4月 272012
 

早在1926年,美国地球物理学家古登堡就注意到,地表下100—200千米处上地幔的地震波速有减缓的现象。1955年他又发现,在地面下140千米深处,纵波波速比莫霍洛维奇界面波速下降6%。1957年,苏联地震学家戈尔什科夫进一步发现,千岛群岛和库页岛下面约55—60千米的地方,地震纵波波速下降,横波消失。这些发现意味着那里的岩石处于熔融状态。地质学家根据地震波传播速度的变化,把上地幔分为三层:最上层叫盖层,盖层下面是低速层,低速层下面是地震波传播速度比较均匀的均匀层。

中间的低速层是岩石圈之下的具有塑性、可以缓慢流动的地层,称为软流层,也叫软流圈。目前确定的范围是地表下100—220千米,大洋区为70—220千米。在这个深度范围内,温度增加大于压力增加。部分岩石局部熔融,具有很大的可塑性,其中的物质作水平方向流动。软流层顶部和底部界面不十分确定,与岩石圈之间无明显界面,具有逐渐过渡的特点。 

软流圈的形成是一个漫长的地质演化过程。软流圈熔岩产生时所需的热能、水和挥发性物质,主要由放射性元素衰变,在地球圈层分化过程中释放出来的。释放出来的热能和轻组分上升到低温、刚硬的岩石圈底部时,受到岩石圈的阻挡而逐渐积累起来,从而导致该部位最终形成软流层,所以软流层的形成是地球发展到一定阶段的产物。

软流层具有流动性。坚硬的岩石板块就“漂浮”在这个具有流动性的软流层上。软流层的作用类似润滑剂,可以大大降低岩石板块和地幔之间的摩擦力。岩石圈就在软流层上漂浮,现代板块构造运动就在它上面进行。

 Posted by at 下午 3:56
4月 272012
 

地球表面任何一点的地磁场总强度矢量与水平面之间的夹角。地磁场强度方向在水平面之下的,为正磁倾角;而在水平面之上的,则为负磁倾角。

 Posted by at 下午 3:54
4月 272012
 

→软流圈 指地壳岩石圈以下的圈层在地表以下70—100公里至地下1000公里之间,位于地幔上部。地震波的波速在这里明显下降;又称低速带。据推测,这里温度约1300℃左右,压力有3万个大气压,已接近岩石的熔点,因此形成了超铁镁物质的塑性体,在压力的长期作用下,以半粘性状态缓慢流动,故称软流圈。板块构造理论的地幔对流运动,就是在软流圈中进行的。岩石圈板块就是在软流圈之上漂移的。

 Posted by at 下午 3:54
4月 272012
 

岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈 层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的上部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。

 Posted by at 下午 3:53
4月 272012
 

在软流层之下,直至地球内部约2900公里深度的界面处,属于地幔圈。由于地球外核为液态,在地幔中的地震波S波(S波及横波,横波只能在固体中传播)不能穿过此界面在外核中传播。P波(指纵波)曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的,所以以古登堡界面为此命名。它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。通过此界面向下,纵波突然下降,横波完全消失。

地壳和地幔之间的分界面莫霍洛维奇面被发现后不久,1914年,美国地球物理学家本诺·古登堡在对地球上一些大的地震进行分析时,发现了一种奇怪的现象:在距地表2900千米处,原来穿透力很强的地震波突然不见了;在这个区域既接受不到横波,也接受不到纵波。在对地核界面上反射和折射的各种纵、横波震相的时距曲线计算后发现,从莫霍面往下,地震波速继续增大,至2885千米深处,纵波速度增至13.64千米/秒,横波速度增至7.11千米/秒。自2885千米以下,纵波速度骤然下降为7.9千米/秒,横波突然消失,不再向下传播。表明该面以上为固相,以下为液相。这就是所谓的地震“阴影带”。

地震波的这种神出鬼没的现象一时使人难以理解。后来又经过大量反复的研究,终于发现在地球内部深处又有一个重要的界面,这就是核幔界面。后来,以发现者的姓氏命名为古登堡不连续面,简称古登堡面。又称核幔界面。

