+ All Categories
Home > Documents > The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

Date post: 11-Feb-2022
Category:
Upload: others
View: 2 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
32
51 The Earth's Interior Thorne Lay University of California, Santa Cruz, USA 1. Introduction Earth is composed of minerals and metal alloys under pressure and temperature conditions that allow elastic waves with fre- quencies ranging from 0.0003 to 30 Hz to transmit through the planet with relatively little deviation from linear elasticity. In other words, an initial rapid input deformation applied to near-surface rocks, such as that accompanying sudden stress release on a fault or an underground explosion, produces stress imbalances that transmit through Earth in the form of nearly elastic P and S waves that convey the nature of the source deformations to distant locations in a way that is readily deci- pherable. This remarkable attribute is akin to the transmission of sound waves through air, for which there is a direct corre- spondence between atmospheric pressure ¯uctuations produced at a source, say by speci®c oscillations of vocal cords, and those detected on our ear drums, allowing the sound to be interpreted (even if there are many echoing reverberations that travel multiple paths to our ears as well as unrelated background noise). If the source energy is large enough, on the order of a magnitude 5.0 earthquake, elastic wave arrivals can be detected above typical ambient noise levels over the Earth's entire surface, and seismic instruments are now capable of recording the full bandwidth of ground vibrations induced by common sources. The quasi-elasticity of Earth over a wide range of ground motions combines with the predominantly concentrically layered structure of the planet to yield straight- forward relationships between observations of seismic waves at various distances from a source and the properties of the deep interior of the planet. For about 100 years seismologists have been systematically accumulating global recordings of ground shaking, locating sources of elastic wave radiation, and extracting characteristics of Earth's interior from the travel times, amplitudes and waveshapes of seismic waves. Seismological models have been interpreted by mineral phy- sicists, geochemists, and geodynamicists for many decades to infer the composition, physical state, and dynamical processes occurring inside the planet. This effort has resulted in a remarkable understanding of our planet's interior, although many important issues have not yet been resolved. This chapter outlines some of our understanding of the Earth's interior derived from seismology. 2. Earth Stratification and Chemical Differentiation The most fundamental approach to gleaning Earth structure from seismic waves is to measure arrival times of ground vibrations as a function of distance from the source. Seismo- grams from distant earthquakes are characterized by a seq- uence of discrete body wave arrivals followed by dispersed surface wave trains. Given networks of seismic instrumentation with relatively uniform ground motion response, it is straight- forward to pick consistent arrival times of the discrete body wave phases. Triangulation procedures can be used for natural sources to determine the source location and origin time for an assumed seismic velocity model, and the arrival times can then be plotted as a function of distance from the estimated (or known, in the case of explosions) source location. When this is done on a global scale, as in Figure 1, it is apparent that coherent arrivals associated with distinct travel time branches exist, with behavior that is predominantly dependent on epi- central distance. These arrivals correspond to various portions of the P- and S-wave fronts sweeping along the surface of the Earth, with the discreteness of the arrivals indicating that simple wave front refraction at depth dominates over 3D scat- tering effects. This organized transmission of seismic energy through the Earth was recognized very early in the 20th century, and pioneering seismologists began the labor of identifying each travel time branch and deducing the internal structures and source radiation effects that give rise to the complexity of seismograms. The improved structures were used to provide more accurate event locations, allowing the models to be re®ned in a bootstrapping manner. INTERNATIONAL HANDBOOK OF EARTHQUAKE AND ENGINEERING SEISMOLOGY, VOLUME 81A ISBN: 0-12-440652-1 Copyright # 2002 by the Int'l Assoc. Seismol. & Phys. Earth's Interior, Committee on Education. All rights of reproduction in any form reserved. 829
Transcript
Page 1: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

����� ����� � �����

���� � ������������ � � ������ � � �� ����� ���

�� ����������

����� �� ���� � ������� �� ���� ����� �� �� ��������

�� ���������� �� ����� ���� ���� ������� ����� ���� ����

�������� ������� �� ������ � ����� � ������� ������

��� ������ ���� ���������� ������ ������� �� ������ �����������

�� ���� �� �� �� ������� ���� ����� ������� ������ �

������������ ����� ���� �� ���� ���������� �� �� ������

������� � � ����� � �� �� ������ � ������ �� ���� ������

�!������� ���� ������� ������ ����� �� ��� �� � ������

������� � �� � ����� ���� ����� ��� ������ � ��� �����

�������� � ������ ������� �� � ��� ���� �� ��� ��� ����

�����!��� "��� ������!�� �����!��� �� ���� � ��� ����������

� ��� ����� ������ ���� �� ����� ����� �� � ����� �����

��� ���� !������ ��������� �������� #��������� �� ���

�� � ������ ��� !� �����$� ���������� � ���� �� �� �� ����

������ � �� ��� ���� ������� ��� ��� � !� ����������

%���� �� ����� ��� ��� ������ �����!������� ���� ������

������� ����� � �� ���� �� ���� �� �������� !�������

����&�

�� ��� ����� ������ �� ����� ������ � ��� � �� �

� ������ � '�� ����������� ������� ���� �������� ��� !�

������ �!�� ������� �!���� ���� ������ ��� ��� �����(�

������ �������� �� ������ ���������� ��� �� ����!�� �

���� ��� ��� ���� !�� �� �� � ���� ��!������ �� ��� !�

�� ������� "�� ���������������� � ����� ��� � �� �

����� � ���� ���� �!���� ���� ��� ��� �������

������������� ������ ��������� � ��� ������ � ���� ���������

����� ������������ !������ !��������� � ������ �����

�� ������ �������� �� � ����� �� ��� ��������� � ���

��� ������� � ��� ������� )� �!�� *�� ����� ����������

���� !��� ������������� ����������� ��!�� ���� ���� �

���� �������� ������� ������ � ������� ���� �� ������

�� � �������� ��������������� � �����(� ������� �� ���

������ ����� ������ �� �� ���������� � ������ ������

+��������� ��� ���� !��� ���������� !� ������ ����

�������� ���������� �� �� ��������� �� ��� ��� �� �

����� ��� �������� �������� ������ �� ������� ��������

�������� ���� � ��� ������� "��� ����� ��� ������� ��

� ������!�� �� ������ ��� � �� ������(� �������� �������

��� ������� ������ ���� �� ��� !��� ������ � "���

������� ������� �� � �� �� ������ ��� � ��� �����(�

������� ����� �� ��������

�� ���� ������������� �������������������������

"�� �� ��� ������ ������� � �������� ����� ���������

�� ������ ����� �� � ������ ������� ���� � ����

��!������ �� � ������� � ������� �� ��� ������ +����

���� �� ������ ����������� ��� ������������ !� � ����

����� � ������� ! � ���� �������� ����� !� �������

������� ���� ������� ,���� ������� � ������ �������������

���� ���������� ����� ���� ��� �������� �� �� ���������

����� � ���� ��������� ������� ���� � ��� ������� ! �

���� ������� "����������� ���� ���� ��� !� ��� �� �������

������ � ������� ��� ����� ������ �� ����� ��� ��

�� ����� ������ ������� ��� �� ��� ������� ���� ���

���� !� ����� �� � ������� � ������� �� ��� �������

%� ����� �� ��� ���� � � ������& ����� �������-��� ����

�� �� � � ��!�� ������ �� �� )����� *� �� �� �������� ����

������� �������� �������� ���� ������� ������ ��� !�������

� ���� ���� !������ ���� �� ��� ������� ���� ��� � ����

������� �������� "���� �������� ������� � ������ ������

� ��� �� �� ������ ����� �������� ���� ��� ������� � ���

������ ���� ��� ����������� � ��� �������� �� ������� ����

����� ���� ���� ��������� �� ���� ������ ��� �. �����

������ �������� "��� ������� ���������� � ������ ������

������ ��� ����� ��� �������� ���� ����� �� ��� /���

�������� �� ��������� ���������� !���� ��� ��!� �

� ��������� ���� ������ ��� !����� �� � ����� ��� ��������

���������� �� ����� �� ����� ������� ���� ���� ���� � ���

���� ��� � ��������� "�� ����� ���������� ����

��� � ���� � �� �������� ����� �������� ������� ���

��� � !� ��$�� �� � !���������� ������

���������������������������� ���������!�������!����"���!#� $���"�%&� ����' ()&*)++(,-*)&0������� � /��/ !� ��� ���(� 1���� +����� 2 3���� �����(� �������� 0����� � � �������

1�� ������ � ���� ����� �� ��� �� ������� � ���

Page 2: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

,���� �� �� ������ ��� � ������� ���� !������ !��� �

��� ����� � ���������� ���� �� !��� � ��������� ������ ��

��� *4�� ������� %0������ 5 !� 6 ���7 1�� �� 8����� �� *45�7

9�� �� -������� *44'&� �� ��� ������� ���������� ���� ���

����!����� ���� ��� � �����(� ���������� ����� ����

������� �� ��� � ������� � ��#������ �� ��� ������� ��

�� � �:� �������� !�� ��� �������� � ����� � ��

������ ��������� �� ��� ������� ����� � ��� ������� "�� ��

������� ��� � ��� ����� ��� ������ �� *4�; !� <� ��� =�

*4*� ��� ���� � ��� !�� ��� � ��� ��� ��� ����� �����

������ ����!����� !� =�� ,����!���� �� ���� ��� �������

� ��� ����� ��� �� *4�; !� ���� 9������ ��� !���� ��������

� ��� ������ ������ �� ��� �� !��� ����!����� �

)� � ����� �� �������� �� ��� ������� �� � *. �� �

��� ������ ���� � � � ���������� ����� ���� ���� ��� ����

�� ���� �� !���� ������ ���������� ���� � ��������� �������� ��

� � � ���� ������ ����� �� �� � ������� � ���������� �������

�������� �� ����� !�>

� � ��� /

� ��

����������������/ � �/

��

� �*�

� � /�

� ��

�����������������/ � �/

� �/�

����� �� �?����� � �� ��� �� ��� � ��� ������� ���� � ���

������ �������� �� �� ��� ��?���� �� ��� ������ ��� ��������

����� �� ������� �� � ����� �������� �� �� �� ��� �� ��� �

��� ������� "���� !���� ��������� ���� �� ������

������ � ��� ����� ���� ������� ���������� ����� ����

����� ��� !� ��� � !��� �� ��������� ��� � ��� �� ���

� �� � ������� ��������� ������ !� ����� ���������� �

�������� ����� ��� �������@-������� ��� %����� 9�� ��

-������� *44'&� 1�� � ��� ��������� �������� �� �����

����� ���� �� ���� � !� ��� !����� ������ ��� ����� ��

����� ���� ���� ���������� �� � ����� ������� ������

"�� ������ ��� ������ ��� !� ���� ����� ����� ����

���!�� �������� � ��� ���� � ��� ������ ��� ������ �?�� �� ��� !� ���������� ������ %���� ������ ������

!���� � !� ����� �� ��� *4;�� ���� ����� ��� !� �������

������� � ������� ������� ��� �������� � ������� �������

���&� �������� !�� ����� ���������� ������� ������

��� !� ������� �� !� ������ !�� ��� ����� ��!��� ����

������ �� +����(� ��� �� ������� ��������� �� �� ��#�����

�� ���������� ���$������ �� ������ �� %����� 1�� ��

8����� �� *45�7 9�� �� -������� *44'&�

)� ��� *4/�� � *4A��� ���������� !����� ����������

��!��� ���� �� ��� B�������@=����� "�!��� %B������� �� =������

*4A�& ���� ��� �� ��� �������@-������� ��� � �� ���

�������� *. ������ ������� ��� �� ��� ������ ������

����� ��� ��� ������� B������� �� ,����!��� ��� %)��� /&�

30

20SKiKP

ScS

ScP

PcP P

PP

PKP

SKS

SKP

SKKSPS

SS

S

PKiKP

10

20 40 60 80 100 120

Delta (deg)

Tim

e (m

in)

140 160 180

������ � 1������ ���� � � �� � ������ ������ �� � ������� �

���������� ������� �� ��� ����� �� ������ ���������� ������� ����

���� ��� ���� ���������� ������ �� � �� ����� ������� �� �

�� �� ��������� ��������� ���� ����� � �� � ��� ����� �������

���� ���� �� ��� ��#��� �� ��� ���@����� !�� ���� � � � ��

� � � ��#��� �� ��� ����� ���@���� ��� !�� ���� ��� ��� ����#��� ��� �� ��� �����(� �������� �� � �� � �� � �� � � ���

������ ���� �������� ��� �����(� ���� %)� C������ �� ��� ����

*44*� 8������� ���� �������� �� ��� 8��� 1��������

+������&

0 1000 2000 3000Depth (km)

Vel

ocity

(km

sec

–1)

4000

P

S

B C D E F G

Seismic velocities

5000 6000

14

12

10

8

6

4

0

GutenbergJeffreys–Bullen

������ � � �� � ������� �� �������� � ���� �� ��� ����� ��

��� ������� ,����!��� �� B�������@=����� ����� ���� "�� �������

�� ����� ������� ��! ������� � ��� ������� !��� � !������ � ���

������ ��� ������ �� ������� ������� ����������� 1���� ���������

��� �� ������� ��� �� ��� ,����!��� �� �� ��� ������ ��

������� ��� ���� �$���� ��� ��������� ��� ���� �� ��� B�������@

=����� �� %)� 1� ����� *4;�&�

��� ���

Page 3: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

"���� ���������� ��� ����� �� ���� �� ����� ��� ��

��� ��� �� ��� B�= ���������� ��!��� ��� ����� ��� ��

���������� ������ ���� ���� !������ ���� ���� � ��������

��� ������ � � �� � ���� ������� ���� %����� ��� �:�

�������� �� ������#���� �� ������� ������& � ������

� ���� ������� � � ������� �� ���������� �������

1������ ! � ���� ���������� �������� ������ � ������

�� �� ��� ���� ����� ���������� ������ ������ ��������

��� ����� ���� �� �������� � !� ������ ��

������ ���� ����� �� ��� �������� ��� ���� ������

������� ������� ������ �� ������� ����� �� ���� ��

%��� 0������ 4 !� 0������ 0������ *� !� 9����� ��

�� 0���� � �� 0������ ** !� 8������&� +����� ����

������ �� �� ������� ��� �� !� ���������� �� �����

���� ������� ������� � ��� �� ����������� "��

��������� � ������� �������������� ��������� � �� �������

����� ����������� ����������� �� ���� ������������ �

������� �������� ��� !� ��� �� ��������� !� ������

������ ������

1� � ���� � � ��������� *. ������� ��������� �� ���

����� �� ��� %��� ���� ���������� ����� �� �� ����� � & ��

���� �� )����� �� ���� ���� � ������ ��������� �������

!� ������� ���� � !��������� %��� 0������ *� !�

9����� �� 0���� �&� ���� ��� �� ��� � �������

������� �� ���������� ��� � ��� �������� +����� ����

������ �������� ������������� ���� ���� ����� ��� ����� ��

�� ��� ������� ��� � B������� �� ,����!���� !�� �� ���

�� ����� � ��� � ������� � �!���� ������� �� ������

��������� �� ��� A*� �� ;;� � ������ �������������� "��

������ � ��� ��������� ��� ����� �� A*� � �!�� 5�� �

���� �� ������ ���� � ��� � �*4;��� !�� �� �� !���

�������� �� ����� �� *4/; ���� ���� ��� �� ������� �� ����

���� �� ������� � ��� ����� ��������� � ������ ������

���� �� ��� ���� ����� %!��� 5�� �&� D��� /4�� �

���� ��� � ������� ��� � ���� �� ������� ��� #�� ����� �

��� ���� ���� ����� ��� � ������� ��� ������� ����� ���

���@����� !�� ��� !���� ���������� ����� ���� ����

�� � ��� ����� ���@���� ��� !�� ����

<��� ���� ������� � ����� ��� ������ ��������� ��������

���� ������ ����� ����� ��� ���� ����� �� 5�� �

/E�� � ����� �� ����� ��� ���� ��� �� ����� ���� "���

�� � ����� ��������� �� ��� ��� ������� �����

���������� ������ �� )����� *� ���� ������� ��������� �!�� ���

��� ������� �� ���� ���� !���� !�� � � ��� � ���

������� � ���� �� ������ ���� !�� ��� ������ %���� ���

�����(� �������� ���� ��� ���@����� !�� ���� �� �� �������

����������� ���!�&� "��� ����� ����������� �� ����� ����

��� ������� � ���� �:� ��!������ � ��� ����� �� !�

������ ���� ������������ ������������� ����� ���������

�� ��� �������� �� ��������� ������� ������� ���� �����

+�� ������ ����� ���������� �� ��� �:� ����� ������ ������

���� � ���!�� � ��������� �� ��� ������������� ���� A*�

�� ;;� � ����� �� ��������� �������� �� ������

���������� �� ����� ���� ��� ��� �� ��� ������� � � �

���� "�� !��� ������� � ��� ������ ��� !� ���� ����

!� ��� �������� �!�� ���� � ��������� �������� �� ��� +�� �

!� ��� !��� ������� � �� ������������ ��� �����

��������� ���� ��� ����� ������� !���� ������� !�

������� �� ��������� � ��� ��� ���� �� ���������� �����

%�� � � ������� ��� <(D���� �� 3���� *445&� "���� ���

$����� �� ��������������� � ��� ����� �� � � ���������

������������ ! � �� ����� � ���� ������ � ����� ��������

��� ��������� ��� ��� �� ����� ���������� ������ ����� !�����

�� � ������ !� ������ �� ����� ����� ������� � �� ���

��� ��������� ������ ������ ���� �� � ������� ����� �

����������� ��������� �� � �� � ������ ����� ������

������� �������� ��� ���� �������� ��� � ����� ���

������ ��� ��� �$� !������ ��� ������ ���������� ���

��� �� �� ��� ����� ��� !�� ����

�� �� ������ �� � ��� � ������� �� ��� �� ���

��� �!�� ���� ����� $����� �� ������� � ��� �������

������ �������� �� �� ����� ���� ��� ������ ��� !� � �

�!�� ��������� �������� �� � ����� ��������� ��

%����� ��� �������� � � ��� ����� �!�� ���� � �:� ����

�� ��������� �������� ���� ��� ����� ���� ������ �

��� ��� !���� <� ��� ���� � ��� ���� � ���*��F� �����

� �� !����� ����� � �/��F� 1� ���� �� =���� *45;&�

!�� �� ��� �� ����������� ��� ���� ����� �� �� ����� ����

��� �� ������ � � ���� ���� ����������� ������$�

������ �� ��� �� ���� ����� ���� � ���� �� ��$�� ���

����� ��������� ������� �� %!� ������� ��!�����

���������� � ���������� �������� � ��� !�����

��������� �� ��������&� 1� �����!� !���� ������� ������ �

��� ���������� ��������� ���� � ��� ��� � �� ������ ���

��� ������ � ��� ������� �� ����� ����� ��� ��������

����� ������ ������������ "���� �� ���� � ������� ����

������� ����� � �:� ��� �� �� �� ������ ��� � �����(�

��������

ak1352

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

4 6 8 10 12 14 0 500 1000 15000

1000

2000

3000

Depth (km

)Dep

th (

km)

4000

5000

6000

(km sec–1) (Mg m–3) Q

������ "�� ��*�' ����� �� �� ������� � �������� �� �� � �������� �� �� ���� �� ������� � �� ���������� %G� �� ��� ���

����� G� �� ��� ��� ����& %�� C������ �� ��� �� ������ *445&�

��� ����� � ����� ���

Page 4: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�� ����

�����(� ����� �� ��� �� ������� ����� � ��� �������� ���

�� ��� ��� ���������� ������� ��������� �� ��������

����� � ���� ������ �������� "�� ���� ��� � ��������� ��

�������� ������ � ��� ���������� ����� ��� ��� ��� ��������

�� ������� !���������� ���� ��� ������� ����� �� ��

������ � �� ������ �����(� �������� ������ �� �� ��������� �

��� ��� ��������� �� ����� -��� ���� ������ ������� !����

��$�� � ��� ����� *� � � ��� ������ ��� � �� �����

� �� � ��� ������ ��������� � ��� ������ �� ����������

����� ��� !��� ���� � !� ���������� �������������� ��

�����!� ��������� �� ���� ���� %��� 0������ 'A !� H���

� ��� �� 0������ '' !� H�������&� �� �� ����� ��� ��������� �

������� ������ ������������ ����� ��#����� �� ��������� ��

���������� ����� ����� ����� ��� �!���� ������� �� �������

��������� %����� ������� �������!������ ���� ���& ���� ���!���

������ ��� � ��� ������� �������� �� �����@�����

!�� ��� %� ���������� �$�� ��������� !�� ��� �����

��� H�����I��J � KKH�(( !�� ��� �� ��������� � ���

�������� �� *4�4& � !� ������� !� �������� � ����

��$��� � ���� ��� ���� ���� �� !�� ������� ��

������� ��� ������� +������ ���� �� ��������

�!�� ��� ��������� ��������� �!����� ������ ����������

�������� � ������� ������� �� ���������� �������� � ���

������ ����� ��� ���� !� ���������� �� ���� � ��� ���

������ �� ������� �������� !� ������� � ��!�����

���������� � $�� ������� �������� !� ��������

��������������

,��� ���������� !������ ������ �� ���������� �������

��������� ���� $��� ������� �� ��� *4'�� !� � �!������ �

��������� �� ������� ��� ��� �� ��� $��� �������� � 8�������

�� 9�� ���� �������� !��������� �� ��� ���� �����

*�@E� ���� 9�� ���� !��������� �� ���������� ���� �

�������� ��� ���� �� �� ������� ������ ������� ���������

� �!�� ; �� ���� !�� 8������� �� 9�� ����� �� �������

� ������� ���������� ��������� � �' � � � %���� ����� � ����*4'E&� 1 ������ �� ���������� ����!�������� ������� ������

�� ��� ������� ���� ����� ���������� �������� � ��������

������� �������� !� ������� ���� ��������� ���������� ��

��� ������� �� ����!������� �����!� �� 0������� ** %!�

8������& �� 'A %!� H��� � ���&� +������ �����

���� � ���������� ����� �������� ��� � ������� ����

������� �������� � ������� ���� �� ������� ��������� � ���

������ ���������� !�� ��� �������� ���������� �� �������

����� ��� !� �!��� ���� ! � ���� �������� � ����

�����!�� ������ ������� �����������

���� �������� � �������� ������� ��������� �� ������� !�

����� ������ ! � ����� ���� ����������� � *@*�����

�� ���� ������ �� ���� ������ ������� �������� !�

���� ������ ������� %����� � ��������& � ��� �������

��������� "�� ��� �������� �� ��������� ������ �� ����

����� � ���� ������ �� /. �������� � ���� ���������

���������� �� ��������� �$�� �� ��� $�� � 8�#�����

+������� ���� ������� ���������� !���� ��� � �� ��������

� ��� ������� ��� ���� ������!�� �� ������� ��� �����

������� � � ��!�� ����� %��� �������� � ������� ������&� 1�

������ ���� ������ � ��������� ��� ��� � � 8��������

+������� ��� ��� � � ������ ������ ��#���� �� ��� �

���� �������� ���������� ��� ����� �� !�� ������� ��

������� ��� ������� ���� � ���������� � ��� ������

������� ������� ��

,��� �����!���� � ������� ������� ���������� ����������

�� ������� ��������� ���� !��� ������� !� 0����������

Ice

Water

Soft sed.

