
莫霍面
好的,这是一个非常核心的地质学概念。以下是关于 莫霍面 的详细解释。
莫霍面,全称为 莫霍洛维奇不连续面,是地球内部地壳与地幔之间的分界面。
它是由克罗地亚地震学家安德烈亚·莫霍洛维奇在1909年分析地震波数据时首次发现的。他注意到在地表以下一定深度,地震波(特别是P波)的传播速度有一个突然的、跳跃式的增加,这表明其下方的物质成分和物理性质发生了显著变化。
位置与深度:
深度并不均匀,主要受地壳类型影响。
大陆地区:较深,平均约 30-50公里。在高山高原之下(如青藏高原)最深可达70公里以上。
大洋地区:较浅,平均约 5-10公里。在大洋中脊最浅,仅约3-5公里。
全球平均深度约为 17公里。
物质成分变化:
界面之上(地壳):主要由密度较小的硅铝质岩石(如花岗岩、玄武岩)和沉积岩组成。
界面之下(地幔顶部):主要由密度较大的铁镁质岩石(如橄榄岩)组成。这个顶部区域被称为“岩石圈地幔”。
物理性质变化:
地震波(P波和S波)速度在此界面发生突增,P波速度从地壳的约6-7公里/秒,增加到地幔顶部的约8公里/秒以上。
这是一个从刚性、脆性的地壳岩石向更致密、更具塑性(在长时间尺度上)的地幔岩石的过渡带。
标志性发现:莫霍面的发现是固体地球科学的一个里程碑。它首次通过地球物理方法(地震学)证实了地球具有圈层结构,而不仅仅是表面的一层固体壳。这直接推动了现代地球内部结构模型(地壳、地幔、地核)的建立。
划分地球圈层:它是最重要、最清晰的地球内部一级界面之一,是划分地壳和地幔的根本性边界。
研究地球演化:莫霍面的深度和形态记录了地球的构造演化历史。例如,造山作用会使地壳增厚、莫霍面下凹;而地壳的拉伸减薄(如裂谷)会使莫霍面抬升。
在20世纪50年代末至60年代初,美国科学家曾提出一个雄心勃勃的计划——“莫霍计划”,旨在钻探地壳,直至打穿莫霍面,获取地幔的原始岩石样本。
目标:获取“莫霍面处的岩石”,实现人类首次对地球深部地幔的直接取样。
挑战:技术难度极大,尤其是在深海中钻探。
结果:该计划因成本过高和技术挑战于1966年终止,未能实现其最终目标。
遗产:虽然失败了,但它为后来的深海钻探计划 和 综合大洋钻探计划 奠定了技术和组织基础。这些后续计划取得了巨大成功,极大地推动了板块构造理论和古气候学的发展。
至今,人类尚未直接钻探到莫霍面。 对它的所有认知都来自间接的地球物理方法(主要是地震波探测)。