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地球物理知识之六-地球分层

作者:地理人来源:未知 时间:2021-07-08 阅读: 字体: 在线投稿

  地震作为一种自然灾害给人类带来巨大损失。但大地震所产生的地震波,却可穿透地球,对地球内部结构进行透视,使我们对地球内部结构有所认识。这就是地震波的奇妙所在。

  地震波和光波有共同点,都可穿透物体,在物质结构的分界面上产生反射、折射和转换等。它们又有不同点:光波是横波、波长较短、穿透深度有限;地震波不仅有横波,还有纵波,波长较长,可以穿透地核,因而可以更多地了解地球的力学性质。地震学家把地震称为地下的明灯,可将地球深部照亮!

  一次大地震所激发的地震波,沿着地面和分界线传播,称为面波;若在地球内部传播,称为体波;若使整个地球发生振动,犹如敲钟引起的钟体共鸣,称为全球振荡波;由于地球介质极度不均匀而引起散射,形成一种出现在记录图上的尾波,这种波很像音乐中回荡的交混回响。

  地震学家正是利用上述的丰富“音响”研究地球的分层结构,最终得出地球内部可分为三大部分,它们是:

  地壳。这是地球的最外层,仅占全球体积的0.5‰,各处的地壳厚度不同,最薄处为海洋,仅5km左右;最厚处为高山,如我国的青藏高原可达70km以上。地壳底面为莫霍面。各种地质现象,如构造运动、岩浆活动、变质作用和地震活动都发生在地壳内,一切矿物资源也都蕴藏在这里。

  地幔。在地壳以下,占全球体积的83.3%以上,它的下界面距地面约2900km,称为古登堡面。地幔的顶部存在一个低速层(即软流层),该层上界面距地面约100~150km,在不同的地区,差别较大。造成低速层的原因有不同解释,其中有人认为是岩石接近熔化,但尚未熔化,所以那里温度较高,从而波速较低。低速层的存在为地球上部的板块运动提供条件。科学家认为,地幔低速层可能是地壳内各种地质活动的动力来源,并为蕴藏矿物提供物质来源。上地幔的另一个特点是存在引人注目的横向差异。最近,国际上利用全球地震台网和长周期记录仪器提供的资料,在大型计算机上进行复杂计算,得出地球内部物质流动图像,有力地支持了地幔对流假说。人们把这种方法称为“地震射线层析成像”,简称地震CT。

  地核。处于地球中心,占全球体积的16.2%。地核一般分为三层,2900~4980km称为外核,4980~5120km称之为过渡带,5120~6371km(地心)称为内核。内外核的划分是丹麦地震学家莱曼女士发现的。对于地核的研究、她最突出的成就是确定外核为液态,而内核为固态。由于外核为液态,在那里可以出现磁性流体的运动状态,因而为地球基本磁场的形成提供能量来源,这就是著名的地磁成因的“发电机理论”。

  目前,人们已经不满足于记录地震波,而是采用计算机重现地震波图形,称之为“合成地震图”。合成地震图与天然地震图结合和对比,有利于认识地震波妙曲的多重旋律,有可能揭示出更多的地球深部结构信息。1997年,旅美地震学家宋晓东和美国地震学家合作,发现地球的内核与外核的旋转速度不同,内核比外核要快,相当于板块运动速度的几百倍。地球内核旋转的发现,对于地震等地球动力现象的研究有重要理论和现实意义。


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