Образец типовой учебной программы от 23

Сейсмическая модель строения Земли
Наибольшую роль в реконструкции глубинного строения Земли сыграли сейсмические методы, внедрение которых началось в конце XIX в. Наблюдения над скоростью распространения, преломлением и отражением сейсмических волн позволяет выявлять участки, сложенные веществом с разными свойствами, т.е. установить агрегатное состояние вещества (твердое или жидкое). Кроме того, можно надежно установить поверхности раздела, на которых наблюдаются резкие изменения физических свойств вещества.
Сейсмический метод основан на использовании упругих свойств горных пород. Под воздействием естественных землетрясений или мощных взрывов и сотрясений почвы частицы земного вещества испытывают упругие колебания. Они последовательно передаются от частицы к частице. В результате возникают упругие, или сейсмические, волны, которые распространяются в разные стороны из очага естественного землетрясения или искусственного пункта взрыва. Ученые сравнивают сейсмические волны с рентгеновскими лучами, просвечивающими Землю и позволяющими выявить ее внутреннее строение.
Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны получили свое название потому, что пронизывают весь объем Земли; поверхностные волны распространяются вдоль земной поверхности.
Различают два типа объемных волн: продольные (Р) и поперечные (S). В продольных волнах упругие колебания частиц вещества происходят в направлении простирания волны. Волны различного типа распространяются в недрах Земли с разной скоростью. Скорость продольных волн в 1,7 раза больше скорости поперечных волн. Вследствие этого продольные волны всегда приходят к поверхности Земли первыми. Соответственно они регистрируются сейсмографами раньше. Поэтому их называют первичными, или волнами P (от лат «прима» - первая). Поперечные волны именуются вторичными, или волнами S (лат. «секунда» - вторая).
В поперечных волнах частицы вещества смещаются перпендикулярно направлению распространения волны. Продольные волны возникают в твердой, жидкой и газообразной средах как следствие их реакции на внезапное изменение объема. Поперечные колебания частиц возникают в результате изменения формы среды: жидкости и газы изменению формы не сопротивляются. Поэтому поперечные волны могут распространяться только в твердом веществе.
Если бы Земля состояла до самого ядра из однородного вещества, то скорость распространения упругих колебаний с глубиной не изменялась бы и была всюду одинаковой. В действительности сейсмические волны распространяясь от очага землетрясения вглубь Земли, встречают на различной глубине границы раздела неоднородных по плотности и составу сред. Частично отражаясь от них, как от экрана, одни волны возвращаются на поверхность Земли (рис. 2.2). Они называются отраженными волнами. Другие сейсмические волны преломляются на поверхности раздела сред с различной плотностью и проходят далее вглубь Земли. Эти преломленные волны могут, в свою очередь, отразиться затем от более глубокой границы.