地震波传播速度的变化是划分地球内部圈层结构的关键依据。通过地震波（纵波P波和横波S波）在不同深度的传播特性，科学家发现了多个不连续界面，从而将地球内部划分为地壳、地幔和地核等圈层。以下是地震波速度变化与主要圈层界面的对应关系：

1. 莫霍面（莫霍洛维奇不连续面）

  • 位置：平均深度约35千米（大陆部分约20-90千米，海洋部分约5-10千米）。
  • 地震波变化：
  • 纵波（P波）和横波（S波）传播速度均突然增大。
  • 例如，P波速度从7.0 km/s增至8.1 km/s，S波速度从4.2 km/s增至4.4 km/s。
  • 地质意义：地壳与地幔的分界面。

    • 2. 古登堡面（古登堡不连续面）

  • 位置：深度约2900千米。
  • 地震波变化：
  • 横波（S波）完全消失，纵波（P波）速度显著下降（从约13 km/s降至约8 km/s）。
  • 由于外核为液态，S波无法在液态中传播，P波发生折射并形成“P波阴影区”。
  • 地质意义：地幔与地核的分界面。

    • 3. 地核的进一步划分

  • 外核（深度2900-5150千米）：
  • 横波（S波）无法传播，纵波（P波）速度大幅降低，表明外核为液态。
  • 内核（深度5150千米至地心）：
  • 纵波（P波）速度回升，推测内核为固态，主要由铁、镍组成。
  • 莱曼面：深度约5150千米处，为外核与内核的分界面，此处P波速度再次变化。

    • 4. 其他重要界面

  • 康拉德面：位于大陆地壳内部（约20千米处），将地壳分为硅铝层和硅镁层，但普遍性较差，地质意义尚不明确。
  • 岩石圈-软流圈边界（LAB）：
  • 位于地表以下约80-200千米，地震波速度下降，表明岩石圈（刚性）向软流圈（塑性）过渡。
  • 软流圈是岩浆的主要发源地。

    • 地震波速度变化与圈层对应关系

    | 界面/圈层 | 深度范围 | 地震波变化 | 物质状态 |

    |-|--|--|--|

    | 莫霍面 | 约5-90千米 | P波、S波速度突增 | 固态岩石 |

    | 地幔（上、下地幔） | 33-2900千米 | 整体速度稳定，但在地幔转换带（410-660千米）存在速度梯度变化 | 固态（部分熔融） |

    | 古登堡面 | 约2900千米 | S波消失，P波速度骤降 | 液态外核开始 |

    地震波传播速度变化与地球内部圈层界面的对应关系

    | 外核 | 2900-5150千米 | 仅P波传播，速度较低 | 液态（铁镍为主） |

    | 内核 | 5150千米至地心 | P波速度回升，S波重新出现（推测为固态） | 固态（高压高温） |

    意义与应用

  • 地球磁场形成：外核液态金属的对流运动被认为是地球磁场的主要来源。
  • 板块运动机制：软流圈的塑性特性为岩石圈板块的移动提供了基础。

    • 通过地震波的速度突变和传播特性，科学家得以揭示地球内部的圈层结构，为地质学、地球物理学研究提供了核心依据。