地球的内部圈层构造

发布网友 发布时间：2022-04-22 02:45

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热心网友 时间：2023-07-11 00:57

目前我们还不能用直接观察的方法来研究地球内部构造。通常采用地球物理方法，最主要是利用地震波的传播变化来研究地球内部构造情况。地震波分为纵波(P波)和横波(S波)和表面波(L)。纵波可以通过固体和流体，速度较快；横波只能通过固体，速度较慢。表面波是由纵波和横波在地表相遇后激发产生的。地震波在不同密度和刚性程度的介质中传播的速度不一致，固体物质的密度越大，地震波的传播速度越快。地震波遇到两种不同物理性状介质的界面时，要产生反射与折射，能够被地震仪所接收，并供人们研究。

经过在全球多次的地震勘测研究发现，地球内部存在着地震波速度突变的若干界面。这些界面显示了地球内部物质成分的差异和物理性质的差异，具有明显的层圈状构造。

位于地表以下平均约30～40km深度，纵波速度由平均为 6～7km/s，突然升到8.1km/s，这一突变具有全球性。此界面的深度在*高山区在50～75km，*平原区30～40km，在大洋区5～12km。这一界面是南斯拉夫学者莫霍洛维奇(A.Mohorovicic)于1909年首先发现的，被称为莫霍洛维奇面，简称莫霍面(Moho)。将莫霍面以上部分称为地壳，以下部分称为地幔(图1-18)。

图1-18 地球内部的物理性质随深度变化曲线图

(据秦启荣等)

地震波到达50～400km深度之间有一个低速层，表明该层是一个塑性程度相对较高的圈层，称为软流圈。软流圈的位置各处不尽相同，*之下变化范围在80～250km之间，大洋之下在50～400km之间。软流圈以上的部分均为固态物质，具有较强的刚性，称为岩石圈。它包括整个地壳及地幔最上部。

大概在670km的深度以后，地震波速发生明显的变化，纵波和横波的传播速度缓慢增快，曲线平滑。670km以上的部分称为上地幔，以下的部分称为下地幔。

到地下2900km深度，横波就消失了，纵波通过后其速度由原先逐渐加快的状态转变为突然减慢(由13.64km/s降为8.10km/s)。为纪念最早(1914年)研究这一界面的美国地球物理学家古登堡，将此界面称为古登堡面。它是高密度的固体地幔与具有液态的外核之间的幔核界面。

地球内部2900km深度以下的部分称为地核，在5157km处纵波又有一个突然变化，在界面处又有横波出现，表明物质的弹性特征又有了变化，显示出固态的特点。2900～5157km之间的部分称为外核，因为横波不能通过外核，所以外核是液态的。5157km以下到地球的中心称为内核。

地壳、地幔、地核只是地球内部圈层的大致划分，实际上地球内部还有一些波速特征表现非常复杂的过渡层，还有待于人们进一步深入地去研究。地球内部各层圈的物质成分及特征见表1-5。

表1-5 地球内部圈层及其特征