莫霍面

莫霍面

莫霍面,地殼同地幔間的分介面,是克羅埃西亞地震學家莫霍洛維奇于1909年發現,故以他的名字命名,稱為莫霍洛維奇不連續面,簡稱莫霍面(或莫氏面)。

  • 中文名稱
    莫霍面
  • 別名
    莫氏面
  • 發現者
    莫霍洛維奇

發現

莫霍洛維奇在達喀爾的皇家航海學校任教時開始接觸地殼學,他對地殼學感興趣到一個程度,以致于他在1887年建立了地區性的氣象站,後來針對克羅埃西亞斯洛維尼亞地區的 Observation of Precipitation 機構作系統性的地殼活動觀察、量測、分析,也製作一些量測或分析時需要的儀器。1891年基于他的要求,他調到札格雷布的學校,在1892年在 Grič 建立氣象站,對全克羅埃西亞地區提供地震方面的服務,同時也在大學教授地球物理學及天文學。在1892年莫霍洛維奇觀測到一個非凡的氣象現象,那就是1892年3月31日位在 Novska 的龍卷風,這個龍卷風卷起13噸火車車廂及50名乘客,丟到50米遠的地方。他也觀測1898年在 Cazma 附近的天坑,也研究札格雷布市的氣候。他最後一篇地震學的論文在1901年發表,提出大氣溫度會隨著高度而遞減。他長年觀察雲所累積的資料成為他學位論文《On the Observation of Clouds, the Daily and Annual Cloud Period in Bakar》的基礎,也使他在1893年得到博士學位。

在研究1909年的一次地震時發現。某些地震波到達觀測站比預計的快。在該介面附近,縱波的速度從7.0km/s左右突然增加到8.1km/s左右;橫波的速度也從4.2km/s突然增至4.4km/s。其出現的深度在大陸之下平均為33km。在大洋之下平均為7km,平均深度為17km。根據分析,1910年莫霍洛維奇提出地球有內外層之分。他指的內外層就是我們所說的地幔和地殼。而地殼與地幔的分介面也就被稱之為莫霍洛維奇不連續面(莫霍面)。

地理套用

對該地區的深地震探測研究的總結和梳理,探討了該區的莫霍面深度與變化及其地球動力學意義。華北地區最深的莫霍面出現在內蒙褶皺帶內,最淺的莫霍面出現在渤海灣盆地。東北地區最深的莫霍面出現在大興安嶺地區,最淺的莫霍面出現在依蘭-伊通斷裂帶內;大興安嶺-太行山重力梯度帶為一重要的莫霍面陡變帶,其西側的莫霍面一般大于40km,東側的莫霍面一般小于36km,郯廬斷裂帶及其北延的依蘭-伊通斷裂帶內,莫霍面沿線均有隆起,但幅度不一。渤海灣盆地及方正斷陷(位于依蘭-伊通斷裂帶內)莫霍面上隆顯著,敦密斷裂帶有莫霍錯斷現象;在出露古老結晶基底岩石的塊體內,其莫霍面深度要深于相鄰盆地;莫霍面在太行及燕山山前深度明顯加大。這些特征說明華北及東北地區拼合到一起後共同經歷了太平洋構造運動的影響,而大興安嶺-太行山梯度帶限定了太平洋構造域的影響範圍,太平洋板塊的向西俯沖的前緣可能位于太行山以東,郯廬斷裂帶以西。

組成

地幔與上下層不同物質的分界處稱為不連續面。外面的被命名為莫霍不連續面,深處的則是古登堡不連續面。

在莫霍面上,地震波縱波和橫波傳播速度增加明顯,彈性和密度隨深度逐漸增加,地幔物質密度、硬度大于地殼。此面以上物質平均化學組成與玄武岩相似,密度約2.9×10^3kg/m^3;此面以下物質平均化學組成與橄欖岩相近,密度約3.1-3.3×10^3kg/m^3。莫霍面溫度為400-1000/℃

事實上,自莫霍面被提出以來,眾多學者開始關註其形成和演化。當下認為莫霍面分為兩種,一種為地震學莫霍面(Seismic Moho),代表地震波波速的突然提高;另一種為岩石學莫霍面(Petrologic Moho),這種莫霍面沒有顯示出地震波波速的異常,而是由淺部到深部漸變至地震學莫霍面以下的地震波波速水準。岩石學莫霍面經常在造山帶的巨厚地殼位置出現,是下部地殼在高溫高壓下變質到榴輝岩相而形成的。

參數

深度:33㎞

通過此介面向下,P波和S波速度都突然增加,直到古登堡面,橫波突然完全消失,縱波突然減速

地震波速度:縱波:8.0㎞/s 橫波:4.4㎞/s

彈性/(10¹²dyn/㎝²) 體變模量:1.17 切變模量:0.63

密度:3.32g/cm²

重力:984㎝/s²

溫度:400-1000/℃。

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