地壳一号探地球深部，地壳一号钻探的意义

地球发生地震是因为地壳运动，那为什么地壳会运动呢

严格的说，不应称“地壳运动”而应该称“板块运动”。板块运动的根本原因是由于地球的地幔的岩石圈下方的物质实际上是一种流体，或者说是一种固体岩石和熔岩的混合物，温度很高（从地壳上边界的大约200°C到核心地幔边界的大约4000°C），压力也很高，在这种情况下固体也可以流动。而板块是地壳加上上地幔岩石圈构成的，板块浮在地幔的流体层上，当然就会随着地慢内流动性较高的物质运动。但板块不是铁板一块，而是一块块的碎片，所以一旦两个板块的碎片相撞或者某块地壳碎裂就会形成地震。

上图：全球1963年-1998年的地震事件全纪录。（看看日本和印尼、巴基斯坦和南欧等国基本上都被黑点埋了）

地壳其实很薄

地壳的平均厚度大约是17千米，大陆地壳的平均厚度大约是35千米。地球的半径大约是6371千米，地面的深度大约是2800千米，因此地壳相对于地球整体和地幔来说，就是薄薄的一层皮。

我们可以用壳被敲破的煮的半熟的溏心蛋来比喻地球的结构，破裂的外壳类似地壳，而半固态半液态的蛋白就是地幔（通常溏心蛋的蛋白是外面是凝固了但里面靠近蛋黄的地方还会有点软），最后，液态的蛋黄就是地核（事实上地核的内核是固体的，但鸡蛋怎么也没办法煮成这种效果，我们就将就一下吧）。

上图：地球的实际情况应该是11分这种，即地球内部深处是由固体和液体混合而成（蛋黄是大部分地幔和地核，蛋白是地幔顶层的刚性岩石圈）。但在较长的地质时期看来，地球更像是3分这种，内部几乎都是流动性的——例如：在高温高压下，各种金属的混合物实际上也等同于一团流体，会在相当长的时间内发生对流和混合。岩石也是如此。

地幔的结构和物理性质是复杂多变的

地球的地幔有两个主要的流动力学层次：

• 第一个是上地幔的刚性岩石圈，海洋地壳下面的岩石圈的厚度约为100公里，而大陆地壳下面的岩石圈的厚度通常为150-200公里。

• 另一个是岩石圈下面流动性更强的软流圈，软流圈一般在地表以下80至200公里处，具有高度的粘性和延展性、机械强度很弱。软流圈虽然命名为“软流”但实际上也是固体，它只有某些区域才是熔融的，例如，在洋中脊下方。软流圈的厚度主要取决于温度，但也取决于变形率（想想金属块实际上也是软的）。岩石圈和软流圈之间有一个明显的界限。

岩石圈和上覆的地壳组成了构造板块（注意板块不只是地壳），它们在软流圈上运动。岩石圈和软流圈都是上地幔的组成部分。

上图：地球边界处的俯冲构造。

由于地球表面和地核外层之间的温差以及高压和高温下的岩石经历数百万年缓慢的蠕变、形变，地幔中实际上存在着物质的对流循环——热的物质上升，而较冷较重的物质下沉。物质的向下运动往往发生在被称为俯冲带的板块边界处。

火山活动可以归因于地壳因地幔柱深部的岩浆流的冲击而被动产生的扩展产生裂缝，从而使岩浆泄漏到地表。

上图：地下升起的岩浆羽流。 地幔中从底部升起的羽流是板块和地壳运动的根本动力。

就流体动力学而言，地球地幔的对流是一个复杂混沌的过程。

板块运动不应与大陆漂移混淆，后者仅适用于大陆地壳运动。

浅层地震是断层作用的结果，有三种断层：A.滑移；B.正向；C.逆向。但在地表约50公里以下，高温高压条件抑制了地震活动，因为地幔是粘性的所以不能发生脆性的断裂。但是，在俯冲带中，可观察深达670公里的地震。

所以地震是地幔带来的运动在地壳上造成断层作用的结果。

总结

板块并非只牵涉“地壳”，板块是地壳和上地幔的岩石圈共同构成的刚性结构。而板块漂浮在地幔的软流层上，受到软流层动力学的影响产生相对运动才是我们观察到的板块运动（或地壳运动）的根本原因——地壳会动，那时因为我们的地球内部是“活”的。

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地震的成因大致有如下几种情况。

1.地壳是漂浮在地幔上的，地幔温度很高，所以地幔是液态，熔融状态的岩浆，把地壳薄弱处烧穿，就造成火山喷发。地壳相当于给一口开水锅的锅盖，如果地幔聚集的能量大于地壳的承受能力，就会以地震或火山喷发的形式释放能量。

