Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 2

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

Glava 2. Glubinnye issledovaniya zemli geofizicheskimi metodami

2.1. Metody glubinnoi geofiziki i stroenie Zemli po geofizicheskim dannym

2.2. Stroenie nedr pod okeanami

2.3. Tektonika litosfernyh plit i dreif kontinentov

2.1. Metody glubinnoi geofiziki i stroenie Zemli po geofizicheskim dannym

Glubinnoe stroenie Zemli nedostupno dlya neposredstvennyh issledovanii i mozhet byt' izucheno tol'ko geofizicheskimi metodami. Glubinnaya geofizika ob'edinyaet fizicheskie metody issledovaniya Zemli i ee geosfer, osnovannye na izuchenii razlichnyh fizicheskih polei na poverhnosti sushi ili okeanov i morei i prednaznachennye dlya vyyavleniya v Zemle fizicheskih neodnorodnostei. Vmeste s fizikoi veshestva pri vysokih davleniyah i temperaturah ona sostavlyaet fiziku Zemli, t.e. nauku, izuchayushuyu fizicheskie polya Zemli, ee stroenie i svoistva veshestva nedr.

Fizika Zemli kak nauka vklyuchaet: seismologiyu, glubinnuyu seismorazvedku, gravimetriyu, magnitometriyu, glubinnuyu geoelektriku, termometriyu, radiometriyu. Teoreticheskoi osnovoi dlya izucheniya stroeniya Zemli sluzhat mehanika i fizika sploshnyh sred v prilozhenii k gornym porodam i mineral'nym associaciyam v usloviyah bol'shih davlenii i vysokih temperatur. Interpretiruya materialy glubinnoi geofiziki, udalos' raschlenit' Zemlyu na sfericheskie obolochki, opredelit' skachki fizicheskih svoistv na nih i izmeneniya svoistv po laterali, stroit' fizicheskie modeli nedr Zemli, a po nim sudit' o himicheskom sostave. Glubinnaya geofizika kak razdel fiziki Zemli yavlyaetsya istochnikom informacii dlya glubinnoi geologii i geodinamiki, a takzhe geoekologii [Hmelevskoi V.K. i dr., 1988].

2.1.1. Seismologiya, glubinnaya seismorazvedka i gravimetriya.

Osnovnym istochnikom informacii o stroenii Zemli yavlyaetsya seismologiya - nauka o zemletryaseniyah i glubinnaya seismorazvedka, osnovannaya na izuchenii uprugih voln ot bol'shih vzryvov.

1. Seismichnost' Zemli. Zemletryaseniya svyazyvayut s deformaciyami veshestva mantii, proyavlyayushimisya v vide bystryh ego smeshenii po razryvam. Vydelyayushayasya pri etom energiya proyavlyaetsya v vide deformacii vblizi ochaga, a takzhe peredaetsya po vsem napravleniyam v vide uprugih voln. Zemletryasenie, voznikayushee v ochage (gipocentre), raspolagayushemsya na glubinah 10-700 km, prinyato harakterizovat' sleduyushimi parametrami: seismicheskim momentom ( $M _{ 0}$ ); smesheniem v gipocentre ( $u$ ) sredy, obladayushei uprugim modulem sdviga ( $\mu _{ c}$ ); ploshad'yu smesheniya ( $s$ ) za vremya ( $\tau$ ); skachkom sdvigovogo napryazheniya ( $\Delta \sigma = \sigma _{ 0} - \sigma _{ 1}$ ), gde $\sigma _{ 0}$ i $\sigma _{ 1}$ - napryazheniya do i posle sdviga; energiei, zatrachivaemoi na deformaciyu sredy ( $V$ ) i sozdanie uprugih kolebanii ( $E$ ). Vse eti parametry svyazany mezhdu soboi sleduyushimi sootnosheniyami, izvestnymi v teorii seismichnosti Zemli:

$M_{0} =\mu_{c} us,\; V=\sigma_{1} us,\; E=\Delta\sigma M_{0} /(2\mu_{c} ).$

(2.1)

Ocenku moshnosti zemletryasenii prinyato provodit' po otnositel'nym magnitudam ( $M$ ). Oni rasschityvayutsya cherez amplitudy seismicheskih voln ( $a( \Delta )$ ), zaregistrirovannyh seismografami na raznyh rasstoyaniyah ( $\Delta$ ) ot epicentra (proekciya gipocentra na zemnuyu poverhnost') do seismopriemnikov, po formule

$M = \log [ a( \Delta )/ a _{ 0} ( \Delta )].$

(2.2)

Zdes' $a _{ 0}$ - standartnaya amplituda, sootvetstvuyushaya zemletryaseniyu, pri kotorom na rasstoyanii $\Delta$ = 100 km amplituda seismicheskoi volny ravna 1 mkm. Ustanovlena empiricheskaya svyaz' mezhdu $M$ i $E$ : $\log E = 11,8 + 1,5 M$ . Naprimer, magnitudy v 8, 7, 6 i 5 edinic sootvetstvuyut energii uprugih voln 6,3*10¹⁶, 2,0*10¹⁵, 6,3*10¹³ i 2*10¹² Dzh. Izvestnaya ocenka ball'nosti (B) zemletryasenii po 12-ball'noi shkale Rihtera svyazana s M sleduyushim obrazom. Dlya samyh slabyh tolchkov, oshushaemyh lyud'mi, $M \approx$ 2 (B okolo 3 ballov), povrezhdeniya zdanii nablyudayutsya pri $M \approx$ 5 (B \ {} 6), a razrushitel'nye zemletryaseniya harakterizuyutsya ot $M \gt$ 6 (B > 7) do M = 8-10 (B = 10-12).

