Question

地球圈层中的主体界面

Answer 1

根据地震波的速度变化，地球内部可分为地壳、上下地幔和内外地核等几个大的圈层。这些圈层之间是由界面分开的，这些界面共有四个，统称为主体界面。

（一）壳幔界面

在地壳下面30～60km深度处，个别地方超出这一深度范围，P波速度从6～7km/s，跳到8km/s以上，它是地壳与地幔的分界面。这个界面是南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇在1909年研究阿尔卑斯地区的区域地震Pn波震相时发现的，因此，这个界面又称为莫霍面（通常用Moho或M表示）。

（二）幔核界面

在地幔内部，速度随深度的增加而增加。在大约2900km处，P波速度突然从13km/s下降到8km/s左右，在地球内部出现第二大间断面。这是美国地震学家古登堡于1914年通过大量天然地震震相分析首先提出的，因此该界面又称为古登堡界面（用G表示）。

（三）内外核分界面

从2900km以下进入地核，P波速度逐渐回升，而S波因为不能通过而速度变为零，直到大约5000km深度处，转换S波才出现，P波速度也呈现出明显的跳跃，成为地球内部的第三大间断面，由此可见，外核物质为液态，内核物质则为固态。这是丹麦地震学家莱曼女士在1936年首先发现的，称为莱曼面（用L表示）。

（四）上下地幔的过渡层

从1956年开始澳大利亚地震学家布伦对地幔做了进一步分层的研究，认为地幔是由上地幔（与20°走时曲线的间断相联系）、过渡层（速度变化不均匀）和下地幔（速度变化均匀）组成的。有时人们又称其为20°间断面。

上述地球分层，即主要单元的划分，从21世纪开始至50年代已大体确定（图5-1）。习惯上采用A～G字母予以命名：A，地壳；B，上地幔；C，过渡层；D，下地幔；E，外核；F，L间断面；G，内核。

图5-1 地球分层结构示意图

随着对地球结构认识的逐步深入，目前在横向变化、非弹性和各向异性等方面的研究不断深化，地球模型逐渐发展和完善。在地球分层模型的发展过程中，曾先后出现过：佐普列兹盖格模型、杰弗里斯（Jeffreys）模型、古登堡（Gutenberg）模型、布伦（Bullen）模型、安德森-哈特（Anderson-Hart）模型以及初步地球参考模型（PREM）。这些模型彼此间有联系，也有区别，其中布伦模型和初步地球参考模型使用较为广泛。