√еограф≥¤ > ћант≥¤ «емл≥, њњ суть ≥ види

ћант≥¤ «емл≥, њњ суть ≥ види

—клад ≥ будова глибинних оболонок «емл≥ в останн≥ дес¤тил≥тт¤ продовжують залишатис¤ одн≥Їю з найб≥льш ≥нтригуючих проблем сучасноњ геолог≥њ. „исло пр¤мих даних про речовину глибинних зон дуже обмежене. ” цьому план≥ особливе м≥сце займаЇ м≥неральний агрегат з к≥мберл≥товоњ трубки Ћесото (ѕ≥вденна јфрика), ¤кий розгл¤даЇтьс¤ ¤к представник мант≥йних пород, ¤к≥ зал¤гають на глибин≥ ~250 км.  ерн, п≥дн¤тий з найглибшоњ у св≥т≥ свердловини, пробуреноњ на  ольському п≥востров≥, що дос¤гла 12 262 м, ≥стотно розширив науков≥ представленн¤ про глибинн≥ шари земноњ кори - тонкоњ приповерховоњ пл≥вки земноњ кул≥. –азом з тим нов≥тн≥ дан≥ геоф≥зики й експеримент≥в, зв'¤заних з досл≥дженн¤м структурних перетворень м≥не≠ра≠л≥в, уже зараз дозво≠л¤ють змоделювати багато особли≠востей будови, складу ≥ процес≥в, ¤к≥ в≥дбуваютьс¤ в глибинах «емл≥, знанн¤ ¤ких спри¤Ї вир≥шенню таких ключових проблем сучасного природознавства, ¤к формуванн¤ й еволюц≥¤ планети, динам≥ка земноњ кори ≥ мант≥њ, джерела м≥неральних ресурс≥в, оц≥нка ризику похованн¤ небезпечних в≥дход≥в на великих глибинах, енергетичн≥ ресурси «емл≥ й ≥н.

¬ид≥л¤ють три головн≥ област≥ «емл≥:

1. «емна кора (шар ј) -верхн¤ оболонка «емл≥, потужн≥сть ¤коњ зм≥нюЇтьс¤ в≥д 6-7 км п≥д глибокими частинами океан≥в до 35-40 км п≥д р≥внинними платформними територ≥¤ми континент≥в, до 50-70(75) км п≥д г≥рськими спорудженн¤ми (найб≥льш≥ п≥д √≥мала¤ми й јндами).

2. ћант≥¤ «емл≥, що поширюЇтьс¤ до глибин 2900 км. ” њњ межах по сейсм≥чним даним вид≥л¤ютьс¤: верхн¤ мант≥¤ - шар ” глибиною до 400 км ≥ « - до 800-1000 км (де¤к≥ досл≥дники шар « називають середньою мант≥Їю); нижн¤ мант≥¤ - шар D до глибини 2700 з перех≥дним шаром D1 - в≥д 2700 до 2900 км.

3. ядро «емл≥, що п≥дрозд≥л¤Їтьс¤: на зовн≥шнЇ ¤дро - шар ≈ в межах глибин 2900-4980 км; перех≥дну оболонку - шар F - в≥д 4980 до 5120 км ≥ внутр≥шнЇ ¤дро - шар G до 6971 км.

як видно з дан≥ таблиц≥, земна кора в≥докремлюЇтьс¤ в≥д шару ” верхн≥й мант≥њ досить р≥зкою границею. ” 1909 р. югославський сейсмолог ј. ћохоровичич при вивченн≥ балканських землетрус≥в вперше встановив на¤вн≥сть цього розмежуванн¤, що носить тепер його ≥м'¤ ≥ прин¤того за нижню границю земноњ кори. „асто цю границю скорочено називають границею ћохоровичича ћ. ƒруга р≥зка границ¤ зб≥гаЇтьс¤ з переходом в≥д нижньоњ мант≥њ до зовн≥шнього ¤дра, де спостер≥гаЇтьс¤ стрибкопод≥бне пад≥нн¤ швидкост≥ подовжн≥х сейсм≥чних хвиль з 13,6 до 8,1 км/з, а поперечн≥ хвил≥ гас¤тьс¤. –аптове р≥зке зменшенн¤ швидкост≥ подовжн≥х хвиль ≥ зникненн¤ поперечних хвиль у зовн≥шн≥м ¤др≥ св≥дчать про надзвичайний стан речовини, що в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д твердоњ мант≥њ.

÷¤ границ¤ названа ≥м'¤м Ѕ. √утенберга. “рет≥й розд≥л зб≥гаЇтьс¤ з п≥дставою шаруючи F ≥ внутр≥шн≥м ¤дром «емл≥ (шар G).

