再谈莫霍面、地壳和岩石圈.pdf

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1、地理纵横2O14年第10期再谈莫霍面、地壳和岩石圈孟祥宏(中国人民大学附属中学，北京100080)摘要：本文通过参考地质学的研究论文和著作，图文并茂地介绍了莫霍面处地震波突变的特点和原因。通过“北关大陆地形与莫霍面剖面图”和“青藏高原地形与莫霍面剖面图”论述了地壳的厚度取决于莫霍面的起伏而不是地表形态的起伏最后，阐述了地质科学家在划分出地球内部圈层的基础上，提出岩石圈的原因和岩石圈成为科研热点的过程，以及岩石圈在中学地理教学中的意义。关键词：莫霍面剖面；岩石圈；地壳1909年，莫霍洛维奇研究巴尔干半岛的克罗埃西淆地壳、软流层与岩石圈三者

2、位置，不理解划分地壳和亚地震时．发现火陆下km处，地震波出现明显的不岩石圈的意义。本文通过参考地质学著作和科研沦文。连续突跳，后来被汪明该地震波不连续面在全球普遍对莫霍面处地震波突变的特点和原因．莫霍面的起伏与存在，被定义为划分地壳与地幔的界面，即：莫霍面地壳厚度，岩石圈的存在意义进行介绍⋯1914年巴雷尔·约瑟夫(Barrel1)从力学强度(川性一、莫霍面处地震波突变特点和原因和流变性)角度，提出岩石圈和软流层。这都对地质地震波中的纵波(P波)到达莫霍面后，其速度学的研究具有重大的意义，至今仍是地球科学研究的由平均6～7km／s突增为

3、8km／s，横波速度也有突增特点热点目前．由于四种版本的高中地理必修教材阐述0。目前．从高中地理教材中的地球部圈层的示意图莫霍面、地壳和岩石幽内容的图、文较简略，学生无中，难以直观地看出地震波在地壳内部和莫霍面处的速法对莫霍而和岩的底而进行直观的认识，容易混度变化特征及地壳厚度是如何变化的，如图l。、f-横fS渡)jI(P渡)。lIl＼＼lJ人教版中图版速度／(千米／湘教版鲁教版图1各版本教材中划分地球内部圈层的示意图32014年第10期地理纵横在科学研究的实测地震剖面图中，能清楚看到地图2．学生既能看到地球内部圈层的整体面貌，又能观震

4、波在莫霍面处的突变情况．如图2左。教师在介绍莫察到莫霍面处地震波传播速度明显增加的真实情况、霍面时．如果把教材示意图和实测图整合成一张图，如图2实测地震波速剖面图和地球内部圈层示意图有关莫霍而处波速跳动的原因．岩石学家研究认有7()km【J”’，而地表最大落差还不足20kin(珠穆朗玛峰为，莫霍面是一个起伏不平．巨薄不一的“过渡带”，和马里亚纳海沟的高度差)，l六J此，地壳厚度变化的主厚度达3—5km，由不同岩性的变质岩夹层组成，莫霍而要影响因素不是地壳的上表面，而是地壳的底而，：以上，是大家熟知的下地壳部分．为基性的“玄武岩”莫霍而的

5、起伏．众所刷知，地壳分为上F两层，上层为(又称硅镁层)，平均密度为2．Og／cm，以下为上地幔酸性的花岗质层(硅铝层)，该层在IIJ区和高原可达顶部的“地幔岩”，为超基性的“橄榄岩”，平均密度40kin，在海洋地区较薄甚至消失，是不连续层。．F层为3．5g／cm，成分上的变化使得地震波速变化”“。地为基性的玄武岩(硅镁层)，在陆壳和洋壳均存在，是球物理学家研究表明，莫霍面处的岩石弹性变化导致地连续层所以．陆壳较厚，为双层结构，洋壳较薄．一震波速变化，而且，莫霍面还是重要的磁性界面和重般为单层结构⋯I，如图3力场界面，其上岩磁化强，其下岩

6、石磁化弱”。可漾见．莫霍面上、下的岩在岩性、磁性和物理性质上均度不．tJr以认为是一个“化学面”，是科学研究的热点千米问题，作为0分地壳与地幔的界面具有重大意义。二、莫霍面的起伏与地壳厚度教材对于地壳厚度的介绍图3鲁教版教材中“岩石圈结构示意图”内容，除了鲁教版配有“岩石圈结构示意图”(图3)，其余版本教材没有配图，只用文字叙述了地壳厚度不一，平均为17千米、教师经常用图4来示意地球幽层结构．说明地壳的大陆郎分较厚，大洋部分较薄【冬J1的问题是，容易使学生误认为莫霍面是均一的，地壳的厚度变化取决于地表的起伏、实际上，地壳厚度差最火图4地

7、球圈层结构示意图4地理纵横2014年第10期lj萱研究表明，莫霍面在横向上是极不均一的，即：重要的意义。不同地方的莫霍面深度变化很大。可以说，地壳厚度具体到中学地理教学，岩石圈作为联系地球外部的变化主要体现在莫霍面的起伏而不是地表形态的起和内部的一个重要圈层，促进了圈层之间物质和能量的伏，如图5。山地地区，莫霍面相应下降，构成所谓的交换，这正是岩石圈的存在意义。使学生从本质上理解“山根”，凹陷的盆地往往是莫霍面隆起，或者说，地划分岩石圈的意义，可以为学习后面章节中的板块构造形和莫霍面呈现出倒影关系，如图6。运动和岩石圈的物质循环等内容做

8、好铺垫。针对岩石圈在内部和外部圈层的归宿问题，肖擎老师已给出详细介绍，在此不再赘述。综上所述，地壳和岩石圈是地球科学家从不同的研究角度提出和划分的，各自具有重要的研究意义。因此，在教学中，介绍或探究：“在科