Hard sed.

Upper crust

Middle crust

Lower crust

Ice

Water

Soft sed.

Hard sed.

Upper crust

Middle crust

Lower crust

7.2

7.3

7.37.1

8.0

8.0

8.0

8.28.2

8.2

8.2

8.2

8.2

8.2

8.2

7.2

7.2

7.2

8.0

8.0

6.67.2

7.1

7.1

6.6

6.66.65.0

1.51.5

5.0

6.6

6.06.0

3.22.32.34.0

2.5

6.06.06.0

6.6

6.6 7.2

8.2

6.36.66.6

6.26.26.26.2

6.4

6.8

3.63.33.80

–10

–20

–30

–40

–50

–60

0

–10

–5

–15

–20

–30

–25

–35

–40

6.3

6.16.1

6.66.6 6.6

6.1

For

earc

Con

tinen

tal a

rc

Sub

mar

ine

plat

eau

She

lf

Con

t. m

argi

n

Mel

t. af

f. oc

ean

Oce

an

Arc

hean

(ic

e)

Ear

ly/m

id p

rote

rozo

ic

Late

pro

tero

zoic

Pha

nero

zoic

Pla

tform

Ext

ende

d cr

ust

Oro

gen

(Ura

ls/T

ethi

an)

7.2

������ +���� � ������� ��������� �� ��#����� ��$����

�� ������ ������� ������ �� ������� ��������� �� ������� � ����

������ � ������� ������ %)� H��� � ���� *445&�

��� ���

Page 5: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�� H��� %*44'& �� H��� � ��� %*444&� 8�#����� ��

��������� ��� ��� �� ��� �� � � ������� ���� ��� ���

���� ����!����� ���� ����� ��� �������������� ������� ����������

�� ������� ������� ����������� � ��������� �� ���������

�� ������ ������� ����� ��� ������� �� )����� A� D�� ����

����� ����� ��������� �� ����� � �� ������ ����������� "��

������� � ������� � ��� ����� �� ;�A'� ��/* � ����*� ���

������� ���������� ������� ��������� �� �!�� A� � ��

������� ������ ������� ��������� �� */�; �� ����� ��� A�� �

� ���� ����� %0���������� �� H���� *44'&� 1 �����

�� � ������� ���������� ����� ��� ����� ����� ���� '� � '�

�������� �� ���� �� )����� '� +����� ��� � ��� �����

���� ����� ���� � � !���� �� ���������� �������������� �����

��!����� ���������� � ��������� �� ������!�� �������

�������� �� �� ���������� ��������� �� ������������

0���������� �� H��� %*44'& ������� ������� ����������

�!�� ������� �������7 ����� ���������� ����� �� ����� !�

������ ��������� ����� ��� ������ � �������� ����

�� ������� �������� � ����!���� ������ ��� �� � �� ���

�������� ����� �� ��������� ���� �������� ������� �������� ������

�� ����!����� �� ���� ���������� ����� �� ��������� ����

��!!� �� �$� ���������� "���� ������� � !� ����������

������ ������ ���� ���� �� �$� ������ ��������� �������

��� ������ ������ 9������ ������� ��� ��� ���� � ���

��� �� ���������� ������� ��������� ������ !��� ��� ��

� �������� ������� ������ ������� ��������� �� !����

10

10

30

10 50

40

40

30

10

10

30

5010

40

30

10

40

50

40

10

30

30

30

4540 10

10

10

30

40

40

10

10

10

10

30

1030

45

10

40

40

45

45

45

10

40

30

30 40

10

10

30

30

30

30

3040

10

45

40

30

10 30

4540

30

30

10 km contour intervalplus 45 km contour

Crustalthickness

Based on a 5° × 5° grid (CRUST 5.1). Features approx. ≤ 200 km wide not visible.

10

70

������ � H������ ��:����� � ������� ��������� �� � '� ��� � ���������� !��� � ������� ������� �� ������� ��� ����

!��� � � %�� H��� � ���� *445&�

��� ����� � ����� ���

Page 6: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�������� �� � ����� ��� �������� ��� � ���� ��������

��� �� �� �� ������ ������� � �������� H��� � ��

����� ������ �!�� ������� ��������� ��� ����� �� ��� ����

������� �������� � ������� ���������� 8��������� ����

���������� �� ������ ����� ���� !��� � ������ �� ���

������� !� ������ ��������� �� ���� ��� ������� ������

�� ������ ��� ������������ � ����� ����� ��������� ���

����� �� � ���� ������� ���� ���!���� � ��� ���������� ��

������� � ���������� �������� � ����� ����� ����������

�� ����������� ������������� ����

"�� � ������� � ���� ����� ����� ��������� �� �� ��

����� ��� ��� �� ��� !� �� �����!���� � ���������� ��

������ ������ 3��������� ������ ������������ ���� �����

!��� �� ���� ��5 !����� ������ ���������� ����� �������

��� �������� ������������ � ��� �� ������� ����� ����� ����

�� !������� ������ ������ � ����� ���� ������ �� ����

/�� ����� ����� � ��� !� ��� � ,���� ��� ������ �����

������� � ����� ����� ���� ���� � !� �������� !����

�� ������� �� ��������� ������� ���� �����$����

������� ��������� ��������� �� !�� ����������� �������

����� � ������� ��� �� ����������� �� ����� �� � �����

����� ����������

"�� ���������� � ���#� ����� ��� �� ��� *4;�� ���� �

� ���� � �� ������ ����� ����� �� �� � �������� ������

����� ������� ������� �� ����� � ���� �� ��

!������ %0� �� D������ ��� ��� ���� �� 1������ �����& ���

� ������ !� ������� ��������� ������ �� �����������

�� � ����� !�� ����� �� ������ ����� ����� �������

������ !� ��! ����� � ������ ���!�� G�����$����� � !�����

����������� ��� ����� � ��� ��� �� �������� �� �������

��� � ����� ����� �������� ���� ��� �������

�������� ���� ��� ����� ����� �� ������� ���� �����

%���� � ������ L%H��)�&/+�<AM �� ������ ���

L%H��)�&+�<�M& ������ ���� �������� %����� ������� ���

�� �������& �� �������� %����� 8���� � *4E'7 ,���� ��

)����� *445&� "� 8���� ����� ��� KK�������(( ��

�� ����� ����� ������� �� ����������� ��� �� �

!����� �� ���� ���� �����!�� ���� ��� ����� �!�� ������

"�� ������ ����� �� ��� �� ������� ������ � ����!�������

����� ������� ��� �!� � �� � �� ������ ������

!�� ��� ������ ��� ����� ���� � � � ����� �� ���������� ��

%� ;'��0& �� ������ ���� ��� � ����������� �������

����������� ����� %��� ��� ��������� !������ ������ ��

��������� !�� ��� ������&� 1� ��� ���������� ���������

���� ����� ���������� ��� ������ ���� � ��� �����

�������� ��� ������ !�� ��� ����� �� ����� ���������� ��

��������� ���������� ���� ������ ������� ��������� �� ��

������ ��������� ���� ��� ������ ������������ !�����

����� !� ��� ������ � ������ ������ ���� �� ������

+��������� ������������� � ��� ��!������ ����� ���� �

������������ ��� �������� � ��� !������ ������ ��� � ���

����������� � ����� ��� ��������� ��� ��!���� �� ���

������ ����� � �� ��� ������� ������ ����� �� ��� ����

���� � ��� ������ !�� ��� ����� �� !��� ��� ���� �����

��� ������������� �� � ����� ��� ��������� ���� ����

���� ������� � ������� � ���������� ���������� �� �����

�����������

)� ��!���������� ������ ��� ���� � � ����� ��������

���� �� ��� ����� ����� �$�� ��������� �� !���� ������ ����

�� ��� ��������� � ��� ���������� ����������� ��� � ���� �

�� ������ � ��������� ������� � ��� ��!����������

����� ������ �� ��� ������ ������ �� ��������� � ���

��!���������� ����� ����� ��� ��� ��� ��������� ���� �����

������ ������ ������� � ��� ��� �� �������������� ���

���������� �������� 1� ��� !���� ��� ���������� !������

���������� �� ������ ����� ����� ������� �� � �����

� /��@�'� �� !��� ����� ��� !���� ������������

!������ ����� ��������� �� ������� ������� �������� ���� ��

���������

��� ��� ������ ���

�� !�� ���������� �� ������ ������� ��� �������

����� ����� !��� ��� H� ������� � ������ �� �������

���� "�� ������������ ����� �� ��� H� �� � ��� ���

������� ��� �� ����� ��� ����� ����� KK�� �(( �� ���� �����

��� � � ��� KK������ �����������(( %9������ ���������

!������ �� ������ ������� ��������� ��� �� �������

�������� �� ���� ������ ������ ���� �� ��� � �� ���� ���

��������� �� ������7 ������� �� �� ������ ���� � ��

�� ������� ��#����� �� ��� ���� � ������� ������ �����

������� !�� ������ ������� �� �������� �� �$��� ���

!�� � ��� ������ �� �� ��� ��������� ��������� ��

��� ��������� !�� ��� ����� � ��� ������ �������������&

"�� �� ������������� ������ � ����� �� �������

��������� ���� ��� !� ������� �� ��� ������� :��� !��� ���

H� ������������ �� ���� �� �������� �� ��� ���� � ���

�� �� �� KK��� �����(( ���� ��� �����@����� !�� ����

6������� � ������ $� � ��� ��� ���� !������� �� ���$������

���� ������ � ��������� � E�;@5�; � ����* �� � ����

������ � A�A@'�� � ����* !���� ������� !� ��� ��� ��� ��

*4'� � %��� ������� !� 0���������� �� H���� *44'7

0���������� �� +����!���� *4E4&� "�� ������� �� �������

!������ ��������� �� 5��4� ��/ � ����* %0���������� ��

H���� *44'&� ������� ��� ������� ������ �� ������� ��

5�*'� ���* � ����* %0���������� �� +����!���� *4E4&� "����

��������� ��� ������� � ������� �� ��� �������� ���� �����

����� ����� ���� �� ����� ������� ���� ���� !��� ����

������ ������������ � +�!�������� ����� ��� ��� ��� ���

���� ������� ��������� �� ������� ����� ������� ���������

�� ���� �� )����� ; %����� =����� � ���� *4547 ����� � ����*44*7 ������ *444&� ���� �� !���� ����!����� ���� ��� �������

��������� �� ������� ��� �������� ���� ������� ��������� ��

������ ��������� �� �������� ��� � ������� ���������

1����� ���� ���� ��� � ���� �� �� ��������� �������

��� ���

Page 7: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

���!�� ������ �� ������� ��� � ���� ������ ������������ 1 ���������� ����� �� ���� ��!�������� ������

������� �������� �� !����� �� �� �� ������ %8����

� ���� *4;4& �� ���������� ����� %=��� � *4EE&� ����

���!�� �� � ������ � ��������� � ���������� �� ���

��������� � ��� ����� ����� �������� ������������ �������

"��� �� ���� �������� ���� ���� � ��� �� �������� �����

��� !� ������� �� ���� ������� �� �������� ������

�� ���������� �� �� ��� ������� ����� %�����

������ *444&�

"�� ������� ��������� :��� !��� ��� H� ���������

������� ����� ���������� ������� ���� ����� ����� ���

���� � ���������� ������� � ������ ���� �������� �� ��

�� �������� �� ��� ������������� � ��� �������� ���������

� ����� ������� =������ �� ���������� ������� � ����

�!���� �������� �� � �� � ������� ����� ���� ;�@4� � %�����

������ *4;47 8�������� �� B� ��� *44*&� ����!�� ��

� ������ � � ����� ��������� �� ������ � ������ ������ ��

������� ���� ����� "��� ������� �� ������ �� �������

���������� ������ �� ���� �� �� ���� �������� ��#������� "���

������� ����� ����� �� ������ ����������� �� �����

� ������ ������� �� � ������ � ������� �� ������ ���������

�� ��� ������ �� ���������� ����������� �� ����� ��� �����

���� ������� ��������� �� ����� ����� ��������� ��� ��� ��

����� �� ����� �� '� � *�� �� ���� ������� ���� *�F

��������� �� � ������� �� ������� ������� ��������� �� ��������� 0��������� ������ ������ � ���� �� ��!�� ��

���������� �������� ���� ���!�� ������� �� ������

������ ���� ���������� ���� ��!�H� � ��������� �

A�E@A�5 � ����*� �� � ��������� � 5�/@5�A � ����*�

������� ����������� ������ ����� ���� � ��������� �

���� A�� � ����* �� � ��������� ���� E�4 � ����*�

"��� ����� �������� �� !������ � !� � �!��� ������ ��

��������� ������� �� ������� �� �� !�� ������� %*'�@

/�� �& �� ��������� ������� �� ����������� ������

���������� �� %����� �� !� ��� �� ����� �� ��� ����� ��

������ ���� ����������&� "���� �� ��� ���� �� �����$����

���������� ������������ �� ��� �� ���������� �������� ��

���� ��������� ��$��� ������� �� �������� � ��� �������

��������� ����� �!�� ��� ������ ��������$� %����� 8�!���

�� -������ *444&� <������ ������ ��� ��������� �������

��� �� �� ��������� ���� ����� ���� ������!�� �� � ������

� ���������� ����� � ��� ������ ����������� "���

��� !��� �� ������������� ������������ !� ���������� �

�������� ��������� � ������������ �������� �������

���� %��� !���&� 8��������� ����� ������ ��� ��

����� ������ ���������� ������ � ���� � � ���!�� !����

�� �������������� $����� �� �� ��� �� ������� ��������� �

������ ������� ����� �� ��������� %����� N���� ��

9��� *444&�

50°

40°

30°120°

7.9

7.9

8.2

8.0

8.1

100° 90°80°

70°

8.1

0

Upper mantle seismicvelocity (Pn, km sec–1)

110°

8.1

8.2

8.0

7.8

7.7

8.0

8.0

8.1

8.2

8.1

7.8

8.0

1000 km

������ � 0���� �� � 3� ������� �� �� ��� 6���� +����� !��� � ��� ������� ��� ���� D�� ��� ����

��������� �������������� � ��� ����������� ������ ������� ������ %)� =����� � ��� *454&�

��� ����� � ����� ���

Page 8: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

��� ��� ������ �� !"�����# ����

"�� �������� � �� ����� ����� ���������� ��� �� � ���

��� �������� �� ����� ������� �� �� �� ����

�������� ���� � ��� � ������� ������� ����� ������ ����

����������� �� �� ��������� =��� � ��� ! � ���� ������

��� �� ������ � ��� ���� ��������� !� =�� ,����!���

�� � ������� �� ������� !��� �!�� ;�@5� � ���� ���

��� !� � ��� ��� �������� ������� ���� *��@*'� �

%,����!��� �� 8������� *4�47 ,����!���� *4A5� *4'4& �� ���

��� !��� ������� ���� ����� �� �� ����� ����� �� �������

��� � �� ���� %��� ��� ,����!��� �� �� )����� /&�

9��������� ���� ��� � !� ��$���� � ����� �� �

�������� �� � ��� ����� ��������� � ������ ������

���� ���� ������ "�� ����� ����� ������ �� �������

������� �� ���� �������� ���� ��� �������������

� ����������� �$�� ����� ���� ����� ������ ����

���� �� ����!�� ������� ������ �� ������� ��� �����������

"�� ���� � ��� �� ������� ������� �� ������ ����������

��� !� �� �!���� ������� ������� L��!��� !� 8��������

�� B� ��� *44*� �� ��� KK,(( %�� ,����!���& ����������� ��

�!�� 5� � ����M� "��� ���������� ����� ������� �� ���������

��� �� ����������� ������ ������ �� �� �� ������ ������ !��

�� �� ����� ����� �� � ������ ����� �� ������� ���

��� �� �� ������ �� �������� ����� �� � �� �� ����

�� �!���� �����

����� ������� ���� �������� ��� ��� � ��� *4'�� �� �����

���� 9�� �� 8������� ����� �������� ������ !������

������ �� ���������� ������ ��� � ������� �� ���� �

����� ���� �!�� E' ��� �� ���� 8������� ���� ���� ����

������ �� KK����� ����(( ���� � � E'@A�� ��� ���� �� 1���

����� ���� ���� //' ��� ���� �������� ��� �������� �

� ������� �� ����� ������� ���� ���� �� ��� ����� �����

%����� ����� �� 3����� *4'A7 ����� � ���� *4'E&� 1� ������

���� �� ��� ���� ������� ������ !���� ���!�� !� ���

����� *4;�� � �� ������� � �������� $�� � ��������

������ �� 9�� �� 8������� ����� ��� ��� �������� �

� �� ������� ��� �� ��� ����� ������ ������ �������

���������� � ������������ ��� %������� �������� � ���

��� ��������� ���� � ����� ������& !���� � ������ ����

������ ���������� �� ����� �� �� ������� �����������

������ ��������� �� ���!�� �������� ������ �� ���� �

����� ���� E' ��� %����� 1� ���� �� "��O�� *4;�7 "��O�

�� =���H������ *4;�7 "��O� �� 1� ����� *4;;7

C������ *4E�&� ������� ��� $��� ������� �� ���������

�������������� !��� � ���������� ���� ������� �� ����

������� �������� ������� ��������� � ��� �������� ������

�� ��� �����

E'@��� ��� ���� � ����� ������� ��� ���� ����������

���� !������ 5� �� /��@�'� � ����� 1� ����� �����

�� �������� � �� ������� ��� ���� ����� ��������� �

A��@A�/ � ����* ���� ����� ����� ������� ������� ���

������� ��� � �� ������� � ���� ��� ������������

��������� � ���� ���������� "�� ���������� ��������

���������� ��� �������� ���� ������� ���������� �� ��

� ������ ����� �� ���� �� �� ����� �� �����������

������ ���������� ������ �� � ����� � ��� ��� /'� �

%����� C������ *4E�&�

������� �� ������� ��!�� ��� �������� ����� �����

�� �� �� ���� ��$���� � ������������ $� ������� ��!��

�� ��������� 9�� �� 8������������ !��������� !� ���

����� ��� %H�������� *4;A7 1� ����� *4;;&� "��� !����

���� �� ��� 9��@8������� ����������� �� �� ������ ���

�������� � ��������� ��� �� ����� ����� ���������

%1� ����� *4;*7 �� ��� 0������ '� !� 0���&� "�� ��������

� �������� ������� ������� ��� ������ � �� ������ �

��� ���������� ��� ��������� !����� !� $����� ��������

���� �������� ������ %����� 1� ����� *4;;7 1� ���� ��

.��������� *45/&� 1 !���� ���������� � �� ���������

�� ���������� ������� �������� !��������� �� ���� ���

�� ������� ��������� � ��� ����� ��� ��� �� �������� �

��� ����� �� � ��� ������� ����� ���� ��� �� �������

���������� �� ��������� ���� ��� � ����� �� ����������

��� ���� !� �������� �������� ������� ��������� �� ���

������������ 8������� ����� �� ��� ������������ 9�� �����%����� )������ *4E'7 +����� �� C����� *4EE� *4E57 P�

�� H�������� *4E47 H������� �� P�� *45�&� "���� ���� �

������� ��� ��� ����������� ������ ��� ��� ��

� ������� �������� � ������ ��� �� � ��� ����������

���� !�� �� ��� ��!��������� ���� ���� �� �� ������� �

����� � �������������� �������� �� �� ��������� � ��

� !���� �������� ��� %1� ���� �� .��������� *45/7

8���� �� 1� ����� *45A&�

)� ��� ����� *45�� �� �� ������������ �� �����

� ��� ���� ����� �� �� ����� � ������������ �������

��������� �� ��� ����� ������ ���� $�� ������� ��������� ��

���� ���� ��� ��� ��������� ��� ��� 3���������

8�������� ����� H �� %38�H& �� ��� !� .�������� ��

1� ���� %*45*&� �� 38�H� ����� ��� ����� �� ��� !����

���� ��������� �� �� ��� ��!������� ������������

�������� ���������� ����� ��� ������������� ���������

���� �������� ��� �������� ���������� � ������� %Q+�& ��

������ ���� ��� ���������� ���������� � ������� %Q+Q&� �� ���

���������� ���������� � ������� %Q3�& �� ������ ���� ���

���������� ���������� � ������� %Q3Q& �� ��� ����� //� �

� ��� ����� %)����� E&� �� ���� ��� ��� ���������� ���

�� ���� ��! �� � �� �� �� �� ��������� � ���� ���� �� �����

��������� �� ��� �� ������� ������� �� ���� ��������

����������

"�� �������������� � 38�H ���������� � ���� �����

������� ����������� ���� //� � ����� �� ��� !��� ������

�� ������� ���������� � �� � ���� ���������� ��� ��� %�����

9������ *4'4� *4;*7 ����� � ���� *45�7 .��� � ����*45�7 1� ����� *4E4&� "��� �������� ���� ����� ��� 9�����

������������ ��� �������� !� 9����� %*4'4& � �����

��� � ��� !�� � ��� ���������� ���� � ���� ���� ���

�!���� �� ��� �������������� � 38�H� ������� ����

������� �� �� !����� ��!����� �� ������� � !� ��������

�� ���

Page 9: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

� ��!���������� ������� � ����� � ����� ��$�� � �����

�� ������ ������ ���� �� ���� ����� ����������

���� � , ������������� %����� +������� *44*7 8�������� ��

B� ��� *44*&� 1 ���!�� ������������� � ��� ����������

//� � ������� �� ���� �� ������� � � � �������� ����������

%�!�� */���0& ��������� �� ��� ��������� ��!����������

����� � ��� �� ������� ��������� !��� %8�������� ��

B� ��� *44*7 ,������ �� B� ��� *44'&� ����!�� �!� �

������ � ���@A�� � ����� ���������� �� %��� !���&�

������� ����� �� ��� ���� �� � ��#���� ���� //� � �� ���

�������� � �� ��! ����� ����� ����� ����� !� �������

�� !� ���� ���������� �� %����� Q� ��� �� =���� *44/7

N���� �� 9��� *44�&� � ����������� �� ��� ������������� �

���� ��������� �������

"�� ��� ��������� � ���������� ��� �� ������

����������� ����� �� ������ ����� � ���� �

8������� ������ ! � ������ � ������ ! �?�������

������� ��� ���������� ������� ���������� ����

!������ 5� �� ��� � %)��� 5&� ���� ���� ���������� ���

���� � ��� �� �� �� ������� ��� �� ����� � �� ���

����� %����� ,������ � ���� *44;&� =�� ������ �� ������ ��� !����� !� ! � ���� ���������� �� ������

