地球为何与众不同？地球层圈的结构

一、概述：地球的独特性1行星的天文地质独特性：质量和体积适中、位置上与太阳保持适中的距离、时间周期、年月日四季变化、运动特征、与其他行星和太阳之间的关系。

2）具有液态水存在、含O2大气圈、支撑生命活动、大气圈保护、避免陨石作用、太阳风和重力场对大气圈的影响、地球为何可以保存大气圈。

3）地磁场保护大气圈、避免太阳风（危险粒子）对生命的辐射伤害，地球磁场来说构成了地球上生命的保护伞，帮助抵挡有害的太阳射线和其它宇宙射线，从而造就了生命的乐园。

如果没有地球磁场，地球上的生命将很难出现和演化。

4）月球作用：最大的卫星—月球使地球自转轴保持一定的倾斜，四季分明。

月地之间潮汐力使地球形成固体潮，有利于生命海陆进化。

（月球形成以后，地球才出现板块构造）。

5）活动的行星：具有板块构造、大气圈、水圈、生命，地质组成、花岗岩地壳、具有板块构造？岩石圈板块构造是造成山脉、地震、火山和其他地质学事件的主要原因，并且支配了地球演化历史的漫长时期。

地球是已知的唯一拥有板块构造的行星。

板块运动创造了地球的地貌，使得水、碳、等物质得到循环，为生命体的出现创造了适宜的生存环境。

板块构造是造成地震、火山和其他地质学事件的主要原因。

支配了地球演化历史， 地球是已知的唯一拥有板块构造的行星，这种运动还是生命进化的一个必要条件。

地球圈层结构示意图（据互联网资料）二、地球在太阳系中的圈层位置及其起源1.太阳系中地球的位置位于太阳系内圈的类地行星（地球、金星、火星、水星）均为较小的岩石组成的行星，自转速度较慢，并有少数目的卫星（水星没有卫星）。

类地行星是以硅酸盐岩作为主要成分。

这些类地行星（地球、金星、火星、水星、月球）显示明显的内部圈层结构，其结构大致相同：核心以高密度的铁质金属成分为主，中等密度硅酸盐岩石地幔（包括半固相）、低密度硅酸盐岩外壳（花岗岩、斜长岩、玄武岩组成）。

地表一般都有峡谷、陨石坑、山和火山。

类地行星内部结构对比图2.地球的起源太阳系的形成的星云假说（NebularHypothesis）主张，太阳系始于一团旋动的尘埃和气体（即星云，nebula。

根据这一理论，大约在45.7亿年前，发生了某种导致星云坍塌（collapse）的事件，可能是一颗恒星经过的结果，或者是超新星（supernova）产生的冲击波作用下的结果，最终都造成太阳系星云中心的引力坍塌（gravitationalcollapse）。

由于这种坍塌，灰尘和气体开始聚集到密度更大的区域。

随着密度更高的区域吸入更多的物质，在动量守恒驱使下，该区域开始旋转，而压力的增大则使其温度升高。

大部分物质最终聚集在中心形成一个球体，最终演化为太阳，而其余物质则平展形成围绕太阳旋转的圆盘，即原行星圆盘（protoplanetary disc）。

由该盘吸积（accretion）形成的行星，其中的尘土和气体被重力吸引，并聚集形成更大的天体。

由于它们的沸点较高，只有金属和硅酸盐才能以固体形式存在于距太阳较近的地方，并且最终将形成类地行星，如水星、金星、地球和火星。

由于金属元素仅占太阳星云（the solar nebula）的小部分，类地行星的体积不会太大。

45.6亿年时干燥的地球形成：由于当时地球轨道远在雪线（snowline）内侧（2.7 AU，天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位。

以A.U.表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离），因此地球的主要成分应当是顽火辉石球粒陨石（enstatitechondrite-like），45.6亿年时地月系统形成，没有大气和海洋成分，而是完全还原的环境（Maruyama等，2017）。

约45.6亿年前太阳系的化学分带进程示意图 Maruyama et al., 2017星云盘中原行星矿物颗粒渐进式的化学分带，是太阳之间距离（AU，天文单位，指地球和太阳之间的平均距离，1AU≈1.496x108km）相关的函数。

有机质分布于2.1AU附近，雪线分布于2.7 AU（170K）附近，CO2分布于10 AU附近，CO分布于40 AU附近，其中，假定粘土矿物线为1.9 AU。

值得注意的是，水相的内部稳定性极限为1.8-1.9 AU，与地球在完全干燥条件下形成的AU=1相差甚远。

从氧同位素比推断，原始地球的主要岩石类型接近顽火辉石球粒陨石（enstatitechondrite-like），但实际上还有钙、铝和镁元素。

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