地幔

地幔[1]（Mantle）

地壳下面是地球的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。

构造

上地幔顶部存在一个地震波传播速度减慢的层（莫霍面），岩石圈（岩石圈指地壳和上层地幔顶部）以下称为软流层（Asthenosphere），推测软流层是由于放射性元素大量集中，蜕变放热，使岩石高温软化，并局部熔融造成的，很可能是岩浆（Magma）的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。厚度约有2900公里。

最近，美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500℃以上，外核与内核交界处温度为6300℃，核心温度约6600℃。地幔的组成除了少数由玄武岩的捕获体获得外，因无法直接观察，只能以间接的方法研究。研究方法包括地震波、重力和岩石的刚性和弹性反演，以及实验岩石学研究。

成分

上地幔的组成可以从岩浆岩推知。源于地幔的基性岩、超基性岩（ultrabasicrock）以及金伯利岩等都具有共同的高铁、镁特征，与地震波传播速度也一致，结合地球化学研究，认为上地幔的成分接近于超基性岩即二辉橄榄岩的组成。它经由部分熔融而产生玄武岩浆，剩余的为难熔的阿尔卑斯型橄榄岩。林伍德（Ringwood）认为上地幔的化学成分相当于由3份阿尔卑斯型橄榄岩（橄榄石79％、斜方辉石20%和尖晶石1％）和一份夏威夷型拉斑玄武岩组成。上地幔的理想成分为：SiO245.16％、TiO20.71％、Al2O33.54％、Fe2O30.46％、FeO8.04％、MnO0.14％、MgO37.47％、CaO3.08、Na2O0.51％、K2O0.13％、P2O50.06％、Cr2O30.43％、NiO20.20％。

地球

分层示意图

地幔和地壳的分界面是莫霍洛维奇不连续面（莫霍面），地幔和地核的分界面是古登堡面。前者由南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现，后者由美籍德国地震学家古登堡于1914年发现。

1914年B.古登堡根据地震波传播速度测定地核的深度为2900千米，比现代精密测量的结果只差15千米。因此，地核－地幔边界又称古登堡不连续面。

探测地幔的最有力的工具是监测来自世界各地的地震波。地震时会产生两种不同的地震波：P波（纵波）和S波（横波）。这两种波都是穿越地球内部的体波，它们分别对应于地震波通过岩石时产生的物理特性，纵波与声波相似，速度比横波快。横波与抖动的绳子产生的波形相似，即横波通过时岩石的震动方向与波的传播方向垂直。像光波一样，当穿越不同密度的岩石边界时，地震波也会发生反射和折射。利用这些特性，我们就可以对地球内部成像。

我们用于探测地幔的方法足以与医生检查病人的超声波照影媲美。经过一个世纪对地震数据的收集，我们已经有能力制作令人印象深刻的地幔图。

2007年3月，科学家利用近地表石油和天然气勘探的成像技术，绘制出了地球深部核幔边界构造的高解析度三维图像。这次绘图使用了世界各地1000多个地震台站记录的数千次地震的数据。这些数据使科学家能够分辨有关核幔边界构造的细节，这些构造反映出复杂的下地幔结构，这是先前从未见过的，也是第一次估计出核幔边界附近的温度大约为3700℃。