地壳
dì qiào
地壳是地球最外层薄薄的岩石层,分为较厚的花岗质大陆地壳和较薄的玄武质大洋地壳。
Definition
地壳是我们赖以生存的薄薄一层岩石外壳,相对于整个地球而言,它比苹果皮还要薄。它是地球最外层的固体层:大陆地壳平均厚度约为 $35$ 至 $40\ \text{km}$,主要由花岗岩类岩石构成,密度较小(约 $2.7\ \text{g/cm}^3$);大洋地壳厚度约为 $7\ \text{km}$,由玄武岩和辉长岩构成,密度较大(约 $3.0\ \text{g/cm}^3$)。地壳与地幔之间的界线是莫霍洛维奇不连续面,简称莫霍面,在地震学上被定义为纵波速度从约 $6$ 至 $7\ \text{km/s}$ 跃升到约 $8\ \text{km/s}$ 的位置,标志着富含长石的岩石让位于橄榄岩。大陆地壳经历了化学演化,平均成分为安山质到花岗闪长质,$SiO_2$ 含量约为 $60\%$,在喜马拉雅和西藏地区厚度可达 $70\ \text{km}$。大洋地壳形成于中洋脊,具有枕状玄武岩、席状岩墙群和辉长岩叠置在地幔橄榄岩之上的分层结构(即蛇绿岩序列)。地壳仅占地球质量的不到 $1\%$。
Example
你所能看到的一切,从夏洛特的天际线到阿巴拉契亚山脉,再到海底,都坐落在地壳之上。阿巴拉契亚山脉之下的大陆地壳厚度约为 $45$ 至 $50\ \text{km}$,就像冰山深藏的根部,而外滩群岛以东大西洋海底之下的大洋地壳厚度却只有约 $7\ \text{km}$。地壳均衡原理解释了地壳的高度:正如浮在水面上的冰块一样,厚而低密度的大陆地壳会浮得更高,其山根也会深深扎入地幔。斯堪的纳维亚地区之下的地壳,如今仍在以每年几毫米的速度上升,这是它从更新世冰盖重压之下反弹回升的结果。
Key Insight
海洋之下的地壳比大陆之下的地壳更薄、更重,这也是海洋地势较低的部分原因。大洋地壳十分年轻,没有一处超过约 $200$ 百万年,因为它会通过俯冲作用被不断循环利用,而大陆地壳则由于浮力太大而无法下沉,其中甚至包含着 $4$ 十亿年历史的岩石。地壳和构造板块并不是同一回事。板块指的是岩石圈,它包括地壳加上刚性的最上部地幔,这两层是一同运动的。