Внутреннее строение Земли

1. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

2. Методы изучения внутреннего строения Земли

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

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8.

9. Выделяют три главные области Земли:

1. 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).

10. 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.

11.

12. Выделяют три главные области Земли:

2. Мантия Земли, распространяющаяся
до глубин 2900 км:
– верхняя мантия (слой В) глубиной до 400
км
– средняя мантия (слой С) глубиной до 8001000 км;
– нижняя мантия (слой D) до глубины 2700 с
переходным слоем D1 - от 2700 до 2900 км.

13. 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.

14. Выделяют три главные области Земли:

3. 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.

15. Третий раздел

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

16. Массы областей Земли

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

17. Гравитационная дифференциация вещества Земли

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

18. 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