지구의 내부 구조

Internal structure of Earth
지구 구조와 혼동하지 말 것.
지구의 지질학적 단면, 내부 구조, 대기 및 수권을 보여줍니다.

지구의 내부 구조는 대기와 수구를 제외한 지구의 [clarification needed]단단한 부분입니다.이 구조는 외부 규산염 고체 지각, 고점도 무연권과 고체 맨틀, 지구 자기장을 생성하는 액체 외핵, 고체 내핵으로 구성되어 있다.

지구의 내부 구조에 대한 과학적 이해는 지형과 수심 측정, 암석 아웃롭의 관측, 화산이나 화산 활동에 의해 더 깊은 곳에서 지표로 가져온 샘플, 지구를 통과하는 지진파의 분석에 기초한다.지구의 중력장과 자기장의 측정, 그리고 지구의 깊은 내부의 특징인 압력과 온도에서의 결정성 고형물에 대한 실험.

글로벌 속성

상세 정보:접지 § 물리적 특성
see caption
1972년 아폴로 17호의 승무원이 촬영한 지구의 사진.가공된 버전은 블루마블이라고 [1][2]널리 알려지게 되었다.

지구의 중력에 의해 가해지는 힘의 측정은 지구의 질량을 계산하는 데 사용될 수 있다.천문학자들은 또한 궤도를 도는 위성의 움직임을 관찰함으로써 지구의 질량을 계산할 수 있다.지구의 평균 밀도는 역사적으로 진자와 관련된 중력계 실험을 통해 결정될 수 있다.지구의 질량은 약 6×1024 [3]kg입니다.지구의 평균 밀도는 5.515g/[4]cm이다3.

레이어

지구의 구조는 두 가지 방법으로 정의될 수 있다: 레올로지 또는 화학적으로.기계적으로, 그것은 암석권, 무천권, 중간권 맨틀, 외핵, 그리고 내핵으로 나눌 수 있다.화학적으로, 지구는 지각, 상부 맨틀, 하부 맨틀, 외부 코어, 그리고 내부 [5]코어로 나눌 수 있습니다.지구의 지질 성분 층은 지표면 [5]: 146 아래 깊이가 점점 더 깊이는 다음과 같습니다.

지각 및 암석권

주요 기사:지각과 암석권
Map of Earth's tectonic plates
지구의 주요 판은 다음과 같습니다.

지구의 지각의 깊이는 5에서 70킬로미터 (3.1에서 43.5 mi)[6]이며 가장 바깥쪽 [7]층이다.얇은 부분은 해양 지각으로, 해양 분지의 밑바닥(5-10km)에 위치하고 있으며, 철-마그네슘 규산염 광물 또는 화성암)[9]이 풍부하다[8].두꺼운 지각은 대륙 지각으로 밀도가 낮고[citation needed] 장석이 [10]풍부합니다.지각의 암석은 시알(규산 알루미늄)과 시마(규산 [citation needed]마그네슘)의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.sima는 콘래드 [11]불연속부보다 약 11km 아래에 시작하는 것으로 추정되지만, 불연속부는 뚜렷하지 않고 일부 대륙 [12]지역에서는 존재하지 않을 수 있다.

지구의 암석권은 지각과 맨 [13]위 맨틀로 구성되어 있다.지각-망틀 경계는 물리적으로 다른 두 가지 현상으로 발생합니다.모호로비치 불연속은 지진파 속도의 뚜렷한 변화이다.이는 암석의 밀도[14] 변화로 인해 발생한다 – Moho 바로 위에서는 1차 지진파(P파)의 속도가 현무암(6.7-7.2km/s)을 통과하는 속도와 일치하며, 아래에서는 주변암이나 두나이트(7.6-8.6km/s)[15]를 통과하는 속도와 유사하다.둘째, 해양 지각에서는 대륙 지각으로 돌출되어 오피올라이트 [clarification needed]배열로 보존된 해양 지각의 깊은 부분에서 관찰된 초저온 적층과 지각화된 하르츠부르크석 사이에 화학적 불연속성이 존재한다.

지구의 지각을 구성하는 많은 암석들은 1억 년 전에 형성되었다; 그러나 가장 오래된 것으로 알려진 광물 알갱이는 약 44억 년 전의 것으로,[16] 지구가 적어도 44억 년 동안 단단한 지각을 가지고 있었다는 것을 보여준다.