����� �� ����� ����� ����������� �������� %*�@���&������� ����� � ����� ����� ���������� ����� ������� ���

�������� � ���� ���������� �� ����� %����� ,��� ��

���!������ *45A7 N�� �� ���!������ *44�&� "���� ��

������� ���� ��� ������ ���������� ��� �� � ���� !�� ��

������ �����!�� �� ��� ��������� ���� ��� � ������� ������

8����� ���� ���������� �� �� �!���� ����������� �� �� ���

38�H ��� ��� ���������� ��� �� ��������� �� ������ !�

� ���������� ����� ������� ��� ���� ���� ���� ���� ��������

�� � ��� ����� ��������� ���� ,�������� ���� ����� ��

�!�� /�� � A�� � ���� ��� ������ ��������� �� ������� �����

��� %��� )���� � �� E&� "���� �� ��� ���� �� �������

� �� � ������� ��������� ���� �*� � ���� �� ��� �������� �

��! ����� ���� %����� ����� � ���� *45�7 8�������� ��

B� ��� *44*7 N���� �� 9��� *44�7 N����� *44A&� !�� ����

��������� �� ������ �����$������ �����!�� �� ���� � ���������

������������ !��� � �������� � �� ��������� !� +������

%*44*� *44�&� 8�������� �� B� �� %*44*& ��!�� ��� �*� �

������� %�������� ��� �� ��� �����!������ � � �� �����

������� �� /E' � �A' �& ��� KKR(( ������������ �� �

������� ��� � �������� �� ���� � ���� �� ����� �����

��������� ���� ����� ���� �� �� �������� ���� �����

�������� �� � ��������� �� ���� ����� ������ ��� ���� �

� ������� ��! ������

��� ������������� ����

"�� ����� � ���������� ����� ������� ������� ��� �����

!��� ��� ���������� ��� �� �!������ ��������� !� � ��!��

������� �������� ���� A*� � ����� ������ ��� ���� � ���

��������� ��� ����� � ��� � �� A*� � 5�� �� ����� ! ��

���� ������� ��� � +�� ���� B������� �� ��� *4A��

6 VP

VS

4

2

200 400 600Depth (km)

800

12

10

8

6

4

2

Com

pres

sion

al v

eloc

ity (

km s

ec–1

)

She

ar v

eloc

ity (

km s

ec–1

), d

ensi

ty (

g cm

–3)

or

������ 1�������� ����� ����� � ������� %��& �� � ������� %��& �� ��� ������������

�������� *�� ������ � ��� 3��������� 8�������� ����� H �� %38�H&� ���� ���� ������

��������� %�& �� ��� ��������� �������� �� .���� ����� ��� ��� �������� ������� �

������� %�� .�������� �� 1� ����� *45*&�

��� ����� � ����� ��

Page 10: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

%��� )��� /& ��������� � ������ �� ������� ��� �����

�!�� �� !��� A��@'�� � ����� %!��� � ��� �������

/��� ����������� $��� ����� �� !� =������ *4/;&� !�� ���

������ ��������� � ��� ��������� ��� �� A*� � 5�� �

���� ��� !���� � !� ���� �� �� ��� *4;��� H ����� �

�������� ������������ �������� ������ $��� �� ����� ����

��� ����� ����� ���������� ��� �� ��!���� �� ������

!� ����� ������� ������� ��� ����� ���� �'�@A'� � ��

;��@E�� � ����� %����� 1� ���� �� "��O�� *4;�7 "��O�

�� =���H������ *4;�7 "��O� �� 1� ����� *4;;&� "���

����� �������� � ! ������ ���������� �� ���������

������� ���������� �� ����� ����� ������� ������

������ �� ��� ������� ����� � *���@���� �� �� �� ���

�� �������� ���� �� �:� ����� ����� ���������� ����

��������� ��� �� ��� !� �!���� � �� � ������� ���������

���� A*� �� ;;� � ����� %����� D���� �� 1� ����� *4;'7

�!���� �� D������ *4;E7 B����� *4;E7 C������ *4;E&�

1� ���� %*4;E�& �����!��� ����� ���� ������� ��������� �

��� @��� ����� ������� � %H��)�&/+�<A ������ � �������% �$� ������� ���������& �� �������� � �� �����

� ��� ������������� "�� ������� ������ � ��� ����������

����������� ��� �� ���� �� �� ������� ����� �� ��

�� �� ���� � ������ � ������������ ����������� �

��� �������� ��������� ����� � H�+�<� ���� �������������

%H��)�&< %����� 9��� *4E;7 �� �� "��������� *4547 =��� ��

���������� *44A&� "�� �!������ � ���������� ����������

�� � ��������� ���������� ����� ��� ����!����� ����

����� ����� ���������� �� ������ ��� �������!�� �� ��� ��

�:� ����������� ������������� � �$� ��� ������� ������

����� !� )������ =���� �� B�=� "���� ���� ����� �������

���� ���� �������!�� �� ��� ��� � ����� ������� ��� ����

�� B�������( ������� �� %)��� /& !������ A�� �� *��� �

���� %=����� *4'/&� 1������ ����� �� !��� ����������

� ������������� ������������� ����� !��� � =�����

%*4/;&� ��!�� ������ ������� ��� � �� ��������� ���

A*� �� ;;� � ������������� ����� ��� ����� � !���������

�� ��� � �*4;�� �������� ����� ��!�� � ������� ��

����� !�� � � ��� ����� �� ������� ��������� ���� ���

������ �

"������� ��� ���� ����� ��� ��� ������ ����������

���� ���� ���� !��� ������ � � ����� ���������� �����

���� �!�� ��� ������� ��������� �� ��� ��������� ����

1 �!������ � �� ������� ����������� ��� ��� �� ����

�������� ��@�� � �� !��@�� � ��#����� �� ��������

��� ��� ���� ���� � � ������� �������� �!�� ��� ��������

�� ������� �� ������� ��������� % ���� � ���� � ��� �������

���������&� �� �������� � ��� A*� �� ;;� � ���

������������ "�� ������ �� �������� !� ��� ���� ���� �����

��� ����� ��������� �� ��� �� �� �� ������� ��� ���������

�!�� ��� �������������� �� ���� �� !� ��������� ���� !�

��� �����!���� � ������ ������� �� �������

-� ������� ����������� ��� ��� � ���� ��� ���� ��� �

��� �� �� ������ ���������� ������ �� ��� ������� KK�����

�����(( ������� ����� � */�@���� "��� �� ���������� ��

)����� 4� �� � � ������� �� ���������� �� ��� �������

6���� +����� %-����� *45A&� ����� ����� �� � ���� �� ��

������ ���������� ���� 1� �� ��������� ���� �� ����������

������� ���� ���� ��� �������� �� � ��� � ������� ����

������ ���� ����� �!��� �� �� !��� � ����������� !����

�������� � ���� ������� �� ��� �������� ����������� ������

"�� ��������� ��� ������������� �� ��� �!���� ������� ��

��� ���� � ��� $��� ������� !������ �� ��� ��� ���������

�� ���� � ��� ����� �������� � ��� ������������ ��� ��������

����� ���� ���� ��� !� ������ � �� ��� �� ���� ���

�������� ��� �������� �� �� ��� � � �������� !� ���

$��� ������� %)��� 4&� "�� ������� ��������� ��� !� �������

!� ������� ��� ����� �� ������ �� � ��� �������� ��

��� ����������� ������ �� ���� �� !� ������� ��� ������

�� ��� ��� �������� ����������� "�� ����� � ��� KK/��� �����������(( ���� �� ��� ��� �������� �� ��� ������ ����

������ � ��� $��� ������� ��� ����� ��������� �� ������

������� �� ��� ��� �������� ��������� �!�� �� !��� ���

��������� ����

.���� ������� � ��� ���������� ����� �� ���������

� ���� ��� �������� �� ����������� !������� �� ������� ��

� �� � ����!���� ���� ������������� ��� �������� ��

Vs (km sec–1)

3.00

100

200

300

400Dep

th (

km)

500

600

PA5

PA2

ATL/TNA

ATL

PA5

PA2

NF4

TNA

700

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5

������ � <������ ����� ����� ����� ������� ���������� ��

������ ����� ��� ���� D�� ��� �������� � � ����� ������

�� ������� ��� %�� ,������ � ���� *44;&�

��� ���

Page 11: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

��������� ��� ����� ������$����� �� ����!�� !� ���������

������ ��� �� ��� �������� ����� ����� -�����

����� ��� � ������ �� ��� ���� *4;�� �� ��������

��� *4E�� %����� ���!������ *4;57 ���!����� �� -�������

*4E*7 )���� �� H�O����� *4E*7 0������ *4E;� *4E57

8����� �� *4E�& ���!�� ������ ��������� � ��� �����������

������ ������������ �� �������� ������ �� �� *.� ��

����� /. ���������� %����� 0����� �� .��� � *45/7

���!����� � ���� *45'&� -��� ����� ������� ���� ����

� �� ������� ��� ��� � ����� ��������� ���� !��� ������

��� ��������� �� ���������� ������� ���������� � ��� ���

�� ������ ��� ��������� ���� D��� � ��� %*44A& ���� ����� ��� ���� �� ������� ����� ������������ !��� � ��

������ � ����� ����� ��� ����� !� ����� �����

���� �� �������� �� �� �������� � ������������ %)���

*�&� 1 ������ ���������� ��� �� ������ ����� ���

���� �� )����� 5� "�� �:���� � ����� ��� ���� !���

������ ������� ������� ��������� ��� ��������� %���

��� ��������� ���� � � ������ �������� � �������� ����

������ ���������� !�� ��� ���� ���� ��� ��� ��� !� ����

��� !� ������� ��� �������� ���� ��������� ���

�������� �� ��!�!�� �� ���� ������ �� ������� �� ���&� D��

���� ����� ��� ������� ���������� �� �� ���������� ��

��������� � ��� �� ������� ���� �� �� ��������� ����

//� � ����� �� ������� ���������� +� � ��� ���������

�� ������ �� ���� ������ ��������� ����������� ������

���� ���� *. ���� ������� ��� ��� ��� A*� � ��

;;� � �������������� �� �� �� ������� ���� ����� ��� ��!�

���� ������� �� � ����� �� ����� ������������ � � ������

����� �������

"���� ��� ���������� �����$���� ��������� �� ���� ��

��������� � ��� ������� ���������� -� ������� �����������

����� �� ��������� �� ��������� � ������ ���������� !�� ���

������ ����� � � �������� �� ��������� :�� �� A*� �

���� ���� �� ����� ��� �� !� ��#����� !� ������� �

������ �� �������� � ��� !�� ���� "�� ��������� :��

�� ;;� � �� �� ��� �� �!�� E@5F� �� ������� � !�

������� ���� ���� �� A*� � %'F&� ������� ��� � �������

�������� ��� �� ������� ��������� '@;F �� A*� � ��

�!�� AF �� ;;� � L����!�� �� C�� %*44;& �������

��� ���� �� � ��������� :�� � ��� /F �� ;;� �M� Q���

����� ��� ���� �� �� ���� ������� :�� � �� ��� �� *�F

�� � ������� �� ;;� � ����� ���� ���� �� ��� ������

:��� � A@'F� ��� �������� ����� �� ��� ���������

��� � � �� ���� � ��#������ �� � ������� � ����� � �����

���� %+������ �� )�������� *444& �� �� ������ �� �

����� � ��������� %0����� �� 0������� /���&� "�� �������

�������� �� ��� ������������� ���� � � ���� �� ���������

��� �������� �!�� ���� � ������ ������ %�� ����� ���

�������� �� ��������� �� �������� ����� ����� ���������

���� ��� !� ������ �� ��� ��!�����& �� ��� ��������� ����

"�� !����� :��� ��� ������ ���� � ����� �� � ������

������ ������ � �� �� !������ ���� ����� �� �����$���� ����

����� � ������ ���� ������� �� ?� ������� ��� %����

��� ������ �� ����!�� ������ �� �������� ������& ����

KK �����(( ��� ������������ ������� ��������� %����� =��� ��

1� ����� *45A7 1� ����� *44*&� "�� �������� � �����

������������� ������� ��� � ���� �� ����������� ���

����� � ��� ��������� ���� =������ ����� �� ������������ ��

����!�� � � �������� ���� ��� ���� ��� ��������� ��

Velocity (km sec–1)8 10

Model GCA

1260

200

400

600

800

1000(a) (b) (c)

Dep

th (

km)

T–∆

× 1

0 (s

ec) 40

64

56

48

32

24

16A

GCA�

GCA

D

15

14

13

12

11

10

Roy

par

amet

er (

sec

deg–1

)

9

80 10

GCAFrist arrivalsLater arrivals

20 30 40

F

BE

C

8

00 10 ∆ ∆20 deg deg30 40

������ � %�& 1 ������ ������� �� ��� �� ��� ����������� ������ ����� ����� !��� ��� ,��� � 0��������� "�� !����� ��

��� ���� ������ ���� �� ���� ����� ��� ���� �� %!& �� !����� �� ��� ���� ��� �������� ������ ��� ���� �� %�& % �$� �� -�����

*45A� 8������� ���� �������� �� ��� 8��� 1�������� +�����&�

��� ����� � ����� ���

Page 12: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

��������� ������ � ��� !��� �������� � ��� ��������� ���

��� ����� �������� � "�� ����!����� ���� ��� ;;��� ���

��������� ����� �� ���� � ������� ������� �� ���� �� %�

������ �& ��� ������ � ��������� ����������� �� ������

��� !��� ������� �� ��� ��� !�� �� ������� ����!�� � �����

������ �� ��� ����������� !� ��� ����� ���������� "��� �����

�� �� ������ � ��� ����!����� ���� ��� !��� ������� �

��� ���� ����� ������ �� ���� � ��� ��������� ��� ��

������� ������

"���� �� � ���������� ����� ������� ��� ���� !������ ���

�� �:� ��������� ��� ������� �������������� ���� � ���

��� �� ������� ���� � � � ������� ��������� ���� '/� �

���� %)��� *�&� H�� ������ ���� �� �� ������ ��� �� ����� � ��� � ����� ������� ��� ���� � ��� ���

�� �� ��� ;;� � ����������� � �!�� 5�� � �����

!��� ����� ����� �� � �� ��� ������� ��� ���� � ��� ���

����� ��� ��� ���� ������ "��� ������� �� ���������

��� ������ ������� ����� ��� ���� �� 38�H %)��� E&�

�1+34* %��� ����4* �� )��� *�& �� ��*�' %)��� �&� � ����

5�� � ���� �� ��� ���� !�� ��� � ��� ��������� ���� ��

��� ������ ��� ��������� ��� ��� ��� �������

��� ����� �� ������ ����� �� ��� ������������ ����������

� ����� �� �:� ������� � ��� ����� ����� ��

��������� ��� ���� !� ������ !� ���� ����� �������

����� �� ��� ���� �� ����!�� ������������� �� 4�� ��

*/�� � ���� �� ���� �� ����� ���������� �� ��� ������� �

���� ����� ������� ������������ %��� !���&� � ����� ��

!� ������� ������� ����� ���������� � ������� �������� ��

������� ������

1������� � ������� �� ��#���� ����� ��� ��������

��������� � ��� ��������� ��� �������������� "�� $��� ����

������ � !� � ����� ���� ��������� � 3C33C3 %3 3

���������&� �������� �� ���� � ��#������ �� ���������

��� ������������� !����� ���� ������� �������� � E���"���� ������������� ���� ���� ��#������ ��� ������������ ����

������ � ��� ��������� �� ��� ���� ������� ����� ���

!�� ���� �� ���� $��� ��� � �������� ��������� � ���

A*� �� ;;� � !�� ����� !� 1 �� %*4;5� *4E*&� ��� ���

�� )���� %*4;4& �� -����! �� 1� ���� %*4E�&� "����

������ ���� ��!��������� !��� � ��������� ��� �� ��� ���

������ ���� ��� ����� ������� � �������� ����� ������

�� ��������� ������� ��#������ �� *�� ������� �� ���

;;� � !�� ��� ���� ��� A*� � !�� ��� %����� D���������

*4547 =��� �� Q� ���� *44�&� "��� �������� � ����� ;;� �

��� ���� �������� � !�� �� ���� �!�� A � �� ��� ������

�� �� ����� ��� A*� � ������� ��� ����� ����� *��

��#������ %����� =��� �� Q� ���� *44�7 Q� ��� � ���� *44'7��������� �� - � *44;7 D����� *44;&� !�� ���� �� �� ���

������� ���� �� �� ������ ��� A*� � ������� �� !�

����� ��� �� ���� ' � ��������� � �� ��!:��� � �����

������� ��������� � ���������� ��������� "�� ������ �

������� ��������� �� ���� ��������!��� ������� %�����

+���� �� +�������� *44A&� ������� ���� � �������

�������� ���� ���� %����� =��� �� ���������� *44A7 +�� �� ��

*44E& � ���� ��� �� � ���������� ��� ��� ��������

����� � ������@��� ��� ��������

"���� ��� ��� � ������ ����� � �� !����� �

��#������ �� ��������� �� ��� ����� �������������

4 5 6 7 8 9(km sec–1)

10 11 120

200

400

600

800

100014131211109876

6

6

5

5

5

4

4

4

3

3

3

2

2

2

1

1

1

1211109(km sec–1)

(km sec–1)

(km sec–1)

(km sec–1)

8765(a)

4

0

200

400

Dep

th (

km)

Dep

th (

km)

Dep

th (

km)

600

800

1000

1 nat 2 kca 3 hwa 4 hwb 5 hwne 6 gca 7 gcb 8 cjf 9 capri 10 fls 11 ngr 12 quartzn 13 quartzs 14 iasp91

4(b)

(c)

5 6 7 8 9 10 11 12

4

3 4 5 6 7

5 6 7 8 9 10 11 12

200

200

0

400

600

800

1000

200

0

3 4 5 6 7

400

600

800

1000

400

600

800

1000

0

200

400

600

800

1000

0

1 t72 s253 k84 s85 njpb6 ipremc

1 shr142 tna3 nwa4 sna5 njpb6 ipremc

(km sec–1)

������ ��� %�&� 6���� ����� ��������� ��� ����� ��

��������� � !���������� "�� ����� ����� �� ����4* ���

������ � ���� � ������!�� �������� 8������ �������> ���� D���

1��������7 ��!� ���� ����� ������������ 6���� +�����7 ���� ��!� :��

������� D��� 1�����7 ������ #�� ���� ������� 1��������7 ��������

�������� 1������ 8������ %!&� 6���� ����� ��� �� � �������

����� �� �������� � !�� !�� !���������� 8������ �����

���> �E� ������� D��� 1������ �/'� D��� 1������ +���� � �5�

�������7 �5� ����������� 6���� +�����7 �:�!� ������� 1���������

������ ������� ������ � 38�H �� ���� ���������� ������ %�&�

6���� ����� ��� �� � ������� ����� �� �������� �

!�� !�� !���������� 8������ �������> ���*A� ������� 6����

+�����7 ���� ������� D��� 1�����7 ���� ����� D��� 1�����7 �:�!�

������� 1��������� ������ ������� ������ � 38�H �� ����

���������� ������ %)� D��� � ��� *44A�&

��� ���

Page 13: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

���� ��� !� ����� �� � �� � �������� ����� ����������

� ����� ������ � � ����� %��& �� !�� ����� �� �� � ����

���� �������� �� ��� � � � ����� �� �� ����� ��� !� ������

�� ������ � ������ � �������� ��� ���� ������ %����� Q������

*4EE7 +����� � ���� *44/7 .����� �� +������� *44E7

,����� �� H������� *4457 =����� *4457 0����� � ����*444&� � ����� ������ � � �� !�� ����� !��� � �������

������ ���� � �� �������� ���� ����� � ����� � %����� =���

�� +����J���� *4;;7 B� �� �� )������ *4E'� )�!�� ��

H�O����� *45�7 =��� *455&� � ����� �� ��� ���! ������

������ � � ����� %��& �� !�� ����� !��� ��� �������

�������� �� ��� ������ � � %����� =�� �� ��� *45A7

Q� ��� �� =���� *44/7 -���� �� 8����� �� *44�7 D�� ��

C��������� *44'7 0����� �� 0������� *445�&� ���� �����

������ !���� ������������ ������ �� ��������� ��������� �

����� ������������� !��� ��! ������ ���!�� 6����� � ��

� ������ �� ��� ���! ������ ��#��� �� ��� �� ���� � �

!�� ����� �� ��� !����� �� ����� �������� % ��� ��&����� ��� � ���� � ���� ��������� � ����� ���

����������� �!�� ��� ������ %����� Q� ��� �� =���� *44/7

N���� �� 9��� *44�7 )������� �� +������� *445!&� D���

�������� ��� �����!������� �������� � ����� � ��� �� !���

�� � ��#������ �� ����� ������������� ����� ��� !�

������ � ���� ��� ���� �������� �� ����� %�����

8�������� �� B� ��� *44*��!7 0���� � ���� *44'&� "�� �� !����� � ��#������ ��� �� ��� � ����� � ��������

!������ � �� �� �� !������ � �� �� ����� ��� !�

������ �� � ����$� !� �������� � ������� !���������

%����� +������� *44*&�

"�� �� ������� � ����� !�� ��� ����������� ������

���� !��� ��� �� ���� � ��#����� ���� ��� ��������� � ��%��& %����� =��� *4E�7 C��� � ���� *4E'7 +������� *44*7

D���� �� +��� ��� *44/7 ����!�� �� C�� � *44;7 +������

�� )�������� *444& � �� %��& %����� +������� *44�� *44�73������� � ���� *44�&� "���� ������ ���� � ��� ��

� ������� ������� � ����� ������������� ���� �� ����

������� ������� ��!�� ��� � �������� � ��� !�� �����

� !� ������� %����� +������ �� H������� *44�7 +�������

*44�7 ����!�� �� C�� � *44;7 )������� �� +�������

*445�&� )����� ** ���� *�� �� ��� ����������� ������ �

����� � ��� KKA*���(( �� KK;;���(( !�� ����� !�����

�� �� ���������� ������� �� �� ����� ����� ������

������� ��� "�� ��� ����� � ��� �� ��� �����

����� ������������� ��� A*5 � �� ;;� �� 1������

����� ��� ������� �!�� !����� �� ����� �������� �� �����

���� ���������� �������� %D���� � ���� *44E&� ��������������������� ������� ������ ������ �� ��� ��������� ����

�������� ����� � ��� ;;� � ������� ��� ��� �� ������

3���$� ������ � ������� �� ���� ��! ������ ��������� ���

���� ���� ��� !�� ��� �� �������� ���� ��� �� ������ �������� � ��������� ����� ������ �� ���� ��! ������ ���!�

�#��� �� �� ��� !�� �� �������� ���� ���� !�� ����

"��� �� ��� ��������� ���� ��� ��� � ������� !�� ���

�#������ ���� ���!� %����� 8����� � �� -����� *44�7 -����

Mean = 660 km Mean WTZ= 241 km

Mean = 418 km Mean = 515 km

Depth estimates (corrected)

10 km– 10 km

������ �� 0���������� �������� � �������� � ��� KKA*���(( ������������

��� KK'/���(( ������������ ��� KK;;���(( ����������� �� ��� ��������� ��� ������

���� !������ ��� KKA*�(( �� KK;;�(( ������������� !��� � �� ���� � ��#������ ����

������ ���� � ��� "�� �������� ���� !��� ������� �� ������� ��������� �������

���������� �� ����� ����� ����� ���� ������� ��������� !������ ��� �� !���� �����

%�� )������� �� +������� *445&�

��� ����� � ����� ���

Page 14: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�� 8����� �� *44�7 D�� �� C��������� *44'7 Q� ��� ��

=���� *44/7 0����� �� 0������� *44E� *445!&� 1� ���

����������� ��� ;;� � ������� ������ �� ���� !�

�'@A� �� ����� �� ��� ���� ���� ��� !� � ����� �� ���

!�� ��� ���� � ��������� �������� "������� � ���

A*� � ������� �� ������ �� ������ � %/�@/' �& ��

��!���� ���������� ���� ��� ;;� � ������� L�������

8�������� �� B� �� %*44*�& ������� ��� ���� �� �����

��������� � ��� �� �� �� ������M� "�� ������ � ���������������� ���� �� �������� ���� ��� A*� � ����������� ��

� ������� �� ���� !� ������� �� ��� �������� � ��

���!�� ������� ��#������ ������� ���� !��� ������ � ���

��������! �������� � ���� ������� %����� Q� ��� �� =����

*44/7 N���� �� 9��� *44�7 0����� �� ���������� *44E7

)������� �� +������� *445!&� 1 ���������� ����� �� ����

��� ����������� � ������ �� !� ����������� ����!��� �

���� ���������� ������� ����������� ���� !��� A*� �

%����� +��� �� =����� *4E;7 8�!�� �� 8��� *44A&� "��

���� ������ ��������� �� ������� ������� ���� ��!�

������ ���!� ��!�!�� ������ �� � ������ �� ��#����� "��

#��������� �� ������� !������ ��� A*� �� ;;� � ��������

���� �� )����� ** ��� � ������� ������� !������

������� 3���$� �� ������3���$� ������� !�� � �������

��������� !������ ��������� �� ������ �� �������� ,�����

�� C�� %*44;& ���� ����� ���� ��� �����������

��������� �� �������� ������ �� �� ���������� ������� ����

��� ��� � ����������

9������� �� ��������� ��� ��� � ��������� !�����

� �������� ���� � ���� � '/� � %����� +������� *44��

*44;7 )������� �� +������� *445�&� �� ��� ���������

��������� � ���� ��#���� ��� ��� !� ���� %)��� **&�

��� �����!������� ��� ����������� ��� � ���� �������

%8�������� �� B� ��� *44*�&� 1 ���������� ��� ����

������� ���� ���� ���� � ���� ��� �� ��� A*� � �������

�� ������ � � ������� ��� '/� � !�� ��� �� ��!�!��

��!�� �� � ����� �� �� �� ��� �������� !��� ���� ������

�� �� �������� ����� ������� �� �� ������ ���� ���� �������

�� �������� ���� ����������� �� ������� � ��������%����� 8�� �� � ���� *44*&� ����� �� �� � ����� � �� ���

� ���� ����� ������� �� ������ ���������� !�� ���� �� ���

� ������� ������� �������� �� ������� 1� ��� ����������

������� ����� ����� �� �� ������ ��� !����� !�

����� � �� ������� ������������ ��������� ��

�������� �� ������� ��� ���� ���� ���� ���� %����� ���!�����

�� -������� *4E*7 ���!����� �� ������ *4EA7 H�����

� ���� *44�&� ������ ��� �������� ��� ��

������� ��� ������� ��������� �� ���� ����� �� �������

��� ��� � ��������� � ����� �� ����� ���� � �����

�������� �� � ������� �� ������� %����� B��� � ���� *44/7

0����� � ���� *44/7 =��� �� Q� ���� *44�&� "��� ��� �

!��������� ��� !� �������� !� ��� � ������� � � �������

������� ������� �� ������� ���� ������ ��������� � ��������� ��������� ���� �� ���� '�F ������ ������ ��

��� ��������� ���� ����� ����� �� ����������� ��������

����� �� ������ ��� ������� �� ��� ��������� ���

%+������� *44;&�

"���� �� ��� ��� ���� �� �� ��� ���� ������� ���� E�'@

EE� � ����� ���� �� � ��������� !� ��� �����!�������

%8�������� �� B� ��� *44*��!&� !�� ���� �� ��� ����

�� �� ������� � ����� %����� .��� �� H������ � *4E;7

H������ �� ������ *45�& �� �� � � ��������� %+!���

*4E5&� 1������ ���� �� �� ����!����� �� � ��!�� !�� ����

�� �� ������� ������ ����� � ��� !�� � ��� ��� �

����� ������� ������� �� ��� ������ ��� ����� ��

������ � ���� ��!�� � ���� %)��� *�&� "�� ������� � ����

������ ����������� %9��� *4EE& �� � ���!�� ��� � ��� ��

��� ��� ���� ������� ���� �� �� ������� %8�������� ��

B� ��� *44*�&� ����� ���� !� �� ���������� �� %���!�

������ S& ������ ����� ��� ��� ������������ � �:����

�� ������ � ��������� �� ������ �� ��� �!�������

����� ��� ���� :��� !��� ��� ;;� � ����������� %�����

1� ����� *44*&�

"�� ��������� ������� � ����� ����� �� ���������

��� ��������� ��� ������� �� ��� �������� �� )����� */�

0�������� �� ����� ���� �����$���� ���������� � ��� ���

�� ��� ����� � ����� ���� �'� � %��� !���&� �����

���� ������� ������ �� ����� ������� ������� ����� ���

��!�� ������������� ���� A*� �� '/� � �� ;;� �

����� ���� ���������� ����������� ��� �������� �

����� !�� ����� �����!�� ���� ����� ������������� ��

����� ���������� �� ��� ������ ������ � ��� ������

"���� ��� ����������� ������������� �������� ���� ���

�������� ������ ��� �������� � ��! ����� ����� �� ��� !���

� ��� ��������� ���� 1�� � ����� ��������� ������� !�

�������� ���� � � !���� �� ������� �� ��$���� ���

� ��� ������� �� ����� � ��� ����� ����� �� �������

��� ����

��� ����$����� ������ �� ��� ����� ��������� ���������� ����

"�� ������� �������� ��� � ����� ������� ����� �����

�� ��������� ��� ���������� ���� �� �������� ��� �

!� �� ���������� !������ ���������� �� ������ �������

,���� ��� ���� ��� � �����(� ������� ���� ��� �����

������� ����� �� ��� !� ���������� �� � $�

���� ������� ��������� �� ��������� ���������� �� ���

������ ����� ��� �� !� ������� ����� � ������� ������

"�� ������� � ������� *. ��� ���� �� )����� *� �������

�� ������ ���� ���� �� ��� ����� )� ��� ����� ������ �� �����

������� �������������� �� ������������ ������������ ��������

���������� %����� "��O� �� 1� ����� *4;;7 C������

*4E�& ��� � � ������ ������� %��� 0������ '/ !�

0����� �� +��� ��& ���� !��� ������ � ���� �������

��������� �������� � � ��������� ����� �� �� ������

� ��� ��� �� !����� ����������� � ������� ��������� �

����������� ������� � ��!�� �. ���������� +����� ��

������� ������� ���� �������� ���� ������ � ���

��� ���

Page 15: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

��������� �������� �� ��������� ������ ���� ���� �� ����

� ������ � ������ ���������� � ��� ��������� � !� ����

%��� � �� �������� ������� � ������ �� ��� �� �����

����������&� ������� ��� ����� �������� � !� ������ �

"��� ���!��� ������� � ������������ ��� ���������� �������

� ���� ������� ������ ���� �� ������ ��������

������ ��! ������ ���!�� �� ����� ��������� �������

�� �� � ��� ����������� ��� �� ���� �� ��!��� �� � �������

������� �� !�� ��� ������!�� ���� ��� � ������� ������

�!�� ��� ��� ��� �� ������� %����� "���!�� �� 1���

*45E7 D���� *45E7 8������� *44*7 ���� �� ���������

*44�7 8�������� �� 9������ *44'&� -����� ��� ������

������ ��� �� � �� �� ������ ��� � ������� ��������

�� ��� ����� ��� ����� ������ ��������� �������

"�� !���� ������ � ������ ������� �� � ��� � �������

������� ������� ������ � ����� ���� � ��� � �����

����������� ��������� � ��� � �� ���� �� �. �������

� ���������� ���������� "��������� ����������� ����������

%� ������ ��& �� ���� ���� ��� ������� ��� �������

���� ������� � ��� ���� ���� %������ ��& ����� ��

� !������� ��������� �� ����� ������� %� �����

�� ��� ���� � � ������& ����� ����� ���������� "��

������ ������� ��� ������ �� ���� �������� �������� ��

��� ��:���� �� � ��������� ����������� ������ � ���

� ��� ���� !���� �������� �� ��� �� � !����� ���������

�������� �������� � ���� ������� ��������������� "��

��������� ������� ��������� �� ��� � �� ��� ������� ��

!� ������� ��� !��������� ��!:��� � ������ ����������

%������� � ��� � ��� �������� ������ � ��������

�� ������ ����& ���� ��� ��������������� !������ �����

����������� ��� ���� � ��� ������������ %��� 0������ '/

!� 0����� �� +��� �� �� ���������� ������&� "�� ���������

����� ��� � ����� �� �����!����� ���� �� ����� ����

���� ������� � ��� � ��� ������ ��� ���� ���� �� ���

��� ������ ����� ���������� � ����� �������� ��

��������� � �������� �������� ��� � ���� ����� � ��� ����

���� ������!����� �� ����������� ������� � ��� � �� ��

��� �� ��������

1������ ����� �� !��� ��� ������� ��� ��� � �������

������������ �� ��� ����� �� ����� � ������ ������� ���

$��� %��������� ������ �� *4EA& ���� ���������� � ������

������� ������ � ������ ������� �������������� ��� �

���� ��� ����������� ��������� !������ ����� ������ �������

����� #��������� �� �������� ������� ���� ��� ���� �������

���������� ���� � ��������� � ��� ��������� �� �� ��� �����

%����� 1�� �� 9��� *4E;7 1�� � ���� *4E;� *4EE&� "��� �� �

��� ��������� �� ��������� �� �� ������� ���� ��� ��

�� ������ ��� ���� ����� �� ���������� %*@*��� �& �������

������������ ���� ���������� �� ��� ����� ������ ��

������� !� 1�� %*45/&� �� ��������� ����������� !��������

�� ����� ��!��� � ! � ����� ���� ��� ������ � ����

������� ������ � ����� ���������� %����� ���������

Shield(S)0 km

MA

B 200

L

H

X

Hydratedmantle

520 km

710-km

800

600C

D

400

?

? ?

???

?

410 km

OceanicLow-velocity zone

660 km

01 Gt

01 Sp

Gt

Gt

Pv IIMwPvMw

Positive reflectorNegative reflectorApproximate limit ofthermal boundary layers

? ?

G?

Anisotropicmechanical boundary

layer

Platform(P)

Continental margin(Q)

Subductionzone

Old ocean(C)

Mid-Age ocean(B)

������ �� +������� � ����� ����� ���������� ��������� ������� �� ���������� ����� � ���� �����������

H�:� ������� ������������� ��� ��� ����������� H� !�� ��� %H&� � ���������� ������� �������� ���� 5� �

���� %�&� �� ������ ������� ������� �� ��� !��� � ��� ������ �� %,&� � ���!�� ���������� ������� ���� /�� � %9&�

�� ����������� ����������� !����� ���� ��! ����� ���� %R&� �� ��� ��!�� ���������� ���� A*�� '/�� �� ;;� ��

�� ���� �� � ���� ������� ������� ���� E*� �� 0� ����������� ���� ��! ������ ���!� ��� ������� � ������ ���

����� !�� ����� �� A*� �� ;;� �� �������������� %�� 8�������� �� B� ��� *44*!&�

��� ����� � ����� ���

Page 16: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

*4EE7 �������� � ���� *45A& � ��!�� ����� � �������

��������� %����� +������� �� "��O�� *4E;7 .�������� � ����*4EE7 0�� �� 0������ *45�7 .��������� *45A&� D��

��� � ���� ���� ��� �� ������ ����� ���� ��!���

���� �� ��� ��������� �� ��������� �� ���� �. ����������

� ��� ������������ �� ��� ������ ���� ���� ��� �����������

���������� ��� ����� ��� 8��� �� ����������� ���!���� �

������ ������ ������� ���� ��� !���� ������� � ����

����� �������� ������������ �������� � ���� ���������

���������������� �� ������� ���� ��!��� � ������ ��

����� ��� ���� ��� ��������� ��� ��������� �� ����������

����� ��������� %����� H������ � ���� *45/7 D�������� ��

1� ����� *45/� *45�7 - ���� �� .��������� *45A7

"���� �� 1� ����� *45A&�

"�� $��� ��������� � ��!�� �������� ��� ����!�

����� ���� ������� ����� �� �������� ��� ������� ����

����� �� ��� ������� ������������ � ��� ����� /�� � � ���

����� %��� )��� *�&� 8��������� �� ��������� �� ���� �:�

���������� ���� �� � ���� �� ��� �� ���������� ����� %�����

��� 8� +��&� ��������� ��������� �� ������� ��� ��������

���� ��� ���������� ������ !�� ��� ����� �� ������� �����

���� ������ �� ����� ����� ��������� ��� ��� �� ��

���������� ������ ���� ������ ������� ������� %����� ���

������� 6+&� �� ��� ����� ���������� ������ ���� ����������

���� ��������� ����� �� � ��� �� ��� �� A�� �� "��

�������� � ����� ����� ��� ��� ��� � ��� � �� �

'��� �� !�� �� ��� ����!����� ���� ����� �� ����� ���� ��

��� ������������ ������� �� ��� ����������� ������ ��

� ������ � ��� �����!���� � ��������� �� ����� �� ���� ��

��� ����� � ������ �������

"�� ������� ��������� � �������� ��� �� ���

����� �� ��������� ��� ���� !���� � ����� ����� ��������

���� ��� � ������ �� ��� ��������� ��������������

������ �� ����� � ���������� ��� �� ��� ���������� ������ ������� ���� �� ��� ������ � ������� ����

!��������� ���� !��� ���������� !� ��� ���� ���

! ������ �������� %����� ��� ���� � �� � � �� �� ��� �������� � �& �� !� ������ � ������� ����� �� ����� ���

������� �� ��� ���� ��������� ������� %��� 8�������� ��

9������ *44'� �� � ������� ����������&� "�� ��!��� �

������� ��� �� ������������ ��������� ���� ���� �

'� ��� �� �� %����� N���� �� 9��� *44;7 "������ ��

- ����� *44;7 �����O � ���� *44E7 9���� �� H�������

*44;7 =���� �� .��������� *444&� �� ���� ! ������

����������� ��� ���� ���� !��� ��������� �� ������� ��

���� ������� ��� %����� ��� ��� � ���� *445&� ,�!�� ����������� !��� ����� �����$������ �� ��� ����� ������ ����

��� ������ !��� �������� ���� ������� %� ������ �

–4.0% +4.0%

������ � 1� ����� ��!�� ����� ������� ��������� !����� !� ������ �������� "��� ���� ���

�������� ������!����� � ����� ������� �� � ���� � *'� � �� �� H5A0� 8��������� ���� ���������

�� ����� � ������ ������ �� ���� �� ���������� ������� ����� ���������� �� ��������� ��� � �����

�� �� � ���� �� ��� �� �� !������� !����� %�� .��������� *454&�

��� ���

Page 17: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�������& '��@*��� � ����� �������� ��!���� %����� ����

� ���� *44�7 N���� �� "����� *44*7 Q��� � ���� *44'7N��� *44;7 "������ �� - ����� *44;7 �����O � ���*44E7 ,��� � ���� *44E7 ��� �� ����� � ���� *44E7 =���� �� .��������� *4447 =�:���� � � ���� *4447 8����� � ����*444&� )� ��� ����� ����� ����� �� ����� � �����!�����

!������ ��!�� ������������� ��� � ��� � �� ���������

������ ������ �� � �!�� ����� */@*; %����� H������

� ���� *44;7 9� �� 8������� *44;7 +� � ���� *44A� *44E&��� ����� �� � �������������� ������ �� ��� ���� ��

0�� 3���� *A� "��� $���� ����> ����� �������� � ���

������������ ���������� �� �� ���������� ����� ������� �

����� ������� ���� ��� �7 �� ��������� �� ����� �����

�� �� ��� ���������� ��� � �3���$� �� ��� !�� �� �� �� ���

��������� ��� � �1������� �� ��7 � ����� ������ �� �������

#��������� �� ��� ����� ����� � ��� ��������� ���� ����

��� ������ ������ ������������ �������� �� � ���!� �� ��

������ �� ���� �� � ��� ������� ���������� ������ �� ��

��� 3���$�� "�� ������������ �� ����� ����� !� ����

���������� ���������� � ��� ������� �������� � ������� ���

%��� )��� *�& �� �� ���� �������

������ �������� �� � ������ � '�@*�� � ��� !���

������� �� ���������� ��� ���� ���� � ����� �����

�������� ���������� � ����� ��� ����� ��� %����� ,��� �

*45E7 +����� � ���� *454� *44�7 N�� �� 0������ *44�7

+������ *44*7 ��� �� ����� � ���� *44*7 ��� �� ����� � ����*44�� *44'7 -� �� 9������� *44A7 ��� ��� � ���� *44'71����� � ���� *44;7 ��� �� 9�� �� D���� *44E&� "����

���������� ��� ������ ����� ���������� ������������ ��

��������� �!� � ������ ��� ������ �������� ���� !�

��!�� ���������� "���� ��� !��� ���� � ���������� �� ���

�������� ������ !� ������������� ��!�� ��������� ��

������������� ���������� ��������� %����� =�:���� � ����*444&� +� � ��� ��������� ��������������� � ����� �����

�� ��������� ��� ��������� ������� !� ������ �������

����� � ��� ��� ��� � ���������� ��� ��������� � ��! ����

���!� �� ������ ��� ������ �� ��� ��������� � ���������

������

��% ������� &����

"�� ��������� ���� ��������� ���� ������ ���������

� ��� ��� �� ��� �� � � �������� %�������� �� )��� *�

�� 0�� 3���� /�&� ������ ����� ����� �������������

����� �������� ��� ���� ���� ������� ��� ��� ���������

�� �������� ���!����� ��� � ��������� � �'� � � ���

�� ���� ��� ��!��� ��� ���������� !� B� �� %*4E'� *455&�

+������� � ���� � ��� ���� ��� !������ � ����� �

���������� ���� �� ����������� �� ����� �� ������� ��������

���� ��� ��������� � ���������� ��������� !�� ��� �����

B

B

D

N

10°130° 160°

60°

E

A

A�

A� D� ED

1190 km 1190 km 1190 km

1190 kmiasp 91

1190 km

–3% –2% –1% 0% 1% 2% 3%

A

B�

B� C C�

C�D�

E�

E

C

E�

������ � 0��� ������� ������ ������ �������� �������� 3 ���� ������� ��� �� ��� !� ��� �� ����� � ��� %*44*�*44�& �� ������� 3���$� ��! ����� ����� "�� ������ ��� �� ��� �� �� ������ �� *�� � ���������� )����� ������� �������

%�������� � ��� ��������� ����4* ��& �� ������ ���� ��� ��� �� *F ������� ���������� .�� ��� ���������� ���������� ���� ���� �

��� ���� �������� H����� ������������� �� ����� � A*� �� ;;� � ��� ���� %�� 9��� *44A&�

��� ����� � ����� ���

Page 18: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

%����������& �� � ��� � �� � *'�@/�� � ����� %����� H�D����

*44�&� 1������ ��� ������ !�� ��� ����� �� !� ����� ��

������ ��� ����� ������ ��� ������ !� ������ �� ���

��������� ��������� ���������� �� ������� ��� ���������

������ ��� ��� ����� �� ���!����� !� ������� �������

!������ � !� ���� ��������� ������� �� � ���������� �

� ������� ������� ������� %����� 3��� �� 1� ����� *44'&� ��

�� ��� ����!�� ���� ������� �������� ������� ��������

�� ������� !������ ��������� �� � ��� � �������� ������ !��

���� �� ��� � �������� ���� ��� ���� ������ � ��� �

��� ����������

+���������� �������� ������ ��� ������������� ���� ������

���� ���� ������� ��������� � ��� ��� � �� ����� /�� � ����

%����� -�� �� 1� ����� *44E&� !�� ����� �� ���������

��� ������� ��� ��� � ��� �� ��� �� ��� ��������� ����

8����� � ��� %*445& $� ���� ��� ��� ���� � ������ ����

����� ����� ������ ���������� �������� ���� ��� �� � ��� ���

� ���@�'� � !������ ������� 1������ �� ����������

���� !������ ��� ������ ��� ����� � ��� � ��� � � ���

"��� ����� ��� ���!����� � ��� ��� ����� � ��� ��

���� �� ��� �������� � ������ !������� 6���� �#�����

� ��� A*��� ����������� ���� ���� !� � ����� ��

�� �� ���� ������� ����� �� ��� �� ��� �� !��� ������

�� �� ������� ��� ��� %����� =����� *4457 9� � ����*4457 )�������� �� +������� *445�7 )��� � ���� /���&�

<������� ������� �������� �� ���� ���!�� ������� �� �����

�������� ���������� ����� ��� �� ����� ����� �� /��@

�'� � �����7 ���� �� � ��������� ������� � ��� ������������

!�� ��� ����� ���� ��� �� ���� !��� �������� ������

������ �������

��' ���(�

1�� � �� ������� ������ � ������� ������ �� �����������

��� �������� ������� �������������� �� ��� ����� ���

���� �������� ���� ��! ���� ������ ����������� +�����

������ � ����� ��� ���!� ��� ������ � ����� ������� �

��� ��� %�� � ������� ������� ��� 9��� *44A� *44;&� ��� �

����� ���� ������������ ��� ������ �� ������ � � ���

������� ������������ � ��� ���!� "�� ������� ����� �

��� ���! ������� �� ����� ������� %*& "�� ���������� ��

���������� � ��� ���! %���� �� ��� �� � *����0 �������

�������� � ������ ��� �!���� �����& ������������� �� ����

�@*�F ���� �� �� ��������� ���! ����������� %/& "�� �������

������������� �� �� ����� ���� ��� ������ ���������� ���

�� ����� �!��� ���� ��� ������ ����� � �� ��� ���

����� ����� ������!��� �� ��� ���! ������� �������� � �!����

������ ����� ��� ������ �� ��� '@;F �� �� ����������������� ����� ��� �������� �� �������� � ���������

��� ����� !�� ������ %�& "�� ��! ����� ������ ������!�

��� ���� ����� �� ����� !� ����� �������� �� ��� #��

�� ������� � ��� ������ ���������� �� ��� ��������

�� �� �� � ������ � ������� ��������� ����� !� �� ���

������ � ��� � �� ��� ���!7 ���� ��� �� ��� ������� ������

�� '@*�F ��� �� �� ��������� �������� "�� ������ �

������ ������ � ����� ���!� �� ���� � ��� � ��� �������

�������� �� ������� ��������� � ��! ������

+�������� � ��� � �� ��� �� E�� � �� ���� �� ����� �

��� ���!� %����� -� ���� *4�'7 ������ � ���� *4;57 +���� ��

)������� *45'&� �� �� �� !������ ���� ��� ����������� !���

����� � �!�� *�� � ��� ���� ����� �� ��� ���������� ��

���������� ��������� ������ ��! ���� �������� 3���

#�� ������� !������ ������� � ��������� ��� ��� ��� ��!�!��

�������!�� �� �� ����������� �� � ����� � ��� � �

�� !�� �� �� ����������� ������� ����� ��� ��� ���� #�� �

������!�� �� ������� ����� %������� �� � ������ � !���� ��

� �� ��� ������&� � ������ ���� �������� ���� !���

����� � ������ �� ����������� �� A�� � E�� � �����

�����!������� �������� ���� ��������� ��� ����� ��������

����� ��� �� � ��������� ������� ����!����� %����� ,����

�� =������� *4547 ,���� � ���� *44*7 C��!� � ���� *44*�*44;7 ,���� �� ������ *44'&� =�� ��� �����!���� � ���

��������� �� ��� ������� ������ ���������� � ��� ������

������ ���� ����!��� ��� �� ����� ���������� � ��� ���

$������� � ���������� ������ ��� ���! �������� ��� ������

���������� �� ��� ���!� �� ��� ���� ���� � ����������

� ��� ��������� %����� <����� �� ������� *4;E7 ������ � ����*4;57 ������ �� H����� *4E*7 Q�������� *45A7 1������

�� )������� *45E7 =��!���� �� )������� *45;7 )��� � ����*45E� 0��� � ���� *44*&�

"�� �������� � ���������� ��������� �� � ����� ���� ��

�� � ����� ��� � �� � ��� ���� � ��� ��� ���!� +�������� ��

�������� �� � ������� � � �������� ������ ���������� ��

��������� %����� ������ � ���� *4;57 Q���� �� -����� *4E;7

H���� � ���� *4E47 -����� *45/7 =� ��� �� +����� *4557

-���� �� Q����� *455&� ������� � ��� ��������� � $���

������ ������ ����� �� ���� ��� �������� � ��� ���! %0�����

�� 0������� *445�&� �� �� ������� ���� ���������� !���

;;� � ����� �� � ��� ���� � �����!����� �� ��� ���������

����� ����������� %����� ,���� �� N��� *44;&� �� �� ����

�� ��� ������ � ����� �������� ���� ��� �� ��! ����

���! ������� ��� !� ������� �� ��� ����� ���� �� ���������

!� ��� ������� �����!���� � ���������� �� ���� ������� ��

�� ������� ������ � ������ �� ������� ������������

��� ��� ����� %����� 8����� � �� ����!������ *44/7

9������=�������� �� 8����� �� *445&� "�� ���� � ��� ����

���������� � ������� ���! ������� �� � ������� �������� �

��� � �������� ������� �� ������� ������� � ���

������ %����� +����� � ���� *4557 B� �� � ���� *4547 <��� � ����*44�7 9��� *44;&� 1������ �� �� �������� �� !�� �����

������ ����� �� ������ ���� ��� ���!� �������� ����������

���������� � ������ �� ���� ������� ;;� � ����� ���� ��

�� ������ � ���!� �� ����������� ��� ��� ���� ������ "��

�� ������ ������������ ����������� � ����������������

%H�� )�&/+�<A ��� ������������������� %H��)�&+�<� ��

%H�� )�&< ���� ;;� � ���� ��� � �������� 0������� ����

� �/�5 � �A��H3�C�* %����� �� �� "��������� *4547 ��

� ���� *44�&� ����� ���� ������ ���! ����������� �� ����

�� ���

Page 19: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

�� � ������ ����� � ���������� � ��! ����� ���� ������

��� �� �������� �� ���� ��� ��������� ��� ������

������� "�� ������ �� ��������� ������? ������ �����

� ��� ���! ���� ;;� � ���� ���� ������� ������� ���

���������� �� ���� ����� ����������� �� ���$����� �

��$�� ��� ���! � ��� ��������� ��� � ������� ��� ���!

������� �� ����� ������� � ��������� �� ���������

������ ������� ���� ���� ��� ����� ����������� !�

�������� � ����� �� ��� !� �������� ��������� � �������

�������� ���� ������ ��������� ���� ������� ������� ��� ���!

�� ����������� ����� ��� ��� ���� ������ ������ � ���

������ ������������ �� ��� ����� �� � ��� ��� � �����

����� ��� ���� � ��! ���� ���! ��������

"�� ������ ������ ���� ���������� ��������� �

���!� ���� $��� �������� �� ������ �������� � ������

����������� �� ��� ������ ����� B���� ����� !��� � *4*5�

!�� 6��� %*4;E& �� <����� �� ������ %*4;E& ���� ��� $���

� ������� ���������� ��� ���� ���� ������ ���������

���� !������ ����� ���� ������ ������ � �� ������

���������� �� ���� ������ ���� �������� "��� !��������

����� � ���� ��!�� � ������������� � ��������

������� ������7��� ��������� �������� ������ ������ � ��

��������� ������ ��������� �� ���� ��� ����� !���������

���� ��������� ���� ������� � ���!� �� ��� ������ ���

����� ���� ��! ����� ���� %��� ������ !� 9��� *44;� ��

0������ A/ !� 6���&� )� ����� ��� ����� ������ ���

������� ��������� � ������ ���! ����������� ����� ������

������� ��� �������� ���� ��� ������ ����� �����

� ������ ���! ����������� �� �������� � ���������� �������

����� �� �������� ������� %9��� *44;&�

=�������� ���� ��� ��� � �������� %*4EE&� ����������� �.

��� ���� !��� ������ �� ��� �:� ��! ����� ����

�� !�� ���������� �� ��!�� �������� ����������

����� ���� ���� �� )����� *A ��� ������� � ������� ���������

���� ��� ������ ��� ���� � ������� ���� �� ������� ��

���������� !��������� %����� N�� �� 0������ *44�7

+����� � ���� *44�7 ��� �� ����� � ���� *44*� *44�7 ��� ���� ���� *44'7 ��� �� ������ *44'7 N�� � ���� *44'7

-� ������ �� ��� �� ������ *44;7 �� ��� �� ������

����� �� 9��� *44;&� =������ ��� ������� ���� � !� �����

�� ���� �� ���� �������� �� !������ ����� �� ����������

�������� ��� �� ��� ����� ������ ������� ����� ���

��� !����� ����� � ��� ���� ����������� �� ����� ��� ���

��������� �� ��� ���� D���������� ������ � ���� ������

������� ��� ��� � ������ ��� ��� ���������� �� �� ��

������� ���� ��� ������ ������� !���� ���� �� ��! ����

������ ���!� �� � �� � !����� ������ ��� ���! �������

���������� � ������ ���! ��� �� !� ��������� ��� ���

�� ��������� ��� ��� � ����� �������� � ���

�� �� ��������� %N�� � ���� *44'&� .��� � ��� %*444& ��

.��� �� D��� %*444& $� ���� ��� ��� ��������� �� �������

����� ��� ��� ��� !� ���� ���� � ����� �� ��������

�!�� ��� ���! �� ��������� ��� ��� ��������� "��� �� ��������

� ����!������� ��� ���� � ���! ����������� �� ����������

�������� ��� � ���� ����� ������� � �������

�������� 1 �� ��� ���� �� �� ��� ������� �������

� ��� ����!�� ���� ����� � ������ � ���!� � !�

�����$������ �� ��� �������� � ��� ���! ����� �� ��� �����

����� ���� "��� �������� ���� �������� ��� ���! ���������

��� ��� ���

,�!�� ��������� ���� ������������� �������������� ��

��� �������� � ���!� ��� ������ ���! ����� %����� ���� � ����*44�7 )��� � ���� *44/7 Q��� � ���� *44'7 N��� *44;7 ��� �� ����� � ���� *44E7 ,��� � ���� *44E7 =�:���� � ����*445&� �� ��� ���!������� �������� ��� ���� ��������� ����

���� ���� !� ������� ���� "�� ��������� ����� ��

���� � ����� �� ��!�� !������ �� ��� ���!�� .��� ���!�

�� #����� �� ��� ��������� ���� �� ���� �� ������� ���

������� H� ����������� ��� =�� � ���� ��� +�� ����� ��

�� ��� ����=��� ������� =������ B��� �� ��� H������� �����

������ � !� ���� ������� ��!���� � ������� ��� ��� ����

������ �� ����� �� !� #�������� ����� !� ����������

�� �� ��� C������ �� "���� �� �� ����� ��� ��������

���� �� ��� ���� �������� ������� ������ � ������

�� � ���� ����� �������� ��� �� ���� �������� ��

������� �� ������� �� ��� �� � ������� "�� ������� ���

������ �� ���� ��� !��� � �������� ������ �� ���� ��

����� �� ���! ������� �� ������ � ��������� ����� ���

��� ���� ������ "�� ���� ��� � ���! ���������� �� ���

��������� ��� �� ������ � ��#��� ��� ��$����� � �����

������� ��� ;;� � ������������ �� ���� �� !� ��#����� !�

��� ���! ��� ���! ���� � ���� � ������ ����!���� �� �!����

����� #� ���������

1������ ������� ��� ���� � !� � ������� �������

��� �� �������� ������� � ���! ���������� �� ������� ����

�������� ��� � � ������ ���������� �� ��� ��������� ��

������� �� ����������� ���������� 1� ��������� �������� ��

���! ������ ���� � �������� ������� �������� � � ���!

��������� �� ��� ���� ��� ������ ����� �������� 8��� ���

������� ��� ����� ���� ������ ��:������ � ������� ���

������� �� ������� ������� ��� � ����� �������

������� �� ������� ������ �� ��� ������ �� ���� ����

���� ��� !��� ��� � ������������ �������� �� ������ ���

%����� .����� �� H�C������ *4;47 H�C����� �� B������

*4E*7 "��O� � ���� *4E*7 �� ��� ���� ���������� �� 9���

*44;&� <!����� ����������� ������� ��� ������� �������

!� ��� ������ � ������� ��� ������ ����� ����� ����� �

�� ����� * �������� �� ��� !���������� �� �� �� ����

���� � ������ �� ���� �� ��� ������ " ������� ������ ���

���������� �����!����� � ��� ����������� ��������� ������

���� �� ��������� ������� ���� � ��� ���! % ��� ����� ��

���� ��������& ��� !� � �� �� ��������� �� ������ ��

������ � �������� ��� ����� )� � �����$� �����

������ �� � ���! ��������� �. ���������� � �������� ����

� ��� ��� � ��� ��� ��� ������� ��� �� ���� ������� �� ���

�� ���� ��� ������� !� �� ����� ������ $���� �� ���

������� ���� ���! �� ��������� !���� ������!� �

���� ��� ����

��� ����� � ����� ��

Page 20: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

B� �� %*4EE& �������� ��� ������ ���� ��� ������ �

����� ������� ����� ��� ������� ������ !� 0������

�� B� �� %*45A� *45;&� "���� ��� ��� �������� ���

����������� � ��� ��� � !�� ����� ����� �� ���������

��� ���! ������ �� ������� ������������� �� ���� �� �

������ � ��� ������� ������ ���! � ������ ��� ��� ����

������ 3�������� ������� !��� � !�� � �� � ����

����� �������� ���� ���! ���������� � ����� � �� �����

*��� � ���� ������ ������� ���� ���� ���������� ��

����� �� ��� C������ H�������� �� B���� ����� 1 ������

����������� � ��� ��� ���� �������� !� )������ � ���%*455� *454&� N�� �� 1� ���� %*454&� N�� � ��� %*44�&�=� �� 0������ %*44*&� .��� �� ,��� %*44/& �� 3����

�� 9�� %*444&� "�� ��� ���� ���� � ������ ��� ������

���� � ����������� ���� �� ����� ������ ������� ����

� ���� ������ � �������� ����������� ������� �� ��� ���

������� �� ����� %������������ ���� �� ��� ����������

!��������� ��� ��� &� "������� ��� � ���� !�

������� !���� !� ���� ������ ��� ��� ������� �� ���� ����

���� ��� �������� ���������� �������� ��� ���! ������� %�����

�� !� ���� ���� � ������� ������ �� ������ ���

��� ����� � � !�� �� ��������&� 8��� ��� ������ �����

��� ���� ����� ��� �������� � ��� ����� �� ��������

���������� �� ����� ����������� � �� � �������� � ����

���� ������ �� ����� �� ��� !��� ���� ���� �� � ����� ���

� ���� ��� ��������� �����!��� � ���������� ������ �� �����

���� ���� ����� ���� ��������� ��� ������ %�����

+������� � ���� *44*7 ,������ � ���� *44*7 3���� �� 9���

*444&� 1� ��!�� �������� ��� ������ ���� ����

!��� ���� � � ��!��� 1������� � ����������� ���� ���

������� �� ������ �� ��� ��� ���!� �� $��� ���� ��� !�

"��O� � ��� %*4E*& �� �� ������� ���� ��� !��� ������ �

�������� ������ ������� ������ �������� %����� "���� ��

+�������� *4547 <��� �� +�������� *44/7 .��� �� ,��� �

*44/7 3���� �� 9��� *444&� "���� ��� ��� �� ����� ���� ��

�� ����� ���!� �� ��������� � ����� � 5�� � � ���

!�� �����$���� ���! !�� ����� �� ����� �� ���� �� �� �����

� ������� ������������ � � ��� � �� � /F� ��� ������

���� �� ����� ���� ��� ������ ��� ���� �� ������ � ��� ����

������������ ������� ���� � ������ ���! ���������� ���

���� ��� ��� �������� ������

�� � ���� � ������� ��� ������� ��� ������� ��� �����

�� �������� ��������� � ��! ������ ���!� ���� !��� � ����

������ ����������� ����� ������ ���������� ����������

�� �������� ������� %��� 9��� *44; �� � ������&� 0�����

���� � ����� �� ����� ������ ���� !��� ��� �

�������� ��� ������� ��������� ��� �� ��������� � ���!

�������� �� ��� ��� ��� ����� �!�� *4'� %����� C��������

*4'�7 <�� �� *4E*7 D�������� � ���� *45*7 H�������� � ����*44�7 ��������� �� +����� *44�7 �� ��� ���� ����������

�� 9��� *44;&� +��� !��������� ��� ��� � � ���� ���

������ ��������� � ��� ������ ���!� ���� ��� ���� �� !��

����� �� ���������� ������ ���� ��� �� � ��� ���! %����!��

�������� ��� �������� �����& �� ��� � ������� � �������

�������� ������ ��� ���! ���� �� !� �������� ���� �!��

������ � ��������� ������ �� ��� ������� ������

�������� ���! ��������� �� ��� � �������� �� �������� ���

������ � ����� !�� ����� �� ��� ���! %��� ����������

�� ������& �� ���� �� ����!�� ������!�� �������� � ����

!�� ����� %����� +�� �� 6� *4E'7 8������ *45'7 �� ���

�� +�������� *44/7 0����� �� ���������� *44E7 C��� � ����*4457 )�������� �� +������� *445!&� 1� �� ����� ��������

����� ��� ��#������ ������� � ��� ������ � �:� ������

!�� ��� �#������ ���� � ��� ���!� �� � ���� �� �� �

������!�� ������ ��� �� !��� ������ � .��������� ��

�������� ������� ���� !��� ��� � !�� ���! �������

��� ����� �� ��� ��� ��� %����� +����� *4E�7 0����� *4547

-�!��� *44�7 +��������� *44/7 +����� �� 0���� *45;7 Q� ����

*45E7 ,������ � ���� *44*7 Q� ��� � ���� *44*&� !�� ����

������� ��������� �� ��� ��$������� � ��������� ��

�������������� ������� � ������ �� �� ������� ����

����� ��� �����!���� � ���� ��� ����

��) �� �����$� ��� *����

+����� ��� � ������������� ���� ��������� �����

������� ���������� ���� ���!� !����� ���� ��� ��������� ���

������� ���������� �� �� ������> ���!� ���� ���� ��� ����

���������� ������ �� ��� �� ��������� ���� ���� �

����� ������� ������� � ��� ������ ��� �����������

������� �� ���������� ��� � ���� ��� ������ ��������7

�� ���� ��������� ������ ��� �� ������ �������

������ ������� �����$���� ���� ���� �������� �����������

�� ��������� ������� ���� !����� ��� ���������� ����������

D���������� ������ � � ����� ��������� !������ �:�

������� ������� ���� !��� ��� ������ � ��� ��������

�������������� �� ��� ������ � ������������ ��� ���� ��

������ � ��� ��� � ������� ������� 0������ ����������

!������ ������� ������� ��� �����!� �� 0������ /' !�

H�D��� �� 0������ /; !� =��� � ���� �� ��� ����� ��������

��� ���� ��� �����

,�!�� ������� ���� �� ����� �������� �

������ ��������� ������ �� ���� ����� �� ���� �� � ���

��������� ������� ������ � �� ����������� "�� !��������

������ ��� ��� ����������� �������� �������� ���� ��� � �

���� �� �� ������ +������ ���� �� �������� ! � ����

������� �� ����� ���� �� ������� ������� �� ������

���� ��� � ��� � ���� �� �� ����� � �������������

���� ��� !� ������ ���� �� ��� ���� ��� *��� �

����� �������� %����� N���� �� "����� *44*7 +� ��

.��������� *44E7 "������ �� - ����� *44;7 �����O

� ���� *44E7 =���� �� .��������� *4447 8����� � ����*444&� "�� ���� � ���� � ��� ���������� ����� �� ��

�� ��� �� ��������� ������ � ���� �� ��� ��� �� �������

����������� � ���������� ������� �� ��� ����� *�� �

%����� N���� �� "����� *44*� *44/&� !�� ��� �� ��

������� ���� !���� ���� ���������� ������� � ��� � �� �

�� ����� /'� � !��� ���������� ��� �� ��� ���� �� ��� 3���$�

��� ���

Page 21: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

���� %����� +� � ���� *44/7 +� �� .��������� *44E&� ,�!��

������ ������� ��� ��������� ���� �� ������� �

� ���� �� �� ������� �� ������ �������� �������� � �����

����� ���������� �� ������� � ����� �������� � ���

��������� "�� ���� � ����!� ������� ������ ����� ��� �����

!������ ����� ��������� �� ����� ��������� �� ������� ��

������� "�� � ������� � �� ������� ������� �� �����

�� � A�� � !������ �� ��� �� ������� ������� !� ! ��

���� �������� � ��� ��� �� ���� ������ %����� ,����� ��

���!������ *4557 ,��� � ���� *44E&� ������� ������������ ������������� !������ ��� 3���$� ���� �� ������ �

���� ������ ����� �� ���� !� � ����� �� ������

������� � ��� ������ � ��� ���� ����� %����� +���

� ���� *4457 9�� �� ,��� � *44;&� "�� ���������� ���� ��

���� �� � ���� �� �� ���������� ��� ���������� ������� ��

������� ���� ������� ������ �������� �� � ������ � ��������

�� ����� �� ������� ����� ������� ��!�������� ��� ��� �� ���

1���� ������������ �� ������������ � ����������

���������� ��� ���� �� ��� ����� ����� �� �� �!��

��! ������ ���!�� ���� ��� !��� ����� !���� ���� � !�

������������� �������� ��������� %����� N�� � ���� *44/�*44A� *44'� *44E&� "�� �� ������� ������ ��� � ���

����� ���� ���� ������ ������ �����$���� ������� �������

����� �� ������ � !� ��� ������ � ������� � ��� ������

���������� �� � ��� �������� � �������� ������� ��

��� ��! ������ ���!� 6��������� ��� ��� ������� �� ���

������� ��������� ��� !��� ���������� ���� ���� ���� ��

��� ���� 1������ ����� "���� ������ � � ��� ��� ��� ���

����� ����� �� ����� ���� �� ������� � �� � �������

�� ��� �� �'� � %����� +� �� .��������� *44E7 8�����

� ���� *445&� .��� ���������� ���� �� ������� � ��������

���� �������� ���� ��� !��� ���� !� ������� �� ��

+��� 1����� %Q�� .���� � ���� *44'&�"���� ��� ��� !��� ����� �������� �� ��� ���� ��� ���������

�� �� �:� ������ ���� �� ������ � P��������� ��

������� ,�!�� ������� ���� ������� ��� �� ������

��� *��@/�� ����� ���������� � ���������� !�� ����� �� ��

��������� ���� ��� ����� ������ ��� �� ������ !� ���

������� ������� �� ��� ����� /�� � � ��� ����� %N����

�� "����� *44*&� "������� �������� � ������������� ������� �������� ���� �� ��������� � ��� � ��

