18. Внутреннее строение Земли. Границы внутренних оболочек и способы их изучения (p и s волны и их характеристики).

Земля имеет слоистое внутреннее строение.

Наиболее важными для изучения внутреннего строения Земли являются так называемые P-волны (продольные,первичные) и S-волны (поперечные,вторичные).

В случае продольных P-волн частицы среды колеблются вдоль направления движения волны. При этом создаются участки сжатия и растяжения, распространяющиеся во все стороны от очага землетрясения. Продольные P-волны распространяются во всех средах, и являются, по существу, обычными звуковыми волнами.

В случае поперечных S-волн частицы породы колеблются в направлении, перпендикулярном направлению движения волны. Поперечные S-волны распространяться лишь в твердых телах.  Еще в начале XX века было установлено, что поперечные S-волны не проходят через центральную область нашей планеты - ее ядро, что свидетельствовало о его жидком (расплавленном) состоянии. Поперечные S-волны примерно в 1,7 раза медленнее, чем продольные P-волны. Кропотливый математический анализ хода сейсмических волн, позволил определить, какую скорость имеют сейсмические волны на разных глубинах внутри тела Земли.Что позволило изучить внутреннее строение Земли.

Земная кора: Осадочный слой — Р-волны 3,5 км/c,увеличиваются с глубиной. В гранитном слое увеличиваются с 5,5 до 6,2, резко меняясь в разделе Конрада. В базальтовом слое увеличивается с 6,6 до 7,4 и скачком возрастает ниже (на разделе Мохоровича).

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Мантия составляет 67 % всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5—70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. На границе верхней и нижней мантии скорость продольных волн возрастает. В нижней мантии она начинает убывать. Скорость Р в нижней мантии, внешнем и внутреннем ядрах возрастает. Через внешнее ядро не проходят поперечные волны, т. к. оно жидкое.

Ядро состоит из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов.

В ядре земли выделяю внешнее, переходное и внутреннее. Внешнее ядро располагается га глубине от 2900 до 4980 км, переходное до глубины 5120 км, а внутреннее ядро находится ниже 5120 км. Скорость распространения продольных (волны P) сейсмических волн в нижней части земной коры в среднем составляет 6.5 – 7.4 км/с, а поперечные (волны S) – около 3.7 – 3.8 км/с.. Изучение скорости распространения волн показало, что они имеют устойчивую тенденцию увеличиваться к центру Земли.

19. Плотность и давление внутри Земли.

Средняя плотность Земли, по гравиметрическим данным, составляет 5,52 г/см3.

Плотность горных пород, слагающих земную кору, колеблется от 2.4 до 3.0 г/см3. В среднем принято брать 2.8 г/см3.

При сопоставлении этой величины со средней плотность Земли, предполагается, что плотность земного вещества значительно увеличивается в мантии и в ядре.

В литосфере, но только в мантийной ее части, непосредственно ниже граници Мохо, плотность горных пород значительно выше, чем в земной коре и составляет 3.3 – 3.4г/см3. В основании нижней мантии на глубине 2900 км плотность достигает 5.6 – 5.7 г/см3.

А при переходе от мантии к ядру происходит резкий скачок плотности до 11.5. Во внутреннем ядре плотность составляет от 12.4 до 13.

Существенные изменения плотности происходят на сейсмических разделах на границе между земной корой и верхней мантией и между нижней мантией и внешним ядром.

В соответствии с изменениями плотности можно произвести некоторые вычисления и определить давление на определенной глубине.

Например: на глубине 2900 км – давление равно 137 ГПа, а на глубине 6370 км – давление равно 361.0ГПа.

Можно сделать вывод о том, что с глубиной давление поднимается.