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02 岩质行星 Rocky Planets(第3页)

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月球的壳的平均厚度约为70千米(占月球体积的13%),范围包括高地地区大于100千米到某些主要撞击盆地下的20千米。

总之,在化学成分上,壳与下面的幔类似,不同之处在壳从幔中提取的方式。

壳的密度较低,一般来说二氧化硅含量比幔高。

壳比幔更多样化,壳中有岩石,它能与任何大气或液态水发生化学反应。

这些岩石被分解或溶解,被重力、风、水或冰带走,沉积在其他地方。

这些沉积物叫作沉积岩。

埋藏、变形和加热可导致沉积岩或火成岩再结晶,通过这种过程形成的岩石被称为变质岩。

内部热量

行星的内部很热,部分原因是吸积过程留下了热量。

对更大的行星来说,这种“原始热量”

现存的比例会更大。

因为含热量与行星体积有关,行星体积取决于半径的立方,热流失受表面积的限制,表面积只取决于半径的平方。

行星内部也会因为放射性同位素的衰变产生热量。

会衰变的放射性同位素有很多,但只有四种会产生明显的热量:钾-40、铀-238、铀-235和钍-232。

由于它们的化学特征,这些元素在岩石壳中的含量比在幔中更为丰富。

在地球上,地壳所产生的辐射热(放射性衰变)与体积比地壳大得多的地幔所产生的辐射热大致相同。

类地行星产热元素的总量取决于它的质量(也取决于体积)。

就像原始热量一样,在更大的行星上,放射热会被更有效地保留下来。

以地球为例,现今散发到地表的热量仅有一半左右是原始热量,其余几乎都是放射热。

岩石圈

在壳和幔交界以下到达一定深度之后,物质通常会发生由冷而硬到热而流动的转变,壳和最上层幔构成了一个均一的力学层——一层坚硬的外壳。

它被称为“岩石圈”

,我们用希腊单词lithos(岩石)来表示这层岩石具有普通岩石的力学特性。

岩石圈下面是幔,虽然幔的成分也是岩石,但它足够热,足够脆弱,可以产生对流。

这个区域有时也被称为软流圈(asthenosphere,包含希腊语a-sthenos表示,意思是“没有力量”

)。

地球的岩石圈大约有100千米厚,被分成了许多板块。

由于底层软流圈特别脆弱,这些板块会被“冲散”

作为“板块构造”

过程的一部分,岩石圈在板块被拉开的地方(通常是海洋深处,我们看不到)形成,然后会在一个板块被拉到另一个板块下方之后(也就是海沟标记的俯冲带)被破坏。

大多数地震是由一个板块被邻近板块碾压所引起的。

如果有人告诉你地球板块构造是“地壳在地幔上滑动”

,那他们就错了,他们犯了许多学校教科书和考试大纲上常见的错误。

事实上,地球板块是由地壳和与其连接的最上层坚硬地幔组成的,它们一起滑过更深、但不那么坚硬的软流圈地幔。

岩石圈是脆弱的,当一块岩石碾过另一块岩石时,就会发生断层。

断层在地球上很常见,尤其是在两个板块相遇的区域。

我们在其他行星上也发现了断层(图4)。

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