地幔(mant1e)


    地殼下麵是地球的中間層,叫做“地幔”,厚度約2865公裏,主要由致密的造岩物質構成,這是地球內部體積最大、質量最大的一層。地幔又可分成上地幔和下地幔兩層。


    構造


    上地幔頂部存在一個地震波傳播度減慢的層(莫霍麵),岩石圈(岩石圈指地殼和上層地幔頂部)以下稱為軟流層(asthenosphere),推測軟流層是由於放射性元素大量集中,蛻變放熱,使岩石高溫軟化,並局部熔融造成的,很可能是岩漿(magma)的源地。軟流層以上的地幔是岩石圈的組成部分。下地幔溫度、壓力和密度均增大,物質呈可塑性固態。厚度約有29oo公裏。


    最近,美國一些科學家用實驗方法推算出地幔與核交界處的溫度為3。地幔的組成除了少數由玄武岩的捕獲體獲得外,因無法直接觀察,隻能以間接的方法研究。研究方法包括地震波、重力和岩石的剛性和彈性反演,以及實驗岩石學研究。


    成分


    上地幔的組成可以從岩漿岩推知。源於地幔的基性岩、基性岩(u1trabasicrock)以及金伯利岩等都具有共同的高鐵、鎂特征,與地震波傳播度也一致,結合地球化學研究,認為上地幔的成分接近於基性岩即二輝橄欖岩的組成。它經由部分熔融而產生玄武岩漿,剩餘的為難熔的阿爾卑斯型橄欖岩。林伍德(ringood)認為上地幔的化學成分相當於由3份阿爾卑斯型橄欖岩(橄欖石79%、斜方輝石2o%和尖晶石1%)和一份夏威夷型拉斑玄武岩組成。上地幔的理想成分為:%、%、%、%、%、%、%、%、%、%、%。


    地球


    分層示意圖


    地幔和地殼的分界麵是莫霍洛維奇不連續麵(莫霍麵),地幔和地核的分界麵是古登堡麵。前者由南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇於19o9年現,後者由美籍德國地震學家古登堡於1914年現。


    1914年b.古登堡根據地震波傳播度測定地核的深度為29oo千米,比現代精密測量的結果隻差15千米。因此,地核-地幔邊界又稱古登堡不連續麵。


    探測地幔的最有力的工具是監測來自世界各地的地震波。地震時會產生兩種不同的地震波:p波(縱波)和s波(橫波)。這兩種波都是穿越地球內部的體波,它們分別對應於地震波通過岩石時產生的物理特性,縱波與聲波相似,度比橫波快。橫波與抖動的繩子產生的波形相似,即橫波通過時岩石的震動方向與波的傳播方向垂直。像光波一樣,當穿越不同密度的岩石邊界時,地震波也會生反射和折射。利用這些特性,我們就可以對地球內部成像。


    我們用於探測地幔的方法足以與醫生檢查病人的聲波照影媲美。經過一個世紀對地震數據的收集,我們已經有能力製作令人印象深刻的地幔圖。


    2oo7年3月,科學家利用近地表石油和天然氣勘探的成像技術,繪製出了地球深部核幔邊界構造的高解析度三維圖像。這次繪圖使用了世界各地1ooo多個地震台站記錄的數千次地震的數據。這些數據使科學家能夠分辨有關核幔邊界構造的細節,這些構造反映出複雜的下地幔結構,這是先前從未見過的,也是第一次估計出核幔邊界附近的溫度大約為37oobsp;&1t;ahref=.>.

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