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上地幔

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地球結構,軟流圈在岩石圈下層

軟流圈(Asthenosphere)是地球地幔的一部分弱塑性變形區域,位於岩石圈的下面、中間圈的上面,其軟流圈下界在地表以下80-200km深處。

岩石圈與軟流圈的邊界,定義在1300°C等溫線。此線以上的岩石圈為剛性變形,此線以下的軟流圈為黏滯變形。軟流圈的下界沒有一個確定定義,通常採用溫度或者流變學的變形率。在某些地方(如大洋板塊深俯衝)軟流圈下界可深達700km。

地震波在軟流圈的波速下降10%左右,形成一個低速區。這可能是由於軟流圈存在部分熔融。大洋地殼下的岩石圈-軟流圈邊界比較淺(平均在60km深處),地震波在此會突然下降5-10%。在中洋脊,岩石圈-軟流圈邊界在大洋地殼下幾千米處。

1914年-1915年,巴雷爾·約瑟夫英語Joseph Barrell發表8篇關於地殼均衡的系列研究文章,從力學角度(剛性流變性)提出了岩石圈與軟流圈的分野並給其命名。[1][2]該詞來源於希臘語單詞asthenēs(weak)與單詞sphere的組合;推測為塑性狀態的超鐵鎂物質;軟流圈以上的地幔頂部為堅硬的岩石,與地殼的岩石合稱為岩石圈;因為板塊構造論的地幔對流體的運動就是在軟流圈中進行,岩石圈板塊在軟流圈之上受到對流體的驅動而飄移,故稱軟流圈。軟流圈實現了地殼均衡

雖然早在1926年,就有推測軟流圈的存在,但軟流圈的證實始於1960年5月22日智利地震

參考文獻

  1. ^ Barrel, J. The strength of the crust, Part VI. Relations of isostatic movements to a sphere of weakness – the asthenosphere. The Journal of Geology. 1914, 22 (7): 655–683. Bibcode:1914JG.....22..655B. JSTOR 30060774. doi:10.1086/622181. 
  2. ^ Joseph Barrell:“The Strength of the Earth's Crust VIII. Physical Conditions Controlling the Nature of Lithosphere and Asthenosphere”, published in 《The Journal of Geology》,Vol. 23, No. 5 (Jul. - Aug., 1915), pp. 425-443. [2018-12-18]. (原始內容存檔於2021-03-12).