下地幔 | 从地心到星海

观察对象

从约 660 km 延伸到核幔边界，构成地球体积的大部分。这里以高压固态矿物为主；地震波与高压实验帮助我们研究缓慢的物质运动与热量传递。

这里显示的是深度 660 ~ 2,891 km，参照物为海平面以下。地层边界与海洋环境有地域差异；旅程采用代表深度，地球内部的镜头是虚拟剖切。

地震波记录、地球质量与重力信息，加上高压实验和计算模型共同约束内部结构。这些方法相互检验，但仍无法把每一处深部结构画成确定的照片。

近距离下钻镜头保持在致密岩体中，沿程材质转为较暖的矿物色调。下地幔以固态为主，暖色不能理解为岩石全部熔化；更深处才跨越核幔边界，进入金属外核。

压力增加会改变矿物的晶体结构。在约 660 千米附近，上、下地幔之间出现重要的矿物相变与地震波速度变化。深入并不只是“同一种石头越来越热”，物质在不同压力下会具有不同性质。

许多地震的波沿不同路径穿过地球，全球地震台记录到达时间。研究者比较观测和模型，反推出传播速度较快或较慢的区域。速度差可能与温度、成分和结构有关，不能直接把每个异常都等同于一块确定的热岩浆。

下地幔底部约在 2,891 千米深处，下面进入成分与物态都不同的外核。这一界面是地球内部的重要热边界；局部结构和热量输运仍是研究课题，画面中的规则分层只是理解它们的起点。

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