及近期都發(fā)生過(guò)破壞性地震。如1966年邢臺(tái)地震，1973年甘孜地震，1974年海城營(yíng)口地震，1975年溧陽(yáng)地震、爐霍和道孚地震，1976年唐山地震和云南昭通地震，1977年溧陽(yáng)地震。這些地震除發(fā)生在溧陽(yáng)的兩次地震略低于7級(jí)外，其余均在7級(jí)以上。中國(guó)地震帶臨近環(huán)太平洋地震帶賀蘭山-六盤山-龍門山-橫斷山地震帶我國(guó)西部地震帶地震的預(yù)報(bào)和預(yù)防預(yù)報(bào)地震是地震和地質(zhì)工作者的神圣使命中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)：主要通過(guò)地震和地質(zhì)情況的調(diào)查研究來(lái)實(shí)施短期預(yù)報(bào)：既要靠地震和地質(zhì)情況的調(diào)查研究，還要靠運(yùn)用各種監(jiān)測(cè)手段震前預(yù)報(bào)：主要靠各種監(jiān)測(cè)手段地震監(jiān)測(cè)主要是利用各種儀器設(shè)備去研究巖石中正在發(fā)生的各種物理變化地震儀對(duì)微弱震能進(jìn)行連續(xù)記錄，分析研究記錄，可以推斷地震的發(fā)震趨勢(shì)此外，天氣和動(dòng)物的異常反應(yīng)，地光、地聲的產(chǎn)生，也是地震將到來(lái)的預(yù)兆人為誘發(fā)地震地下注水：1960’s，落基山脈某兵工廠注水試驗(yàn)，誘發(fā)M=5.5級(jí)地震大壩建設(shè)1930’s胡夫水壩蓄水誘發(fā)地震硬度某水庫(kù)蓄水誘發(fā)M=6.3級(jí)地震東非、南加利福利亞水庫(kù)蓄水均發(fā)生過(guò)地震地下油水混合采礦原子彈爆炸美國(guó)地震分布圖美國(guó)地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估圖地面晃動(dòng)火災(zāi)滑坡土壤液化地面移位地震的危害海嘯發(fā)生條件：震級(jí)足夠大，震源深度較淺海岸臨近深海，大量海水洶涌上岸震源斷裂的錯(cuò)動(dòng)為上下方向的運(yùn)動(dòng)為主日本海嘯波浪：700km/h夏威夷檀香山印尼海嘯(2004-12-26)印尼亞齊地區(qū)發(fā)生里氏7.9級(jí)地震并引發(fā)印度洋海嘯,這可能是世界近200多年來(lái)死傷最慘重的海嘯災(zāi)難上圖拍攝于6月23日，下圖拍攝于12月28日兩張12月30日發(fā)布的衛(wèi)星圖片顯示的是印度尼西亞亞齊省首府班達(dá)亞齊海濱地區(qū)受海嘯襲擊前后的情形印尼受襲最為嚴(yán)重，該國(guó)共有238945人死亡或失蹤；泰國(guó)確認(rèn)遇難者總?cè)藬?shù)為5393人；斯里蘭卡遇難者總?cè)藬?shù)為30957人；印度死亡人數(shù)是10749人地震波的利用探索板塊俯沖探索地殼結(jié)構(gòu)東太平洋的洋隆用地震波研究地球內(nèi)部構(gòu)造地球內(nèi)部地震波速突變的主要界面internalEarthstructurefromseismologycrust:0-60kmmantle:60-2900kmcore:2900-6370kmthin,outerlayermetallicdenserock內(nèi)部圈層的劃分根據(jù)地震波傳播速度的突然變化，先后發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)部存在著七個(gè)顯著的地震波速不連續(xù)界面其中最主要的不連續(xù)界面有兩個(gè)，它們?yōu)椋耗袈寰S奇面(簡(jiǎn)稱莫霍面)古登堡面莫霍洛維奇面(簡(jiǎn)稱莫霍面)最先由克羅地亞學(xué)者莫霍洛維奇(A.Mohoroviche,1857-1936)于1909年發(fā)現(xiàn)在莫霍面上下，縱波速度從7.0km/s迅速增加到8.1km/s左右；橫波速度則從4.2km/s增加到4.4km/s左右．