地球上的生物都有很強的適應環境的生存能力,尤其是微生物,具有頑強的生命力和繁殖能力。地質勘探表明,在地下幾百米甚至一公裏的深處,都有細菌存在。有些魚類和低等浮遊生物可在十幾公裏以下的深海中生活。
生命的過程就是生物不斷地把太陽能轉化成化學能的過程。煤和石油都是由於生物死亡後堆積演化而成的;岩石的風化,土壤的形成,都離不開生物的積極參與。
地球生物圈經曆了十幾億年的繁衍發展,才形成為今天一切生物得以生存的環境。在這個漫長的發展演化過程中,地球的大氣圈、水圈及地殼表麵都積極參與其中。因此,生物圈的形成,是大氣圈、水圈和地殼間相互接觸、相互滲透、相互影響的結果。
地球的外衣——地殼
地球是由外部圈層和內部圈層兩大部分構成的。外部圈層包括大氣圈、水圈和生物圈;內部圈層包括地殼、地幔和地核三部分。地殼是內部圈層的最外層,由風化的土層和堅硬的岩石組成,所以地殼也可稱為岩石圈。地殼隻占地球體積的0.5%。如果把地幔、地核比作蛋清和蛋黃,那地殼就像蛋殼。
地殼的厚度在地球各地是不同的。有的地方較厚,如我國青藏高原厚度可達60~80公裏;有的地方較薄,如大西洋海盆厚度僅有5~6公裏,太平洋海盆厚約8公裏。海陸地殼的平均厚度約為33公裏,僅占地球半徑的二百分之一。
地殼雖然很薄,但它上下層的物質結構並不相同。地殼的上部主要由密度較小、比重較輕的花崗岩組成。它的主要成分是矽、鋁元素,因此,這一層又稱為“矽鋁層”。地殼的下部主要由密度較大、比重較重的玄武岩組成。它的主要成分是鎂、鐵、矽元素,所以這一層又稱“矽鎂層”。在大洋底部,由於地殼已經很薄,一般隻有矽鋁層而沒有矽美層。此外,在地殼的最上層,還有一些厚度不大的沉積岩、沉積變質岩和風化土,它們構成地殼的表皮。
地殼並不是靜止不動和永久不變的。在漫長的地球曆史中,滄海桑田的巨變時有發生。大陸漂移、板塊運動、火山爆發、地震等等都是地殼運動的表現形式。地殼還受到大氣圈、水圈和生物圈的影響和侵蝕,形成各種不同形態和特征的地殼表麵。其中土壤與人類的活動關係最為密切。
在地殼中,蘊藏著極為豐富的礦床資源。現在已探明的礦物就有2000多種,其中金、銀、銅、鐵、錫、鎢、錳、鉛、鋅、汞、煤、石油等,都是人類物質文明不可缺少的資源。
地球的中間層——地幔
地幔介於地殼和地核之間,深度一般從地麵以下33公裏到2900公裏,約占地球總體積的83.3%。因為它在地殼和地核的中間,所以又稱“中間層”。
地幔可分為上下兩層。上地幔由矽、氧、鐵、鎂等元素組成,其中鐵鎂含量比地殼的鐵鎂含量多,因此這層又稱為地幔矽鎂層。一般認為,這裏的物質處於局部熔融狀態,它像一條傳送帶,帶動著地殼緩慢地移動,並促使地球下層的物質與上層物質進行交換。這裏也是岩漿的發源地,廣泛分布於地殼的玄武岩就是從這一層噴發出來的。下地幔除矽酸鹽岩石外,金屬氧化物與硫化物顯著增加,它的物質比重比上地幔物質比重要大,呈固體狀態。
據推算,地幔層的溫度高達1000~2000℃,內部壓力達9000~38.2萬個大氣壓,物質密度達3.3~4.6克/厘米3。在這種高溫、高壓和高密度的環境條件下,物質處於一種塑性的固體狀態。它好像瀝青一樣,在短時間內具有固體的性質,如果放久了就會變形,具有可塑性。在地幔的上層,由於壓力較小,物質呈半熔融狀態,被稱為“軟流層”。堅硬的地殼,就浮在這個軟流層上。一旦在地殼的淺薄地段發生裂縫,灼熱的岩漿就會沿著裂縫噴出地麵,引起火山爆發。
地幔層是一個廣闊的地下世界,人們至今知道得還很少,有待我們去探索。
地球的核心——地核
地核是地球的核心。從下地幔的底部一直延伸到地球核心部位,距離約為3473公裏。據科學觀測分析,地核分為外地核、過渡層和內地核三個層次。外地核的厚度為1742公裏,平均密度約10.5克/厘米3,物質呈液態。過渡層的厚度隻有515公裏,物質處於由液態向固態過渡狀態。內地核厚度1216公裏,平均密度增至12.9克/厘米3,主要成分是以鐵、鎳為主的重金屬,所以又稱鐵鎳核。
地核的總質量為1.88×1021噸,占整個地球質量的31.5%,體積占整個地球的16.2%。
地核的體積比太陽係中的火星還要大。由於地核處於地球的最深部位,受到的壓力比地殼和地幔部分要大得多。在外地核部分,壓力已達到136萬個大氣壓,到了核心部分便增加到360萬個大氣壓了。這樣大的壓力,我們在地球表麵是很難想象的。科學家作過一次試驗,在每平方厘米承受1770噸壓力的情況下,最堅硬的金剛石會變得像黃油那樣柔軟。