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[科普中国]-雷氏不连续面

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雷氏不连续面Lehmann discontinuity)是指在地球的地幔中地震波P波和S波突然加速的区域。

介绍雷氏不连续面Lehmann discontinuity)是指在地球的地幔中地震波P波和S波突然加速的区域,该区域一般在220±30公里深处,该不连续面由丹麦女性地震学家英格·雷曼发现并以其姓氏命名。

解释雷氏不连续面在大陆地壳下存在,但在海洋地壳的大多数区域以下不存在,并且在全球性的平均研究中不容易出现。关于地震波速度增加的现象已有数个解释提出,例如它的下限和有弹性的软流圈相连,相变造成震波速度变化;1而目前认为最可能的是S波在深度变化时的非均向性。

历史英厄·莱曼于1936年发现了地球的地核不是单一的熔融球体,而是有物理状态相当不同的内核和外核两层。莱曼于1953年从丹麦大地测量研究所退休,她在该研究所任职的最后几年和同事的关系不合,部分原因可能是她没有耐心应付能力不如她的同事。之后莱曼在美国居住数年,并且和莫里斯·尤因以及法兰克·普莱斯共同研究地壳和地幔。这段时间她发现了另一个地震波不连续面,该不连续面位于190到250公里深处,并命名为“雷氏不连续面”作为对她的尊敬。

地震学地震学是一门研究地震以及震波在地球内部传播的学问,也研究其它由地震引起的现象,如海啸,以及会引起地震的现象,如板块运动、火山运动等。

地震可以在地球内部引致地震波,通过观察地震波在地球内部的传导,人们可以了解和推断出地球内部的结构和构造。对地震波的研究最早的结论之一是地球内部是液态的:纵波可以传过地核,横波无法通过地核,而横波的传播需要比较坚硬的媒介。现在科学家的认识是,地球的不同深度状态是不同的,地核又可以分为固态的内核和液态的外核,这都是由地震学的研究得来的。

使用人工爆破所产生的地震波,让人们今天可以探测地底下的石油贮藏、岩石结构、盐矿、地层的结构和被埋没的陨石坑等等。但是人工爆炸主要用在浅层的地质勘探,是通过反演算出震波传递的速度,分析后可得到地下可能藏有的地质结构和物质分布。

人们现今可以研究地下数千米深的地质构造,如地幔中的对流层、岩浆腔,到地核的各向异性等。透过对地震波的观察,人们今日还可以观察到陨石坠入无人海域的过程和核爆炸,近距离得可以侦测到车辆通过,甚至是人的脚步。

其他不连续面古氏不连续面古登堡界面(英语:core–mantle boundary, CMB)是地核与地幔的交界。

1914年,德国地球物理学家宾诺·古登堡(Beno Gutenberg)发现地下2885千米处地震波的传播速度有明显变化,其中纵波的速度明显下降,横波完全消失。后来证实这里是地核与地幔的分界层。

莫氏不连续面莫霍界面,有时简称莫荷面,是地球的地壳与地幔的分界面。莫霍界面首先在1909年由克罗地亚地震学家莫荷洛维奇(Andrija Mohorovičić)发现。他观察到地震波(特别是P波)在此处波速会突然变快。莫霍界面几乎完全在岩石圈内; 只有在海洋中洋脊之下才能确定岩石圈-软流圈边界。莫霍界面在1909年被莫霍洛维奇首次确定,当时他观察到,从浅层地震的震动图有两组P波和S波,一组沿着地球表面附近的直接路径,另一条被高度速度介质折射。

莫霍界面的位置不定,可浅至中洋脊下方约5公里处,也可深至大陆地壳下方约75公里处。

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

康拉德不连续面康拉德不连续面Conrad discontinuity),常简称为康拉德面,是地球大陆地壳内的次级水平分界面,地震波通过该不连续面时速度会增加。该不连续面在大陆地壳各处的深度在15到20千米之间。但在海洋地壳中则不存在。

康拉德不连续面是以地震学家维克托·康拉德命名,该不连续面是指地壳的上层和下层交界。和莫氏不连续面不同的是,康拉德不连续面在部分大陆地壳区域不存在。直到20世纪中期,地质学界一般认为上层大陆地壳是由花岗岩等长英质岩石组成(硅铝层,Sial),下层大陆地壳则是由玄武岩等基性岩(铁镁层,Sima)组成。因此,当时地震学家认为在这两个化学性质迥异的岩石层之间的康拉德不连续面会对应于相当明显的分界。

但自1960年代以来这个理论在地质学家间争议不断,康拉德不连续面的确切地质意义仍旧不明确。它可能代表了自角闪岩相到麻粒岩相的变化。而在弗里德堡陨石坑中间隆起处和卡普瓦克拉通周围的调查结果也支持这个说法。

其他用法部分文献中,雷氏不连续面是指同样由英格·雷曼发现的地球外核和内核交界。

相关古氏不连续面-地核与地幔的交界

莫氏不连续面-地壳与地幔的分界

康拉德不连续面-地壳内上层硅铝层和下层硅镁层分界。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学