莫霍面出現(xiàn)的深度，全球平均為33km，在大洋之下平均僅為7km后來(lái)，人們就把莫霍面之上稱為地殼，莫霍面之下到古登堡面之間稱為地幔古登堡面1914年由美籍德裔學(xué)者古登堡(B.Gutenberg,1889-1960)發(fā)現(xiàn)的在此不連續(xù)面上下，縱波速度由13.6km/s突然降低為7.98km/s；橫波速度從7.23km/s到突然消失此界面位于地下2885km深度，此界面之下到地心，稱為地核地幔是位于莫霍面以下，古登堡面以上的地球中間一個(gè)圈層其厚度約2850km，占地球體積的82.3%，質(zhì)量的67.8%，是地球的主體部分地震波中的橫波可以穿過(guò)整個(gè)地幔，應(yīng)該是由固態(tài)的巖石所組成球粒隕石的密度(3-5g/cm3)，化學(xué)成分與地幔相近，主要是由與球粒隕石成分相當(dāng)?shù)拈蠙鞄r類[(Mg,Fe)2SiO4]所組成的，還含有少量金屬硫化物或氧化物的流體地幔內(nèi)存在兩個(gè)物相變化的界線在400km深處的晶體結(jié)構(gòu)，由上部的橄欖石結(jié)構(gòu)(孤立的島狀四面體結(jié)構(gòu))轉(zhuǎn)變?yōu)橄虏枯^緊密的尖晶石結(jié)構(gòu)(四面體和八面體混合型結(jié)構(gòu))在670km深處則由尖晶石結(jié)構(gòu)向下轉(zhuǎn)變?yōu)楦o密的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(八面體和立方體混合型結(jié)構(gòu))將地幔分為3層地幔分為三個(gè)次級(jí)圈層上地幔(Ｂ層，33-400km深)是由具橄欖石結(jié)構(gòu)的鎂鐵硅酸鹽為主所組成地幔過(guò)渡層(Ｃ層，400-670km深)由具有尖晶石結(jié)構(gòu)為主所組成的鎂鐵硅酸鹽下地幔(Ｄ層，670-2885km深)則由具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鎂鐵硅酸鹽為主所組成在上地幔內(nèi)部(即Ｂ層內(nèi))，還存在一個(gè)地震波的低速層，其深度一般在地表之下60-250km之間低速層的上下并沒有明顯的界面，地震波速表現(xiàn)為漸變的特征，低速層后來(lái)就被命名為軟流圈軟流圈以上、巖石強(qiáng)度較大的部分(包括地殼和上地幔頂部)稱為巖石圈地核地球內(nèi)部古登堡面至地心的部分其體積約為地球的16.2%，質(zhì)量約占地球的31.3%，地核的密度達(dá)9.98-12.5g/cm3其成分以鐵鎳合金為主，現(xiàn)在一般認(rèn)為地核可能還含有10-15%的氫硫化物或硅酸鹽根據(jù)地震波的傳播特點(diǎn)，地核可分為三層：外核(E層，深度2885-4170km)，根據(jù)橫波不能通過(guò)，縱波發(fā)生大幅度衰減的事實(shí)推測(cè)其為液態(tài)過(guò)渡層(F層，4170-5155km)，過(guò)渡層則為液體-固體的過(guò)渡狀態(tài)內(nèi)核(G層，5155km-地心)，橫波又重新出現(xiàn)，說(shuō)明其又變?yōu)楣虘B(tài)固體地球的圈層結(jié)構(gòu)巖石圈巴雷爾(Barrell.Joseph)于1914年根據(jù)板塊理論提出的地球圈層概念。巖石圈包括地殼和上地幔的上部。巖石圈的厚度是變化的，大洋部分在洋中脊的最新部分只有6-8千米，在最老部分則有100千米；大陸巖石圈更厚一些，基本上在100-400千米之間軟流圈是巴雷爾(Barrell.Joseph)與巖石圈同時(shí)提出的地球圈層概念。它位于上地幔低速層之下至過(guò)度層上部。軟流層溫度較高，但剛性較弱，能夠長(zhǎng)期緩慢變形，相對(duì)低溫的、剛性的巖石圈可作為一個(gè)整體漂流在軟流圈之上地殼是地球最表面的構(gòu)造層，只占地球體積的0.8%，根據(jù)其性質(zhì)可分大陸地殼和大洋地殼縱波(P波)和橫波(S波)在地球內(nèi)部圈層的傳輸變化crust/mantleboundary:Mohorovicicdiscontinuity(seismicevidence)crusttwotypeshigherseismicvelocity:7km/sec--dense,mafic(basalt/gabbro);thinner:0to10kmlowerseismicvelocity:6km/sec--lessdense,felsic