2.地球的自转。地球自转，地壳又漂浮在地幔液体上，想想由于地壳地质密度等原因，有的板块阻力大，有的稍小。地壳会发生碰撞，造成地震。

3.月球引力。月球引力不可小觑。看看钱塘江大潮就知道了。其强大的引力翻江倒海。当然也能引起地震。

4.人类活动造成地震。近年来由于大量的开采矿物，地理结构破坏，地壳下能量大于地壳承受能力，引发地震。

地壳运动是地球运动引起的，地球存在着三种明显的运动状态，既自转，公转，和摇摆运动，地球公转不能引起地壳运动，而自转和摇摆运动，都能引起地壳运动。地球自转时地壳产发生水平运动，水平运动的地壳产生交错力；地球摇摆运动时地壳发生偏转运动，偏转运动的地壳产生扭曲力。无论是水平运动产生的交错力，还是偏转运动形成的扭曲力，只要超过地壳弹力限度，都会导致地壳断裂而发生地震。因此地震也有两种形式，既地壳水平运动形成的地震和地壳偏转运动形成的地震，两种地震发生的位置是不同的，形成的裂痕也是不同的。

在千年前，人们就对地震开始记载。有人认为，我国对地震最早的记载，就目前已有的史料来看，应该是晋代出土的《竹书纪年》：帝舜时期“地坼及泉”、夏桀末年“社坼裂”的现象，但这一说法并未被大多数人认可。转而，人们公认最早的记载是出自公元前1177年的《吕氏春秋》记载:“周文王立国八年，岁六月，文王寝疾五日，而地动东西南北，不出国郊。”这一记载明确指出了地震发生的时间和范围，是我国地震记录中具体可靠的最早记载。

随着科技的发展和认知的拓宽，我们知道地震是由板块运动造成的，当然，也有人为活动导致地层断裂而造成的地震。

那么，板块又为什么会运动呢？我们知道，一个物体运动需要力的作用，究竟是什么力导致了板块的运动呢？板块是如何运动的？板块运动有规律可循吗？

地球构造

地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地心至地表依次分化为地核、地幔、地壳。地球地核、地幔和地壳的分界面，主要依据地震波传播速度的急剧变化推测确定。地震主要发生在地壳这一地震，当然深源地震发生的深度最深的达768公里，远远超出了地壳的平均厚度。

地壳的位置

如果把地球内部结构做个形象的比喻，它就像一个鸡蛋，地核就相当于蛋黄，地幔就相当于蛋白，地壳就相当于蛋壳。可知，对于整个地球而言，地壳是很薄的一个地层。

地壳是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳，地壳的厚度是不均匀的，地壳平均厚度约17千米。地壳的厚度分布不均匀，在高山高原地区厚度大，平均厚度达到60~70千米;海洋地壳较薄，平均厚度约6千米。

地壳为什么会运动？

试想：在水面上漂浮几块挨着的泡沫板，在水体的摆动下，泡沫板自然就会相撞或者分开；在泡沫板的一端加重，泡沫板加重的一段自然会向下运动，相对的，相邻的泡沫板做上升运动。

其实原理就这么简单，但地球是一个复杂的结构，要想弄清楚其中的秘密，需要专家学者不断探索以及先进的技术，从而形成一套完整的理论进行解释。

经上文介绍，可知地球的构成不是一个整体，而是由多个地层构成，其地层分为固态和液态两种。地幔是介于地表和地核之间的中间层，厚度将近2900千米。地幔物质具有一些可塑性，但没有熔成液体，可能局部处于熔融状态，这已从火山喷发出来的来自地幔的岩浆得到证实。

地球各地层不是一来就有液态和固态之分，而是经历了45亿年的演变后形成的。铀的链式核裂变停止了,只剩下钚的链式核裂变,生成的热能减少了,地球开始冷凝。当熔浆表面温度下降到700~800℃时,较轻的花岗岩质岩浆首先凝固成薄层，这就形成了地壳。此时的地壳还是较为均匀的，在流水搬运和风力搬运等外力作用下，地壳被侵蚀得“坑坑洼洼”，出现江河湖泊海洋，这样一来，地壳上各个地方的压力不一样。

当地壳岩石受热软化和可以流动之后,便开始向压力小的方向流动。又受日、月引力和地球自身自转力的作用,软流层的动能又有了增强。这种巨大的能量支配了地壳的升降、褶曲、断裂、变质、岩浆、火山和地震等活动。

总之，地壳之所以运动，首先是自身条件，即地壳漂浮在熔融的地层上，且地壳的厚度不大。其次是外力帮助，如日月引力和地球自转力的带动。最后，地壳在演变中厚度不均匀，局部压力也会促使地壳运动，从而引发地震，地貌也因此不断发生改变。

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