Question

　地球深部、内部研究

Answer 1

地幔、地核的研究已经受到地学界越来越多的关注，原因是地壳及岩石圈中物质运动，其动力学过程，其物质组分的变化、迁移、分散、聚集及相互作用都与地幔、幔核边界以及地核的结构运动、演变相联系。已经有足够的资料说明地幔物质在各处是不均一的，大陆区的地幔与大洋区的地幔成分有所差别。在大陆内不同构造区的地幔亦有差异的显示。地幔在不断地运动，并对岩石圈的运动起到非常重要的作用，有时是决定性的作用。例如，已经比较共识的洋脊扩张、板块运动与地幔的对流运动有关；大陆陆块内裂谷张开与地幔的垂向运动相联系，并有地幔物质上涌进入地壳；在大陆及大洋区一些特殊构造区存在上侵的地幔柱等。地幔的运动造成了地幔与岩石圈发生物质的交换，地球内部热的逸散，显然亦改变着地幔与地核的组成及促使其物、化性的演化。而对于岩石圈、水圈及生物圈，甚至大气圈的影响更为剧烈。大规模的地质构造运动、大规模的岩浆活动，特别是火山喷发活动，使地球表层，包括大气层发生激烈的变动，使其不断地演化。因此，地球表层的运动、结构的变化，物质组成的演化及重组，其关键性的动力是地幔、地核，亦就是地球深部的运动。当然地球表面的岩石、水域和大气层受到太阳能的作用，发生了各种表生作用，亦改变着地球的表层，但与地球深部的作用相比还处于次要的地位。因此，研究地球深部、内部的层圈及其运动是地学研究的重要方向。

地球深部、内部的研究，目前地学界关注的重大问题是：地幔、地核的物质组成、状态、结构和运动；探讨其不均一的状况及原因；地幔与地核的运动形式，特别是地幔与幔核边界上的作用，它们对岩石圈的影响；地幔柱形成、侵位与对岩石圈及地壳的作用；地球深部物质状态的高温、高压实验研究；地球深部物质与状态与地球物理场的关联等。

从事这方面的研究有较大难度，只能求助于地球物理、地球化学探测技术和高温高压的模拟实验。应用宽频数字地震仪固定台网和可移动台网，通过对穿过地球的压缩波和剪切波的测定以及用弹性波层析成像对地球内部进行三维填图来进行研究。这方面的研究已获得地幔圈与地核圈具有不同运动速度的重要成果。运用航天卫星测量技术对海平面（大地水准面）形状的卫星射线测量，将有可能确定地幔中的密度和速度异常区的边界。通过对不同时代、不同地区地幔岩石的微量元素及Pb、Sr、Nd、He等同位素精确测定等地球化学的研究，可获取地幔不均一性及其在各处演化的信息。由于在金刚石压砧中已经可以获得高达约560×10⁶kPa和3000℃的实验条件。因此，已有可能进行地幔，甚至地核条件下物质状态的实验，并进行物理和化学性质的测定。