맨틀

주요 기사:지구 맨틀
지각과 맨틀, 지각의 바닥과 맨틀의 맨틀 사이의 모호로비치 불연속성

지구의 맨틀은 2,890 킬로미터 깊이까지 뻗어 있어 지구에서 가장 두꺼운 [17]층이 된다.맨틀은 전이대에 [19]의해 분리된 상부 맨틀과 하부[18] 맨틀로 나뉜다.코어-망틀 경계 옆에 있는 맨틀의 가장 낮은 부분을 D'(D-double-prime) [20]층이라고 합니다.맨틀 바닥의 압력은 140GPa(1.4Matm)[21] 이하이다.맨틀은 [22]철분과 마그네슘이 풍부한 규산염 암석으로 이루어져 있다.고체이긴 하지만, 맨틀의 극도로 뜨거운 규산염 물질은 매우 긴 시간 [23]동안 흐를 수 있습니다.맨틀의 대류는 지각의 지각판 운동을 촉진한다.이 운동을 일으키는 열원은 지각과 맨틀에 있는 방사성 동위원소의 붕괴와 행성 [24]형성의 초기 열입니다.

맨틀의 깊숙한 곳에서 압력이 증가하기 때문에 맨틀 내부의 화학적 변화도 중요하겠지만, 아래쪽 부분은 쉽게 흐르지 않습니다.맨틀의 점도는 10에서 10 파스칼초 사이로2124 [25]깊이에 따라 증가합니다.이에 비해 300K(27°C, 80°F)에서 물의 점도는 0.89 파스칼초[26], 피치는 (2.3±0.85)[27] 파스칼초이다.

핵심

주요 기사:지구의 내핵과 지구의 외핵
A diagram of Earth's geodynamo and magnetic field, which could have been driven in Earth's early history by the crystallization of magnesium oxide, silicon dioxide, and iron(II) oxide. Convection of Earth's outer core is displayed alongside magnetic field lines.
산화마그네슘, 이산화규소, 철의 결정화에 의해 지구 초기 역사에서 추진되었을 가능성이 있는 지구 지역학과 자기장의 도표.II) 산화물

지구의 외핵은 약 2,400 킬로미터 두께의 유체층이며, 대부분 지구의 단단한 내핵 위와 [28]맨틀 아래에 있는 철과 니켈로 구성되어 있다.그것의 외부 경계는 지구 표면 아래 2,890 킬로미터에 있습니다.내측 코어와 외측 코어 사이의 전환은 지구 표면에서 약 5,150 km(3,200 mi) 아래에 있습니다.지구의 내핵은 지구의 가장 안쪽에 있는 지질층이다.그것은 주로 지구 반지름의 약 20퍼센트 또는 [29][30]달 반지름의 70%인 약 1,220 km (760 mi)의 반경을 가진 단단한 공이다.

내핵은 1936년 잉게 레만에 의해 발견되었으며, 일반적으로 주로 철과 니켈로 구성되어 있습니다.이 층은 전단파(횡방향 지진파)를 전달할 수 있기 때문에 고체여야 한다.실험 증거는 때때로 [31]코어의 현재 결정 모델과 일치하지 않았다.다른 실험 연구에서는 고압에서의 차이가 있는 것으로 나타났습니다. 코어 압력에서 다이아몬드 앤빌(정적) 연구는 충격 레이저([32][33]동적) 연구보다 약 2000K 낮은 용해 온도를 산출합니다.레이저 연구는 [34]혈장을 생성하며, 그 결과는 내부 코어 조건을 구속하는 것이 내부 코어가 고체인지 또는 고체의 밀도를 가진 플라스마인지에 따라 결정된다는 것을 암시합니다.이것은 활발한 연구 분야입니다.

약 46억 년 전 지구 형성의 초기 단계에서, 용융은 행성 분화라고 불리는 과정에서 더 밀도가 높은 물질을 중심 쪽으로 가라앉게 만들었을 것이고, 반면 밀도가 낮은 물질은 지각으로 이동했을 것이다.따라서 핵은 니켈과 하나 이상의 가벼운 원소와 함께 철(80%)로 크게 구성되어 있는 것으로 생각되지만, 납과 우라늄과 같은 다른 밀도 높은 원소는 너무 드물어서 중요한 것이 아니거나 가벼운 원소에 결합하는 경향이 있어 지각에 남아 있다(장석 물질 참조).어떤 사람들은 내부 코어가 단일 철 [35][36]결정의 형태일 수도 있다고 주장해왔다.