Seismicheskaya aktivnost' na Zemle razlichna i priurochena k zonam naibolee aktivnyh sovremennyh tektonicheskih dvizhenii, oblastyam al'piiskogo orogeneza, raspolozhennym vdol' sredizemnomorskogo i transaziatskogo poyasov, aktivnym regional'nym razlomam i dr. Esli mesta vozmozhnyh zemletryasenii dostatochno horosho izvestny, to predskazanie vremeni zemletryasenii ostaetsya nereshennoi problemoi.

2. Stroenie Zemli po seismicheskim dannym. V rezul'tate analiza vremen prihoda, amplitud i zatuhanii razlichnyh uprugih voln (prodol'nyh i poperechnyh, ob'emnyh i poverhnostnyh, otrazhennyh, prelomlennyh i refragirovannyh), a takzhe harakteristik sobstvennyh kolebanii Zemli, sozdannyh zemletryaseniyami ili bol'shimi vzryvami, bylo ustanovleno sloisto-koncentricheskoe stroenie Zemli.

Pervaya sushestvennaya granica v Zemle, vydelyaemaya po skachkoobraznomu izmeneniyu skorostei prodol'nyh voln ( $V _{ p}$ ) ot 7 km/s v kristallicheskom fundamente do 7,7-8,4 km/s v mantii, nazvana poverhnost'yu Mohorovichicha ili granicei Moho. Eta poverhnost' prinyata za podoshvu zemnoi kory, kotoraya zalegaet na glubinah v srednem 35 km, priblizhayas' k poverhnosti do 6 km v okeanah i opuskayas' do 70 km v nekotoryh gornyh oblastyah.

Vtoroi rezkii skachok skorostei $V _{ p}$ (ot 15,7 km/s do 8 km/s), $V _{ s}$ (s 7,2 km/s pochti do nulya) sootvetstvuet granice mezhdu mantiei i yadrom Zemli na glubine 2900 km (sm. ris. 2.1). Tretii rezkii skachok $V _{ p}$ (ot 10 do 11 km/s), $V _{ s}$ (ot nulya do 3,5 km/s) nablyudaetsya na glubine 5100 km na poverhnosti tverdogo vnutrennego yadra Zemli. Ryad poverhnostei razdela vydelyayut po zonam gradientov skorostei. V Zemle po dannym seismologii i glubinnoi seismorazvedki vydelyaetsya do semi koncentricheskih obolochek. Tverdaya obolochka Zemli, sostoyashaya iz zemnoi kory i verhnei mantii, zalegayushaya do glubin 100-400 km, nazyvaetsya litosferoi. Nizhe (do glubin 1000 km) raspolagaetsya myagkaya poluplastichnaya obolochka, nazyvaemaya astenosferoi. Litosferu i astenosferu inogda ob'edinyayut v perifericheskuyu obolochku Zemli, nazyvaemuyu verhnei mantiei. V intervale 1000-2900 km raspolagaetsya nizhnyaya mantiya, ot 2900 do 5100 km - vneshnee " zhidkoe " , a glubzhe - vnutrennee " tverdoe " yadro Zemli.

Moshnost' zemnoi kory, litosfery i skorosti uprugih voln v nih izmenyayutsya po laterali, obrazuya zony povyshennyh i ponizhennyh skorostei. Mantiya Zemli (do 2900 km) takzhe harakterizuetsya lateral'noi neodnorodnost'yu: povyshennymi skorostyami uprugih voln pod okeanicheskimi oblastyami i ponizhennymi pod kontinentami.

3. Plotnostnaya neodnorodnost' nedr Zemli po gravimetricheskim i seismicheskim dannym. Po dannym sputnikovoi al'timetrii i polevoi gravimetrii vyyavlena lateral'naya plotnostnaya neodnorodnost' litosfery do glubin okolo 100 km. Plotnostnaya neodnorodnost' Zemli na bol'shih glubinah opredelyaetsya po seismicheskim dannym. Dlya etogo ispol'zuyutsya empiricheski ustanovlennye svyazi mezhdu $V _{ p} , V _{ s}$ , s odnoi storony, i plotnost'yu, uprugimi modulyami - s drugoi. Za osnovu beretsya ochevidnoe predpolozhenie o vozrastanii plotnosti s glubinoi pod deistviem gidrostaticheskogo davleniya.

Na ris. 2.1 predstavlena naibolee veroyatnaya model' raspredeleniya plotnosti po radiusu Zemli.

Ris. 2.1. Grafiki izmeneniya skorostei prodol'nyh ( $V _{ p}$ ), poperechnyh ( $V _{ s}$ ) uprugih voln i plotnosti ( $\sigma$ ) s glubinoi (po V.A.Magnickomu i M.S.Molodenskomu)

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Samyi bol'shoi kamen' v nashei Solnechnoi sisteme Zahod Zemli s "Oriona" Vsya voda na planete Zemlya Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce