外核顶部刚性薄层探测

摘要

核幔边界作为固态地幔和液态外核的分界面,是地球深部最重要的间断面,界面两侧地震波速度和密度存在显著差异.研究表明,该界面上部的D"层存在较强的不均匀性和各向异性.研究人员利用地震学的方法,发现在某些区域D"层下部存在超低速区;近年来更有某些学者提出外核顶部某些区域可能存在一个刚性(固体)薄层,其剪切波速度约为1km/s,并认为形成该层的物理机制是在外核冷却过程中,物质分异产生轻元素聚集在外核顶部从而发生固结.分析了斐济-汤加地区深地震在美国4个主要台网(USarray,BK,US,CI)上记录到的PKKPbc波形,发现存在前驱波,从而证明非洲下部外核顶部可能存在核刚性层.通过波形拟合确定了该核刚性层的厚度约为1km.非洲下部核刚性层与前人利用P4KP和ScP波形在其他区域得到的刚性层模型较为一致.核刚性层的存在可能对核幔间的物质、能量、角动量耦合起到重要的影响.