Внутреннее строение Земли

Главные сведения о внутреннем строении Земли получены двумя способами: прямым бурением скважин и анализом физических полей Земли.

Прямое бурение дает сведения о строении Земли до глубин 3-5 км. Сверхглубокие скважины позволяют заглянуть за десятикилометровый рубеж.

Самая большая масса сведений получена путем анализа физических полей, основным из которых является поле упругих сейсмических волн, возникающее в очаге землетрясений.

Землетрясения проявляются в виде подземных толчков и играют заметную роль в жизни Земли. Ежегодно регистрируются свыше одного миллиона подземных толчков, но лишь немногие из них оказываются разрушительными и катастрофическими. Земля охвачена землетрясениями неравномерно. Обычно они концентрируются вблизи узких, активных зон земной коры, которые называются сейсмическими. Больше всего землетрясений (до 80%) регистрируются по периферии Тихого океана, в так называемом тихоокеанском сейсмическом поясе. Вторым по активности является средиземноморско-индонезийский сейсмический пояс, протянувшийся от Гибралтара через Средиземное море, Ближний Восток и Гималаи к островам Индонезии, где он и стыкуется с тихоокеанским.

Сейсмические волны в считанные минуты пронизывают всю планету. По характеру их распространения можно судить о состоянии вещества внутри Земли. К настоящему времени накопленные сведения позволяют выделить три основные внутренние структуры: ядро, мантию, земную кору.

Границы между этими структурами носят имена исследователей, открывших их. Граница Мохоровичича (по имени хорватского геофизика) отделяет земную кору от мантии и расположена на глубинах 30-70 км на континентах и 5-1 0 км под дном океана. Граница Вихерта-Гутенберга (по именам американских исследователей) разделяет мантию и ядро и находится на глубине 2900 км. Кроме этих основных поверхностей раздела выделяют еще несколько второстепенных, что свидетельствует о сложном слоистом строении Земли.

Ядро Земли занимает примерно 17% объема земного шара. На его долю приходится около 34% массы Земли. В структуре ядра выделяют три основных слоя: внутреннее ядро (субъядро) занимает объем глубже 51 20 км; переходная область в интервале глубин 4980-51 20 км; внешнее ядро о границы Вихерта-Гутенберга до 4980 км. Сейсмические данные позволяют предположить, что вещество внутреннего ядра находится в твердом состоянии, вещество переходной области - в различных фазовых состояниях, вещество внешнего ядра обладает некоторыми свойствами жидкости.

Мантия Земли является самым крупным элементом в структуре Земли. Занимает 83% объема и 67% массы. Имеет сложное слоистое строение. Сейсмические данные указывают ее границы на глубинах 400, 670 и 2700 км. Выделяют три основные части мантии: нижнюю - от поверхности Вихерта-Гутенберга до глубины 670 км; переходную зону - от 670 до 400 км; верхнюю - от глубины 400 км до границы Мохоровичича. Как нижняя, так и верхняя мантии содержат отдельные слои, различающиеся скоростями прохождения сейсмических волн.

На земную кору приходится 1% массы Земли. Кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича. Ее строение будет рассмотрено в следующем разделе.