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{{Refimprove|time=2021-02-17T10:46:59+00:00}}
[[File:Plates tect2 zh.svg|thumb|right|300px|岩石圈]]
'''岩石圈（Lithosphere）'''位于[[地球]]的表層，薄而堅硬。岩石圈在[[軟流圈]]之上，包含部分[[上地幔|上地函]]和[[地殼]]。地殼在地幔之上，由[[莫氏不連續面]]作為分界。根據[[板塊構造學說]]，岩石圈并非整体一块，而是由许多[[板块]]组成。

== 地球岩石圈 ==

=== 概念的歷史 ===

=== 類型 ===

==== 海洋岩石圈 ====
{{Main|海洋地殼}}洋底岩石圈典型厚度为50–100公里厚（但在大洋中脊下的岩石圈厚度仅相当于地壳厚度）。大洋岩石圈主要由镁铁质地壳与超镁铁质地幔（[[橄榄岩]]）组成，密度比大陆岩石圈更大。随着年龄增加与越来越移动离开[[中洋脊]]，大洋岩石圈也逐渐变厚。这种加厚主要是通过传导冷却把热的软流圈转化为岩石圈地幔，因而大洋岩石圈地幔的厚度与其年龄的平方根成比例。
::<math> \, h \, \sim \, 2\, \sqrt{ \kappa t } \,</math>

其中<math>h</math>是大洋岩石圈中地幔的厚度，<math>\kappa</math>是热扩散系数（近似10<sup>−6</sup> m<sup>2</sup>/s），<math>t</math>是洋底年龄。

大洋岩石圈在生成之后最初数千万年，其密度小于软流圈。此后大洋岩石圈的密度会逐渐增大最终超过软流圈。这主要是因为岩石圈中的地幔部分[[热胀冷缩]]，随着温度的下降，其密度超过了软流圈；虽然大洋地壳由于[[化学分异]]造成密度总是小于地幔。成熟的大洋岩石圈因重力不稳定而在[[消减带]][[拆沉]]进入下伏的地幔软流圈。因而大洋岩石圈的年龄最大不超过1.70亿年，比数十亿年的大陆岩石圈年轻得多。<ref>Jordan, T. H. 1978 ''Composition and development of the continental tectosphere.'' Nature 274, 544-548.</ref><ref>O’Reilly, Suzanne Y. ''et al.'' (2009) "-{R|Ultradeep continental roots and their oceanic remnants: A solution to the geochemical“mantle reservoir”problem?}-" ''LITHOS'' doi: 10.1016/j.lithos.2009.04.028</ref>

大洋岩石圈被地幔柱上涌带到地壳表层，其莫氏硬度超过石英岩石。

===== 隱沒岩石圈 =====
{{Main|隱沒帶}}

==== 大陸岩石圈 ====
{{Main|大陸地殼}}岩石圈的厚度因地而異。一般而言，大陸地殼的岩石圈厚度大於海洋地殼的岩石圈厚度，但是其具体深度存在争议。<ref>[http://www.nature.com/nature/links/030417/030417-7.html Continents: How low do they go?] {{Wayback|url=http://www.nature.com/nature/links/030417/030417-7.html|date=20160410214032}}Nature</ref>大陆岩石圈的厚度约40公里到可能的75公里；其上部的～30到～50公里是大陆地壳。岩石圈的地幔部分主要由[[橄榄岩]]组成。大陆地壳主要是[[长英质]]岩石。