실험실 조건에서 철-니켈 합금의 샘플은 다이아몬드 팁 2개(다이아몬드 앤빌 셀) 사이의 바이스에서 잡고 약 4000K로 가열하여 코어 형태의 압력을 받았다.이 샘플은 엑스레이로 관찰되었으며, 지구의 내부 핵이 북쪽에서 [37][38]남쪽으로 이어지는 거대한 결정으로 만들어졌다는 이론을 강하게 뒷받침했다.

지구의 구성은 특정 콘드라이트 운석의 그것과 매우 유사하며,[39][40] 심지어 태양의 바깥 부분에 있는 일부 원소들과도 유사하다.1940년부터, 프랜시스 버치를 포함한 과학자들은 지구가 지구에 영향을 미치는 것으로 관측되는 가장 흔한 종류의 운석인 보통의 콘드리이트와 같다는 전제하에 지구물리학을 만들었다.이는 극히 제한된 가용 산소 아래에서 형성되는 덜 풍부한 엔스타타이트 콘드라이트를 무시하여 지구의 핵심에 해당하는 합금 부분에 일부 또는 전체적으로 존재하는 특정 정상 옥시필 원소로 이어진다.

다이너모 이론은 코리올리 효과와 함께 외핵의 대류가 지구의 자기장을 발생시킨다는 것을 암시한다.고체 내부 코어는 영구적인 자기장을 유지하기에는 너무 뜨겁지만(퀴리 온도 참조), 액체 외부 코어에 의해 발생하는 자기장을 안정시키는 역할을 할 수 있습니다.지구 외핵의 평균 자기장은 지표면의 [41]자기장보다 50배 강한 2.5mT(25G)로 추정된다.

