 日志正文
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软流层·几个地层界面 （认识我们的家园地球五）
莫霍洛维奇界面 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。
软流层 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。
古登堡界面 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。
康拉德界面 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。
最后修改于 2020-08-16 18:37
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