上次概略介紹了地震,本篇文章開始介紹引發地震的板塊與其地質構造。
地球由內而外的組成是「岩石圈、地函、地核」三大部分,板塊就包含在其中一個部分。所以在認識板塊之前,讓我們先像撥洋蔥一樣一層一層來認識地球的構造!
地球最外層的結構,稱為「岩石圈( Lithosphere )」,大部分是由冷而堅硬的結晶岩塊組成,包含「地殼( Crust )」和「部分上部地函」,厚度約為 100 公里。
岩石圈內部可以再細分成許多獨立單元,每個單元有自己的運動方向和速度,而這些單元就是我們熟知的「 板塊( Plates )」。
位於岩石圈以及地核中間的結構,我們稱為「 地函( Mantle )」,佔地球總體積的 83% ,可分為「 軟流層( Asthenosphere )」、「 上部地函( Upper mantle )」及「 下部地函( Lower mantle )」三個部分,厚度約為 2,900 公里。
地函是由富含鐵鎂的矽酸鹽岩石所組成,因為這種岩石具有延展性,所以在高溫、高壓的環境下會有熱對流產生,促使軟流圈上層的板塊跟著移動。
「 地核( Core )」就是地球的核心,位於地球的最深處,可細分為外核及内核,厚度約為 3,470 公里。地核的主要成分是鐵或鐵鎳質,地心的溫度大約可以達到 7,500K,比太陽表面溫度來得還要高!
「 板塊 ( Plates )」指的就是分裂成一塊一塊的岩石圈。因為岩石圈包含地殼及上部地函,所以同理可知,板塊並不等於地殼喔!而板塊一般可以分成主要板塊、次要板塊以及微板塊三種:
板塊構造論(又稱板塊構造假說、板塊構造學說或板塊構造學,總稱「板塊漂移」)是為了解釋大陸漂移現象而發展出的一種地質學理論。該理論認為,地球的岩石圈是由板塊拼合而成;現今的全球分為六大板塊(1968年法國勒皮雄劃分),海洋和陸地的位置是不斷變化的。根據這種理論,地球內部構造的最外層分為兩部分:外層的岩石圈和內層的軟流圈。這種理論基於兩種獨立的地質觀測結果:海底擴張和大陸漂移。
岩石圈可以分為大板塊及小板塊,兩板塊相接觸的部份則可依其相對運動來分為分離板塊邊緣、聚合板塊邊緣及轉形斷層。在板塊邊緣常會出現地震、火山、造山運動及海溝。現今每年的相對運動距離約在0至150mm不等。
板塊可以分為海洋板塊及較厚的陸地板塊,兩者都有各自的地殼。在聚合板塊邊緣會有隱沒帶,會將板塊沉降至地函,使岩石圈質量減少,而分離板塊邊緣因海底擴張形成的新地殼,這種對板塊的預測稱為輸送帶原理。較早期的理論認為地球會漸漸膨脹或是漸漸收縮,也都還有一些人支持。
板塊可以移動的原因是因為岩石圈的強度比下方的軟流圈要大,地函橫向密度的變化造成了地函對流。一般認為板塊運動是由海底遠離擴張脊的運動(因為地形及地殼密度的變化;遠離洋脊,地形變低,地殼變冷,而造成地球引力的差異)、及在隱沒帶(位於地函對流的下降環),洋殼由於冷和重,向下沉到地函所造成的牽引力,等影響組合而成。與地球旋轉的受力差異無關。
板塊在軟流圈之上運動,由地函熱柱產生驅動力而運動。板塊之間有三種相對運動方式:聚合、張裂與保守(錯動)三種方式,所以板塊之邊界可分為擴張性板塊邊界、聚合性板塊邊界和板塊轉換邊界三種類型。聚合性板塊邊界是板塊受壓力的地區,在地貌上表現為海溝、火山島弧、褶曲山脈等。張裂型板塊邊界是板塊受張力形成的地區,在地貌上表現為裂谷、中洋脊等。錯動型板塊邊界(保守性板塊邊界)是兩個板塊受剪力的地區,轉形斷層發育,其運動方式類似地表的走向滑移斷層,因面積無改變而稱之為保守性。
上圖為世界板塊的分布圖,藍色為隱沒帶,紅色為張裂邊界,綠色為橫移邊界,紫色則為碰撞帶,除此之外塗上陰影處為當今世界主要造山帶。
各位讀者可以注意圖中台灣、日本、菲律賓與印尼等花彩列島的板塊邊界狀況,就知道為什麼台灣地震會這麼多了。