地球构造和地震波

地震波探测地球内部结构-----速度异常体PB05007106 马晓静地震震相按照震中距的大小，可分为近震震相和远震震相。

近震接收到的主要利用高频波，可用来研究地壳的结构构造，如近地表的倾斜界面的形态（反射、折射波），地壳的结构特点。

远震接收到主要为衰减较小的低频波，研究地球深部构造，如地球速度垂向分布、间断面的特征(范围、形状、成因等）。

以下，着重讨论D”层的超低速区震相识别。

1.D”层的重要性D”层是固态地幔和液态外核之间的边界，是地球内部重要的边界层之一；控制着核幔边界的物质、能量交换；与地球内部对流、板块运动、磁场变化有紧密联系。

D”层也是下地幔中最为复杂的区域，很多研究成果已表明，比如某些地区的D”层顶部速度跳跃及横向不均匀性，在某些地区D”是低速的，存在大量的散射体，存在尖锐的分界。

2、超低速区D”中存在一种极为异常的结构，称为ULVZ（ultra low velocity zone)。

它的厚度为5~60 km，横向尺度大约200 km。

剪切波速(Vs ) 异常达-30%，压缩波速(Vp ) 异常达-l0% ，密度异常可达+l0 %，是一种高密度、低地震波速度的异常体。

地幔其他地区的速度异常范围一般不超过3%，所以称这种异常体为超低速区。

一般认为，超低速区是化学异常及后钙钛矿相变共同影响下的化学-热对流体系中形成的产物．在全球范围内都有广泛分布。

研究D”层的结构，一般选择来自核幔边界的反射波(ScS，ScP，PcP)、透射波(SKS，PKP等)以及沿着核幔边界传播的衍射波(Pdiff，SKPdS，SPdKS，ScPdiff)或者它们的组合。

下面介绍几种研究超低速区的地震学方法。

（1）SKS+SPdKS/SKPdSSKS从震中距70°开始出现，但比较弱；在83°之后，成为径向分量上的主要震相；根据PREM 模型，地幔一侧：Vs=7.6 km／s，Vp=13.6 km／s；外核侧 Vp=8.0km／s)，在震中距超过105°后，外核中传播的P波经过核幔边界进入地幔时，会发生全反射,形成沿着核幔边界传播的衍射波Pdiff，Pd在传播过程中有辐射能量进入地幔形成S波，台站接收到的就是SKPdS（SPdKS与SKPdS的形成原因一致，只是过程相反，两者等效，只是研究的区域不同）。

地震波在地震中的应用
1、地震信息和地球内部结构的研究：地震仪记录下来的地震波包含有关震源和传播介质的信息，反演可求得地壳、地球内部结构。

地震学在地壳、上地幔、地球动力学研究中起重要作用。

2、地震区划烈度：根据地震区划工作的结果，可向国家提供建设烈度，以作为工程建筑设汁的依据。

3、地震勘探：利用地震学的基本原理探测地下资源。

4、侦察地下核爆炸：用地震学的原理来侦察地下核爆炸，台阵建立的最初目的就在于此。

5、地震地质：地震地质探讨地震发生的地质条件，从地质学角度来看，地震又给出了地质活动的独立标志，有助于地质学的研究。

地震波
地震波是打开地心的金钥匙是照亮地球内部的明灯。

地震波有横波和纵波且两种波传播速度和条件不同，它们通过在地球内部不同分界面上发生反射、折射和波形转换携带地球内部的信息，使人们根据地震波这种“超声波探测器”探索出地球内部的奥秘。

同样道理，人们利用地震波携带信息的特性可以进行地震勘探对于找石油及其他矿产资源都做了很好的贡献。

利用地震波形研究探测地球内部构造----地幔不连续面的起伏PB04007314 黄思敏1.对地球内部构造的目前研究状况及其意义：在当今的地球物理研究中，只有少数的一些特殊方法能够对地幔物质以及地幔构造给出较为明确的样本，模型，以供岩石学等的进一步研究。

至今都没有钻井能够钻至Moho面的位置。

在地幔中由地震波形研究发现的全球分布的410km和660km的不连续面刻画出了地幔的内部构造。

所以，研究这不连续面的性质更有助于我们掌握地幔的有关信息。

另外，在地幔深处的温度分布是至今人们都难以准确测得的，然而知道地幔深部温度分布却对研究地幔性质有着重要的意义，因为一定的温度分布能够指示相应的压强及其他热力学参数等等，从而指示地幔物质分布和变化以及它们的形成，由来等等重要信息。