(granite);thicker:30to50kmoceaniccontinentalmantle:60-2900kmdepth?solidrockwithisolatedpocketsofmagma?seismicvelocitiesof8km/sec--ultramafic,densemantle:60-2900kmdepth?uppermostmantleandcrustmakeuplithosphere(brittle,outershellthatformstheplates)?seismicwavevelocitiesdecreaseabruptlybelowlithosphere“l(fā)ow-velocity”asthenosphere(plastic;flowsslowly)blue=fastvelocities(cold)red=slowvelocities(hot)mantle:3DpictureofseismicvelocitiessimilartoCATscan--showsmantleisnothomogeneouscore:2sections--innerandoutercoreoutercore:liquidinnercore:solidevidenceforsolidandliquidcomesfromPandSwaves初步的地球參考模型PREMPreliminaryReferenceEarthModel(PREM)內(nèi)部圈層的主要特性地球內(nèi)部的主要物理性質(zhì)密度壓力溫度磁性彈塑性密度計(jì)算出地球的質(zhì)量為5.974×1021t(幾乎六十萬(wàn)億億噸)，地球的平均密度為5.517g/cm3地表巖石平均密度僅為2.7-2.8g/cm3可以肯定地球內(nèi)部物質(zhì)的密度一定大于地球的平均密度密度變化根據(jù)地震波速向下變大的資料，計(jì)算固體地球的密度：地表巖石一般密度為2.6-2.7g/cm3在地殼下部為2.9g/cm3在莫霍面以下密度突然變大到3.32g/cm３地幔密度可由3.32g/cm3逐漸增大到與地球平均密度相當(dāng)?shù)?.56g/cm3在古登堡面之下，密度劇增至9.98g/cm3，而在地心則可達(dá)12.51g/cm3壓力地球內(nèi)部的壓力指在不同深度處單位面積上的靜巖壓力(其實(shí)應(yīng)該叫壓強(qiáng))來(lái)自其周圍各個(gè)方向(三維空間)的壓力大致相等，即地球內(nèi)部壓力基本上保持平衡；其數(shù)值與該處上覆巖石的總重量相等，稱為靜巖壓力P＝ｈ·ρ·ｇ靜巖壓力(P)等于某一深度(ｈ)、該處上覆物質(zhì)平均密度(ρ)與平均重力加速度(ｇ)的乘積地球內(nèi)部壓力變化地球內(nèi)部壓力隨深度加大而增高地殼的平均密度約2.75g/cm3，深度每增加１km，壓力增加27.5Mpa(1MPa=106N/m2≈10大氣壓力)深部隨著巖石密度的加大，靜巖壓力增加得更快些，靜巖壓力在莫霍面附近約1200Mpa古登堡面附近約135,200MPa，地心處可達(dá)361,700MPa，相當(dāng)于360萬(wàn)個(gè)大氣壓力溫度在地表附近，由于太陽(yáng)幅射熱的影響，溫度有晝夜變化、季節(jié)變化和多年周期的變化，這一表層可叫外熱層(或變溫層)外熱層的深度一般在十幾米，最多不超過(guò)幾十米在其下界面附近，地溫常年保持不變，等于或略高于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?，該處稱為常溫層地?zé)嵩鰷?地?zé)嵩鰷芈?常溫層以下，受到地球內(nèi)部熱量的影響，溫度逐漸升高，一般把在常溫層以下，每向下加深100ｍ所升高的溫度稱為地?zé)嵩鰷芈驶虻販靥荻仁澜缟喜煌貐^(qū)，地溫梯度都不相同，地球表層的平均地溫梯度為3℃．海底的地溫梯度一般為4-8℃，大陸為0.9-5℃，大陸的地溫梯度一般來(lái)說(shuō)是顯著低于海底的如果都用上述地表附近的地溫梯度來(lái)推算地球深部的溫度，則地殼底部將為900℃，核幔邊界將達(dá)86,000℃，到地心將高達(dá)192,100℃地心：熔融或化為氣體狀態(tài)?發(fā)生熱核反應(yīng)?