之前我们介绍了地球的内部结构之地壳 , 我们已经了解地球内部由外到内分别由地壳(qiao)、地幔和地核组成,而地壳是地球内部结构中最外面的一层 , 也是最薄的一层,但是确是和人类关系最密切的一层 。今天我们继续向地球的深处来进行研究 , 来聊聊地球的内部结构之地幔 。
地球内部结构示意图
【地球内部结构简图之地幔:地球表面火山活动的岩浆来源地】地幔是指地球内部圈层中介于地壳和地核之间的部分,也就是位于莫霍界面和古登堡界面之间,地幔的起点位于地壳的底部,也就是地表以下平均17千米处,一直深入地球内部,到大约2900千米深处的古登堡界面为止,其厚度大约为2900千米左右 , 约为地球半径的一半 。
地震波传播速度变化情况示意图
我们通过地震波在地幔当中的传播情况进行观察,当地震波通过莫霍界面向下传播时,横波和纵波的速度都相应的加速,直到碰到古登堡界面后,横波突然消失,纵波速度迅速下降,一般认为地幔部分结束 , 进入到了以液态物质为主的外地核 。所以根据地震波速度在地幔当中不断加速的特征,科学家推断,其组成物质主要为固态物质 。
地幔结构示意图
科学家对于地震波在地幔中的传播变化情况进行仔细研究,发现地幔还可以进行分层 , 一般分为上地幔和下地幔两部分 。上地幔一般深度范围为地表以下17千米至980千米深处,下地幔的深度范围为地表以下980千米至2900千米深处 。一般地震波在上地幔中的传播速度要慢于下地幔,其主要原因应该是随着地球深度的增加,压力和物质密度增加,从而地震波传播速度较快 。
软流层位置图
地幔上层的物质主要具有固态特征,主要由含镁和铁的硅酸盐类矿物组成,并随着深度的增加 , 镁铁含量逐渐增加 。在上地幔顶部区域,存在着一个不连续的地震波速度突然下降的区域,根据地震波速度变化 , 此区域很可能是存在液态熔融状态物质,也就是岩浆,我们把这一层称为软流层 , 其深度大约在地表以下100至110千米深处 。
火山喷发
目前普遍认为软流层的形成原因是放射性元素的衰变,从而释放的热能 , 融化了岩石,形成岩浆集聚区 。软流层当中的岩浆在地球内部的压力作用下,会顺着岩层之间的裂隙,主要是板块交界处的裂隙上升 , 进入地壳,有的在地下岩层中冷却凝结,形成侵入岩 , 有的岩浆顺着裂隙一直上升到地表,最终喷出地表,从而形成火山喷发,喷出地表的岩浆冷却凝结形成的岩石成为喷出岩 。
地幔柱示意图
所以,软流层被认为是地球表面火山活动的岩浆来源地 。地幔是一个包裹在地核之外的巨大固态岩层,相当于鸡蛋当中的蛋白部分,它是连接蛋壳和蛋黄之间的中间层 , 地幔连接着地壳和地核,而这两部分状况完全不同,地壳薄而冷,地核厚而热 , 地球内部的热能会由内而外的通过地幔层向外释放,这种释放可能是阶段性和间歇性的 , 其形式主要是通过地幔柱向地表释放地球内部热能,而这种地球内部热能的释放 , 很有可能引起地球表面环境的巨大变化,从而导致生物灭绝 。
地幔柱