我们的世界,即地球,是太阳的第三颗行星,也是已知唯一维持生命的行星。地球上维持生命的这一层叫做岩石圈。岩石圈由地壳和最上层的固体地幔组成。软流圈位于岩石圈之下,由地幔最上部最薄弱的部分组成。当我们从岩石圈移动到软流圈时,温度升高。温度的升高和极端压力使岩石变得可塑。这些半熔融的岩石迟早会流动。上述现象在一定深度和温度下形成软流层。这两个层面是至关重要的,因为这些层面内发生的机械变化,以及它们对社会的影响。它们的区别和相互作用将在下面的文章中进一步讨论。
岩石圈的概念始于1911年。E。H。其他科学家如J。巴雷尔和R。A.伤残调整生命年[我]。而软流圈的概念是在历史的后期即1926年提出的,1960年智利大地震产生的地震波证实了这一点。他们提出了大陆地壳上的重力异常,其中一个强大的上层漂浮在一个薄弱的下层,即软流圈上。随着时间的推移,这些想法得到了扩展。然而,这一概念的基础是建立在弱软流圈之上的强岩石圈[ii]。
岩石圈由地壳和最上面的地幔(主要由橄榄岩组成)组成,后者构成由板块(岩石材料的大板块)划分的刚性外层。这些板块的运动(相互碰撞和滑动)据说会引起诸如深海裂谷、火山、熔岩流和造山等地质事件。岩石圈被上面的大气圈和下面的软流圈所包围。虽然岩石圈被认为是最坚硬的层,但它也被认为是弹性的。然而,它的弹性和延展性远小于软流圈,并且取决于应力、温度和地球曲率。这一层的深度在地表以下80公里到250公里之间,被认为是一个比它的邻居(软流圈)更冷的环境,大约400摄氏度[iii]。
与岩石圈相比,软流圈被认为更热,即在300到500摄氏度之间。这是由于软流圈大部分是固体,有些区域含有部分熔融岩石。这导致软流圈被认为是粘性和机械弱。因此,它被认为比岩石圈更具流体性,岩石圈是它的上边界,而岩石圈的下边界是中层。软流圈可延伸至地表以下700公里的深度。如果温度足够高,组成中间层的热物质会加热软流圈,导致软流圈中的岩石(半流体)熔化。软流圈的半流体区域允许岩石圈中的构造板块运动[iv]。
岩石圈分为两种类型,即:
岩石圈的化学成分约含有80种元素和2000种矿物及化合物,而软流圈中的泥状岩石由铁镁硅酸盐组成。这与中层几乎相同。海洋地壳比大陆地壳暗,因为二氧化硅少,铁和镁多。
岩石圈包含15个主要构造板块,即:
来自地球较低层的热量引起的对流驱动软流圈流动,从而导致岩石圈中的构造板块开始移动。构造活动主要发生在上述板块的边界,导致板块碰撞、相互滑动,甚至撕裂。产生地震、火山、造山运动以及海沟。海洋地壳下软流圈的活动,创造了新的地壳。把软流圈推到海中脊的表面。当熔融的岩石挤出时,它冷却,形成新的地壳。对流力也导致洋脊处的岩石圈板块分离[vi]。
实验室位于冷岩石圈和暖软流圈之间。因此,表示流变边界,即包含流变特性,例如热特性、化学成分、熔体范围和晶粒尺寸差异。实验室描述了从软流圈中的热地幔到上面更冷更硬的岩石圈的转变。岩石圈的特征是传导热传递,而软流圈是平流热传递的边界[vii]。
地震波穿过实验室时,穿过岩石圈的速度比软流圈快。因此,某些地区的波速降低了5至10%,30至120公里(海洋岩石圈)。这是由于软流圈的密度和粘度不同造成的。边界(地震波减速的地方)被称为Gutenberg不连续面,由于其共同的深度,这被认为是与实验室相关的。在大洋岩石圈中,实验室的深度可以在50到140公里之间,除了大洋中脊,那里的深度并不比正在形成的新地壳深。大陆岩石圈的实验室深度是一个争议的来源,科学家估计深度从100公里到250公里不等。最终,大陆岩石圈和一些较老地区的实验室,既厚又深。表明它们的深度与年龄有关[viii]。
岩石圈 | 软流圈 |
岩石圈概念于1911年提出 | 软流圈概念于1926年提出 |
岩石圈由地壳和最上层的固体地幔组成 | 软流圈由地幔最上部最薄弱的部分组成 |
位于大气之下软流圈之上 | 位于岩石圈之下和中层之上 |
物理结构由刚性外层组成,外层被板块分开。它被认为是刚性、脆性和弹性的。 | 物理结构主要为固态,部分区域含有部分熔融岩石,具有塑性 |
具有弹性和韧性较差的特点 | 具有比岩石圈更高的延展性 |
在地表以下80公里和200公里的深度范围内 | 延伸到地表以下700公里的深度 |
大约400摄氏度的温度 | 温度大约在300到500摄氏度之间 |
密度比软流圈低 | 软流圈比岩石圈密度大 |
允许传导热传递 | 允许平流热传递 |
地震波以更快的速度穿过岩石圈 | 地震波在软流圈的传播速度比岩石圈慢5%到10% |
岩石承受的压力要小得多 | 岩石承受着巨大的压力 |
化学成分由80种元素和大约2000种矿物组成 | 软流圈主要由铁镁硅酸盐组成 |
地球由5个物理层组成,即:;岩石圈、软流圈、中层、外核和内核。本文重点讨论了前两层,以及它们之间的区别。构成地质的一部分;研究地球结构、历史及其过程的科学。地质学有助于围绕一些令人生畏的人文问题进行研究,如气候变化、自然灾害(海啸、地震、火山爆发、滑坡等)以及资源枯竭(水、能源、矿产)。解决我们当前的环境挑战需要了解我们的地球结构和系统。这个世界是我们的家。我们完全依赖地球生存。因此,为了促进可持续的生活,我们了解我们的环境是合乎逻辑的。
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