����� A�� � ����� !��� ������ �� � ����� ����� �����

��������� ���� � �� ��� � �!�� *'� � %"�������� � ����*45�7 -��� � ���� *44E&� +��������� ������� �� ����

��������� ��� �� ����� �� �AF ������� ������ ������� ���

�/F� "��� �������� ���������� ������� � � ��� � �� �

/��@����0� +��� � ��� %*445& � ���� �������� � ���

A*� �� ;;��� ������������� !������ ������ �� �� �����

!� �� ��������� �� �������� ��������� �� $� ���� ���

��������� ��� �� �!�� /� � ������� ���� �������� �����

���� ��������� �� ��� ���� �� � ���� ����� ����� � ���

������ ���������� +����� �#������ � ��� ��������� ���

������������� ��� !����� ���� ��� P�������� �����

����� %����� .������ �� +������� *44E&� ������� ���

������ �� ������� �������� ���� !� ������� ���

���������� �� ��� ����� '�@/�� � !������ ��� +����

8���� 3���� %.����� �� ��������� *44�7 +������ ��

��������� *44E&� "��������� ������� �� � ����� !��

����� ���� ������ ���� !��� ���������� �� !���� ����� !�

����� � ��� ��� ������ ��� ��������� ��� %D���� ��

Q��.����� *44�&�

��+ ��������# "��#��$ ,��������#

"�� ������� ����� ����� ������� ��������� ��� !� �������

������ �� ������������ �������� �� �����!� �!��� 1 ��

���� 38�H ���� �� � $����� �� $� � ��!�� 9�� ��

8������� ���� �������� !���������� �� ���� �� ����������

��� �� �� ������ �� ����������������� ������� ��� ����

������ � ��������� �������� ����������� ��������� �

������������� ��������� ������� ���� �� ������� ������ �

������ ������� � ������ ��!���� � �������� �� ���� ����

������� ��������� �� ��������� ��������� ��� � �����

�������� ��� ����� �� ����� ������ "��� �� �������� ��� �

!� ��� ����� ���� ������� ��������� �� ��� ��������� ��������� �

��� ���������� �� ������������ �� !�� ���������� ��

������ ������ ������ !��� ���� !� � ������� � ! ������

�� ������������ ��� ��

,�!�� �� ����������� �������� ��������� � �������

���� �������� ���������� ���� ��������� ���������

��������� ������ �� ��� ��������� �� %!� ����� 38�H&� �

� �������� �� ��� �������������� � ��� �� %����� D����

� ���� *45A� *45;7 D������� �� )������ *4547 H�������

�� "����� *44�� *44*7 �����O �� .��������� *445&�

�����O �� .�������� %*445& �������� �����������

���� ��� �����!����� � ������������ ������ ���� �� ����

����� ��������� ��� �����$����� �� �������� �� �������

��������� �� �������� �� !�� :����$� �� ����������

�����O �� .�������� %*445& $� ���� ��� �� ����� �������

���������� ������ � 38�H �� � � ������� ��

�� !�� ������ �� ���������� ������� ���� ���� �����

��� ��!�������� !������� ������ �� ��� ������� ���������� "��

��� � ������ �� ��� ������� 3���$� ����� ����� �����

��� ����� ����������� ��������� �� �� ��� ���������

���� � �� �������� ���������� !���� ��� �������

���� �� 38�H ���� *'� � ���� �� ������� ���� ������

�������� �� ��� 3���$� ����� �� �� ����� ����������

������� !�� �������� �������� %����� ������ ����

���� � ���� ���� ������� �� :��� ����������&� !�� ���

���� � �������� �������� �� ����� ������ ���� ���

������� %����� D������� �� )������ *455� *4547 H������

�� "����� *44*7 �����O �� .��������� *455&� 1�

���������� � ��� ������ �� ��������� �� ��������

������ �� ���� !� ����!�� � ������ ��� ��������� !������

���� � ��� � ����� #� ���� �� ��� ������� ��������

���������� %93<& � ��!���� �� ��� ����� ����� ����������

�� ������������ %����� "���� �� 1� ����� *45A7

H�������� *44A&�

��� ����� � ����� ���

Page 22: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

0��������� !��������� � ������ �������� ���� ����

����� ������ ! ������ ���������� � ����������

��������� �� �������� �� ������ ����� ������� ������������

!��������� �� ��� ��������� ������ ��� � ������� �

����� ����� �������� %����� ,������ � ���� *44;&� +�����%*44;& �� +����� %*444& ������ ��� !��������� � �����

����� �������� �� ��� !���� ��������� �� ������������

�������� �� � ������ � ������ ����� � �������� �������

��!���� �� ��� ����� "�� �� � ��������� �������

������ ���� !��� � � ������� ����� �������� ��� ��� ��

� � ������ �� ����� ���� � ���� ������� ���������� ��

��� ���@����� !�� ��� � ����� ���� � ��� �������� Q�����

� ��� %*45A� *454� *44/&� C�� � ��� %*45'& �� +�����

�� 0��� %*455� *44*& ����!����� ��� � �� ���������

��� ��������� � � � ������� � ������� ��� ��������� ��

������ � � �������� ��������� ��������� �� �� ���

�������� � � �������� ������ � �� �� �� �����

��������� 1 ����� ��!�� � �������� � � �� � � ��������� �

������� �������� �� �������� � ��������� ��������� ����

����� %��� +������ *444 �� ��� ����������&� ����������

���� ��� �����(� ���������� ��� � ������� �������� �����

����� ������ ���� ����������� ��������� �� ������

���� ���������� ������� ���������� "�� ���� ��������� ����

��� ������ !����� ������� ���� ��� �������� !� ���

�������� �� ��� ������ ������ !�� ��� ������ � �

��������� %������ �� ����� �� /@� ��� ���� !��� !����� &

�������� ���� ��� �������� !� �� ����� �� /�'@�F ��� ���

����� /'� � � ��� ������ 1������� � ��������� �� ������

������ �� �������� ����� ������� �������� � ��'@/F ��

��� ����� �!�� �� !��� ���!� �� �� � 'F ������ ���!�

%����� +��� � ���� *44*7 C������� �� +������ *44'7 )���

�� )������� *44;7 �������� � ���� *44E&� +�������� ���������

�� �� �������� ���� ����� ���� �� ������ ����� ����

A�� � %����� C������� �� +������ *44'7 )��� �� )�������

*44;7 )������ �� -����� *44;&� ������� ����� �� �����

��� ���� �� ��������� ��� �������� �� ������� ������

%Q����� �� C�� � *44�7 Q����� �� H�������� *44;& ��

�� ����� ! ������ �� ����� � !���������

%H������� �� C������� *44;&� 1� ���� ����� �� �� � �����

���������� ������������ � ��� ��!�� �� � ����������

������ ���� � !� 38�H �� ��� � ������� !��������� �

��������� ������� �������� �������� ���� � !� ! ������

��� ���� �� ������� ���� ��� ����� �������� � �� �������

�������������� ���� ���������� ������� !�� ��� ��� ��� ���

��� ��!�� �������� ��������� �� ��������� ����� ���

��� �� ��� ���$����� � �������� ��� ������ ���������

����������

��- ,���������

"�� ������� �������� ��� �������� ������� ��������� �

��� ����� �� ������ �������� ��������� !� ������� ����

������ ����� ������� ��� ����� �� �� ��������� �������� ��

������ ����� � ��� ����� �� ��� ��������� ���������� ��

���� ��������� "��� ������� �� ������ � ���� �� � ����

� ��� ��� ���� ����� !� ������� ����� ���� ���� ����

������ ���� ���� � ������ ������� � ���������� � ���

������� �� �������� ��� �������� ���� ����� ��������� �����

��� �������� �������� �������� �������� ���� �� ������

��� ���� �� ����� !�� ��� ����������� %��� 1� �����

*4;E!7 H������� *45�7 H������ �� 1� ����� *45*&� <�� �

��� ������ ���� � ��� ���� ���������� �� � ��������

������ ��������� ���� � ��� ������� "�� ������ � ��������

�������� ���� ����� ���������� ��� �� ������!�� ���� ������

������ ����� ������������� ������� ����� ������ � ����

��������� ��� ��� ��� � ������ �� ��� ��������

������� � ������������ %��� 9�� �� -������� *44'&� "�� ��

�� ������������� �� �� ��� �� � ��� ������� ������

�� �$�� �� ��� ������� � ��� ��������� ��� � ������� ����� ����� � ���������> *?�����?/��� 1� � ����������

��� ���������� �� ������� �� �� ��$���� �� ��� �������

������� ��� �������� � 1��������� ������� ������ ��� !�

�$�� �� ��� ����� � ������ ������ ���� ��� ����

���� ��� ����� ���� ��� � ��� �����$� ���� ������ ���

������ ��� ����� � �������� ��� ������ �� ��� ����� ��

��� ��������� � ��� ��!������ +����!�� ������ � ��������

���� ����� � ������ � !� ������� �� ! � �����

�� ������� ����� �� �� ���� ��� ��� �� %����� +���

*4'57 =��� �� 9���� *4;/7 1� ����� *4;�7 3����� *4;A7

1� ���� �� 1����!���� *4;A7 1� ���� �� C�����

*4;A7 =���H������ *4;'&� ,��������� �� ���� ������� ������%��& ��� ������ ���� ������ ������� ������ %��& %��� )��� �&�

�� �� �� !������ ���� �� ��������� ���������� �� ������ �

����� �������� �������� ���� ������� ������ �� �����

!�� ����� %�� � 3���� ��� ���� ��� ����� �� � ��������

��������� ��� 4?A��& %����� 1� ���� � ���� *4;'&�

<!������������� � �� ������ ����� �� ��� ����� �� ��

������� ���� ��� � ��������� ��� ��� !�� ����*@��/ ���

���� ������� �� ������ � *��@'�� � �� !�� �� ������

��������� ��� ���������� �� ����� �� � ��������� ���� ����

�������

"�� � ������� � ���������� �$�� ��� �������� �

��� �� ����� �������� �� ���� �� ���� ������ �����������

������� �� ��� ����� � ������ ��� �� ��� ������ �

���� ������ � ��� ������ �� ��� ���� ����������� �����

���� ��� !� !����� !� ������!���� � ��� ������� �������

���� ��������� ���������� ������� %��� 9�� �� -�������

*44'&� )� � ����� ��� ������ � ������� �� � ����������

� � � ���� �� �$� !� � ��� ����> �%�&���%� ��T &�

�����

�� � ���

�������� � � ���

���� � !���� � �����!�� ���� ��� ����� �%�& !���� ��� �������

��������� � ��� ����� �� �%�� �& !���� ��� ��������� ��

��������� ������� ���������� ������ "�� $���� � ���������

!� � ������ ����� ���� �� �� �� ���� ������ ������� ���

��� ���

Page 23: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

� ��������� !�� � ������� �� ��������� ���� ���� � ������

���� �������� ���� ������ ����������� ������� �� ������ �

��������� ���� �� ������ ������ ��������� ���� ����

������������ ����� ����� � ���� � ��������� ���� %�����

)�������� *4;/7 B�������� *4;'7 9�� � ���� *4E;7 C�����

�� 1� ����� *4EE7 1� ���� � ���� *4E;&� "�� ���������

���� ���� � �������� �������� ���� ����� ���������� ��

������� ������ ����� ��� ���� �� ������ ��� ��� �� �����

���� �������� ������� ��#������ � �������������� ���������

!�� �$�� !� � .�!�� ����� �� � ���������� ����

��������� � �����!���� � ������� �������� ���� ������

���� � �� ��� �� ��������� �!������ !�� ��� � �����

� ������������ "�� ��������� �������� � ������� ���������

���� ��������� �� !����� �� ��� ������ �� ��� !� �������

�� �� � �� � �������� ����� ��� !��� � ���������

! � ����� ���� ���� !��� � �������� ���� ��

%����� ���� � ���� *4EE7 H������� �� C������� *44;&� "��

38�H ��� ����� ��� � �� ����� ������� ������� � ������

����� ���� ��� � �������� ��������� ���� ��� ������ ���������

%.�������� �� 1� ����� *45*&�

"���� ���� !��� � ������� ���������� � ����������

�� ��!���� ������� ��� ���� � ������� ����� �� ����

���������� %����� C������ *4E�7 1� ���� �� ����� *4E57

+���� �� .��������� *4E57 D��������� *4E47 .��������

�� 1� ����� *45*7 H������ �� ,��!���� *45�7 +��� ��

H������� *4547 8��� � ���� *44�7 8������� *44�7

-� �� � ���� *44*7 .���� � ���� *44�7 8������� *44'7

.���� �� �����O� *44;&� 1������ �� ��� �� ��� �����

����� ��� ���� �� )����� *'� "�� ���������� �� ����������

���� �� !�� ����� ��� �� ������ � ;�@E� �� ��� �������� �

��� �� ������� ���� ����� �������� � �������� !������

������� ������ �� ����� ����������� "�� � � ��� ����

����� �� ��� ������ %)��� �&� ���� �� ���������� ��

!������ � ���� ����� ���� ��� ����� ����� ����� � ����

������ "�� �� ������ � ��� ��!�� ��� ��� ���� �� ���

�� �������� %�� � ����� ;& �������� ��� �

���������� ���������� ���� ��� � �������� ��������� ����

��� � ����� ������� ��������� �� ��� !� � ����� ��

���������� ������� %���� .���� � ���� *44�7 8�������

*44'&� 8��������� �� � ������ ��� ��� �� ��� ����� �����

�� �� ��� 3���$� �� �� �� ������� 1������ �� �������� �����

��� ������ � ������ �� ������� �� ���������� ����� ����

�� ������� ������ ������ %����� .�������� �� +���� *45�7

8������� *44'&� "�� ������� ��������� �� ���������� ���

������������ ������� � ������ �� ���� ��������� ������

������� �� ������ �������� !������ ��� ���������

������ �� �� � ������� ����� ��� � !� �� �� �� ������

�������� ����������� ��� ������� ����� �� � ����� ������

������������ %���� C����� *44�&� "�� �������� ���������

�� ���������� ��� �������� !� ��� ��� �� ��������� ��

������� �� �������� ������� � ������� ������������� ��

�� �� ������ ���� :��� ��������� �� ������� ��������� ��

���������� ��������� ���� !� ������ �� ��� �������

������ ������� �������� ���������� � ���������� ��

! � �� ������� ����� �� ����� ���� � ������ ��������� !� ��

� �� � ������ �� ���������� �� ��� ����� ������ "��� ����

���� ��� ������� �� ��� � �� �� 38�H� ����� ��� ��

������� ����� � ��� */5 �� ��� ����� A�� � � ��� ������

�� ��� ������ �� ���� �� �� �������� �������

������ ����� ������ � ������� ������� ���������� )� ! �

����� �� ��� ���� ����� ��@* ���� ������� ������ � T ���

*� ��' ��� �� � ����� �� A� / ��� �� � ������ �������

�� ������ ���� � � *@��* ��� ��� T ������ �� ������� �

��* � ��/ ��� � �����$� ����� %����� +����� �� B� ��� *45�7

.�� � ���� *45�7 "���� � ���� *45;7 0��� �� .��� *4547

)������� �� -����� *44�7 +������ �� +��� *44/7 .���

�� ,��� � *44�7 =������������ � ���� *44;7 �� ��� ��&�

"�� � �������� �� � ��� T ������ ����� ���� ����

���� ����������� ��� ������� ��������� � ����� ������ ���

������ "�� ������� ��������� �� ���������� !������ ���

�������� ����� ���� !��� � ���������� �������� �� �������

� ����� �������� ���� �������� � � ����� ���� �

��� ��� �� ������� ���� �������� � ��� ������ ����������

� ��� ���� ��������� � ����� �� � ������� "��� ���

����� � ������� ��� � ��� �������� �� ���������

���� ���� � ���������� �� ���� � ���� * ��� %��� ������

���� !� =����� *45'7 =����� � ���� *45E&� <������� ���

�� ���������� �� ��� ����� ����� ���������� ��������� !��

$����� �� ������ � ��� ��������� ��� !��� ������� �

%� �� ��������

"�� ���� ����� � ��� � �� 5�� � /54� � ���� �����

��� �����(� ������ �������� ��������� ������� � ���� �� ���

���@����� !�� ���� )� �� � ���� ���� ������ ���

��������� ������� � !� ���������� ������ ���� � �:� �� �����

������� !�� ������ �� ����� ������!�� ���� �

����� ������� � %H���4 )���*&+�<� ���������� ����

600

500

400

300Q

200

100

00 100 200 300 400

Depth (km)

500 600 700

QR19

QL6

PREM

QM1

������ �� +���������� ������� � ��� �� ��� ����� �����

�� ������ ��� ��� � ������� ���� �� ���� � ����������

%�� 8������� *44'&�

��� ����� � ����� ���

Page 24: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

%H�� )�&< �� ��� � ������ ������� ���� �� +�</�

��������� �� ������ ���������� D �:� ����� ������� ��

����� ������ ������� ��� � ����� ��� ��� �������� �����

� ��� ���� ������ +����� ������� ��� �� ��� ����

����� %)��� *;& ����� ���� ������ �� ��� ��������� ��� �

,����!��� �� B������� � ���� ���� ��� ;;� � �����������

�� �� ��� !��� � ��� ������ ������� !������ ��� ����������

������ �� � �� � ����� ��� ������!�� ���� � ���� ��� ��

��� ����� � ��@*�� ������ �� �������� ���� � ����� ���

�������� � ��� ��������� %)��� *&� D���������� ����� ���� !���

��!�������� �����!����� � �� �� ������ ��� � �����

������ �� ������� ������� �� � ������ � ������

��� ��� � ���� ����� ���������� �� ������ �������� ��

!���� ������ � �� �� ���� ���������� ���������� �� ���� ��

������ ��������� � ��� !��� � ��� ��������� ��� �� ��

��� ������ /�� � � ��� ���� ������ ����� =�����

%*4A4& � ����$� �� �� ��������� ��� �� ��!��� ���

. ������

%�� &������# �#������ ������.�������������

"�� ������� ���������� ��������� ���� !��� ������� !�

!�� ��������� ������� ��� �������� �� !� ���� � ����

������ ���� ��� ������ ��$���� ����� �������� � ��� ������

��������� ���� �� !��� !��� � �������@ ������ �����������

�������� ���������� � �����(� ��� �� ��� � ��������

�� ���������� � ������ ������� ��� ����� ��� 1 ��@

-������� ������� %1 �� �� -�������� *4/�&� ,�!��

!��������� � ! � ���� ������ ����� ���������� �

����� � ��� ���������� ������ !� ������ ����� ��������� ��

���������� � ����� � ���������������� ����������

�� ��� *4;�� � *45��� ���� ��� �� ����� ������� �����

��� �� ��� ���� ����� !���� �� ��� %����� 0������� ��

"��O�� *4;E7 ����� � ���� *4;57 ������� *4;57 B����� *4;47����� �� 8!����� *4E�7 8�� ���� *4E*7 B� �� �� 1� �����

*4EA7 ,��!��� �� .��������� *4E'7 .�������� � ���� *4E'7+������� �� B������ *4E57 6������� *4E57 .��������

�� 1� ����� *45*7 C������ �� ��� ���� *44*7 H����� ��

.��������� *44�&� 1������ ��� ���� ����� ���������

��� ����� ��� ��� ���� ���� *F� ����� �� ����� �����

�������� �� ������ �� �������� ��������� �� !�� ��

���������� ������ ���� ���� �� �� ��� �� � !�������

�� �� �������� �������� %��������� �� ����������

��� ���� ������ �� ��� ���� ������ � �� ����� � ��

������� ��&� "���� ������ � ����� ��� ������� ����

����� ��������� �������� ���� ���������� ���������� �

��� �� ������� � ����� ����� !���� ��������� ��� ���

�������� %H������ � ���� *444&� 1�� � ����� ������� ����

����� ��� ���� ��� ������� ��� ����� ���� � ����

��$���� ���������� ���� ���� �� ������ � ������� ��� �����

�� ��� . ������ �� �� ��� 38�H �� %)��� *;&�

"�� ���� ��������� !������ ���� ����� �� ��� �������

��� ���� ����� ������� ��� �������� !������ ���

�������� �� �������� %�� � ����� �� �������������

� ����� ������� �������& ��� ���� �:� �������

���� �� ����!�� ������� �������� � ����� �������� � �� ���������� �������� ��� ���� ����� �!�� ��� . �������� !�� � � ������ �!�� ���* � ����* �� ���� � ��

������� �� %����� 9�� �� B����� *45A&� "��� ����� !��

%)��� *;& �� ��������� ���� ��� $� ��� !� =�� ��� �� 3����

%*45�&� ���� ���� �������� �� ��� �������� ��������

�� ������ ������ ��� � ���� ����������� �� ��� ��

��!���� ��������������� ���� � ������� ���� ��� ���������

�� ��� ���� ����� !���� �������� �� �� ������� ���

"���� ���� !��� !��������� � ��#������ �� �������

������ �� � ������� � ��� ���� ������� ���� 4�� �

���� ���� ��! ����� ���� %����� 8�������� �� B� ���

*44*7 C�������� �� D��� *44A&� !�� ���� ������� � !�

� ������� ��������� ������� ��������� %+������� *44�&� ��

�� !� �������� ���� ������� ������ ����� ��������������

%D�� �� C��������� *44E7 C������� �� ���������� *4457

Q����� � ���� *4457 0����� �� 0������� *444&� 1� ���� ���

����� �� � �������� ��� ���� �� �����$���� ���������

� ������� �������� � ��� ���� ����� � ���� ���� ��� �� �

��� . ������"�� ���� ����� ��� ���������� ���� � ������ �� ������

����� %��� )��� �&� �� ������ ��� ������� ��������� ��

���� ��$���� �� � ��� ����� ������� ��������� �� ��� �����

������ D��� �� �� ������� ! ������ ����������

���������� ����� �� ���������� � ��� ������� � �������

!�� �� �� ����!�� � ������� �� ��� ���� � ������ �����

��� %����� .�������� �� 1� ����� *45*7 H������

�� ,��!���� *45�&� 1������ ����� �� �� ��� ���� ��

� �� � ��� �� ��� !��� � ��� ������ ���� �� �� ����

15.0

11.0

7.0

3.0600 1200 1800 2400

Depth (km)3000

670Discontinuity

P Velocity

S Velocity

Density

Extremalbounds

CMB

D�

P

km s

ec–1

; g c

m–3

������ �� Q������� � ������ ��������� �� ������ ������ ���

���� ����� �� �� 38�H� ���� ���� � ����� !�� � ����

�� ����� ��� ��$ ���� �������� �� ����������� ������� ���

!��� � ���������� ���� "�� . ����� �� ��� ������ /�� � �

��� ���� ����� �������� ��� ���@����� !�� ��� %0H=& %��

9��� *454&�

��� ���

Page 25: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

������ !������ � ����� ��� ����� ���� ������� ��� �����

�� ��� . ������

%�� �

"�� � ������� � ��� �����(� ������� $�� � ����� !�

����� ����������� �������� �� �� �������� �� ��

�� �� ��� �� ������ ��� ���� ���� �������� ���� ���� ��

#� ��� �� ��� ��� ��� ��� ������ -���� �������� �

��� ���� ���� !� ��� � ��� ����� �� ����� ���� ������� ��

!��� ������� ��� *�@��F � ��� ���� ����� ���� #�

%��� !������ �� �� ���� ��� �������� ���� �� �� �������

���� �� ��� �����&� � ������ !�� ��� ����� ���� � ��� ��

��� !��� � ��� ������ ���� � ���� �������� �� ����������

����� � �� ������ !�� ��� ������ 9��� ��� �����(� ����

�:� ������ !�� ��� ����� �� ��� ����������� ���

!�� ��� ����� �� ��� !��� � ��� ����� �� ������ � !� �� ���

���� ����� ������� �� �������� #�� �� ���������� �� ���

!� ������ !�� ��� ����� �����!������� ���� �� �������

�� ��� !�� ��� ����� �� ���������� ������� �� ����

���� �������� 1� � ��� �� �������� !�� ��� ������ �� ��

������ ���� ����� �� ��� �� ���������� ��������� �� ���

������� ����� ���� �� ��� �� ��� ���������� ����� �����

������� �� �� ��������� ������� ���� ������������ ������ ���

������ !�� ��� ����� �� ��������� �������!�� �� ��� ����

������� ������ !� .�� %*4�A& �� ��$�� !� =�����

%*4A4& �� ���� �� �� ��� �� ��� ������ ������� ��� ����� ��

��� ����� ��� �� �� � ��� ������� ����� ��� %�����

+����� �� 9���� *45�7 9�� �� ���!������ *45�7 .�!�

� ���� *45;7 9��� �� 9��� *44'&� ������� ��� :� ��������

� ��� !�� ��� ����� � :����� � ��� ������� ������ ������� ��

��� ����� %��� ������ :�� ����� ��� ���@����� !�� ��� ��

������ ���� ���� �� ��� ������� � ��� �����& ��������� ���

��!�!����� ���� ����� �� ��� ������� ������������ �� ��� .

