固体地球与其它行星的比较

没有比较就难以了解演化。要不是航天技术的发展，我们也许会认为其它行星上也有板块构造，所有行星都处在均衡对流之中。但是实际上，除地球之外还没有在其它行星上观察到板块运动的踪迹。在太阳系中，我们只在很少的星球上（地球和木卫一）观察到明显的地质活动。从图版Ⅱ我们可以推测，许多行星可能处于“休眠”状态，我们之所以没有观察到它们的地质活动，只是由于观测的时间太短和观测分辨能力不高而已。

对于其他星球内部的结构，目前只对月球和火星等少量行星有准确的资料。这些资料包括它们表面采集的岩样和少量月震及火星地震的资料，可用来与地球内部结构作对比。

月球表面上月海岩石主要由熔岩流组成，其成分与玄武岩相似，高地上主要由富铝岩石组成，如斜长岩、橄榄岩等。与地球类似岩石比较，SiO₂及碱金属（K,Na）含量低一些，没有三价铁。而且，大部分易挥发元素和亲铁元素都是贫化的，却富含耐熔元素（钛、锆、铬及稀土元素）。

月球表面的热流密度平均值约为地球表面的1/5左右，目前只有微弱的磁场，但多数月球样品有一定的剩余磁化强度，推测曾经有过强度为上千μT的古磁场，比现代地球磁场低1～2个级次。在月球上每月可观测到300～700次月震（地球上每年可记录到80万次），都小于里氏三级。月震发生的位置比较固定，显示了14天、206天和六年的潮汐周期性。根据月震资料可推测月球内部有如下一级近似的圈层结构。

（1）月壳厚度60～70km，比地壳平均厚度大4倍左右。上月壳P波波速为1～6km/s，厚约20km，下月壳V_p=6.8km/s。根据样品推测主要岩石为斜长辉长岩。

（2）上月幔的厚度为250～450km,V_p=7.7km/s，推测为富橄辉石的岩石组成。中月幔底面深度为800km左右，V_p=8.0km/s,V_s比上月幔略小。

（3）从800～1000km深度是月震发生的区域，此层V_s比上下圈层明显减小，可能反映部分熔融，可能与地球软流圈对应，也可能是外月核的残余体。因此，月球的上覆硬岩石圈厚达800km左右，比地球厚4～6倍，因此不可能有板块活动。

（4）从1000～1500km为下月幔，V_p=7.5～8km/s。

（5）下月幔到月心（1738km深处）为月核，V_p比下月幔小（有人估计只有4～6km/s），给人月球是“软心”的感觉。

根据上述资料和同位素年龄测定结果，推测月球与地球同期（46亿a）形成；在43亿a时已分异成月壳、月幔和月核，并受大量陨石撞击；随后曾有大规模火山活动，在31亿a前后火山活动基本停止，形成厚而冷的硬岩石圈，进入了“老年期”。目前没有发现月球曾经有海洋存在的迹象。由于没有大量水的介入，月球的地质作用和演化历史比较简单，似乎除重力滑移之外，不出现大规模构造活动。

对比月球的情况，可以设想固体地球向老年期演化的不可逆趋势：岩石圈增厚，软流圈与地球外核萎缩，地震向深部发展而板块运动趋于停止，地热流和地磁场逐渐减弱，易挥发和易熔元素经分异作用上升并向太空散发等等。当然，这个演化轨迹不会是线性的和平稳的，而可能包含间歇、突变等多阶段性。处于向老年转化的行星的研究，也许会对检验这一设想有所帮助。

从火星表面可以观察到一些构造运动的迹象。例如，火星映像上有拉伸裂谷形状物，有特大型盾状火山，有类似于断裂的放射状线条族。实际上，在火星表面上有大量的铁镁质物质（玄武质），典型样品的成分是SiO₂40%～45%,Fe2O318%～20%,Al₂O₃5%～6%,MgO 8%～9%,CaO 5%～6%,SO₃含量相当高，如6%～10%，相对地富碱的花岗岩物质相当稀少。火山样品中还发现有冰和水化矿物存在，现在极地还有冰盖。因此，火星可能有过潮湿的大气圈及水系，规模可能比地球的水气圈小。

经88d的地震观测，测出二次较大的地震。据此推测火星壳厚度为16km，岩石圈厚度约200km。目前火星磁场很弱，但3%～7%的土壤有磁性，磁性矿物类似于磁铁矿（有人认为来自陨石）。火星的平均密度约为3930kg/m³，低于地球和月球。

关于火星的演化阶段，有不同的说法。较流行的说法是火星形成于45亿a前，大规模的地质作用发生在25亿a～35亿a期间，不仅演化时期比月球长，而且作用也比较复杂，包含有构造隆起、断裂及外生作用。但是，10亿a以来火星上的主要地质作用已经终止。其演化阶段似乎是壮年期已过，走向老年。但是，这种说法与有的资料矛盾。另一种观点认为火星正处于少年期，在将来才会有强烈的地质作用。这两种观点上的分歧要收集更多的资料后才能解决。

总的来说，地球因与太阳距离适宜，温度易使氧和氢结合成水，而不是像金星那样形成CO₂（金星有浓密的大气圈和磁场）。同时，地球体积适宜，其重力正好可吸引水分形成大洋，并保持平衡位置。因此，地球得天独厚、充满活力。但将来演化的趋势应是岩石圈加厚，流体挥发，软流圈萎缩下沉，地核逐渐缩小，最后变成分异极好的壳—幔核三个固体圈层。