== 地函捕虜岩 ==

==性质==
岩石圈相對於其下的軟流圈，屬於較剛性、脆性的一部分。在這種情況下，岩體仍然有足夠的強度來累積能量，發生[[地震]]。

岩石圈与软流圈的区别在于对应力的不同响应：岩石圈在很长时间内保持刚性、弹性形变、最终可能发生脆性断裂；软流圈黏滞变形，在应力下塑性形变。

岩石圈的下界是上地幔岩石从脆性转变为黏性的等温线。超过此温度（～1000°C），上地函中最软弱的矿物——[[橄榄石]]将黏性形变。
==被消减的岩石圈==
21世纪初的地球物理研究发现，一些被消减的岩石圈的大块深入地幔深达2900公里，几乎接近[[核幔邊界]]，<ref>Burke, K. and Torsvik, T. H. (2004) "Derivation of Large Igneous Provinces of the past 200 million years from long-term heterogeneities in the deep mantle'' ''Earth and Planetary Science Letters'' 227: pp. 531-538</ref>同时有的岩石圈块体漂浮于上地幔中，<ref>Replumaz, A. ''et al.'' (2004) "4-D evolution of SE Asia's mantle from geological reconstructions and seismic tomography" ''Earth and Planetary Science Letters'' 221: pp. 103-115, doi:10.1016/S0012-821X(04)00070-6</ref><ref>Li, Chang ''et al.'' (2008) "A new global model for ''P'' wave speed variations in Earth's mantle" ''Geochemistry Geophysics Geosystems'' 9(5): Q05018, doi: 10.1029/2007GC001806</ref>还有的插入地幔400公里但仍附着于上面的大陆板块，<ref>-{O’Reilly}-, Suzanne Y. ''et al.'' (2009) "-{Ultradeep continental roots and their oceanic remnants: A solution to the geochemical“mantle reservoir”problem}-" ''Lithos'' doi:10.1016/j.lithos.2009.04.028</ref>类似于佐敦于1988年提出的“构造圈”。<ref>Jordan, T.H. (1988) "Structure and formation of the continental tectosphere" ''Journal of Petrology'' 29(Special Lithosphere Issue): pp. 11-38</ref>
==发现历史==
1914年-1915年，{{tsl|en|Joseph Barrell|巴雷尔·约瑟夫}}发表8篇关于[[地壳均衡]]的系列研究文章，从力学角度（[[剛性]]和[[流变学|流变性]]）提出了岩石圈与软流圈的分野。<ref>{{cite journal | last1 = Barrel | first1 = J. | year = 1914 | title = The strength of the crust, Part VI. Relations of isostatic movements to a sphere of weakness – the asthenosphere | jstor = 30060774 | journal = The Journal of Geology | volume = 22 | issue = 7 | pages = 655–683 | doi=10.1086/622181 | bibcode=1914JG.....22..655B}}</ref><ref>{{Cite web |url=https://www.jstor.org/stable/30066337 |title=Joseph Barrell：“The Strength of the Earth's Crust VIII. Physical Conditions Controlling the Nature of Lithosphere and Asthenosphere”， published in 《The Journal of Geology》，Vol. 23, No. 5 (Jul. - Aug., 1915), pp. 425-443 |access-date=2018-12-18 |archive-date=2021-03-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210312002933/https://www.jstor.org/stable/30066337 |dead-url=no }}</ref>但并不受重视。

20世纪六十年代末随着[[板块构造理论]]的出现，地球科学界认识到岩石圈代表若干浮于[[软流圈]]之上的保持刚性的板块，板块会发生会聚、发散、侧滑等相对运动，并在边界处产生相互作用，导致壳幔物质循环，是大多数地震与火山活动的起因，比[[莫霍面]]具有更重要的意义。

== 參見 ==

* {{link-en|碳酸鹽-矽酸鹽循環|Carbonate–silicate cycle}}
* [[氣候系統]]
* [[冰雪圈]]
* {{link-en|地圈|Geosphere}}
* [[科拉超深钻孔|科拉超深鑽孔]]
* [[固體地球]]
* {{link-en|垂直位移|Vertical displacement}}
* [[莫氏不連續面]]

== 參考資料 ==
{{Reflist}}

{{Authority control}}
[[Category:岩石圈| ]]
[[Category:板块构造]]
[[Category:地幔]]
[[Category:系統生態學]]