지진학

주요 기사:지진학

지구의 층화는 지진에 의해 생성된 굴절 및 반사 지진파의 이동 시간을 이용하여 간접적으로 추론되어 왔다.코어에서는 전단파가 통과할 수 없는 반면 이동 속도(지진 속도)는 다른 층에서 다릅니다.다른 층들 사이의 지진 속도의 변화는 스넬의 법칙으로 인해 프리즘을 통과할 때 빛이 굴절되는 것과 같은 굴절을 일으킨다.마찬가지로, 반사는 지진 속도의 큰 증가에 의해 발생하며 거울에서 반사되는 빛과 유사하다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Petsko, Gregory A. (28 April 2011). "The blue marble". Genome Biology. 12 (4): 112. doi:10.1186/gb-2011-12-4-112. PMC 3218853. PMID 21554751.
  2. ^ "Apollo Imagery – AS17-148-22727". NASA. 1 November 2012. Archived from the original on 20 April 2019. Retrieved 22 October 2020.
  3. ^ ME = 5·9722×1024 kg ± 6×1020 kg."2016 Wayback Machine에 보관된 2016년 선택된 천문 상수"
  4. ^ "Planetary Fact Sheet". Lunar and Planetary Science. NASA. Archived from the original on 24 March 2016. Retrieved 2 January 2009.
  5. ^ a b Montagner, Jean-Paul (2011). "Earth's structure, global". In Gupta, Harsh (ed.). Encyclopedia of solid earth geophysics. Springer Science & Business Media. ISBN 9789048187010.
  6. ^ Andrei, Mihai (21 August 2018). "What are the layers of the Earth?". ZME Science. Archived from the original on 12 May 2020. Retrieved 28 June 2019.
  7. ^ Chinn, Lisa (25 April 2017). "Earth's Structure From the Crust to the Inner Core". Sciencing. Leaf Group Media. Archived from the original on 30 July 2020. Retrieved 28 June 2019.
  8. ^ Rogers, N., ed. (2008). An Introduction to Our Dynamic Planet. Cambridge University Press and The Open University. p. 19. ISBN 978-0-521-49424-3. Archived from the original on 2016-05-02. Retrieved 2022-08-08.
  9. ^ Jackson, Julia A., ed. (1997). "mafic". Glossary of geology (Fourth ed.). Alexandria, Virginia: American Geological Institute. ISBN 0922152349.
  10. ^ Schmidt, Victor A.; Harbert, William (1998). "The Living Machine: Plate Tectonics". Planet Earth and the New Geosciences (3rd ed.). p. 442. ISBN 978-0-7872-4296-1. Archived from the original on 2010-01-24. Retrieved 2008-01-28. "Unit 3: The Living Machine: Plate Tectonics". Archived from the original on 2010-03-28.
  11. ^ Kearey, P.; Klepeis K.A.; Vine F.J. (2009). Global Tectonics (3 ed.). John Wiley & Sons. pp. 19–21. ISBN 9781405107778. Retrieved 30 June 2012.
  12. ^ Lowrie, W. (1997). Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. p. 149. ISBN 9780521467285. Retrieved 30 June 2012.
  13. ^ Himiyama, Yukio; Satake, Kenji; Oki, Taikan, eds. (2020). Human Geoscience. Singapore: Springer Science+Business Media. p. 27. ISBN 978-981-329-224-6. OCLC 1121043185.
  14. ^ Rudnick, R. L.; Gao, S. (2003-01-01), Holland, Heinrich D.; Turekian, Karl K. (eds.), "3.01 – Composition of the Continental Crust", Treatise on Geochemistry, Pergamon, 3: 659, Bibcode:2003TrGeo...3....1R, doi:10.1016/b0-08-043751-6/03016-4, ISBN 978-0-08-043751-4, retrieved 2019-11-21
  15. ^ RB Cathcart & MM Ćirković (2006). Viorel Badescu; Richard Brook Cathcart & Roelof D Schuiling (eds.). Macro-engineering: a challenge for the future. Springer. p. 169. ISBN 978-1-4020-3739-9.
  16. ^ Breaking News Oldest 암석은 지구가 쾌적하고 젊은 행성이었음을 보여줍니다. 2009-06-28년 웨이백 머신에서 보관되었습니다.지금 우주 비행(2001-01-14)2012년 1월 27일 취득.
  17. ^ Nace, Trevor (16 January 2016). "Layers Of The Earth: What Lies Beneath Earth's Crust". Forbes. Archived from the original on 5 March 2020. Retrieved 28 June 2019.
  18. ^ Evers, Jeannie (11 August 2015). "Mantle". National Geographic. National Geographic Society. Archived from the original on 12 May 2016. Retrieved 28 June 2019.
  19. ^ Yu, Chunquan; Day, Elizabeth A.; de Hoop, Maarten V.; Campillo, Michel; Goes, Saskia; Blythe, Rachel A.; van der Hilst, Robert D. (28 March 2018). "Compositional heterogeneity near the base of the mantle transition zone beneath Hawaii". Nat Commun. 9 (9): 1266. Bibcode:2018NatCo...9.1266Y. doi:10.1038/s41467-018-03654-6. PMC 5872023. PMID 29593266.
  20. ^ Krieger, Kim (24 March 2004). "D Layer Demystified". Science News. American Association for the Advancement of Science. Archived from the original on 10 July 2022. Retrieved 5 November 2016.
  21. ^ Dolbier, Rachel. "Coring the Earth" (PDF). W. M. Keck Earth Science and Mineral Engineering Museum. University of Nevada, Reno: 5. Archived from the original (PDF) on 7 September 2015. Retrieved 28 June 2019.
  22. ^ Cain, Fraser (26 March 2016). "What is the Earth's Mantle Made Of?". Universe Today. Archived from the original on 6 November 2010. Retrieved 28 June 2019.
