对着斗篷沉思

自从莫霍洛维伊奇时代以来，我们对地球内部的了解更多了。来自卡迪夫大学的地质学家休·戴维斯正在建立一个项目，以了解更多关于地幔的信息，他和凯蒂·海勒交谈，首先解释了地壳是什么。

嗯，地壳是一种硅酸盐岩石，基本上是岩石。是的，首先，它的二氧化硅含量比其他岩石要高一些。

凯蒂:如果有可能的话，我认为现在还不可能，从地壳往下钻到地幔。那会是什么样子?那里的环境怎么样?

所以矿物学会改变。所以组成会改变，很简单。所以地壳基本上是由地幔产生的熔体形成的。所以喜欢融化的元素最终进入了地壳。当我们进入地幔时，我们会看到明显不同的矿物质，这就是导致我们刚刚听到的不同地震速度的原因，同时我们也会变得更热。这就是为什么很难钻入地幔的部分原因因为地幔的环境非常热。基本上我们的训练不能很好地维持这种状态。

凯蒂-大家都下了多深?

这有两个方面。最深的洞在俄罗斯的科拉半岛，他们已经钻了12公里，所以这是在大陆地壳里。但他们之所以能钻得这么深是因为那里是地球上非常非常冷的地方。实际上，那是在大陆地壳中，为了到达地幔，他们可能还要再钻30多公里。所以我们钻到离地幔更近的地方是海洋地壳，它要薄得多，但在那里我们只钻了一到两公里，我们还需要再钻四五公里才能到达地幔。所以我们唯一能看到地幔的地方是构造过程把它带到地表的地方，或者是火山爆发带来的小碎片。

凯蒂-我很高兴你提到了这一点，因为构造板块是怎么进来的?我们是如何结束这些真正戏剧性的地质事件的，比如地震和火山爆发?

从某种意义上说，这有点奇怪。我们发现的地球表面，我们在50年代有过争论，但真正的胜利是在60年代，地球表面被分解成这些构造板块。所以基本上大面积的区域不会有很大的变形。然后运动都发生在这些板块的边界有三种不同的方式。它们可以并排移动，就像圣安德烈斯断层一样。它们可以相互靠近，汇聚，就像在日本，一个板块在另一个板块下面。或者它们可以分开，比如在海洋深处的洋中脊，那里有岩浆。

凯蒂:你能解释一下是什么导致了地震和火山爆发吗?

所以当板块相互摩擦时，在并排的情况下，板块基本上是在相互摩擦。地震的发生是因为有一个粘滑机制。板块是粘在一起的，但地幔的力在移动板块，然后在某一点上，断层无法再承受这种力，然后它跳跃，这就是地震事件。基本上这个运动将会赶上地幔的运动，然后重复这个过程。但最大的地震发生在辐合带。这些是板块相互下沉的地方，例如，在日本，在印度尼西亚，在南美洲的下面，这是同样的想法，基本上，再一次，板块卡住了，然后它突然移动，赶上了一直想把它拉下来的力量。

凯蒂-所以在火山里，我们得到了喷发和岩浆。与我们刚刚讨论的相比，那里发生了什么?

大多数岩浆活动发生在海底之下，在那里板块正在分开。所以热岩石接近地表。有趣的是，当它越来越接近表面时，它所受的压强就越来越小。有趣的是，岩石的熔点随着压力的降低而降低。所以在某一时刻，岩石足够热，但压力不够。所以它们融化了，形成了海洋地壳，但它们通常在海底之下，所以我们很少看到它们。但在板块相互碰撞的情况下，也会产生火山。这些是引人注目的火山，比如在日本，在安第斯山脉，在印度尼西亚。在这种情况下,我们得到的是海底,这是会聚板块,是跳粘滑运动,如地震,到室内,和海洋的水渗透到地壳——事实上,当它形成的熔岩,传播方式回到岭的时候,所以这一切被抬下来,水顺着地球内部,然后被释放,和水也减少了地幔的熔点,这就是我们在那个地区融化的原因。 And that's why actually those magmas tend to be the most explosive because that's actually that water forming bubbles as the pressure's released exactly the same idea as we get with a Coke bottle or something, when we open the top and loosen the pressure. And then the third scenario is where we get just purely hot rock coming up towards the surface, just the heat sort of melts the rock. And that's a place like Hawaii is an example of that region.

凯蒂-我很确定你说的是岩浆作用和岩浆磁力，我想你在这两者之间要小心一点!

哈——是的。岩浆活动来自岩浆，磁性当然与磁铁有关。

凯蒂:那么我们对地幔了解多少呢?知识差距在哪里?因为你要开始一个关于地幔的大项目，对吗?

哈——是的。所以我们理解了一点，考虑到它实际上不是我们能很容易得到的东西。很多都来自地震学，我们之前听说过地震学是如何帮助我们区分地壳和地幔的。今天，我们对地球的洋葱皮结构非常了解，一直到地核-地幔边界，但我们可以更进一步，我们现在可以用地震波做CAT扫描。所以我们对三维结构有了一些了解。分辨率相对较差。我们有一些向下运动的感觉，板块向下，但不太了解的一点是，很明显，如果一个东西向下，就会有东西回来，而我们也不了解向上的流动。这将是我们项目的主要焦点。

凯蒂:那你是怎么看待这个问题的呢?

我们可以说，这个项目的中心将是一个动态模型。地幔内部爬行的速度和指甲生长的速度差不多。所以当我们看着它们的时候，我们看不到它们，但我们知道它们在几个月后长大了。地幔也是一样。我们可以在地质时间尺度上模拟它就像流动的液体。有了这个模型，我们将把已知的板块推动历史应用到地表。然后，它会做出预测，例如，现在的结构是什么样子，我们可以将其与地震学进行比较。我们还会研究岩浆的化学性质它们会给我们不同的限制条件。我们还会观察地球表面岩石的磁场特征，这将告诉我们一些关于旧磁场的信息，这将告诉我们关于地核的信息，而地核是地幔所限制的。所以我们会带来这个地球如何运动的模型，然后我们会用所有这些不同的技术来限制它，希望能理解地球是如何飞行的。