Ўироко в≥дома модель внутр≥шньоњ буд≥вл≥ «емл≥ (розпод≥л њњ на ¤дро, мант≥ю ≥ земну кору) розроблена сейсмологами √. ƒжеффр≥сом ≥ Ѕ. √утенбергом ще в перш≥й половин≥ XX стол≥тт¤. ¬ир≥шальним фактором при цьому ви¤вилос¤ ви¤вленн¤ р≥зкого зниженн¤ швидкост≥ проходженн¤ сейсм≥чних хвиль усередин≥ земноњ кул≥ на глибин≥ 2900 км при рад≥ус≥ планети 6371 км. Ўвидк≥сть проходженн¤ повздовжних сейсм≥чних хвиль безпосередньо над зазначеним рубежем дор≥внюЇ 13,6 км/з, а п≥д ним - 8,1 км/с. ÷е ≥ Ї границ¤ мант≥њ ≥ ¤дра.

¬≥дпов≥дно рад≥ус ¤дра складаЇ 3471 км. ¬ерхньою границею мант≥њ служить сейсм≥чний розд≥л ћохоров≥чича (ћохо, ћ), вид≥лений югославським сейсмологом ј. ћохоров≥чичем (1857-1936) ще в 1909 роц≥. ¬≥н в≥докремлюЇ земну кору в≥д мант≥њ. Ќа цьому рубеж≥ швидкост≥ повздовжних хвиль, подовжн≥х через земну кору, стрибкопод≥бно зб≥льшуютьс¤ з 6,7-7,6 до 7,9-8,2 км/з, однак в≥дбуваЇтьс¤ це на р≥зних глибинних р≥вн¤х. ѕ≥д континентами глибина розд¤гнула ћ (тобто п≥дошви земноњ кори) складаЇ перш≥ дес¤тки к≥лометр≥в, причому п≥д де¤кими г≥рськими спорудженн¤ми (ѕам≥р, јнди) може дос¤гати 60 км, тод≥ ¤к п≥д океанськими западинами, включаючи ≥ товщу
води, глибина дор≥внюЇ лише 10-12 км. ”загал≥ ж земна кора в ц≥й схем≥ вимальовуЇтьс¤ ¤к тонка шкарлупа, у той час ¤к мант≥¤ поширюЇтьс¤ в глибину на 45% земного рад≥уса.

јле в середин≥ XX стол≥тт¤ в науку вв≥йшли представленн¤ про б≥льш дробову глибинну буд≥влю «емл≥. Ќа п≥дстав≥ нових сейсмолог≥чних даних ви¤вилос¤ можливим розд≥лити ¤дро на внутр≥шнЇ ≥ зовн≥шнЇ, а мант≥ю - на нижню ≥ верхню (мал. 1). ÷¤ модель, що одержала широке поширенн¤, використовуЇтьс¤ ≥ в даний час. ѕочаток њй поклав австрал≥йський сейсмолог  .≈. Ѕуллен, що запропонував на початку 40-х рок≥в схему под≥лу «емл≥ на зони, що позначив буквами: ј - земна кора, ” - зона в ≥нтервал≥ глибин 33-413 км, « - зона 413-984 км, D - зона 984-2898 км, ƒ - 2898-4982 км, F - 4982-5121 км, G - 5121-6371 км (центр «емл≥). ÷≥ зони в≥др≥зн¤ютьс¤ сейсм≥чно
м≥ характеристиками. ѕ≥зн≥ше зону D в≥н розд≥лив на зони D' (984-2700 км) ≥ D" (2700-2900 км). ¬ даний час ц¤ схема значно видозм≥нена ≥ лише шар D" широко використовуЇтьс¤ в л≥тератур≥. …ого головна характеристика - зменшенн¤ град≥Їнт≥в сейсм≥чних швидкостей у пор≥вн¤нн≥ з вищележачоњ областю мант≥њ.

¬нутр≥шнЇ ¤дро, що маЇ рад≥ус 1225 км, тверде ≥ маЇ велику щ≥льн≥сть - 12,5 г/см3. «овн≥шнЇ ¤дро р≥дке, його щ≥льн≥сть 10 г/см3. Ќа границ≥ ¤дра ≥ мант≥њ в≥дзначаЇтьс¤ р≥зкий стрибок не т≥льки у швидкост≥ подовжн≥х хвиль, але й у щ≥льност≥. ” мант≥њ вона знижуЇтьс¤ до 5,5 г/см3. Ўар D", що знаходитьс¤ в безпосередн≥м з≥ткненн≥ з зовн≥шн≥м ¤дром, випробуЇ його вплив, оск≥льки температури в ¤др≥ значно перевищують температури мант≥њ. ћ≥сц¤ми даний шар породжуЇ величезн≥, спр¤мован≥ до поверхн≥ «емл≥ кр≥зь мант≥йн≥ тепломассопотоки, називан≥ плюмами. ¬они можуть ви¤вл¤тис¤ на планет≥ у вид≥ великих вулкан≥чних областей, ¤к,
наприклад, на √авайських островах, в ≤сланд≥њ й ≥нших рег≥онах.