  23. ^ Shaw, Ethan (22 October 2018). "The Different Properties of the Asthenosphere & the Lithosphere". Sciencing. Leaf Group Media. Archived from the original on 30 July 2020. Retrieved 28 June 2019.
  24. ^ Preuss, Paul (July 17, 2011). "What Keeps the Earth Cooking?". Lawrence Berkeley National Laboratory. University of California, Berkeley. University of California. Archived from the original on 21 January 2022. Retrieved 28 June 2019.
  25. ^ Walzer, Uwe; Hendel, Roland; Baumgardner, John. "Mantle Viscosity and the Thickness of the Convective Downwellings". Los Alamos National Laboratory. Universität Heidelberg. Archived from the original on 26 August 2006. Retrieved 28 June 2019.
  26. ^ Haynes, William M.; David R., Lide; Bruno, Thomas J., eds. (2017). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. Section 6 page 247. ISBN 978-1-4987-5429-3. OCLC 957751024.
  27. ^ Edgeworth, R.; Dalton, B.J.; Parnell, T. "The Pitch Drop Experiment". The University of Queensland Australia. Archived from the original on 28 March 2013. Retrieved 15 October 2007.
  28. ^ "Earth's Interior". Science & Innovation. National Geographic. 18 January 2017. Archived from the original on 18 January 2019. Retrieved 14 November 2018.
  29. ^ Monnereau, Marc; Calvet, Marie; Margerin, Ludovic; Souriau, Annie (21 May 2010). "Lopsided growth of Earth's inner core". Science. 328 (5981): 1014–1017. Bibcode:2010Sci...328.1014M. doi:10.1126/science.1186212. PMID 20395477. S2CID 10557604.
  30. ^ Engdahl, E.R.; Flinn, E.A.; Massé, R.P. (1974). "Differential PKiKP travel times and the radius of the inner core". Geophysical Journal International. 39 (3): 457–463. Bibcode:1974GeoJ...39..457E. doi:10.1111/j.1365-246x.1974.tb05467.x.
  31. ^ Stixrude, Lars; Cohen, R.E. (January 15, 1995). "Constraints on the crystalline structure of the inner core: Mechanical instability of BCC iron at high pressure". Geophysical Research Letters. 22 (2): 125–28. Bibcode:1995GeoRL..22..125S. doi:10.1029/94GL02742. Archived from the original on August 8, 2022. Retrieved January 2, 2019.
  32. ^ Benuzzi-Mounaix, A.; Koenig, M.; Ravasio, A.; Vinci, T. (2006). "Laser-driven shock waves for the study of extreme matter states". Plasma Physics and Controlled Fusion. 48 (12B): B347. Bibcode:2006PPCF...48B.347B. doi:10.1088/0741-3335/48/12B/S32. S2CID 121164044.
  33. ^ Remington, Bruce A.; Drake, R. Paul; Ryutov, Dmitri D. (2006). "Experimental astrophysics with high power lasers and Z pinches". Reviews of Modern Physics. 78 (3): 755. Bibcode:2006RvMP...78..755R. doi:10.1103/RevModPhys.78.755. Archived from the original on 2020-05-23. Retrieved 2019-06-26.
  34. ^ Benuzzi-Mounaix, A.; Koenig, M.; Husar, G.; Faral, B. (June 2002). "Absolute equation of state measurements of iron using laser driven shocks". Physics of Plasmas. 9 (6): 2466. Bibcode:2002PhPl....9.2466B. doi:10.1063/1.1478557.
  35. ^ Schneider, Michael (1996). "Crystal at the Center of the Earth". Projects in Scientific Computing, 1996. Pittsburgh Supercomputing Center. Archived from the original on 5 February 2007. Retrieved 8 March 2019.
  36. ^ Stixrude, L.; Cohen, R.E. (1995). "High-Pressure Elasticity of Iron and Anisotropy of Earth's Inner Core". Science. 267 (5206): 1972–75. Bibcode:1995Sci...267.1972S. doi:10.1126/science.267.5206.1972. PMID 17770110. S2CID 39711239.
  37. ^ BBC 뉴스, "지구 중심에 무엇이 있나요?2020-05-23 Wayback Machine에 보관.Bbc.co.uk (2011-08-31)2012년 1월 27일 취득.
  38. ^ Ozawa, H.; al., et (2011). "Phase Transition of FeO and Stratification in Earth's Outer Core". Science. 334 (6057): 792–94. Bibcode:2011Sci...334..792O. doi:10.1126/science.1208265. PMID 22076374. S2CID 1785237.
  39. ^ Herndon, J.M. (1980). "The chemical composition of the interior shells of the Earth". Proc. R. Soc. Lond. A372 (1748): 149–54. Bibcode:1980RSPSA.372..149H. doi:10.1098/rspa.1980.0106. JSTOR 2398362. S2CID 97600604.
  40. ^ Herndon, J.M. (2005). "Scientific basis of knowledge on Earth's composition" (PDF). Current Science. 88 (7): 1034–37. Archived (PDF) from the original on 2020-07-30. Retrieved 2012-01-27.
  41. ^ Buffett, Bruce A. (2010). "Tidal dissipation and the strength of the Earth's internal magnetic field". Nature. 468 (7326): 952–94. Bibcode:2010Natur.468..952B. doi:10.1038/nature09643. PMID 21164483. S2CID 4431270.

추가 정보

외부 링크

  • 위키미디어 커먼스의 지구 구조 관련 매체