古登堡面的上层为地幔,下层为地核的上部—外核。由此可知,莫霍面对地球进行了二分,即分为地壳和地核;古登堡面则再对地球进行了三分,分为地壳、地幔和地核:地壳——从地表到莫霍面,莫霍面的深度在大陆的下面33千米,在海洋处6千米,平均约为17千米;地幔——从莫霍面向下到达古登堡面,也就是到达地下2900千米处;地核——从古登堡面到地心。现在,古登堡面的深度测定为2891千米。

 Posted by at 下午 3:53
4月 272012
 

地壳同地幔间的分界面,是南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现,故以他的名字命名,称为莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍面(或莫氏面)。地幔与上下层不同物质的分界处称为不连续面。外面的被命名为莫霍不连续面,深处的则是古登堡不连续面。在莫霍面上,地震波的纵波和横波传播速度增加明显,弹性和密度随深度逐渐增加,地幔物质密度、硬度大于地壳。此面以上物质平均化学组成与玄武岩相似,密度约2.9×10^3kg/m^3;此面以下物质平均化学组成与橄榄岩相近,密度约3.1-3.3×10^3kg/m^3。莫霍面温度为400-1000/℃。

20世纪以前,人们把地球当作一个内部比较均匀的大圆球。这种错误认识被克罗地亚地球物理学家、气象学家安德里亚·莫霍洛维奇所纠正并推翻。

1909年10月8日和10日,巴尔干地区库勒巴山谷连续发生地震,莫霍洛维奇在研究中惊奇地发现,某些地震波到达观测站的时间比预计的要早,因此他推断地球的结构是分层的。在地下约50千米处,地震波的传播速度发生急剧变化。经过认真分析,他假定地下约50千米的地下物质并不均匀,认定地球的最外层地壳是覆盖在一层质地比较坚硬的岩层之上,而且两层之间不是逐渐过度而是明显划分开的。这样一个界面,后来根据发现者的姓氏命名,叫做莫霍洛维奇界面,又称莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍界面、莫霍面。

莫霍洛维奇界面就是地壳与地幔的分界面。莫霍界面以上,就是通常说的地壳,界面以下一定的深度为地幔。

莫霍洛维奇的发现公布后,不少地震学家又进行大量研究,证实了在欧洲地表附近,地震波传播速度为5.6千米/秒,离地表深度50千米处为5.9千米/秒。超过50千米后,地震波传播速度不是缓慢增加,而是猛增到7.9千米/秒。后来又发现,不仅巴尔干地区和欧洲地区如此,其他地区地下深处26—60千米处,都存在类似情况。

随后,地壳和地幔的概念提出,被人们普遍接受、证实,人们对地球分层开始有了明确的划分。

 Posted by at 下午 3:52
4月 272012
 

大地水准面所包围的球形体,即地球的真实形状。据卫星观测,地球南北半球不对称,北极凸出,南极凹进;中纬度南半球凸出,北半球凹进,形状不规则。

 Posted by at 下午 3:52
4月 272012
 

地球内部的次级不连续面。在地壳中平均深度约20km(指陆地)处。其深度变化较大,最深约40km,陆地最浅约10km,海洋上明显浅得多,甚至没有。 一般认为此面以上平均化学组成与花岗岩相似(密度2.7左右),以下的一层与玄武岩相似(密度2.9左右),故康拉德面成为“花岗岩层”和“玄武岩层”的分界面。

在莫霍面(壳幔界面)和古登堡面(核幔界面)相继发现之后,1923年,奥地利东阿尔卑斯山地地震时,奥地利学者康拉德在薄薄的地壳里又发现了一个界面。界面以上地层中的地震波速度比较低,为5.1—6.3千米/秒;界面以下地层中的地震波速度较高,为6.3—7.1千米/秒。后来,这个界面在世界上其他许多地方也先后被发现。人们将其命名为康拉德界面,于是形成了地壳是由两大层构成的说法。

康拉德面的上层又称“花岗岩层”,因为上层中的地震波速度与花岗岩里的地震波速度相当;康拉德面的下层又称“玄武岩层”,因为下层中的地震波速度与玄武岩层的地震波速度相当。

后来,从海洋地震记录发现,那里的地壳很薄,不到10千米,而且没有康拉德界面,只有玄武岩层。

一般把相当于康拉德间断面的部位,称为中地壳低速高导层,当此界面存在时,常诱发浅源地震。

 Posted by at 下午 3:50