¬ерхн¤ границ¤ шаруючи D" невизначений; њњ р≥вень в≥д поверхн≥ ¤дра може вар≥ювати в≥д 200 до 500 км ≥ б≥льш. “аким чином, можна укласти, що даний шар в≥дбиваЇ нер≥вном≥рне ≥ разноинтенсивное надходженн¤ енерг≥њ ¤дра в область мант≥њ.

√раницею нижньоњ ≥ верхньоњ мант≥њ в розгл¤нут≥й схем≥ служить сейсм≥чний розд≥л, що лежить на глибин≥ 670 км. ¬≥н маЇ глобальне поширенн¤ й улаштовуЇтьс¤ стрибком сейсм≥чних швидкостей уб≥к њхнього зб≥льшенн¤, а також зростанн¤м густини речовини нижньоњ мант≥њ. ÷ей розд≥л Ї також ≥ границею зм≥н м≥нерального складу пор≥д у мант≥њ.

“аким чином, нижн¤ мант≥¤, укладена м≥ж глибинами 670 ≥ 2900 км, простираЇтьс¤ по рад≥ус≥ «емл≥ на 2230 км. ¬ерхн¤ мант≥¤ маЇ добре ф≥ксуЇтьс¤ внутр≥шн≥й сейсм≥чний розд≥л, що проходить на глибин≥ 410 км. ѕри переход≥ ц≥Їњ границ≥ зверху вниз сейсм≥чн≥ швидкост≥ р≥зко зростають. “ут, ¤к ≥ на нижн≥й границ≥ верхньоњ мант≥њ, в≥дбуваютьс¤ ≥стотн≥ м≥неральн≥ перетворенн¤.

¬ерхню частину верхньоњ мант≥њ ≥ земну кору разом вид≥л¤ють ¤к л≥тосферу, ¤ка Ї верхньою твердою оболонкою «емл≥, на противагу гидро- ≥ атмосфер≥. «авд¤ки теор≥њ тектон≥ки л≥тосферних плит теор≥њ "л≥тосфера" одержав найширше поширенн¤. “еор≥¤ припускаЇ рух плит по астеносфер≥ - розм'¤кшеному, частково, можливо, р≥дкому глибинному шар≥ зниженоњ в'¤зкост≥. ќднак сейсмолог≥¤ не показуЇ витриманоњ в простор≥ астеносфери. ƒл¤ багатьох областей ви¤влен≥ трохи астеносферних шар≥в, розташованих по вертикал≥, а також переривчаст≥сть њх по горизонтал≥. ќсобливо виразно њхнЇ чергуванн¤ ф≥ксуЇтьс¤ в межах континент≥в, де глибина зал¤ганн¤ астеносферних шар≥в (л≥нз) вар≥юЇ в≥д 100 км до багатьох сотень.
ѕ≥д океанськими аб≥сальними западинами астеносферний шар лежить на глибинах 70-80 км ≥ менш. ¬≥дпов≥дно нижн¤ границ¤ л≥тосфери фактично Ї невизначеноњ, а це створюЇ великих труднощ≥в дл¤ теор≥њ к≥нематики л≥тосферних плит, що ≥ в≥дзначаЇтьс¤ багатьма досл≥дниками.

“ак≥ основи представлень про буд≥влю «емл≥, що склалис¤ до д≥йсного часу. ƒал≥ звернемос¤ до нов≥тн≥х даних у в≥дношенн≥ глибинних сейсм≥чних рубеж≥в, що представл¤ють найважлив≥шу ≥нформац≥ю про внутр≥шню буд≥влю планети.

Ќова модель будови мант≥њ. ƒо 80-м рок≥в XX стол≥тт¤ сейсмолог≥чн≥ досл≥дженн¤ методами подовжн≥х ≥ поперечних сейсм≥чних хвиль, ¤к≥ проникають через весь обТЇм «емл≥, а тому названих об'Їмними на в≥дм≥ну в≥д поверхневих, що розпод≥л¤ютьс¤ лише по њњ поверхн≥, ви¤вилис¤ вже наст≥льки ≥стотними, що дозволили складати карти сейсм≥чних аномал≥й дл¤ р≥зних р≥вн≥в планети. ‘ундаментальн≥ роботи в ц≥й област≥ виконан≥ американським сейсмологом ј. ƒзевонск≥ ≥ його колегами.

1	2

Ќазва: ћант≥¤ «емл≥, њњ суть ≥ види
ƒата публ≥кац≥њ: 2005-01-28 (812 прочитано)