Внутреннее строение земли

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Методы изучения внутреннего строения Земли

• Геологические методы
• Геофизические методы
• сейсмический,
• гравиметрический,
• магнитометрический и др.

Геологические методы

• Изучение естественных обнажений горных пород, разрезов шахт и рудников, кернов глубоких буровых скважин.
• Опытная скважина на Кольском полуострове достигла глубины более 12 км при проектной глубине до 15 км;
• В вулканических областях по продуктам извержения вулканов можно судить о составе вещества на глубинах 50-100 км.

Сейсмический метод

• Сейсмический (греч. <сейсмос> - трясение) метод, основан на изучении естественных и искусственных землетрясений, вызываемых взрывами или ударными вибрационными воздействиями на земную кору.
• Очаги землетрясений располагаются на различных глубинах от приповерхностных (около 10 км) до самых глубоких (до 700 км), прослеженных в разломных зонах по окраинам Тихого океана. Возникающие в очаге сейсмические волны дают представление о той среде, через которую они проходят.

В очаге землетрясения возникают два главных типа волн

• Быстрые продольные Р-волны
• При распространении Р-волн горные породы испытывают сжатие и растяжение.
• Р-волны проходят в твердых и жидких телах земных недр.
• Более медленные поперечные S-волны.
• Поперечные S-волны распространяются только в твердых телах.
• При прохождении поперечных волн упругие породы подвергаются деформации сдвига и кручения.
• Поверхностные L-волны
• Отличаются сложными синусоидальными колебаниями вдоль или около земной поверхности.

Сейсмографы и сейсмограммы

• Регистрация прихода сейсмических волн производится на сейсмических станциях, оборудованных записывающими приборами - сейсмографами, расположенными на разных расстояниях от очага.
• Такое расположение сейсмостанций позволяет судить о скорости распространения колебаний на разных глубинах, поскольку к более отдаленным станциям приходят волны, прошедшие через более глубокие слои Земли.
• Запись сейсмографом прихода волн называется сейсмограммой.

Сейсмографы и сейсмограммы

• Реальные скорости сейсмических волн зависят от упругих свойств и плотности горных пород, через которые они проходят. Изменения скорости сейсмических волн показывают на неоднородность и расслоенность Земли.
• О различных слоях и состоянии слагающих их веществ указывают волны, преломленные и отраженные от их граничных поверхностей.

Выделяют три главные области Земли:

• Земная кора (слой А) – верхняя оболочка Земли, мощность которой изменяется от 6-7 км под глубокими частями океанов до 35-40 км под равнинными платформенными территориями континентов, и до 50-70 км под горными массивами (самая толстая под Гималаями и Андами).

Граница (раздел) Мохоровичича

• Земная кора отделяется от слоя В верхней мантии достаточно резкой граничной скоростью.
• В 1909 г. югославский сейсмолог А.Мохоровичич при изучении балканских землетрясений впервые установил наличие этого раздела, принятого за нижнюю границу земной коры.
• Часто эту границу сокращенно называют границей Мохо или М.

Выделяют три главные области Земли:

• Мантия Земли, распространяющаяся до глубин 2900 км:
• верхняя мантия (слой В) глубиной до 400 км
• средняя мантия (слой С) глубиной до 800-1000 км;
• нижняя мантия (слой D) до глубины 2700 с переходным слоем D1 - от 2700 до 2900 км.

Граница Б.Гутенберга

• Второй резкий раздел совпадает с переходом от нижней мантии к внешнему ядру, где наблюдается скачкообразное падение скорости продольных волн с 13,6 до 8,1 км/с, а поперечные волны гасятся.
• Внезапное резкое уменьшение скорости продольных волн и исчезновение поперечных волн во внешнем ядре свидетельствуют о необычайном состоянии вещества, отличающемся от твердой мантии.

Выделяют три главные области Земли:

• Ядро Земли:
• внешнее ядро - слой Е в пределах глубин 2900-4980 км;
• переходную оболочку - слой F - от 4980 до 5120 км и
• внутреннее ядро - слой G до 6371 км.

Третий раздел

• Третий раздел совпадает с основанием слоя F и внутренним ядром Земли (слой G).

Массы областей Земли

• Кора – 1%
• Мантия – 68%
• Ядро – 31%

Гравитационная дифференциация вещества Земли

• 2 источника тепла внутри Земли:
• Радиоактивный распад (15%)
• Гравитационная дифференциация (85%)

Химический состав

• Континентальная кора – кремнеземы, более кислая, гранитная, радиоактивные элементы, летучие соединения
• Океаническая кора – обогащена кальцием, железом, магнием, обеднена калием и натрием, меньше кремния
• Мантия – обогащена магнием, обеднена железом, меньше кремния, значительно меньше радиоактивных элементов и летучих соединений
• Внешнее ядро – никелево-железное расплавленное
• Внутреннее ядро – никелево-железное кристаллическое