自18世纪起,科学家们通过地震波研究,逐渐揭示了地球的复杂结构,认识到地球并非单一的实体,而是由多个圈层构成。这个体系包括地核、地幔和地壳等层次,形成了地球的内外两个主要部分。地球外圈包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈,而地球内圈则细分为地幔圈、外核圈和内核圈。在内外圈层之间,存在一个温度较高的软流圈,它处于地表下约150公里处,连接了地壳和地幔。
岩石圈的概念由巴雷尔在1914年提出,它由地壳和上部地幔组成。岩石圈厚度差异显著,大洋地壳在洋中脊的新生部分仅6至8千米,而古老部分可达100千米;大陆岩石圈厚度通常在100至400千米之间。尽管岩石圈相对地壳来说非常薄,但它与地球的总体体积相比仍然微不足道。地壳是地球表面的构造层,约占体积的0.8%,分为大陆地壳和大洋地壳,两者在化学成分和厚度上各有不同,如大陆地壳以硅铝质为主,而大洋地壳没有花岗岩层。
地幔是地球体积最大的部分,占82%,它位于地核之外,主要由硅酸盐组成。地幔的内部由于放射性同位素衰变产生热量,驱动大规模物质对流,从而驱动板块运动。上地幔主要由橄榄岩构成,而下地幔则是由铁镁氧化物组成。软流圈则位于上地幔之下,其特性使得相对硬的岩石圈在软流圈的流动上保持相对稳定。
1915年,魏格纳提出的大陆漂移学说,随着板块构造学说的提出,得到了更深入的理解。岩石圈被划分为若干板块,在软流圈上漂移,不仅大陆板块漂移,大洋板块也是如此。科学家们通过古气候、古生物、古地磁和深海钻探等证据,证实了这种板块漂移现象的存在。
岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈 层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的上部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。对岩石圈的认识,分歧很大,有人认为岩石圈与地 壳是同义词,而与下部软流圈即上地幔有区别,但岩石圈与上地幔系过渡关系而无明显界面;有人认为 岩石圈至少应包括地壳和地幔上层。