地球内部整体各圈层温度分布曲线

如题所述

地球内部的热导率并非常数,它与介质物理性质、构造状态和深度密切相关,而且关系复杂。有人试图用解传导方程的办法来求取地球内部的温度分布,但其结果难以令人信服。普端斯(PressF.)和安德森(Anderson D.L.)等人依据高压下铁熔融试验曲线及地球物理探测资料进行推断,即利用某些在确定深度发生的现象来得到温度曲线上的一些控制点(Press et al.,1974),并求得了地球内部的温度分布(图8-10)。由图可见:

(1)在地下约100km深度处为地幔软流层的顶部,物质开始局部熔融。这里的温度等于玄武岩的熔点,即T≈1100~1300℃。

图8-10 普端斯和西弗尔推断的地球内部温度分布

(2)在300km下,地震观测表明此处完全是固体,故可由实验室测得的相应物质的熔点曲线作为该区间温度分布的上限,T≈1500℃(橄榄石→尖晶石)。

(3)在700km深处,地震波速度变化急剧,相当于一种矿物的相变,T≈1900℃(尖晶石→钙钛矿结构)。

(4)在2900km深处(核-幔边界),温度必须在地幔物质的熔点以下,而在铁的熔点之上,T≈3700℃。

(5)在内、外核边界,温度为铁的熔点,即在深度约5100km时,T≈4300℃。

(6)在地心,即6370km处,T≈4500℃。根据这些控制点的温度值,则可得出地球内部温度分布的大致曲线(图8-10)。

斯梅斯洛夫等人(A.A.CMbICJIOBИдp.,1979)汇总了全球著名地热学家对地球内部温度的推断结果(图8-11)。由图可见,大部分曲线表明地球内部的温度一直到地核中部,都具有持续增加的特点,如曲线3、7、8所示。曲线4及曲线9表示在地核上界以上温度不断增加,而在其以下温度不变。留比莫娃根据地核实际上不含放射性元素及其高热导性质则认为,地核的温度是恒定的,但具有较高值,约为4000℃。

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