������ ����� !� ������ �������������$� ���� �� �� ���

�����(� ��� ������ ������� ����� ������� �����������

��� � ��� ������ � ���� ������� �������� !������ ��� ���

�� ����� %����� 9��� *4547 C������ �� B������ *4547 ,�����

� ���� *44/7 B������ *44�7 H���� �� B������ *44;&� =������

� ��� �������� �� ���������� ��� ������ �� �������

�������� �� ��� ����� ��� ���������� ��� ��� ����

������������ ��� ��������� � ��� . ����� %��� ��� ������

������ �� ,����� � ���� *445� �� ������� !� 9��� �� 9���

*44'7 -�!�� � ���� *44;7 9�� � ���� *4457 ,������ /���&�"�� � ������� � ��� ����� ������� �� ������ ����� ���

���@����� !�� ��� %0H=& ������ ������ ���� ������ �

������� ��� ��� ������� ��� � ��� �� �������� �������

���� *���� -���� �������� ���� ��� ��� ��� ��������� � ���

�!����� ��������� �� ��� ������� ��� ����� �� ��� . �������� ���� ��� !��� ��� �� � �������� ������� �� ���������

������� ��������� %����� 1�� �� �� �� 3������� *4;;7 +�����

*4;;7 =�� � ���� *4E�� H� �� *4EE7 .��!� �� H� ��

*4E47 H��� �� H�O����� *45�7 -������� �� <���� *4547

-������� � ���� *44/7 Q��������� �� -�������� *445� ��

��� ��&� "���� ��� ��� �������� ���� � ������ �������

��������� ���$������� ������������� . ����������� �� ���� ��

�� ����� ����� ��� ����� �������� ������� ��� ����� �� .

����� �� ���� ������ ����� ��� �������� � ������� �������

��� ������ "���� ��� ��� ������� �� ��� �������� ������!����

� � �� � ��������� ���� ��� ������ �� � ����������� �

�� ����� ����� %����� -������� � ���� *444&� "���� ������

������ � ������� ������� ��������� � ���� ������� � !�

� ����� ���� �� ���������� ���������� !�� ���� ���� �

������� ����� ��� ����������� �������� ��� �� .

!������ � ����� � ������� ������� ������� %����� C� �� -��

*44E7 C� � ���� /���7 0����� � ���� /���&�=�� �� �� ��������� ��������� ���� ������� ���

������������ � ���� � ���� ������� �������� ��� ����

������ � � �� ���� ��@'� �� �� ��� ������� ���� ���

�� � ��� . ����� %��� �� � . �� �� ��������� �$�� �

�� ��� ���� �� � ������� � ������ ����� ����� ��

� ����������� � ��� ���� � � ������ �� ������� ��� �����

����� �� !� �� '� � �'� � �!�� ��� 0H=&� "��

������� ��������� ��� ������ !� ��#������ �� �������

������� ����� ������ ���� � ��� ������#���� ��� �� ��������� %����� -����� �� 9���� *4E'7 9�� �� ���!������

*45�7 -����� � ���� *45'7 P��� �� 9��� *45E� *44�7

,������ �� 9��� *44/7 -�!�� �� .����� *44�7 ����

�� D����� *44�7 -�!��� *44�7 C�� ��� �� +������� *44A7

C�� ��� �� D������� *44;7 .��� �� ���!������ *44E7

"��� �� -�!��� *44E7 C���� � ���� *44E7 8������ �� 8��������� *4447 �� ��� ����� ������� !� -�������

� ���� *445&� "�� ��#���� ������ �� ���� !� ������� ��� ��

�������� %����� C�� ��� �� +������� *44A&� �� ������� �

���� ���� ���������� ������� ��������� � � ��� � �� �

*�� � ���� �� �� ��� ���������� ������ ���� �����

��#������ %����� -�!��� *44�7 C����� � ���� *44'7 9�� � ����*44E7 +����!�� � ���� *44E7 P�� � �� D��������� *4457

)���!����� � ���� *4447 ���� � ���� *444&� �� ��� !���

����� ���� ��� ������������� ��� �������� ��!���� � ��������

����� !� � ����� ������� ���� ������� ��������� �� ����

�� �������� %������� ��������� ���� �� * � �F& !���� ���

������ � ������� ���������� ��������� �� �����������

���� ��������� �� ��������� #� %����� D���� ��

���� � *44�7 +� ��� � ���� *445� *444&� <����� ���� �����

���� ������� ����� �� � $����� �� ����������� � �����

���������� �� ����� ������� �������������� �� ���� ��

�������������� ������� ��� %����� 9�� � ���� *445&�"�� ������ ����!����� �������� ����� � ��� ��������� �� ���

������ � � ��� �������� ��������������� �� �� ��

������ � !� � ���!�� � �������� �� ��� !�� !�� ����

������� ���� ��� !����� � ������� ���� ���� � �� �������

������ ��� �� $� �� ������ !��������� %-�!���

*44A7 "��� � ���� *4457 )���!����� � ���� *444&� "���� ���������� ��� ������������� � ��� . ����������� �� ����������

�� ��� �������� � �������������� ���� ��������� �� ���

������� �����$������ <� ���������� �������� ���� !�

���������� � ������� ����� �� ��� ������ �������� �� .

��� ����� � ����� ���

Page 26: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

���� ���� ��������� � ������� ������ � ����� ������� ������

� ����� ��� ������� ������ ��� ������ � ��� !�� ���

����� %����� +����� *4557 C������ *44E7 H������ � ���� *4457������ �� P���� *4557 "������� *444&�

"�� ����������� ��������� �� . ���� !� ������

������� ���� ���������� ��� ����� ����� / �� �

��������� ������ ������� %����� +� � ���� *44A7 9� �� 8������� *44;7 H������ � ���� *44;7 .�������� � ����*44;7 C� �� -�� *44E7 9�� �� .��������� *4457 C�

� ���� /���&� "���� ��� ��� ��������� ���� ����� ����

������ ����� ��� 3���$� ������ ���� �� ��������� !������

��� ������� 3���$� �� ��� ����������� 1������� �� �������

1������ "��� ������ �� ���� � ��������� !������ �����

� ���! ��! ����� ��� ��� ���� ������� ��� �� �����

����� %����� 9������=�������� �� 8����� �� *445& �� ����

������ � .� ����� ��� ������ �� ���!� ���� � ��� !��� �

��� ����� �� ������ ����� ������ ����� � �� ��� ����

������ ���������� +�������� ��� ���������� ������ � .

��� ��������� !��� ����� ������ �� ��� �������� ����������

���� . ���������� �� ��������� ��� ��� ��� � ��� �����(�

�������� "��� ���� !� ������� ������� !����

+��������� ��������� �� .� ���� �!�� *F ��������������

� ������������� � �!�� *� � ��� ��� �������� "��� ���

$��� ����!����� !� ������������� � ��������� ���������

� � � ������ %����� 0����� �� �� �� *4E/7 �� � ��

0������ *4EA7 .��!�� *4E;7 =������� �� )�����J� *4557

=������� � ���� *44�7 �� ��� � ���� *44E7 0����� *444&� �� ���

��������� !��� !������ ���� ��� ������ � ������������

�������� �� . �������� � ��� �������� ������ !�� ����� ��

���� ��� ���� ���� ���������� ��������� �� . �� �� ���

�������� %����� �� ��� � ���� *44E&� �� �� ����� ���� �� �

��� �������� ����������� �������� ��� ������ ������� ����

������������ �� ����� ������ . %Q� ��� �� �� ���� *4457

-�� �� ���!������ *445&� �� ���� �� ������ �������� ����

�� ����������� ���� ����� � ������� ��� ���� ������ �� ������

�� ������� ��� %69QN& :��� �!�� ��� 0H=� "�� !�� �

�� �� � ��� ������� ��� �� ���������� �������� ������

��� ����������� � ���������� � �������� �������� �� ����

����� � !�� !�� ��� �� ������ � ���� ������� � ����������

������������ �� .���� ���� �� �� 69QN �� ��� !��� � ��� ����� ���

$��� �������� !� ,����� � ��� %*44�& �� +����� �� =���

%*44�&� 1 ����� �� � ��� � ���� � �������� ����� ����

�� ��� �� *�F � ������� �� ����� �� ��F � �������

�� ����� �� ��� �� �� ������ � ��� ���� �����

%)��� *E&� ���� ��� ������ ��� ���� %��� ,����� � ���� *445�� � ������& !���� ����� ����� � ������ %����� ,�����

�� ���!������ *44'� *4457 ���!����� � ���� *445& ��

��� ����� � ��������� � ��� ��#������ %����� H�� ��

���!������ *44'7 8�������� �� H����� *44E&� "�� �����

������� �� ������ ��� � !� �� ������ � ������ !�

������� ������ %-������ �� ,������ *44;&� ���������� ����

�� ������ � ��� ����� �� � ��� ��� ��� ��� �� �� ���

������ ����������� � ��� ������ !�� ��� ������ "���� ��

������ ����� ��������� !������ ������� � 69QN �������

�� ����� ���� ������� ����� ��������� �� . �� ��� ����

����� ���� ������ ����� �� ���������� � � �����������

!������ ������� ������ �� . �� ����������� ���������� %�����

-������ � ���� *445&� "���� �� ��������� � ������� ����� �

�� �� ��������� ��� 69QN �������� �� �� ���������� ���

�����$���� ���������� �� �������� �� ������ � .

%,������ *444&�

������ � H����� � ��:����� � ����� ������ ��� 69QN �����!���� �� ��� !��� � ���

������ 9���� ��� ��� ������� � � ��� )������ ��� ������ ����� � 69QN ��� !��� ������ �

.��� ������ ��� ����� � 69QN ��� !��� ������ � D ��� ��� ������� � � � ��������

=�����$��� ������� ��� �� ��� ������� %����� ����� �� 69QN �������&� ����� � !������

#� ��������� 0����� ��� ������ � ��������� ���� ����� ������ ������� �� � ��!�

���� ������� %)� ,����� � ���� *445&�

��� ���

Page 27: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

,���� ��� ���� ��� � ��������� �� ��� ������ �� .� �� ���� ���������� ���� ����������� ������ �� � ������� �����

�� ��� �������� � ��� ���@����� !�� ��� ������� 9��

���������� �������� � ��� 0H= ��� ����� !� 0������

�� B� �� %*45;& �� H����� �� .�������� %*45E& !���

� ��� ��� � !������� ��� �� � � ������� ����� !�� �� ���

!��� �������� ���� ������� �� ����� ������������ ��

. �� ��� ����� �������� � ��� ������!�� ��� ��� 0H=

�������� ��� ���� ��������� %����� .��!� ��

������ *4547 8 ���� �� -���� *44�7 3����� �� +�����

*44�7 <!������ �� )���� *44E7 ,����� �� +������ /���&�

1� ��� �� ��� ������ ����� ������ ���� �� ���� �

!� � ����!�� ��!��� �� �� �� � �������� ��� �� �� �����

� �:� ��� �� ��������� ��� � ���� � ��������� �������

!������ ��� ��� �� ������ )� ������ �����������������

�������� � ��� 0H=� ��� ������ ������� ��� ������

���������� #��������� �� ��������� � �� ���� � ��#���

���� � �������� ��� �����!������� %� �&� "���� ������

���� � �� ����� !�� � �!�� *�� �������� � *� �

����� ������� %����� .��!�� *4EA� *45�7 0���� ��

0������ *4E57 =������� �� )�����J� *4557 ����� �� +�������

*44E� *445&�

1������ ��� !��� � ��� ���� ����� �� �� ������ �

���� ����������� ������� ��������� ��� . ����� ���

!��� ���� � ���� � ������� ������ ����� ����������

��������� ����� %��� ������ !� 9�� � ���� *445�� !&� <!���������� � ��������� �� ��� ������ ���� !��� � � �� �������

��� �� %����� H������� �� ���!������ *4E�7 9�� ��

���!������ *45�!&� !�� !��������� � �������� �����

����������� �������� ���� �������� �� ������� �� .

%����� Q����� � ���� *44*� *44'� *4457 9�� �� P���� *44*7

C�� ��� �� +������ *44;7 H����� � ���� *44;7 ,����� ��

9��� *44E7 8����� � ���� *4457 8������ � ���� *445&� "����!��������� ���� ����� �������� ���� ������ � ���

��������� �������������� � ���� �������� ������ ������ �

!� ������� �� ��� ���� ����� ���� ���� ���� �������

�������� ��� ������ � ����� ��� ������ � ��!����

%����� +�� �� �� *4457 C����� *445&� 1� ���� ���� ����� ���

��!�������� ������������� �� ��� ������ � ��� �������� ��

��� ������ �� ��� ������ �� ������� ���� ���������� ������

���� � �������� ������ � �� �� ��������� ���� ��� ���

%�� ����� ������� �� �������� ���� �� ��������&� !�� ����� ���

��� ����� !��������� � �������� ��������� �� ���� ��� ��

��� ��� !��� ����!�� � ������������ ��� �������� ���

���� � ��� ������ � ��� +���� ����� #�� �� ��� !�� ���

����� �� �� ��� ������� �������� ��������� � ��� �����

����� ���� ����� �������� !�� �� �� �� ����� ��� ���� ���

�� ��� �� �� ��� �������� ���� ������ +����� ������

���� � ������� �������������� �� ������ � ������� ���

�� ��� ���� � ��� �� ���������� ��� ������ ��������� 1�

!���������� �� ��!����� ���������� ������ �� �� ������

���� ����� �������� �� . ���� ���� � �� �������

��������� � ��� ������ �� ������� ����� �� ���

!�� ��� ������

%�� ,�������� �� �� ������ ������

<�� � ��� �������� ��� ������ �����!����� � ��!��

������ ������� ��� ��� ��������� ���� �����������

��������� � ���� �� ��� ���� ����� �� ���� ���� ��� �����

��$������� � ��� ������������ ��� ������ �� ����

������ ��� ������ �������������� �������� �� ��� �����(�

��� %����� .�������� � ���� *4EE7 0����� �� 0��� *45�7

.��������� *45A7 ����� � ���� *45'&� "��� ������� �����

�� ������ ��� � �� ����� �������������� �� ��� #�

�� �#����� � !�� ����� ���� ������ ��� ��� %������

*45A7 8����� � �� ������ *45A&� 1������ ��� ����� ��

�������� �������� ��� �� ��� ���� ������ �����

���� ���������� ����� ��������� ������ ������� ��

������ / � '� ���� ���� ������!�� ���������� ��

��������� �� ��� ��� ���������� ��� %��� ������ !�

����� �� 8����� �� *454&� ����� ��� !��� ��������� �!���

�!�� ��� ������� � ���� ����� ������������� 1�� ���

�������������� �������� ��� ������ � ������� �����!���� �

������ ����� �������� ���� �� ���!� �!� � �� ��� ����

�����S �� �� ���� ��� ��� ���������� �����!���� � ����

��������� �� ��� ���� ����� �� �� � ���������� � ���

���� ��� ��� �� ����� ����� � ������� �������� ���� �

��� ������ ������ � ��� ���� ������ +�������� �� ��� ���

���������� �������� �� ������� ������ ��#��� �������� ������

�� ��� ���@����� !�� ���� ���� ��� �����!���� �

. !�� ��� ����� �����!������� �� �����!��� � ��� �������

�������������� ��������� � ��� ��� ������ "���� ��� �����

��� �������� � � ����� � ����� !�� ����� �� �����$���� ���

�������� �� ��������� �������� ����� ������� ��� �

��� ������� ��������� %����� H������ � ���� *44;7 9� ��

8������� *44;7 ,��� � ���� *44E7 9�� �� .���������

*4457 8����� � ���� *444&� ��� � ����� ���� ��!��������

��� ���������� ��������������� "�� ��� �� ���� �� ������

����� � ������� ���� ������� ��� ����� � ��������

!������ ��� �� �� ��������� �� ����� %����� ��� �� �����

�� C������ *4447 =�:���� �� +������ *444&� "�� ����

����� � ����������� ���������� �������� ���!��� ���

������ � ���������� � ��������� ��������� �� �������

�������� ���� �� ��� ��� �� ����� ��������� �� ����

��� !��� � ��� ���� � �������� %����� ����� � ���� *45'7����� �� 0������ *4547 .�������� � ���� *44�7 3�����

H���� �� +������� *44�7 )���J � ���� *44�� *44A&� "�� ����

��� � ������ �������� ���� �� ��������� �� ���� �� ��

���� ��� �� ��� �������� ���������� �� �� �� ���������

��� �� ��� ��������� �� ���� �� ��������� ��� ��� �

������� ��!�� �������� ���� ��� �������� � ��� ����

����� �� �� � �� � ��� � ������ � ������ � �������

���� ���� � ��� ������� ����� ����� %����� H������� ��

)���J� *44E7 9�!��� �� B������ *445&�

1� ��� �������� � ���� ����� ��������� ������ ����

���� ��� ��������� � ��!�� �������� ��� �� ���

!��� ����� ���� ����� ��� �����$���� ������ ���� �����

�������� �� ��� ���� ������ "��� �� !��� � ��� ��

��� ����� � ����� ���

Page 28: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

������� ������ ����� ����� !� ����� ��� ��� � �������� �

����������� ������ ���� �� ����� ����� ��������� � ����

����� ��������� %����� B� �� �� 9���� *4EA7 9��� *45�&� !��

��� ������ �� ������� � ���� � ���� �������� ��� ��

������ ����� �������� ��� ����� � 8����� ����

�������� ��������� %����� ,��� � *44A7 ,��� � ���� *44E&�� ��������� %��� �� ����� � ���� *44E& ��� ������

� ���� ������� ��!���� ��������� � ��� ��� ���������� !������

D��� 1����� �� +��� 1����� �� � ������ �������

! � !������ ������� �������� !�� � ����� � ��� � ��

����� *���@*5�� � ���� %)��� *5&� "���� ��� ���������� ��

���������� �� � ������� ���! ������� ���� ��� ��������� ���

��� ���� ����� �� ��� 1������ �� ������� �� �� ���

"����� +�� ���� � ������������� "�� � ����� ������

������� ���� *��� � ���� �� ���� ����� !� �������

��!���� ������������ ��������� �� �� �� ������ ���� ����� ���

���!��� �����$������ � ��� ����� �������������� �������� ��

��������� ������ ��� ���� ���� ���� �������� %���

������� ��� �������� �� ��� ��� ������� !� .��������

� ���� *44�&�=��� �!�� *5�� � ����� �������� ��� ���

���� �������� �� ��!���� ���������� ��� �� ������� ����

%����� ,��� � ���� *44E&� ������ � ��� ��� !��� ��

���� !� ����� ���������� � ������� ������ � ���� �� ��

������� ���� ����� ����� / �� � �������� ������� �� .��� ��� �!��� "�� ����������� ���������� ������ !���

��� 0������ 3���$� �� ������� 1�������?+������ 1�����

������ � � ��� ����� �!�� ��� . ����� ��� ��� ����

������ "���� ���� !��� � ����$� �� KK�����������(( �����

���� ����� ����� ������� � ��� � ���� � ����� �� ������ .

