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地震:照亮地球内部的一盏明灯
发布日期:2018-07-10
  我们生活的地球,就像人的脉搏,从它形成的那一刻起就从来没有停止过颤动,地球在漫长的构造运动中逐渐演化成深不见底的海沟、高耸入云的山峰。地球内部缓慢积累了巨大的能量,通过断层运动以地震波的形式突然释放出来,从而引发地面震动。

  强地震发生时会造成大量人员伤亡和巨额财产损失。然而,每一次地震却又为人类征服这种灾难和探索不可见的地球内部结构留下了一份珍贵的数据。现代地震学的创始人之一伽里津有一句名言,“可以把一次地震比作一盏明灯,它点燃的时间虽短,但可照亮地球的内部”。

  人类关于地球内部的认识,主要来自对地震波以及由大地震所激发的周期地球自由振荡的解读和破译。通过研究地震波的反射、折射,可以探明地球的内部构造,了解地球运动的规律。

  地震波“音响”

  地震波和光波有共同点,都可穿透物体,在物质结构的分界面上产生反射、折射和转换等。它们又有不同点:光波是横波、波长较短、穿透深度有限;地震波不仅有横波,还有纵波,波长较长,可以穿透地核,因而可以更多地了解地球的力学性质。

  一次大地震所激发的地震波,沿着地面和分界线传播,称为面波;若在地球内部传播,称为体波,包括纵波(P波)和横波(S波);若使整个地球发生振动,犹如敲钟引起的钟体共鸣,称为全球振荡波;由于地球介质极度不均匀而引起散射,形成一种出现在记录图上的尾波,这种波很像音乐中回荡的交混回响。

  地震学家正是利用上述的丰富“音响”研究地球的分层结构,最终得出地球内部可分为三大部分。

  地球内部构造:

  地壳

  地壳是地球的最外层,仅占全球体积的0.5‰,各处的地壳厚度不同,最薄处为海洋,仅5km左右;最厚处为高山,如我国的青藏高原可达70km以上。地壳底面为莫霍面。各种地质现象,如构造运动、岩浆活动、变质作用和地震活动都发生在地壳内,一切矿物资源也都蕴藏在这里。

  地幔

  地幔在地壳以下,占全球体积的83.3%以上,它的下界面距地面约2900km,称为古登堡面。地幔的顶部存在一个低速层(即软流层),该层上界面距地面约100~150km,在不同的地区,差别较大。造成低速层的原因有不同解释,其中有人认为是岩石接近熔化,但尚未熔化,所以那里温度较高,从而波速较低。低速层的存在为地球上部的板块运动提供条件。

  科学家认为,地幔低速层可能是地壳内各种地质活动的动力来源,并为蕴藏矿物提供物质来源。上地幔的另一个特点是存在引人注目的横向差异。

  地核

  处于地球中心,占全球体积的16.2%。地核一般分为三层,2900~4980km称为外核,4980~5120km称之为过渡带,5120~6371km(地心)称为内核。

  内外核的划分是丹麦地震学家莱曼女士发现的。对于地核的研究、她最突出的成就是确定外核为液态,而内核为固态。由于外核为液态,在那里可以出现磁性流体的运动状态,因而为地球基本磁场的形成提供能量来源,这就是著名的地磁成因的“发电机理论”。

  

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