05【奇石地质讲坛】

地球内部地震波波速突变的主要界面

1. 莫霍面

1910年，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇(A.Mohorovicic)意外地发现，地震波在传到地下50km深处时，会发生折射的现象。根据这一现象，他认为在地壳与地壳下面不同物质之间存在一个分界面。后来，为了纪念发现并确认这个界面的科学家莫霍洛维奇，就以他的名字命名，称为莫霍界面（莫氏面、M界面）（图2）。莫霍面是地壳和地幔的分界层，一般认为，在莫霍面以上物质的化学组成与玄武岩相似，而莫霍面以下物质的化学组成与橄榄岩相近。

图1 地震波波速、莫霍面与古登堡面特征

A-莫霍界面 B-古登堡界面 C-地幔 D-外核 E-横波(S) F-纵波(P) H-内核

图2 软流圈位置示意图

2. 岩石圈与软流圈界面

在距地球表面以下约100km的上地幔上部，有一个明显的地震波低速层，这是由古登堡在1926年最早提出的，称之为软流圈（图2），又称低速带，它位于上地幔的上部即B层（见地球内部主要物理性质和圈层划分表）。也就是由于这个软流圈的存在，将地球外圈与地球内圈区别开来。在洋底下面，它位于约60km以深；在大陆地区，它位于约120km以深，平均深度约位于60~250km处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在，在地表以深60~250km至地下1000km之间。这里温度约1300℃，压力有3万个大气压，已接近岩石的熔点，因此形成超铁镁物质的塑性体，在压力的长期作用下，以半黏性状态缓慢流动。板块构造理论的地幔对流运动（岩石圈板块）就是在软流圈之上漂移的。

地球内部主要物理性质和圈层划分表

综合“初步地球参考模型(PREM)、湖南科技大学《煤矿地质学》（杨孟达，2000）”，略有修改。

3. 古登堡面

1914年古登堡(B.Gutenberg)在对地球内部地震纵波、横波传播速度计算后发现，从莫霍面向下，地震波速继续增大，至2900km深处，纵波速度由13.64km/s急剧下降至8.1km/s，横波速度由7.3km/s突然中止消失，不再向下传播。这一截然的、明显的分界面，称古登堡分界面或古登堡面，这是固态下地幔与液态外地核的分界面。

4. 内外地核界面

地核又分为外地核和内地核两部分。外地核的物质为液态，内地核现在科学家则认为是固态结构。外地核深2900km至5120km，内地核深5120km至6371km。如图3所示。

图3 地球内部圈层结构

来源: 湘潭市观赏石宝玉石协会微信公众号