저속지대

Low-velocity zone
지구 내 지진파의 속도 대 깊이.[1]S파(내진전단파)는 액체에서 전파할 수 없어 액체 외심에서는 무시할 수 있는 속도로 이어진다. 표면 근처의 지진 속도(높이 220±30km)는 LVZ를 약화시키면서 더 깊은 곳보다 현저하게 낮다.

저속지대(LVZ)는 상부 맨틀에서 암석권과 천체권 사이의 경계선에 가깝게 발생한다. 주변 깊이 구간에 비해 지진 전단파 속도가 비정상적으로 낮은 것이 특징이다. 이 깊이의 범위는 또한 비정상적으로 높은 전기 전도율과 일치한다. 그것은 약 80~300km 깊이에 존재한다. 이는 S파에 대해 보편적으로 존재하는 것으로 보이지만, P파에 대해서는 특정 지역에 없을 수 있다.[2] 두 번째 저속도 구역(일반적으로 LVZ라고 불리지 않지만 ULVZ라고 불림)은 코어-망틀 경계에서 얇은 ≈50 km 층에서 검출되었다.[3] 이러한 LVZ는 판구조론과 지구 지각의 기원에 중요한 영향을 미칠 수 있다.[2][3][4]

LVZ는 상당한 수준의 부분 용융의 존재를 나타내기 위해 해석되었으며, 그 대신에 열 경계층의 자연적 결과 및 고체 상태의 맨틀 성분의 탄성파 속도에 대한 압력과 온도의 영향을 나타낸다.[2] 어떤 경우에도 이러한 효과를 내기 위해서는 극히 제한적인 용해량(약 1%)이 필요하다. 이 층의 물은 용해점을 낮출 수 있고, 그 구성에서 중요한 역할을 할 수 있다.[4][5]

식별

저속도 지대의 존재는 1959년 베노 구텐베르크에 의해 지진으로 인한 지진파 도착 속도가 예상보다 느릴 것이라는 관측에서 처음 제안되었다.[6] 그는 진앙에서 1°~15° 사이 종방향 도착은 진폭이 기하급수적으로 감소한 후 급격한 증가세를 보인다는 점에 주목했다. 지진에너지를 역습하는 저속도의 층이 존재했고, 그 뒤를 이어 그것을 집중시키는 고속도의 구배가 이러한 관측에 대한 설명을 제공했다.[7]

특성.

지표면 근처의 지구 내 지진 S파 속도(세 가지 지표면: TNA= 텍토닉 북미 SNA= 쉴드 북미 & ATL=북대서양.[8]

LVZ는 P파 대비 S파로 효과가 더 뚜렷하게 나타나면서 약 3~6%의 속도 감소를 보인다.[9] 그림에서 분명히 알 수 있듯이 감소가 발생하는 감소와 깊이는 지각성 지방의 선택에 따라 달라진다. 즉, 지역은 지진 특성에 따라 다르다. 낙하 후 구역의 기저에는 속도 상승이 표시되지만, 이 전환이 급격한지 점진적인지 판단할 수 없었다. 이 하한선은 중간 산등성이에서 떨어진 대륙 암석권과 해양 암석권 아래에서 발견되며, 레만 불연속이라고 부르기도 하며 약 220±30km 깊이에서 발생한다. 또한 이 간격은 Q의 감소, 지진 품질 계수(상대적으로 높은 수준의 지진 감쇠를 나타냄), 그리고 상대적으로 높은 전기 전도성을 나타낸다.

LVZ는 속도 이상 징후가 없는 두꺼운 대륙 방패 영역을 제외하고 암석권의 기저에 존재한다.

해석

이러한 관측치의 해석은 지진 음이소트로피의 영향에 의해 복잡하게 되는데, 이는 속도 이상 현상의 실제 규모를 크게 감소시킬 수 있다.[7] 단, LVZ에서 Q의 감소와 전기저항의 감소 때문에, 일반적으로 부분적인 용융도가 적은 구역으로 해석된다. 이러한 현상이 LVZ가 관측되는 깊은 곳에서 발생하기 위해서는 규산염 광물의 용해점을 억제하기 위해 소량의 물 및/또는 이산화탄소가 존재해야 한다. 0.05–0.1%의 물만이 물리적 성질의 관찰된 변화를 생성하는 데 필요한 1%의 용융을 일으키기에 충분할 것이다. 대륙 방패 밑에 LVZ가 없다는 것은 훨씬 낮은 지열 경사로로 설명되어 있어 어느 정도의 부분 용융도 방지한다.[10]

참고 항목

참조

  1. ^ GR Helffrich & BJ Wood (2002). "The Earth's Mantle" (PDF). Nature. Macmillan Magazines. 412 (2 August): 501–507. doi:10.1038/35087500. PMID 11484043. S2CID 4304379.
  2. ^ a b c L Stixrude & C Lithgow-Bertolloni (2005). "Mineralogy and elasticity of the oceanic upper mantle: Origin of the low-velocity zone". Journal of Geophysical Research. 110: B03204. Bibcode:2005JGRB..11003204S. doi:10.1029/2004JB002965.
  3. ^ a b EJ Garnero, MS Thorne, A McNamara & S Rost (2007). "Chapter 6: Fine-scale ultra-low-velocity zone layering at the core-mantle boundary and superplumes". In David A Yuen; Shigenori Maruyama (eds.). Superplumes: beyond plate tectonics. Springer. p. 139. ISBN 978-1-4020-5749-6.CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  4. ^ a b Philip Kearey; Keith A. Klepeis; Frederick J. Vine (2009). Global tectonics (3rd ed.). Wiley-Blackwell. p. 32. ISBN 978-1-4051-0777-8.
  5. ^ 금성에 판구조학이 없는 것은 지각과 상층 맨틀에 물이 없기 때문이라는 가설이 있다. 냉각은 주로 맨틀 플럼을 통해 일어난다. 참조
  6. ^ Gutenberg, B. (1959). Physics of the Earth's Interior. New York: Academic Press. pp. 240. ISBN 0-12-310650-8.
  7. ^ a b Anderson, D.L. (1989). "3. The Crust and Upper Mantle". Theory of the Earth (PDF). Boston: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-521-84959-4. Archived from the original (PDF) on 2010-06-23. Retrieved 2010-02-20.
  8. ^ 뒤에 무늬가 있는 그림; 그랜드&헬름버거의 원래 모습 (1984)
  9. ^ Brown, G.C.; Mussett A.E. (1981). The inaccessible earth. Taylor & Francis. p. 235. ISBN 978-0-04-550028-4. Retrieved 2010-02-20.
  10. ^ Condie, K.C. (1997). Plate tectonics and crustal evolution. Butterworth-Heinemann. p. 282. ISBN 978-0-7506-3386-4. Retrieved 2010-02-20.