10. Сейсмическая модель строения Земли. Характеристика внутреннего строения оболочек Земли (слои а, в, с,d, d’, e, f, g). Сейсмические границы.

Наибольшую роль в реконструкции глубинного строения Земли сыграли сейсмические методы. Наблюдения над скоростью распространения, преломлением и отражением сейсмических волн позволяет выявлять участки, сложенные веществом с разными свойствами, т.е. установить агрегатное состояние вещества (твердое или жидкое). Кроме того, можно надежно установить поверхности раздела, на которых наблюдаются резкие изменения физических свойств вещества.

Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны получили свое название потому, что пронизывают весь объем Земли; поверхностные волны распространяются вдоль земной поверхности. Различают два типа объемных волн: продольные (Р) и поперечные (S). В продольных волнах упругие колебания частиц вещества происходят в направлении простирания волны. Скорость продольных волн в 1,7 раза больше скорости поперечных волн. В поперечных волнах частицы вещества смещаются перпендикулярно направлению распространения волны. Поперечные волны могут распространяться только в твердом веществе. 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.

Слой А– это земная кора. 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.

При переходе от земной коры к слою В (промежуточной оболочка, или мантия) происходит скачкообразное изменение скорости распространения продольных волн. Эта сейсмическая граница получила название раздел Мохоровичича.

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.

Верхняя мантия – слои «В» и «С» - распространяется до глубины 900 – 1000 км. Слой В (35 – 400 км) включает область с пониженными значениями скоростей распространения сейсмических волн. Сейсмическими методами в слое «В» верхней мантии установлен слой относительно менее плотных, как бы «размягченных» пластичных горных пород. Он называется астеносферой. Твердый надастеносферный слой мантии с земной корой называется литосферой, являющуюся верхней твердой оболочкой Земли. Слой С, или слой Голицина (средняя мантия (мезосфера) – переходная зона между верхней и нижней мантией.

Слой D (1000 – 2900 км) – нижняя мантия Земли. Верхняя мантия имеет хорошо фиксирующийся внутренний сейсмический раздел, проходящий на глубине 410 км. При переходе этой границы сверху вниз сейсмические скорости резко возрастают.

После прохождения границы мантии и ядра скорость продольных волн снова медленно и постепенно нарастает до 11,3 км/с во внутреннем ядре. Слои E, F, G образуют ядро Земли: Слой E (2900 – 4980 км) – внешнее ядро. Судя по затуханию в нем поперечных сейсмических волн, находится в расплавленном состоянии. Состоит внешнее ядро в основном из железа и никеля с некоторой примесью легких элементов – Si, O, S, возможно К и Н. Слой F (4980 – 5120 км) – переходная зона ядра. Слой G (5120 – 6371 км) – внутреннее ядро, в отличие от внешнего твердое и, вероятно, полностью состоит из железа и никеля.