在410km和660km这两个不连续面上有着不同的克拉伯隆梯度，所以在地幔过渡带中，温度较高的地带410km不连续面应该在较深处观测到，而660km 的不连续面应该在较浅处。

现在，关于地幔的软流圈上涌是主动的还是被动的，即，是由于本身的热力学性质驱动上涌还是由外力推动被动上涌的，仍然处于争议之中。

而通过软流圈附近的温度分布则可以较好地研究这个问题。

Arwen Deus and John Woodhouse在2001年做了一个研究，他们得到的不连续面的数据可以用于探测地幔中过渡区的结构。

不连续面的局域深度和观察到的数据显示，地幔的过度带比之前人们估计的还要不均匀。

更重要的是，确定不连续面附近的性质对于了解地幔的进化过程，目前的动力状况，和地幔化学性质都是很关键的。

矿物物理学科和地质动力学都直接利用地震观测资料推测边界状况，这些都多实验者努力想要解释的现象。

用地震学解释地幔物质性质的方法在地幔结构和动力中占有统领地位，所有的努力都是为了发展出对可测的弹性波物质足够精确的表示，以使我们能够对地幔的结构和动力性质做出有信心的解释。

2.研究地幔构造的方法---地震波形和走时曲线研究人们创造并发展了许多研究地幔构造，不连续面的方法，通过分析地震波在界面上有可能发生的与界的反应，如，折射，反射等，来判断反射点的位置。

地震波与地球内部圈层刘继龙 10210124地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。

地震发生时，震源释放出巨大的能量。

震源区的介质在这股能量的驱动下发生剧烈的振动和破裂，这种振动构成一个波源。

由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及其表层各处传播出去，形成了连续介质中的弹性波。

地震震源施放出的能量沿振动波传播到地表，给地面的建筑物造成强烈的破坏。

按介质内质元振动方向与波传播方向的关系对波分类，最基本的有横波与纵波。

波传播时，介质的每个体元均在自己的平衡位置附近振动。

若介质中各体元振动的方向与波传播的方向垂直，叫做横波。

其中一种典型是具有剪切弹性的固体中的横波。

若介质中各体元振动的方向和波传播的方向平行，叫做纵波。

这时，介质内诸体元时而靠近、时而疏远。

纵波在具有拉伸压缩弹性或有膨胀压缩体变弹性的介质中传播。

固体内部可以产生切应力和拉伸压缩应力，从而可传播横波和纵波。

液体和气体具有体积压缩弹性，可以传播弹性纵波。

在两种介质的表面上还可以传播表面波。

例如水面波传播时，水的微团沿圆或椭圆轨道运动。

地震波主要分为两种，一种是实体波，一种是表面波。

表面波只在地表传递，实体波能穿越地球内部。

实体波在在地球内部传递，又分成P 波和S 波两种。

P 波为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。

P 波能在固体、液体或气体中传递。

S 波前进速度仅次于P 波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。

S 波只能在固体中传递，无法穿过液态外地核。

表面波又称L 波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。

表面波有低频率、高震幅和低频散的特性，只能沿地表传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

根据对波动方程20tt xx u v u -=的分析可以得到：地震波的传播速度由下式决定。

v =该式中E 为介质的弹性模量，ρ为介质的密度。

P 波的传播是由介质沿传播方向的振动导致的。

第05讲地球的圈层结构1．从地球圈层的角度，熟悉地球的内部圈层和外部圈层的结构。

2．观看、描述与地球圈层有关的一些自然现象。

3．能够运用圈层理论，说明各圈层之间的关系和变化过程，描述地球各圈层和人类活动的关系。

学问点01 地球的内部圈层结构根底学问梳理一、地震波1. 概念：地震发生时，地下岩石收到猛烈的冲击，产生弹性震惊，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。

2.分类：地震波按传播方式分为两种类型：和横波。

3.横波、纵波的特点：纵波传播速度，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱，纵波可以通过固体、液体和气体传播。

横波传播速度较纵波慢，又称S波，它使地面发生抖动，破坏性较强，横波只能通过传播。

【学问拓展】某地发生地震，这时水中的鱼、地面上的人和四周的飞鸟都会有什么感受？3. 不连续界面从地球内部地震波曲线图上，可以看出地震波在肯定深度发生突然变化〔如上图〕。

