Характеристика геосфер

Земна кора. Ця геосфера складає невелику частку від загальної маси Землі. За потужністю та складом виділяють три типи земної кори:

Континентальна кора характеризується максимальною товщиною, яка сягає 70 км. Вона складена з магматичних, метаморфічних та осадочних гірських порід, які утворюють три шари. Товщина верхнього шару – 10-15 км – утворюється осадовими породами невеликої щільності.

Швидкість розповсюдження повздовжніх сейсмічних хвиль (Р) в цих породах – 1,5-5 км/с. Нижче залягає гранітно-гнейсовий шар товщиною 10-20 км, складений магматичними та метаморфічними породами переважно кислого складу. Значення щільності порід змінюється в межах 2,5-2,7 г/см³, швидкість розповсюдження сейсмічних хвиль сягає 5,8-6 км/с.

В нижній частині кори залягає базальтовий шар товщиною до 40 км. Щільність порід, що його складають, (2,8-3,3 г/см³) та швидкість розповсюдження повздовжніх хвиль (6-7,4 км/с) дозволяють вважати, що він складений переважно магматичними породами основного складу [4-6].

Границі розділів шарів зазвичай простежуються за віддзеркаленими та заломленими сейсмічними хвилями. Границею між гранітно-гнейсовим та базальтовим шарами є поверхня Кондрата, яка простежується на глибині 10-30 км. Особливістю континентальної кори є наявність коренів гір – різкого збільшення товщини земної кори під великими гірськими системами. Під Гімалаями, наприклад, товщина кори, ймовірно, сягає 70-80 км [5-7].

Океанічна кора характеризується мінімальною товщиною 5-7 км. Вона складається з двох шарів: верхній (осадовий) представлений пухкими глибоководними осадами

Рисунок 1.5 – Графічна модель Землі. А – земна кора; В – поверхня Мохо; С – верхня мантія; D – нижня мантія; Е – зовнішнє ядро; G – внутрішнє ядро

товщина яких кілька сотень метрів; нижній – базальтовий - має значно меншу товщину (4-10 км), ніж під континентами.

Кора перехідних областей характерна для периферії великих континентів, де розвинені окраїнні моря, є архіпелаги островів. Тут відбувається зміна континентальної кори океанічною. Природно, що за будовою, товщиною, щільністю порід та швидкістю розповсюдження пружних хвиль кора перехідних областей займає проміжне положення між двома вищеназваними типами кор.

Мантія Землі. Ця геосфера є найбільшим елементом Землі (рис. 1.5). Вона займає 83% її об’єму та складає близько 66% її маси. Сейсмічні (сейсмологічні) дані свідчать про досить складну внутрішню будову мантії. В її складі виділяють кілька границь розділу, основними з яких є поверхні, що залягають на глибинах 410, 950 та 2700 км. За значеннями фізичних параметрів ця геосфера поділяється на дві субоблонки:

-верхню мантію (від поверхні Мохо до границі на глибині 950 км);

-нижню мантію (від глибини 950 км доповерхні Віхерта-Гутенберга).

Верхня характеризується різким нарощуванням швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль за глибиною. Але на цьому тлі досить чітко виділяються два шари, які розрізняються за швидкісними характеристиками. Верхній шар, який залягає від поверхні Мохо до границі на глибині 410 км і характеризується зниженим темпом нарощування швидкості за глибиною, є шаром Гутенберга (шар В). В середині шару, в інтервалі глибин 70-150 км, відзначається певне зниження (на 3%) швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль. Воно може бути обумовлене, наприклад, розвитком у цьому інтервалі осередків плавлення речовини мантії. З інтервалом 75-150 км пов’язане положення фокусів багатьох землетрусів, і є підстава вважати його одним з джерел проявлення внутрішньої активності нашої планети. Ця частина шару Гутенберга називається астеносферою.

Земна кора разом з твердою частиною шару Гутенберга утворює єдиний жорсткий шар, який лежить на астеносфері. Він називається літосферою. По суті, літосфера є своєрідною геосферою, яка відокремлена від решти частини мантії активним поясом астеносфери.

Нижче шару Гутенберга розташований шар Голіцина (шар С), який характеризується досить різким нарощуванням швидкості за глибиною – в товщині цього шару з глибини 410-950 км, тобто в інтервалі 540 км, значення швидкості повздовжньої хвилі збільшується майже на 2 км/с.

У верхній мантії в цілому швидкість розповсюдження повздовжніх хвиль збільшується від 7,9-9 км/с (у поверхні Мохо) до 11,2-11,4 км/с (на глибині близько 950 км). Іноді шар Голіцина називають середньою мантією.

Нижня мантія має значну товщину (майже 2 тис.км) та складається з двох шарів – Д' (950-2700 км) і Д" (2700-2900 км). Верхній шар (рис. 1.5) характеризується подальшим збільшенням швидкості повздовжніх і поперечних хвиль за глибиною. Швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль досягають тут максимальних для нашої планети значень: для хвиль Р – приблизно 13,6 км/с, для хвиль S – приблизно 7,3 км/с. Ймовірно, що рівномірне нарощування швидкості з глибиною обумовлене, в основному, збільшенням тиску та свідчить про відносно однорідну будову нижньої мантії. Біля її підошви на глибині 2700-2900 км виділяється перехідна оболонка (шар Д"), яка відрізняється за властивостями від шару Д'. Тут відзначається певне пониження швидкості розповсюдження повздовжніх хвиль, що, ймовірно, є наслідком змін, обумовлених переходом до зовнішнього ядра Землі [2-5].

Ядро Землі. Центральна геосфера Землі займає близько 17% її об’єму та складає 34% її маси. Таке співвідношення об’єму і маси обумовлено різкими розбіжностями фізичних параметрів ядра та мантії. На зовнішній границі ядра, яка приурочена до поверхні Віхерта-Гутенберга, відбувається стрибкоподібне пониження швидкості розповсюдження повздовжніх хвиль від 13,7 до 8,1 км/с. Це визначає специфіку проходження ядра повздовжніми хвилями, які зазнають всередині нього відхилення до центру Землі. В інтервалі епіцентральних відстаней 103-143^° утворюється, таким чином, область сейсмічної тіні [4-22].

В цій зоні, яка має кільцеподібну форму і розташовується на протилежному землетрусові боці планети, не можуть бути зареєстровані повздовжні сейсмічні хвилі через їх відхилення в дуже щільній речовині ядра.

В розрізі ядра (рис.1.5) виділяються дві границі на глибинах 4980 та 5120 км, у зв’язку з чим воно поділяється на три елементи:

-зовнішнє ядро (шар Е) – від поверхні Віхерта-Гутенберга до границі на глибині 4980 км;

-перехідна оболонка (шар F) – глибше 4980-5120 км;

-суб’ядро (шар G) – глибше 5120 км.

Зовнішнє ядро має феноменальну особливість швидкісної характеристики – не пропускає поперечних сейсмічних хвиль. Це свідчить про відсутність тут пружного опору зсуву. У протилежному випадку, речовина, яка складає зовнішнє ядро, по відношенню до сейсмічних хвиль веде себе, як рідина. Ймовірно, що речовина, яка знаходиться в умовах високих тисків та температур, не є рідиною в звичайному розумінні, але має деякі її властивості [1-6].

Суб’ядро (шар G), ймовірно, знаходиться в твердому стані, а шар F, як і шар Д", є перехідною оболонкою між шарами, речовина яких знаходиться в різних фазових станах.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Первинна речовина Землі	\|	Фізичні властивості геосфер

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.