地球整體分層與地球淺層分析

地球整體分層方式

區分:藉由地圈的化學組成
與物理性質不同而加以分類

地圈化學分層:若依莫、古不連續
面的震波速率差,推測化學組成

分成三大部分:地殼、地函、地核

地圈物理分層:依物質強度、流動
程度、行為表現,以物理性質區分

PREM模型

利用震波、自由振盪與長週期表面波
資料、天文大地測量資料綜合分析

將地球區分為9個區域:
①海洋層、②上下地殼層、
③地殼至低速帶間層④低速帶、
⑤低速帶至過渡帶間、⑥過渡帶、
⑦下部地函、⑧外地核、⑨內地核

成分分析

地殼部分:主要透過地殼鑽探與震波分析

海洋地殼:玄武岩質,矽鎂質,
深色,含鐵比例較高,厚度較薄

大陸地殼:花崗岩質,矽鋁質,
淺色,含鐵比例較低,厚度較厚

地函部分:

上部:主要透過震波分析與捕獲岩分析

下部:主要透過震波分析與礦物實驗分析

橄欖岩-尖晶石質,矽鎂質,深色

鈣鈦礦-過鈣鈦礦,矽鎂質,深色

地函過渡帶

軟流圈下界至中層圈上界間660km,具有物質結構變化,主要
為上部地函的橄欖石轉變至下部地函的鈣鈦礦使震波波速變化

地核部分:主要透過震波分析、球粒隕石與實驗室模擬分析

外地核:鐵鎳合金,液態

內地核:鐵鎳合金,固態

主要依據S波不可在液態及氣態中傳播區分

軟流圈:S波傳遞到軟流圈時發生明顯減速,但仍存在,故
推測軟流圈為具可塑性固體(接近熔點)或部分融熔之固體

外核:S波傳播到外核時無法傳播,故推測外核為液態

Bullen地球分層模型

將地球內部分成A到G共七層

此分層概念多數沿用至今,但配合已知地球質
量與轉動慣量推論地球內部密度分佈時,卻出
現不一致的結果,故現由PREM模型所取代

透過S波分析,瞭解淺層結構的差異
進而分析地球淺層(地殼+上部地函)

地殼與上部地函:震波在地球淺層中變化差
異極大,同時受深度與地點影響一般而言深
度越深,地震波速相對越快,但有部分差異

軟流圈:

大陸地區:120-220km(較薄)

海洋地區:70-220km(較厚)

岩石圈:

大陸地區:0-120km(較厚)

海洋地區:0-70km(較薄)

地殼成分差異成因

大陸地殼下部:中性岩(矽酸含量中)

海洋地殼:基性岩(矽酸含量低)

大陸地殼上部:酸性岩(矽酸含量高)