这种波速突然变化的面叫不连续面。

〔1〕莫霍界面地球内部有两个不连续面：一个在大陆地面下平均处，在这个不连续面下，横波和纵波的速度都明显增加，这个不连续面叫莫霍界面；〔2〕古登堡界面另一个在地下约2 900千米处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波完全消逝，这个面叫古登堡界面。

以这两个界面为界，地球内部被划分为、和三个圈层。

二、内部圈层结构1.地壳位于莫霍界面之外，是地球外表一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳。

大陆局部比拟厚，一般为3941千米，有高达山脉的地方会更厚，最终达70千米，大洋局部比拟薄，一般为，平均厚度17千米。

2.地幔介于莫霍界面和深处的古登堡界面之间。

地幔分为上地幔和下地幔。

上地幔上部存在软流层。

软流层：由塑性物质组成，是岩浆的主要发源地。

上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称。

〔区分岩石圈与地壳〕3.地核以古登堡界面与地幔分界。

地核分为外核和内核，地核温度很高，压力和密度很。

典例读地球圈层结构示意图，完成1～2题。

地震波地震波在地球內部傳播。

以下现象都可以产生地震波：地震大型爆炸某些采矿工作原子爆炸等等这辆车震动地面！在一段距离外可以测量到震波，从震波我们可以了解地底的结构。

用震波学习地震非常强大，可以传播到很远的距离.地震可以造成很大的损害，但从地震我们也学习到地球是由地壳、地幔、外核和内核构成的：地球有不同区域。

科学家研究地球对波动的反应。

我们可以从波动规律中了解地质的属性与结构。

科学家研究人为地震波（用爆炸或撞击制做）来绘制地球内部的分层结构。

地震学家也用这个技巧来探油。

地球的各区域影响到地震波的传播。

震波从一个区域传到另一个区域时会显示不同的规律。

从这些改变，我们可以知道区域的位置、深度，以及某些属性。

体波震波产生后从震源向周围所有方向传播。

体波由震源振动直接产生并在地球内部传播。

有两种主要体波：P波是纵波。

S波是横波。

P波速度最快，大约是 6 km/s（千米每秒），首先到达。

P波可以穿过固体、液体和气体，以独特的规律穿过地球。

S波比较慢，速度大约是 3.6 km/s，较迟到达。

S波只能穿过固体，所以不能通过地球的液体核心。

科学家发现在地球对面的地震观察站永远不会接收到S波（由此证明了地球的外核是液体）。

测量 P波和 S波到达地震观察站的时间可以帮助寻找地震的位置。

表面波有两种主要的表面波：乐甫波：把地面左右移动。

是最快的表面波。

雷利波：又称为地滚波，以类似海浪的方式在地面滚动。

这是个地震图，显示了表面波和 P波与 S波的地震图：源自维基百科用户 Crickett地震图记录地震波的到达。

制作是基于吸震或减震系统，用一根笔在转筒的纸上绘画波的运动。

除了记录各种地震波的到达时间之外，地震图也显示波的高度（振幅）的差异。

震波数据的规律（叫震相）是确定地震位置和性质的不可或缺的数据。

一个地震图的例子（源自 1906年三藩市大地震）。

注意 P波和 S波的到达时间。

从每个震波的到达时间可以找到震中的位置。

地震学家在得到至少三个观察站的地震波到达时间数据后就可以计算震中的位置。

地球内部结构与地震波传播地球是我们生活的家园，而了解地球的内部结构对我们了解地球的演化和地震活动的研究非常重要。

本文将详细介绍地球的内部结构以及地震波在地球内部传播的原理和特点。

一、地球的内部结构地球可以分为三个主要层次：地壳、地幔以及地核。

地壳是地球最外层的固体壳层，包括陆壳和海壳。

陆壳主要由地壳岩石构成，密度较小，海壳则主要由海洋沉积物组成。

地壳是我们生活的地球表面，也是我们直接接触的层次。

地壳下面的是地幔，地幔是地球最大的层次，占据了地球的70%。

地幔主要由厚度达到2900公里的硅酸盐岩浆构成。