!�� ��� ����� �����!�������� �� .�������� � ��� %*44�& ������� ��� KK��������� 3���$� 3��� ,���(( �� ��� KK,����

1������ 3����(( ������������� 1������� ��� ����� � �����

�� ������� �������� �� ��� ���� ����� �� ����!�� ���

��� � ���� ����������� 8����� � ��� %*445& $� ����

������� ������� �� ��� ��������� �� �� ������� 1�����

������� �F ����� ������� ������� �� ����� ������� ����

������ !�� � ����� ��� �� ������� ���� �� ��� ��

� ,��� � ��� %*44E&� ���� ������� ������� ��� ������

�� ��� . ����� !��� ��� ����������� 1�������� ���� ��

��� �� *�F ��������� �� ������ �� � ��� � ����� �����

%-�� � ���� /���&� 8����� � ��� %*444& �������� � ���

��������� �� �� ����� � �� ������� ����� � ��� �

�� ��� ���@����� !�� ��� �� �� ��� �����������

1������� <���� ���������� ��� ��� ����� ����� !������

������� 1������ "��� �� $� � �� ����� ������� ��� ��

��� ���� ����� !������ ������ � !�� =�:���� �� +�����

%*444& ������� � � ������� ���� ���� �� ������� �� ��

������ ��� ��� ��� � ��� ���@����� !�� ���� ,�� � ���%*444& $� � �� ��������� ��������� !������ ����� ��

;;� � /��� � ���� ����� ���� ����� �� ��� ����� � ����

����� �� ��� ����� ����� �������� ���� ������� ��

Layer: 101200. 1400. km

Perturbation [%]

–0.50 0 0.50

������ �� �������� ������ ������ � �������� �� � ������ ������� ���������

���� *��� � �� ��� ���� ������ !����� !� �������� � �+0 ������� ���� ����� �������

��������� �� ���� ����������� +�� ��� ���� ������� � ���� ���������� ���� ��

�:� ������� �������� ���� ������� � ��!���� ���������� � ��� ��� ���������� !���

������� 1��� �� ������� D��� 1������ "���� ��� ������� � !� ��! ���� ���! ������� ����

��� ��������� ��� ��� ���� ����� %�� ��� �� ����� � ���� *44E&�

�� ���

Page 29: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

������ +����������� ���� � ���! �������� �� ��� � ��� ��

��� ���� ������ ���� ��� !��� ��� ������� �������� �

������ �������� ��������� ��� � � ���������� ��������

� ����� ������ �� ���� � !� ��� ��� ���� !� ����� �

�������� ���� ���������� %����� B� �� D����� *445� "�����

� ���� *4457 "�!����� �� ������� *444&�

-���� ��� ���� ����� ������� �� � ���� �������� ������

���� �� ��� !��� ����� ���� ��� ����� ��������� ��

������������ ������� �� � � ����� ����� !� ���!�

���� ���������� � � ��� ����� ����� !� �����������

���� �� �� ������� �������� �� ����� !� ���������

������$������ �� ���� �� %��� C����� � ���� *4447 ��� ��

����� �� C�J����� *444&� ��� ������ ����� �� �����

������� �������� !���� ���� � �� ������������ � KK����

� ���(( ����� ������� ����� �� ��� ����� � ������

������� ����� !� �:� ����� ������ .���������

���!� ��� ������ ��� ������� !�� ��� !� ��� �� � �

��������� �#������ �� �� � ���� � ���� /��� �� "��

�������� ������� !�� ��� �� �� � ����� ��#����� ��

�� �� ���� ���� � ������� �������� �� ��� �� ����� �������

����� ��� "�� ������ �������� � ��� ��� ����� ���

!� �� � ��������� �� ��� � ������� ����� ���� �������

������� � ��� ������� ���������� "��� �� � ������ �����������

��� !�� ��� �� ����� �������� ��� ������� !��������� �

��� ��� ����� ������ ��������� ���� ��������� !������

����� +����$���� �������� � �� �� ������ ��� � ���

���� ����� ���� �� ���� �����!�� ���������� �

������ ������������ ������� �� ���������� �������� �

���� �� �� ������� !���������� 1 $��� ���� �� ����

������� ��� !��� �������� !� ����� �� "�� %*444&�

1������ ��� ���� ����������� ���� ��� � ��� ���� �����

������ ������� �� ���� �� �� ������ � ������ !������ ���

3���$� �� 1������ ����� ��� ������� � �����$���� �������

������������ �����!���� � ����� ��� ������ ����� �

��� ����������� 6���� ��� ��� ����� �� �� ���� !�

�������� � �������� �� ��������� ���� ����������� ��

������� ������������ �� �� �� !� ���� ������� �� ���

��� ������

'� ����

"�� ��� ������� �!�� �*�'F � ��� �����(� ���� �� ���

������ �� ���� ���� ��� ��� ������!�� ������� �� ��������

���� "�� �������� �� ������ �� �������� !������ ��� ����

����� �� ��� ���� ��� ��� �����!�� � ���� ��� �� ���

������� � ����� !������ ��� �� ��� �� !������ ���� �����

�� ���� ������������� "��� �� � ���������� ������� � ����

����� ��� ���@����� !�� ��� �� ����� ���� ��������� ��

� �� � ���������� ����� ���� ��� ���� ���� ��� ��������

���� � ���� � ������ "��� ����� ������� ������ ���

���������� ������ ����� �� ��� /��� �������� �� ��� ��� ���

���� ����� � �������� ��� ��������� � ��� ���� ���� ���

�� ��� ��� ����� ���� H��� � ��� ����� ��� !��� ������

!� ��� ��������� ���� � �� ��� ���� �� ������ ��� ����

�� ����� �� ���������� ��� �����(� ������� $�� � "�� ���

��� ������� ���!����� #� � ��� ���� ��� ����� ���

��������� ��������� !� ��� ������(� ������ �� ��� ��������

� ��� ����� ���� ���� ��� ����������� ��������� � ��� !���

� ��� ����� �� ����� � �����!�� ���� #� !�� ���

�� ���� � ��� ������ 1 !���� ����� � ��������� $� ����

�� �������� ����� ���� ��� � ������ ������ ���� �

��������� %0������ '; !� ���7 B��!�� *45E7 +��� *44E7

0������� /���&�

'�� &������#,/���$�� ������

1������ ������� �� ������ ���������� �� ��� ��� ���

���� �� )����� *4� ���� ����� ���������� ��������� ��

��� ���� �� ����� ���� �� $���� ����� ������� ��� �� ���

����� ���� "�� ��� ��������� � ��� ���� ��� ��� �������

��������� !� ��� ����� �$�� ���������� !������� � � ��� � � ������ %)��� *&� �� ��� ������ ��� ������� ���

� B������� �� ,����!��� %)��� /& ��� ���� ������ � ���

������� ��� �� ��� ���� ���� "�� ������ �����

� ��� ���� ��� �� !��� ��������� !� � � �� � ��������� ����� ���� �������� ������� ����� :��� !��� ���

0H= !������ ��� � ������� � ��� ���� ��� �� ������ ����

��� � ������� �� ��� !��� � ��� ����� %����� ����� ��

Pressure (GPa)200100 300

15Vp

Vs

Lowermantle

Outercore(Vs=0)

Gravity

Eq.

N–S

Innercore

Shearvelocity (Vs)

600040002000

Vel

ocity

(km

sec

–1)

Den

sity

(mg

m–3

)G

ravi

ty(m

sec

–2)

Depth (km)

Density

Compressional velocity (Vp)

D�

10

5

0

������ �� +����������� ������ ������ %!� ��� �����&�

�� ���������� %��& �� ����� %��& ������� ���� ��������� ��

� ����* %���� �����& ������ ��� ��� �� ������ ����� ����

�� �������� � ���� �� ������� ��� ��������� � ����� !�� �

� ��� �� ��$�� ������ ��� ��� ��� ����� � �� �������� "��

��������� !������ ��� ���� %D�+& �� ��������� %���& ������

����� ��������� ������ ��� ����� ��� ��� �� ����� !� ��� ������

������������ �� ��� . ����� �� ���������� !� ��������� �� �� ��

�� ��$���� %8��� ��� ���� ��������� �� B������ *44�� �1����� 8����� ����&

��� ����� � ����� ��

Page 30: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

8!����� *4E*&� +�� ��� � � ���� � ��� � �� � ��� � ����������� ���� ���� ����� ��� ����!����� ���� � ����

����� ���� �� ��� ������� ��� ���� � ���� �� ��� ������

'�@*�� � � ��� ��� %����� ����� �� 8!����� *4E*7 9��

�� P���� *44�7 +����� �� 3������� *44*7 ,����� � ����*44�7 "����� �� ��������� *44�� ,����� �� 9��� *445&�

"�� ����� �� ����� ���� !�� �� �� ����� ���� �� ����� �� ��� ����

�� � !�� ��� ����� �� �� ���� ��!��� �� ������ � ������ ���

��'@*��F ������� �� � ���� ������

B������� �� =�� ���������� ��������� � � � ������ ��

���� � ���� ����� ���@���� ��� ��������� ���� !��

����� ������ ��� �� ���������� �� ��� ������ � ��������

������ �� .� �� ��� ������ ��� � ���� ���������

���� '*'� � ���� ��� �������� � ,��������� ��!�� �������

����� ��� ���� ��� ���� ��� ������� ��� �����

����� �� � ��� ����� ��� !�� ���� ��������� ���� �����

�������� � ��� ���� ��� ����� ������� ������� ��� ���

���� �������� ��� �������� � � ��������� ��� ����

�� ��� ��� ����� :��� �!�� ��� !�� ��� %����� +����� ��

3������� *44*7 +�� �� ���!������ *44/7&� "�� ��������

�� ��� !�� ��� ��� !��� ��������� ����� ������ �����

� ��#������ �� ����������� ���� ������ ��� ��� ����������

����� ��� %����� 0���� �� B����� *4557 +������ ��

H������� *44�7 +�� �� ���!������ *44'&� "�� � �� ���������� ��� ���� ������� ������ ��� ����� ��� �

�������� "�� � �������� $��� ��������� !� ���� �

����� %����� .�������� �� ,��!���� *4E*& �� ����

��; � ����*� .����� !�������� � ! � ����� ���� ��������

��� ����� ��� �� ����� ����� ��� !��� ���� ��$����� !�� ��

��� � ���� ���� !��� ������ %����� B����� �� ���� *4E/7 <���

�� 0����� *4457 .���� � ���� /���&� "�� ������ � ��� �����

��� ������� � !� ������� ������� ���� ���� ��� ������ �

���� ���� �� ������� ��� �������� � �� ������� �������

%B������ �� <���� *45E&� ������� ��� ���� ��� �� �!��

*�F ���� ���� ���� ���� ��� %H������ �� +������� *44�&�

���� ��� ����� ������� ������ ��!�!�� !���� �� 0� +� <�

H�� �� ?� +��

"�� ���� ��� ��� � ���� ���� G� ������ �� ���� �

*� ����� �� ��������� ������ ������ ��� ������ �����

��������� ����� ��� ������� �� ���� � ��#������ �� ���

���@����� !�� ���� ���� ������ ��������� ����������

%����� ��� ���� *4;57 1 ��� *4E/7 0���� �� 8����� ��

*4E�7 "����� �� ��������� *44;&� ������� ��� �����

��� ��� �� G�� � ��� � �� � /��@�;�� ����� �������

���������� ��������� ������ ���� ��������� ��� �� %�����

.��!�� *4EA� *45�7 0����� *45*7 0�� �� 0�����

*45�7 =������������ � ���� *44�7 +�� �� ���!������

*44'�&� "�� ���������� � ��������� ������� �� �� ����

!� ����� !� ���������� ������ ���� ��������� ����������

%����� 0���� � ���� *4457 Q� ��� �� ������ /���& !������

���� �� �� ������� ���� �� G ������ %���� -� ��

� ���� *44*&� "�� ����� ��� �� �� ������� �����$���� ����

��������� �� ������ ��������� ������� ����� �� � ���

������� ��� ���� �� ������ �� ��� ���� ����

'�� ,��������# ��� 0�����$�����# ����� ����� ����

=�� ! � ����� �� ���� �� �� ����� ���� ���

����� ��� �� ����������� �� ��������� �� ��� ����������

<!��������� � �������� ����� ���� �� %�����

H������ �� ,��!���� *45*& �� �������� �� � � � �������

���� %3������ � ���� *45�& ��� ��� ��� ���� �� ��� $���

��� ��� � ����� ��� �������� � �������� �� ��� ����� ���

%- ���� � ���� *45;7 H����� � ���� *45;&� 1������

��������� ��� � ���������� ��������� �� ��� ���� ��� ����

!��� ���� ��� � ����� �� �� �������� ���� ����� ��� ������

���� ��� ������ �� ��� ���� � %����� "��� *44�� *44'&

�� � � � ��� %���� +��� *44E7 0������� *444&� "�� ������

������ ������ '@; ��� ������ ���� ��� ���� � �� ���� �����

��� ��������� ����� %����� 0������� *44/7 +�� ��

���!������ *44�� *44'!� *4457 Q����� � ���� *44A7 +�������*44A7 +� �� .��������� *44'7 H�+������ � ���� *44E70������� *4447 ��� ��� ������� !� +��� *44E �� 0�������

/���&� "�� � � � ��� ���� ����!����� ���� ����� ��� ������

����� ������� �������������� �� ��� ����� ��� ��������

���� ��� ��������� ���� ������������ �������� ����

� ��� ��� ��� ��� � ��� ������ � ��� ����� %����� "�����

�� ��������� *44E7 0������� *444&� "�� ������� ����

������ �� /@AF ��������� � �������� "�� �������� �� !�

��� ������ � ������� �������� �� ��� !� ������� $�� ��

��������� �������������� ��������� � ���� ������� �� ���

�� ���� � +� � ��� ���������� ���� ��� �� ��� !�

�������� ���� �� ��� �������� � ��� ����� ��� %����� +�� ��

���!������ *445&� !�� ������ �� ��� ���������� ���� ���

� ��� ����� ��� �� ����� �� ������

'�� &������� &��� �� ��� ����� ����

"�� � ������� � ������������ �� �������� ������ ���

����� ��� � ��� ����� ����� � ���� � ��� ���!����� � ����

�������� ��� ���� "��� �� � �������� !������ �� �� ���������

������� ��� ������ � ��� ����� ��� �� ���� � ���� �

��� ������ �� ��� �� ��� �� ��� ��� ��� ���� �����

�� !� �� ����������� ������ �� � ������ ������ �

��� ����� ���� +�� �� 8����� � %*44;& !����� ������

�������� �� � � ��� � ����������� ���� �� !���������

� � ���� ���� ��� ���� ������� ���� ��� ���� � ��� ����

�!�� ��� � ������ ��� �� ������ 1������ ������ � ���

��������� ��!��� �� ��� ����� ���� ���� ������� � *�*� ��*

������� %������& �������� ������ � ��� ����� ���� +� � ���%*44;& ��� � ���� ������� ��� ��� ���� !����� ������� ���

���!����� �� ������� � �� ��* �������� ������ ����� +�!�

������� ��� ��� � ��� � ��� ���� ������� ��� ���� ���� ����

����� ��� ��� ��� ������ �������� � ������ � ��� ����

������ ������� �� ������� �� ���������� ��������� �� ���

����� ��� � ���� . ���� �� ������� � �� ��� ��� ���� �

������ � ����������� ��� ���������� %����� 0������� *44E7

+����� � ���� *44E7 9���� �� H������� *4447 +����� ��

��� ���

Page 31: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

3������� /���7 3������ � ���� /���7 +�� �� 9�� /���7 +���/���7 Q� ��� � ���� /���&� "�� �� ������ ��� ���� �������

!� 0������ %/���&� ������� �� ����� ��� ����������� ������

���� � ��/ � ��;� ��*� ���� �� ��� ���� ������� �

�������� ������� !�� ��� ��� ���� �� �������� ������ �� � ����

� �!�� ��/� ��* �� ����� ��������� H�� �������� �

���� ���� �� ��� �� 0������ '; !� ����

)� ���������

"��� ����� � !���� �����!���� � ��� �����(� �������

������� !� ������� ��� ��� �������� ��� ������� �

��� ������ ����� �� ������� ��� ��� ���� �������� ��

� ������� � ���� ������ ��� !���� � ���� :������ �

��� ���� ���������� �� ��� �����!���� �� ���� �����

������� ���� �� !��� ��� ���� ����� ��� ������� ���� ��

� � �������� ���� �� ������ ��� ��� ����� �� ���

��� ���������� ���� � ������� �������� � ��� ���� ! � �

���������� ��������� �� ���� !� ����� ���� ����� ���

���� ������� ��� $����� �� �������� �!�� ��� ������� ����

!��� ������ � �� ����� �� � ������� �������� � !����

������ � �������� � ��� ������� ������� ����� ��� ��� ����

������ �������� ���� ����� ���� �� ������� �� ��� ������

���� !��� ��� ��� ��� ����� �����!� �� ���� �� �� �� ��

��������� ������� ���� ������ � ������ ���� �� ��

� �!������ � � ������ �� ���� ��������� ������

�������� � ��� ������ �������� ��� � %�� ��

������ ����!�������&� ��������� �� ���� ������� ������ ���

������� � ������� ������ ���� ��� ��� � �� !� �����

����� � �������� ���������� �� ������ ���������� ���

!���� ������� ���� ������� �� ��� ���� ���� ����������

��� �������� ����� ����������� �� ���������� ����

������ ���������� �� �� ���������� !��� ��� ��� ������

����������� ��������� � ������������� �� �����������

���������� �� �������� �� ��� �����(� �������� "�� �� � ����

���� ���� ��� ����� � ������ �� �� �� ������ ���� � ����

�� ��� !� ������ � !�� ��� ���������� ���� ��� � ��

��������� ��� ����������� � ��� ��� ����������

�� �����!��� � ��� ����� $��� ������� � � ������ ���

�����(� ��������

,1�� ���$�����

"��� �������� ��� ������� !� D+) ������ �18 4A*5;A��

&�������� 2�(���$�� ���3��� �����4�5��� (��� 6

1��� C� �� 3�,� 8����� � %*45�&� KKG����������� +������ "����

�� H��� ��(( Q�� �� -� �� )������ +�� )�������� ''E ���

1� ����� .�9� %*4;�&� 8����� ��� ���� ��������� ��� ��������� ��

������� � ��� �����(� ������ �� �� !��"� ���� �� *@*/4�=��!���� ,�Q� �� 0� )������ %*45;&� ������ ���� �� ��� �����

����� �� ������� ��������� � ��! ���� ���������� �� ��� ������

3���$� ������ #��� $���� �� ����� �� �� �� 5��@5EA�.��� 0�,� %*4�A&� 1 ��� � � ���������� ���� ������� �� ���

����� �� � ������� � ����� !��� � � ������� � ��� 3�

3 � �� 3�3 ������� 3��.� ����������� +�� 9��� 6����������

+�� 9���� H<�

.��������� 1�H� �� .�9� 1� ���� %*45*&� 3��������� ���������

����� ��� �� �� ���� ������ ����� ��� /4E@�';������� -�H�� -�+� B�� ������ �� )� 3���� %*4'E&� KK������� -����

�� 9����� H� ���(( H�,�������� =�� 0����� D�� P���

�5� ���

,������ ��B� %/���&� ������������ � ��� ������ ������ �����#��� ���� ������ ���� ��� '�4@'�E�

,��!���� )� �� 1�H� .�������� %*4E'&� 1� ���������� � ����

� ����� � ��� ��������� � ���������� ��������� �� �����

�������� �� ������ �������� ������� ������ #� ���� %��������� � � �� *5E@/;4�

,������ H�� H��� -�������� C� C������� �� =�1� =������ %� �&

%*445&� KK"�� 0���H����� =�� ��� 8�����(( 1������ ,��

�������� 6���� -��������� .0� ��A ���

,����!���� =� %*4'4&� KK3������ � ��� �����(� ��������(( 1�� ���

3����� D�� P���

������� �� %*4;5&� ���� ����� � KK*4;5 +��������� "�!��� ��

3��������(( &���� ����"��� ���� �"� ��� **4�@**4'�������� =� �� 3� H���� %*4E*&� .�����!���� � �������� �� ���

����� ��� ���������� �� � ��!�� ������ � ���� �������

������� � ����� ����������� #��� $���� �� ����� �� �� ��*��@*EA�

B��!�� B�1� %*45E&� KK"�� �����(� 0���(( 1�� ��� 3����� +�� .����

A*� ���

B�������� �� �� C��� =����� %*4A�&� KK+��������� "�!����(( =������

1�������� �� ��� 1 �������� � ������� 9� � '� ���

C������ �� �� .�9� 1� ���� %*4EE&� �������� � ��������

�������� �� ������������ �� ���� ��������� ��!���� 8������

#��� $���� �� ����� �� �� ��� *�'@**/�C������� =�9�D� �� ��8� ��� ��� %*44*&� "����� ���� �� ��!��

���������� ������ �� ����� � ����$������ $���� �� '� ��� ����A/4@A;'�

C��!�� +���� +� +����� ��1� <���� �� .�0� 8�!�� %*44;&� H������!��

����� ����� ������������ �� ��� ����������� �� ��! ������

������ ����������� #��� $���� �� ����� �� �� � /;*@��;�9��� "� %*44;&� KK+�������� �� )��� � +�! ������ +��!��(( 1�� ���

3����� +�� .���� *5' ���

9��� "� �� "�0� -������ %*44'&� KKH ��� ,�!�� +�������((

1�� ��� 3����� +�� .���� '/* ���

9�����=��������� 0� �� H�1� 8����� � %*445&� "�� ������ �

0����� �� H����� ����� ����� #��� $���� �� ����� �� ���� /E@E5�

9���� .��� �� "� 9�� %*44'&� "�� ���@����� !�� ��� ������

'� $���� �� #��� ���� ;�4E@;A/��D���� ,� %� �& %*45E&� KK+����� "������ ���� 1���������� ��

,�!�� +������ �� � ������� ,���������(( .� 8�� ���

.� ������ �5; ���

8���� � 1��� %*4E'&� KK0������ �� 3������ � ��� �����(�

H������(( H�,��������� D�� P��� ;*5 ���

��� ����� � ����� ���

Page 32: The Earth's Interior - Earth & Planetary Sciences - University of

8��������� H��� �� ��H� 9����� %*44'&� �. ������ ��� � ���

�����(� ������ #��� $���� �� ����� �� �� � *@;;�8������� =� %*44*&� +����� ������� � ��� �����(� ������

����� #��� ���� ������ ���� ��� EE@44�+������ H�C� %*444&� +����� �������� �� ����� �������>

-��� ���� �� ������ �� ����� ���� ���������S #��� $���� ������� �� �� � ;'@*�;�

+������ 3�,� %*44;&� +����� �������� !������ ��� ���������>

3�!��� ��� ����� � ������ ����� #��� ���� ������ ���� ���5'@A�/�

+������ 3�� 8�-� 0������ �� 3� <��� %*455&� .��� ���!�� ���

������� ������������ �� ��� ����������� ��������� � �����

��������> ������������ � �� �� ����� ���� ����� #��� ���������� ���� ��� AEE@'A*�

+��� R� %*44E&� 1������� � ��� �����(� ����� ��� #��� $���� ������� �� �� �� /4E@�*��

"���!��� 0��� �� C� 1�� %*45E&� �. ������ ������� ����� #������� ������ ���� ��� **'@*�4�

�����4� 5���

1 ���� � ������ ���������� ���� �� ���� 0������ �� ����� �

��� ������� ��� !� 0.� �� �� ������� U '*9��� +�� ���

��� �� � $�� ���������

�� ���


Recommended