Внутреннее строение нашей планеты в виде нескольких геосфер (от греч. geo — земля, sphara — шар) или оболочек изучено относительно мало и преимущественно по данным сейсморазведки, исследующей процессы распространения в Земле искусственно вызванных упругих колебаний. Эксперименты и соответствующие теоретические расчеты позволили создать следующую модель.[ ...]
В центре Земли имеется внутреннее твердое субъядро радиусом 1250 км (рис. 7.1), состоящее из вещества плотностью 13 г/см3 (по одной из наиболее распространенных гипотез считают, что такую плотность может иметь только металл).[ ...]
Далее снаружи жидкого ядра следует мантия, распространяющаяся с глубины 2900 км до глубины около 40 км относительно уровня моря на поверхности планеты1.[ ...]
Температура на границе ядра и мантии составляет около 4500 °С, а плотность вещества меняется скачкообразно с 10,1 у ядра до 5,6 т/м3 у мантии. По другим данным температура ядра не меньше 2000 °С и не больше 5000 °С. Мантия составляет 83% объема планеты (без атмосферы) и 67% массы.[ ...]
Скорость V распространения упругих волн по толщине мантии по мере движения от периферии к центру нарастает неравномерно: значительно быстрее в верхней части до глубин Z = 900—1000 км и очень медленно на больших глубинах (рис. 7.2). В связи с этим мантию чаще всего делят на верхнюю и нижнюю, а иногда дополнительно выделяют среднюю мантию.[ ...]
Снаружи мантии расположена действительно твердая, но очень тонкая (20—40 км) оболочка — кора Земли, составляющая около 1% планеты по объему и 0,5% по массе. При переходе из мантии в кору (поверхность или граница Мохоровичи-ча1 — сокращенно граница Мохо) плотность вещества скачкообразно меняется с 3,2 до 2,9 т/м3.[ ...]
Максимальные глубины, которых достиг человек к концу XX в., составляют 15 км (сверхглубокая скважина на Кольском полуострове) и 3,5 км (глубокая шахта «Ист Рэнд» в Южной Африке). Поэтому сейсморазведка — единственный доступный человеку метод изучения внутреннего строения Земли. Суть этого метода в том, что на поверхности создают (например, путем взрыва) упругие колебания — сейсмические волны, которые со скоростью в несколько километров в секунду распространяются в глубь Земли. С той же целью изучают упругие колебания, вызванные природными землетрясениями. Различают продольные Р и поперечные в объемные волны (рис. 7.2).[ ...]
В более плотной среде скорость волн возрастает, в рыхлой — снижается, а в жидкостях поперечные волны вообще не распространяются. Резкие скачкообразные изменения плотности вещества в геосферах сопровождаются такими же резкими изменениями скорости распространения продольных волн: в коре она составляет около 7 км/с, в мантии за границей Мохо — около 8 км/с, а при переходе из мантии в ядро скорость меняется скачком с 13,6 до 8,1 км/с. Поперечные волны в ядре вообще не могут распространяться. Проходя границу раздела двух сред с различной плотностью, упругие колебания частично отражаются, возвращаясь на поверхность.[ ...]
Давление с глубиной быстро растет, и в центре Земли оно достигает 370 ГПа (3,7млнатм), а сила тяжести постепенно убывает до нуля. Наиболее сложное (неоднородное) строение имеет земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой называют базальтовым, потому что скорости распространения сейсмических волн в нем такие же, как в базальте, хотя действительный его состав неизвестен.[ ...]
Методами гравиметрии и глубинного сейсмического зондирования установлено, что чем выше расположена какая-ли-бо местность, тем толще под ней кора и тем глубже она уходит в мантию. Получается, что поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности в перевернутом виде, т. е. является отражением в горизонтальном зеркале с многократным увеличением вертикального масштаба.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Внутреннее строение Земли |
 |
| Зависимость скорости распространения сейсмических волн от глубины (сейсмическая модель Земли) |
 |
| Схема строения земной коры в экваториальном разрезе |
 |
| Гипсографическая кривая земного шара (жирная линия) и обобщенный профиль дна океана (пунктирная линия) |
 |