Методы изучения внутреннего строения Земли

М етоды изучения внутреннего строения Земли: изучение обнажения горных пород, бурение скважин, сейсмическая разведка

Методы изучения внутреннего строения и состава Земли можно разделить на две основные группы: геологические методы и геофизические методы.

•Геологические методы базируются на результатах непосредственного изучения толщ горных пород в обнажениях, шахтах и скважинах.

•Геофизические методы дают сведения о глубинном строении планеты по закономерностям изменения с глубиной различных физических параметров, измеряемых при геофизических исследованиях, в первую очередь - результаты сейсмических исследований, опирающиеся на данные о закономерностях распространения сейсмических волн.

1. Изучение обнажения горных пород

Одним из главных геологических методов является метод непосредственного наблюдения и всестороннего исследования вещества слагающего земную кору. Он основан на изучении естественных обложениях горных пород на склонах, горах, равнин, морей, керно-буровых скважинах.

Породы в обнажении обычно скрыты тонким слоем осыпи, поэтому прежде всего его очищают от лишнего материала. При изучении обнажения обращают внимание на то, какими породами оно сложено, каковы состав и мощность этих пород, порядок их залегания

Обнажение тщательно описывают, зарисовывают или фотографируют. Из каждого пласта берут пробы для дальнейшего изучения в лаборатории. Лабораторный анализ проб необходим для того, чтобы определить химический состав пород, их происхождение и возраст.

Предназначены для выявления физических полей и не объясняют закономерности размещения вещества, так как одними и теми же физическими свойствами могут обладать разные горные породы, а расшифровка геофизических результатов неоднозначна.

2. Бурение скважин

Бурение скважин позволяет глубже проникнуть в толщу Земли. При бурении извлекают образцы пород – керн. А затем на основании изучения керна определяют состав, строение, залегание пород и строят чертеж пробуренной толщи – геологический разрез местности. Сопоставление многих разрезов дает возможность установить, как залегают породы, и составить геологическую карту территории.

Недостаток и наблюдения обнажений и буровых работ состоят в том, что они позволяют изучить только тонкую пленку земной поверхности.

3. Сейсмический метод (Сейсмическая разведка)

Основан на изучении скорости распределения упругих волн, которые возникают при землетрясениях или искусственных взрывах.

Используют 2 типа волн:

•Продольные. (Р-волны (первичные)) – самые быстрые. Возникают как реакциясреды на изменение объема.Распространены в жидких и теплых телах.

•Поперечные. (S-волны (вторичные)) – боле медленные, представляют собой реакцию среды на изменение формы. Распространяются в твёрдых телах.

Если на некоторой глубине фиксируется скачкообразное изменение скоростей распространения сейсмических волн, преломление и отражение, то на этой глубине проходит граница внутренних оболочек Земли, различающихся по своим физическим свойствам.

На границах сред с разными свойствами - преломление волн, а на границах резких изменений свойств - возникают отраженные и обменные волны.

Искусственно возбуждая волны на поверхности Земли путем взрывов, сейсмологи фиксируют время, за которое отраженные волны вернулись назад. Для этих целей применяется прибор-самописец – сейсмограф.

Сейсмический метод дает возможность «проникнуть» на большие глубины. В основе этого метода лежит представление о том, что сейсмические волны в средах разной плотности распространяются с неодинаковой скоростью: чем плотнее среда, тем больше скорость. На границе двух сред часть волн отражается и подобно кругам на воде идет обратно, а другая – распространяется дальше.