地球內(nèi)部溫度比較公認(rèn)的推算結(jié)果在莫霍面附近地溫約為400-900℃在巖石圈底面約在1100℃左右地幔內(nèi)的溫度大致在1000-3500℃之間地核的溫度在4000-5000℃之間不同學(xué)者用不同方法所獲實(shí)驗(yàn)結(jié)果略有出入，差值在幾百度到上千度之間彈塑性固體地球具有彈性，也具有塑性地球具有彈性，表現(xiàn)在地球內(nèi)部能傳播地震波，因?yàn)榈卣鸩ㄊ菑椥圆ǖ乇淼墓腆w巖石在日、月引力的作用下也有交替的漲落現(xiàn)象，其幅度為7-8cm，這種現(xiàn)象稱為固體潮重力地球吸引力和離心力的合力就是重力地球的離心力相對(duì)吸引力來(lái)說(shuō)是非常微弱的，其最大值不超過(guò)引力的1/288，因此重力的方向仍大致指向地心地球周圍受重力影響的空間稱重力場(chǎng)重力場(chǎng)的強(qiáng)度用重力加速度來(lái)衡量，并簡(jiǎn)稱為重力(單位為伽或毫伽：1Gal=1cm/s2=103mGal)

地球表面各點(diǎn)的重力值因引力與離心力的不同呈現(xiàn)一定的規(guī)律性變化重力值具有隨緯度增高而增加的規(guī)律，赤道處重力值為978.0318Gal，兩極為983.2177Gal，兩極比赤道增加5.1859Gal地球的重力形狀(重力測(cè)量)地球內(nèi)部各圈層的物質(zhì)組成地球內(nèi)部的物理狀態(tài)和化學(xué)組成推斷地球內(nèi)部各圈層物質(zhì)組成的主要依據(jù)：根據(jù)各圈層密度和地震波速度與地表巖石或礦物的有關(guān)性質(zhì)對(duì)比進(jìn)行推測(cè)根據(jù)各圈層的壓力、溫度，通過(guò)高溫高壓模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推測(cè)根據(jù)來(lái)自地下深部的物質(zhì)進(jìn)行推斷。火山噴發(fā)和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有時(shí)能把地下深部(如上地幔)的物質(zhì)帶到地表與隕石研究的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比各圈層物理狀態(tài)與化學(xué)成分地殼是莫霍面以上的地球表層其厚度變化在5-70km之間。其中大陸地區(qū)厚度較大，平均約為33km；大洋地區(qū)厚度較小，平均約7km；總體的平均厚度約16km，約占地球半徑的1/400，占地球總體積的1.55％，占地球總質(zhì)量的0.8％。地殼物質(zhì)的密度一般為2.6-2.9g/cm3，其上部密度較小，向下部密度增大。地殼為固態(tài)巖石所組成，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖三大巖類這些巖石主要由各類富鋁的硅酸鹽礦物所組成它們具有架狀、鏈狀或?qū)訝畹缺容^松散的硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)架狀結(jié)構(gòu)：硅氧四面體排列成空架狀，為各類長(zhǎng)石的晶體結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)：硅氧四面體排列成鏈狀，為角閃石與輝石的晶體結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)：硅氧四面體排列成層狀為云母與粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)島狀結(jié)構(gòu)：硅氧四面體排列成孤立的島狀，它直接與周圍的鐵、鎂等離子相連結(jié)，為橄欖石等的晶體結(jié)構(gòu)尖晶石結(jié)構(gòu)：硅氧組成四面體與八面體混合的結(jié)構(gòu)，為尖晶石所常見的晶體結(jié)構(gòu)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)：硅氧組成八面體與立方體混合的緊密結(jié)構(gòu)，為鈣鈦礦所常見的晶體結(jié)構(gòu)硅酸鹽的架狀結(jié)構(gòu)(長(zhǎng)石結(jié)構(gòu))硅酸鹽的鏈狀結(jié)構(gòu)(角閃石