雷氏不連續面

雷氏不連續面

雷氏不連續面(Lehmann discontinuity)是指在地球的地幔中地震波P波和S波突然加速的區域。

介紹

雷氏不連續面Lehmann discontinuity)是指在地球的地幔中地震波P波和S波突然加速的區域,該區域一般在220±30公里深處,該不連續面由丹麥女性地震學家英格·雷曼發現並以其姓氏命名。

解釋

雷氏不連續面在大陸地殼下存在,但在海洋地殼的大多數區域以下不存在,並且在全球性的平均研究中不容易出現。關於地震波速度增加的現象已有數個解釋提出,例如它的下限和有彈性的軟流圈相連,相變造成震波速度變化; 而目前認為最可能的是S波在深度變化時的非均向性。

歷史

英厄·萊曼於1936年發現了地球的地核不是單一的熔融球體,而是有物理狀態相當不同的核心和外核兩層。萊曼於1953年從丹麥大地測量研究所退休,她在該研究所任職的最後幾年和同事的關係不合,部分原因可能是她沒有耐心應付能力不如她的同事。之後萊曼在美國居住數年,並且和莫里斯·尤因以及法蘭克·普萊斯共同研究地殼和地幔。這段時間她發現了另一個地震波不連續面,該不連續面位於190到250公里深處,並命名為“雷氏不連續面”作為對她的尊敬。

地震學

地震學是一門研究 地震以及震波在地球內部傳播的學問,也研究其它由地震引起的現象,如海嘯,以及會引起地震的現象,如板塊運動、火山運動等。

地震可以在地球內部引致地震波,通過觀察地震波在地球內部的傳導,人們可以了解和推斷出地球內部的結構和構造。對地震波的研究最早的結論之一是地球內部是液態的:縱波可以傳過地核,橫波無法通過地核,而橫波的傳播需要比較堅硬的媒介。現在科學家的認識是,地球的不同深度狀態是不同的,地核又可以分為固態的核心和液態的外核,這都是由地震學的研究得來的。

使用人工爆破所產生的地震波,讓人們今天可以探測地底下的石油貯藏、岩石結構、鹽礦、地層的結構和被埋沒的隕石坑等等。但是人工爆炸主要用在淺層的地質勘探,是通過反演算出震波傳遞的速度,分析後可得到地下可能藏有的地質結構和物質分布。

人們現今可以研究地下數千米深的地質構造,如地幔中的對流層、岩漿腔,到地核的各向異性等。透過對地震波的觀察,人們今日還可以觀察到隕石墜入無人海域的過程和核爆炸,近距離得可以偵測到車輛通過,甚至是人的腳步。

其他不連續面

古氏不連續面

古登堡界面(英語:core–mantle boundary, CMB)是地核與地幔的交界。

1914年,德國地球物理學家賓諾·古登堡(Beno Gutenberg)發現地下2885千米處地震波的傳播速度有明顯變化,其中縱波的速度明顯下降,橫波完全消失。後來證實這裡是地核與地幔的分界層。

莫氏不連續面

莫霍界面,有時簡稱 莫荷面,是地球的地殼與地幔的分界面。莫霍界面首先在1909年由克羅地亞地震學家莫荷洛維奇(Andrija Mohorovičić)發現。他觀察到地震波(特別是P波)在此處波速會突然變快。莫霍界面幾乎完全在岩石圈內; 只有在海洋中洋脊之下才能確定岩石圈-軟流圈邊界。莫霍界面在1909年被莫霍洛維奇首次確定,當時他觀察到,從淺層地震的震動圖有兩組P波和S波,一組沿著地球表面附近的直接路徑,另一條被高度速度介質折射。

莫霍界面的位置不定,可淺至中洋脊下方約5公里處,也可深至大陸地殼下方約75公里處。

莫霍界面在海床以下的5至10千米(3~6英里),和在典型的大陸地殼以下的20至90千米(10~60英里),平均35千米(22英里)。

康拉德不連續面

康拉德不連續面Conrad discontinuity),常簡稱為 康拉德面,是地球大陸地殼內的次級水平分界面,地震波通過該不連續面時速度會增加。該不連續面在大陸地殼各處的深度在15到20千米之間。但在海洋地殼中則不存在。

康拉德不連續面是以地震學家維克托·康拉德命名,該不連續面是指地殼的上層和下層交界。和莫氏不連續面不同的是,康拉德不連續面在部分大陸地殼區域不存在。直到20世紀中期,地質學界一般認為上層大陸地殼是由花崗岩等長英質岩石組成(矽鋁層,Sial),下層大陸地殼則是由玄武岩等基性岩(鐵鎂層,Sima)組成。因此,當時地震學家認為在這兩個化學性質迥異的岩石層之間的康拉德不連續面會對應於相當明顯的分界。

但自1960年代以來這個理論在地質學家間爭議不斷,康拉德不連續面的確切地質意義仍舊不明確。它可能代表了自角閃岩相到麻粒岩相的變化。而在弗里德堡隕石坑中間隆起處和卡普瓦克拉通周圍的調查結果也支持這個說法。

其他用法

部分文獻中,雷氏不連續面是指同樣由英格·雷曼發現的地球外核和核心交界。

相關

•古氏不連續面-地核與地幔的交界

•莫氏不連續面-地殼與地幔的分界

•康拉德不連續面-地殼內上層矽鋁層和下層矽鎂層分界。

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