文章插图
科学家为了研究方便,将地幔分为上地幔、过渡层和下地幔 。过去有人将900公里深度作为上下地幔的分界,也有将650公里作为上下地幔的分界 。科学研究发现上地幔的速度变化很不规则,而且速度梯度很大;下地幔的速度单调地增大,而且速度梯度小 。上地幔的速度梯度可以用矿物相变来解释 。
无论是大陆,还是海洋,正常地幔顶部的地震纵波速度约为8.1—8.3公里/秒,活动构造带的地幔顶部,其速度较小,只有7.4—7.8公里/秒 。上地幔的一个特点是存在一个低速层(B″层) 。自M面至低速层顶面之间称为盖层(B′层) 。
有关盖层的速度结构主要来自莫霍面的绕射波 。根据天然地震资料,它们的速度随震中距(△)的变化很小,因此长期以来认为,盖层的速度比较均匀 。盖层的速度比较均匀,但是薄层的变化可能很大 。根据人工爆破的资料,盖层与地壳相似,其中也存在许多特殊构造,横向变化很大 。
大陆低速层的深度从150公里开始,海洋的低速层较浅,约自深度60公里开始 。大陆和海洋的低速层底面深度均为220公里 。低速层的地震横波速度比地幔顶部大约减小10% 。低速层的产生可以归因于该处物质发生部分熔融,也许还有化学成分改变的影响 。
低速层下面是速度比较均匀的物质,称为均匀层 。
有人根据重力均衡的现象以及其他力学的考虑,认为上地幔必须存在物质可以沿水平方向流动的地层,并称它为软流层 。软流层以上到地面,包括地壳的物质称为岩石层,岩石层的物质不能沿水平方向流动 。力学上的软流层与地震波的低速层其含义和位置不一定符合,但是很多人都把它们等同起来 。
根据板块构造理论,全球的岩石层可以分成几个大的板块,它们“浮”在软流层之上,并且彼此之间有相对的运动 。软流层顶面的位置随板块的不同荷载而异,而底面的深度应当相同 。但是,根据天然地震体波的分析,不同构造带的横向深度差异至少延伸至400公里以上,这样,软流层也许延伸很深 。
地幔介于地壳和地核之间,深度一般从地面以下33公里到2900公里,约占地球总体积的83.3% 。因为它在地壳和地核的中间,所以又称“中间层” 。
地幔可分为上下两层 。上地幔由硅、氧、铁、镁等元素组成,其中铁镁含量比地壳的铁镁含量多,因此这层又称为地幔硅镁层 。一般认为,这里的物质处于局部熔融状态,它像一条传送带,带动着地壳缓慢地移动,并促使地球下层的物质与上层物质进行交换 。这里也是岩浆的发源地,广泛分布于地壳的玄武岩就是从这一层喷发出来的 。下地幔除硅酸盐岩石外,金属氧化物与硫化物显著增加,它的物质比重比上地幔物质比重要大,呈固体状态 。
【上地幔是什么?】据推算,地幔层的温度高达1000~2000℃,内部压力达9000~38.2万个大气压,物质密度达3.3~4.6克/厘米3 。在这种高温、高压和高密度的环境条件下,物质处于一种塑性的固体状态 。它好像沥青一样,在短时间内具有固体的性质,如果放久了就会变形,具有可塑性 。在地幔的上层,由于压力较小,物质呈半熔融状态,被称为“软流层” 。坚硬的地壳,就浮在这个软流层上 。一旦在地壳的浅薄地段发生裂缝,灼热的岩浆就会沿着裂缝喷出地面,引起火山爆发 。
地幔层是一个广阔的地下世界,人们至今知道得还很少,有待我们去探索 。
推荐阅读
- 扩列是什么意思
- 想知道乐收是什么快递?
- 当双子座遇上天秤座时会怎样?
- 深感歉意是什么意思
- 何陋之有的之是什么意思
- DSS是什么意思?
- 写真是什么东西
- 《斗破苍穹》中药老是什么级别?萧炎最后炼的药是几品?
- “左”字是什么结构的字?
- 话不投机半句多的下一句是什么?