地幔的平均密度较地壳大，也是地球内部结构的重要组成部分。

地幔之下是地核，地核主要包含外核和内核。

外核是一个厚度约为2300公里的液态层，主要由铁、镍等金属构成；内核则是一个半径约为1200公里的固体层，主要由铁和镍合金组成。

地核是地球内部结构的最核心部分，对地球的磁场产生和地震波传播起着重要作用。

二、地震波传播特点地震波是由地震事件引起的，可以传播到地球的各个部分。

地震波可以通过长波、短波以及体波和面波的形式进行传播。

1. 体波体波分为纵波（P波）和横波（S波）。

P波是最快传播的波动，它可以穿过固体、液体和气体等介质；S波则是次快传播的波动，只能穿过固体介质，无法在液体和气体中传播。

体波的传播速度与介质的密度和弹性有关。

2. 面波面波是地震波中传播距离最长的波动，它包括Rayleigh波和Love 波。

Rayleigh波是一种类似于水波的波动，沿着地表向外扩散；Love波则是一种类似于海啸的波动，沿着地表传播。

3. 传播路径地震波在地球内部的传播路径会受到地球内部结构的影响。

由于地壳、地幔和地核的介质分布不均匀，地震波传播的路径会发生弯折和折射现象，形成地震波的散射和干涉。

通过对地震波传播路径的研究，科学家可以了解到地球内部结构的一些特点。

地震波传播的路径以及地球内部结构对地震活动的影响是研究地球演化和地震灾害预测的重要依据。

研究地球内部构造的科技手段地球是我们生存的家园，它深不可测，甚至连我们站立的地面都只是其表面的一层。

地球内部构造的研究是人类探索大自然的重要方向之一，也是地质学、地球物理学、地球化学等学科领域的核心。

然而，由于地球内部的高温、高压和极端环境等因素，我们无法直接观察和探测，需要借助于一系列高科技手段。

本文将介绍一些主要的研究地球内部构造的科技手段。

一、地震波探测地震波探测是研究地球内部结构的主要方法之一，也是最早的方法。

当地震发生时，地震波会向周围传播，包括纵波和横波。

通过地震波的传播和反射情况，可以了解地球内部的物质性质和结构特征。

例如，地震波速度随深度的变化可以反映不同深度层次的介质性质，从而推断出地球内部的结构。

目前，地震波探测已经成为一个相对成熟的技术。

科学家们可以通过分析地震波的数据，还原地球内部的结构，如地幔间隔面、核幔边界等。

通过这种方法，可以揭示地球的形成和演化过程，也有助于研究地震发生的原因和规律。

二、深海钻探深海钻探是另一个研究地球内部结构的重要手段。

大约70%的地球表面被水覆盖，而海洋中的沉积物和大洋地壳都蕴含着丰富的地质信息。

通过深海钻探，科学家们可以采集海底沉积物和地壳样本，进一步研究地球内部的构造。

深海钻探是一项技术含量极高的工作。

钻探船需要承受高浪、大风等恶劣海况，还要克服深海环境带来的高温、高压等问题。

不过，通过团队的不懈努力，已经有不少重要的研究成果产生，比如1993年的ODP（Ocean Drilling Program）钻井计划。

三、矿物学分析矿物学分析是一种通过矿物颗粒来研究地球内部结构的方法。

地球内部的矿物成分和分布是反映地球物质的物质性质和构造状况的重要指标。

通过对岩石和矿物样品的观察和分析，可以了解地球内部的化学成分、热力学属性、矿物物相等诸多信息。

研究地球内部结构的矿物学分析技术已经非常成熟，各种化学和物理方法被用于研究矿物样品的成分和结构特征。

随着各种成分分析技术和电子显微镜等高科技手段的应用，科学家们不断深入地研究地球内部结构的细节。

地球物理学中的地震波分析地震作为一种自然灾害，经常给我们带来生命和财产上的巨大损失。

因此，了解地震的机理和预测地震的能力成为了一个非常重要的问题。

地球物理学中的地震波分析是一种非常有效的工具，它可以从地震波的传播和反演中获取有关地球内部的信息，用于了解地震的机理和预测地震。

地震波的类型地震波分为P波（纵波）、S波（横波）和L波（面波）三种类型。

P波是以比较快的速度向前传播，也是地震中传播距离最远的一种波。

