二、地球的内部圈层

该内部圈层指从地面往下直到地球中心的各个圈层,包括地壳、地幔和地核。虽然人们渴望“向地球的心脏进军”,彻底搞清楚地球内部状况,但目前世界上深井记录为 12300m(俄罗斯科拉半岛一口深钻,截至 1986 年), 只占地球半径的 1/530,所以还不能用直接观察的方法来研究地球内部构造。通常采用地球物理方法,更主要是利用地震波的传播变化来研究地球内部构造情况。地震波分为纵波(P)和横波(S)。纵波可以通过固体和流体, 速度较快;横波只能通过固体,速度较慢。同时地震波的传播速度随着所通过介质的刚性和密度的变化而改变。因此地震波实际上对地球起到“透视” 的作用。当然,也可以借助宇宙地质(特别是陨石的成分)来判断地球内部的成分。

如果地球从表及里,是由均一物质组成,则纵横波速度在任何深度和任何方向都应该相同。但根据地球内部震波传播曲线分析,可以看出震波传播速度随深度而发生变化,并且有些地方还发生突然变化,可见地球内部物质不是均一的,而且还存在许多界面。地震波在地下若干深度处,传播速度发生急剧变化的面,称为不连续面。其中有两个变化最显著的不连续面,叫一级不连续面(表 1-4)。根据地震波的传播数据,可以制成地球内部震波传播速度曲线图(图 1-9)。从表或图中可以看出两个一级不连续面:

一个在地下(自海平面起算)平均 33km 处(指大陆部分)。在此不连续面以上,纵波速度为 7.6km/s,以下则急增向 8.0km/s;而横波则由 4.2km/s增到 4.4km/s。这个一级不连续面称莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍面或莫氏面。