軟流圈是甚麼?

其實軟流圈裡面應該只有「一點點」岩漿。

我們先簡單解釋一下岩漿的形成原因。下圖中橫座標是溫度、縱座標是壓力或深度,岩石在溫度越高的狀況下越容易熔融成為岩漿,但若是壓力越大(深度越深),岩石就需要更高的溫度才能融化,圖中綠線就代表橄欖岩(地函主要組成物質)的固融線(開始融化的條件)。但因為岩石是由不同礦物所組成的混合物,所以當溫壓條件超過固融線之後,橄欖岩會由熔點低的礦物開始融化,產生一小部分的部分熔融,而不是一次全部變成液態。

固融線

圖中的藍線與黃線則分別代表海洋地區及大陸地區地底下溫度隨深度的變化,圖中很明顯可以看出來,地底下的溫度完全不足以讓岩石產生部分熔融。但若是橄欖岩中含有部分揮發性物質(例如水或二氧化碳),產生部分熔融的溫度條件就會降低,像上圖中的紅線就是含水橄欖岩的固融線。因此根據估計,軟流圈大約有5%的部分熔融存在,這也就是地震波速度在此深度會減慢一點點的主要原因。最近我才知道,過去我用來解釋軟流圈發生部分熔融的圖其實是錯的(汗)。

下圖是橄欖岩中發生部分熔融時,岩漿所存在的位置。此時的岩漿會儲存於礦物顆粒與顆粒交界的頂點位置(下圖左),但這些岩漿在空間中是彼此獨立且互不相連的。如果部分熔融的程度稍微高一點,岩漿就會在礦物顆粒的邊緣連結(下圖右)。不過在此溫壓條件下所形成的岩漿,其密度並沒有比周圍的岩石小,所以岩漿不會因為浮力向上流動並聚集,而會一直保持在原地。

部分熔融

7 thoughts on “軟流圈是甚麼?

  1. 今天看到這個影片真的很興奮
    我知道要怎麼演示軟流圈了
    感謝版主的分享

    這種黏土的性質就是超牛頓流體
    可以用玉米粉自行製作
    就用玉米粉加少量的水即可

  2. 现在应该很难知道软流圈里到底是什么,具体的物性是怎么样的。软流圈,我当年的理解就是一层柔性的物质,就像你的黏土一样 🙂

    1. 是啊,地底下摸不到又看不到的東西,真的很難。
      從間接得到的證據推論,總是讓人覺得在隔靴搔癢。

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