正文 第8章 孕育生命的行星(1)(3 / 3)

3.地核

地幔下麵是地核,地核的平均厚度約3400千米。地核還可分為外地核、過渡層和內地核三層,外地核厚度約2080千米,物質大致成液態,可流動;過渡層的厚度約140千米;內地核是一個半徑為1250千米的球心,物質大概是固態的,主要由鐵、鎳等金屬元素構成。地核的溫度和壓力都很高,估計溫度在5000益以上,壓力達1.32億千帕以上,密度為每立方厘米13克。美國一些科學家用實驗方法推算出地幔與核交界處的溫度為3500益以上,外核與內核交界處溫度為6300益,核心溫度約6600益。

地球的大氣層

大氣層的定義

大氣層(Atmosphere)又叫大氣圈,地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。

大氣層的成分主要有氮氣占78.1%,氧氣占20.9%,氬氣占0.93%,還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣)和水蒸氣。

大氣層的空氣密度隨高度而減小,越高空氣越稀薄。大氣層的厚度在1000千米以上,但沒有明顯的界線。整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點,分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層,再上麵就是星際空間了。

對流層在大氣層的最底層,緊靠地球表麵,其厚度為10~20千米。對流層的大氣受地球影響較大,雲、霧、雨等現象都發生在這一層內,水蒸氣也幾乎都在這一層內存在。這一層的氣溫隨高度的增加而降低,每升高1000米,溫度下降5~6益。動、植物的生存,人類的絕大部分活動,也在這一層內。因為這一層的空氣對流很明顯,故稱對流層。對流層以上是平流層,距地球表麵20~50千米。平流層的空氣比較穩定,大氣是平穩流動的,故稱為平流層。在平流層內水蒸氣和塵埃很少,並且在30千米以下是同溫層,其溫度在-55益左右。

平流層以上是中間層,距地球表麵50~85千米,這裏的空氣已經很稀薄,突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低,空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層,距地球表麵100~800千米。暖層最突出的特征是當太陽光照射時,太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收,因此溫度升高,故稱暖層。散逸層在暖層之上,由帶電粒子組成。

除此之外,還有兩個特殊的層,即臭氧層和電離層。臭氧層距地麵20~30千米,實際介於對流層和平流層之間。這一層主要是由於氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的,使氧分子變成了臭氧。電離層很厚,距地球表麵80千米以上。電離層是高空中的氣體,被太陽光的紫外線照射,電離成帶電荷的正離子和負離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大,我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地麵的特點,來實現電磁波的遠距離通訊。

在地球引力作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成數千千米的大氣層。

氣體密度隨離地麵高度的增加而變得愈來愈稀薄。探空火箭在3000千米高空仍發現有稀薄大氣,有人認為,大氣層的上界可能延伸到離地麵6400千米左右。

據科學家估算,大氣質量約6000萬億噸,差不多占地球總質量的百萬分之一。

大氣對流層

接近地球表麵的一層大氣層,空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動,叫做“對流層”。它的厚度不一,在兩極上空為8千米,在赤道上空為17千米。對流層是大氣中最稠密的一層,占大氣層的四分之三還要多。大氣中的水汽幾乎都集中於此,是展示風雲變幻的“大舞台”:刮風、下雨、降雪等天氣現象都是發生在對流層內。

大氣平流層

對流層上麵,直到高於海平麵50千米這一層,氣流主要表現為水平方向運動,對流現象減弱,這一層叫做“平流層”,又稱“同溫層”。這裏基本上沒有水汽,晴朗無雲,很少發生天氣變化,適於飛機航行。在20~30千米高處,氧分子在紫外線作用下,形成臭氧層,像一道屏障保護著地球上的生物免受太陽高能粒子的襲擊。

大氣中間層

平流層以上,到離地球表麵85千米,叫做“中間層”。中間層以上,到離地球表麵500千米,叫做“熱層”。在這兩層內,經常會出現許多有趣的天文現象,如極光、流星等。人類還借助於熱層,實現短波無線電通信,使遠隔重洋的人們相互溝通信息,因為熱層的大氣因受太陽輻射,溫度較高,氣體分子或原子大量電離,複合概率又小,形成電離層,能導電,反射無線電短波。

大氣暖層

中間層以上是暖層,距地球表麵100~800千米。暖層最突出的特征是當太陽光照射時,太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收,因此溫度升高,故稱暖層。散逸層在暖層之上,為帶電粒子所組成。