S波是以比较慢的速度向前传播，但在地球内部的传播速度比P波慢得多。

L波是一种地震波的混合波，它是由S波和P波在地表上互相转换形成的。

L波的传播速度相对较慢，但它在地上的传播范围比P波和S波广。

地震波的传播与反演地震波在地球内部的传播过程可以被描述为从震源点开始，经过岩石层、土壤、地球核心等各种介质，最终传播到地球表面。

地震波在不同介质中的传播速度和路径都不同，因此可以利用地震波的传播速度和路径来反演出地球内部的结构信息。

地震波传播的速度是由介质的密度、弹性模量和泊松比等物理参数决定的。

因此，地震波经过不同介质时会发生反射、折射、散射等现象。

这些现象使得地震波在地球内部传播的路径变得复杂，对于地震波的传播速度和路径进行反演就可以得到地球内部的结构信息。

地震波反演方法的发展地震波反演方法在地球物理学领域一直都是一个重要的问题。

早期的地震波反演方法主要依靠人工计算和解析方法，但是由于地震波反演计算量大、准确性难以保证等问题，限制了这种方法的使用。

随着计算机技术的发展，数值计算方法逐渐被广泛应用于地震波反演中。

数值方法可以有效地减少计算时间和提高反演精度，使得地震波反演方法得到了更广泛的应用。

目前，地震波反演方法已经成为了研究地球内部结构和地震机理的主要方法之一。

例如，利用地震波反演，可以对地球内部的橄榄岩、熔岩、地幔和核心等区域进行研究，对地球内部物理特性和演化过程进行深入认识。

结论地震波分析在地球物理学领域中具有重要的意义。

地球内部结构和地震波传播地球是我们生活的家园，其内部结构影响着地表的地貌地形，激发出的地震波也给我们带来很多不便和危害。

因此，了解地球的内部结构和地震波传播规律是非常重要的。

一、地球内部结构地球的内部结构一般可以分为外核、内核、地幔和地壳四层结构。

其中，地壳是最外面的一层，也是我们生活的层面，主要由岩石和土壤组成；地幔是地壳下面的一层，厚度约为2900公里，由熔岩、矿物和金属组成；内核在地幔之下，半径约为1220公里，由铁、镍等金属组成，是地球的核心部分；外核在内核之上，厚度约为2200公里，也由铁和镍构成，因为外核温度较高，因此是流动的。

二、地震波传播地震波主要有三种类型，即P波、S波和表面波。

P波是速度最快、传播距离最远的波，可以穿过任何状态的物质，出现在地震开始时；S波是次快的波，不能穿过液体，只能穿过固体，在P波后降临；表面波波长最长，传播速度较慢，但波动范围较广，因此引发的震动一般较大。

地震波在地球内部的传播速度与物质的密度、硬度、弹性与温度等有关。

例如，地震波通过地幔进入内核时会发生折射，这是因为内核密度非常高，地震波在其表面会发生反射，因而导致地震波传播的方向发生改变。

三、地震波的检测地震波可以通过地震仪以及卫星技术等方式进行检测。

地震仪会对地震波进行记录，可以获得有关地震波震级、震源位置和地震波传播速度等信息。

卫星技术主要通过测量地面变形和地表形态来获取地震波的信息。

例如，卫星建立在特定的轨道上，通过测量那些取决于地球引力场的物理量，可以检测到地震波。

总之，了解地球内部结构和地震波传播的规律对于我们预测地震、准确评估地震灾害及开展地质勘探等工作都是非常必要的。

地震形成的原理
地球是由地壳、地幔和地核组成的。

地震是地壳发生断裂和移动时释放出的能量所引起的现象。

地震形成的原理主要包括两个方面：构造运动和地震波传播。

1.构造运动：地球的地壳由多个板块组成，这些板块之间存在
着构造运动。

当两个板块之间的应力超过了岩石的强度限制时，岩石就会产生断裂和滑动。

这种断裂和滑动会释放大量的能量，形成地震。

2.地震波传播：地震发生后，能量以地震波的形式传播。

地震
波可以分为P波、S波和表面波等多种类型。

P波和S波能够
在地球内部传播，而表面波主要在地面上传播。

当地震波经过地下岩石时，会引起岩石的振动和摩擦，进而引起地面的震动。

总的来说，地震是由于地球地壳构造运动造成的，当释放的能量以地震波的形式传播时，会引起地面的震动，从而形成地震。