Образец типовой учебной программы от 23

Рис. 2.2 Пути основных сейсмических волн в теле Земли

Возвратившиеся к земной поверхности отраженные и преломленные волны могут улавливаться специальными приборами – сейсмографами и записываться ими в виде графиков-сейсмограмм (от греч. «сейсмос» - трясение, «грамма» - запись). Обработка сейсмограмм позволяет определить глубину залегания в недрах Земли границ, от которых отражаются и преломляются сейсмические волны. Один из первых сейсмографов изобретен в начале ХХ в. русским академиком Б.Б. Голицыным. График, показывающий изменение с глубиной скорости распространения сейсмических волн, называется сейсмической моделью (рис. 3).

Рис. 2.3 Сейсмическая модель Земли

Неравномерная скорость прохождения сейсмических волн по разрезу Земли привела ученых к мысли о неоднородном, слоистом строении земного шара. Б. Гуттенберг и К. Буллен, основываясь на данных о распространении сейсмических волн, разделяют земные недра на ряд слоев, обозначаемых заглавными буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, F, G (рис. 2.4).

Рис. 2.4 Внутреннее строение оболочек Земли (по Н.В. Короновскому)

Слой А (0 – 35 км) – это земная кора. Скорость прохождения сейсмических волн в ней достигает 6,5 – 7,2 км/с.

Земная кора составляет самую верхнюю оболочку твердой Земли. Она покрывает нашу планету почти сплошным слоем, изменяя свою мощность от 0 км в некоторых участках срединно-океанических хребтов и океанических разломов до 70-75 км под высокими горными сооружениями Анд, Гималаев, Тибета. Состав и строение коры очень различны под континентами и океанами, что дало основание для выделения двух ее главных типов – континентальная и океанская; и переходных – субконтинентальная и субокеанская. Обозначенные типы земной коры более подробно будут рассмотрены параграфе 2.2.
Если принять среднюю мощность (толщину) земной коры равной 33 км, а среднюю плотность вещества в ней – 2.8 г/см³ ,то масса коры окажется равной 4,7 ∙10⁷ трлн т, что составит около 0,8% всей массы Земли.
До недавнего времени этот слой называли сиалью (от начальных букв слов silicium – кремний и aluminium – алюминий). Это отличало ее от нижележащих слоев, которые были известны под названием сима (silicium + magnium).
В действительности земная кора состоит из легкоплавких силикатов с преобладанием алюмосиликатов. Больше всего в земной коре кислорода (49,13%), кремния (26%) и алюминия (7,45%). Кислород в земной коре содержится не свободном виде, а в форме оксидов. Здесь в среднем находится 58% SiO₂ , 15% Al₂O₃, 8% FeO и Fe₂O₃, 6% CaO, 4% MgO, 4% NaO, 2,5% K₂O.
При переходе от земной коры к слою В (промежуточной оболочка, или мантия) происходит скачкообразное изменение скорости распространения продольных волн от 6,5 – 7,2 до 8,0 – 8,2 км/с. Эта сейсмическая граница получила название раздел Мохоровичича (или коротко – Мохо, или М) по имени хорватского геофизика Андрея Мохоровичича. Он в 1909 году изучая землетрясения в Загребе обнаружил, что на глубине 60 км скорость сейсмических волн резко увеличивается. Это привело его к выводу, что именно здесь проходит граница земной коры и мантии. По современным данным глубина залегания поверхности Мохоровичича изменяется от 6 км под дном океанов до 70 км в горных районах.
Расположенную ниже раздела Мохоровичича толщу называют внутренней оболочкой, или мантией Земли. В схеме Гуттенберга – Буллена ей соответствуют слои B, C, D. Мантия Земли распространяется под земной корой до глубины 2900 км от поверхности. Мантия подразделяется на две части – верхняя и нижняя.