Внутренние геосферы

Земная кора это твердая оболочка Земли с непостоянной мощностью и строением. Ее толщина на континентах от 20 до 70 км, в океанах — от 5 до 15 км, составляя в среднем 32 км.

Различия в скоростях распространения сейсмических волн в земной коре позволяет выделить в ее составе три слоя.

Верхний осадочный слой со скоростями распро­странения продольных сейсмических волн от 2,0 до 5,0 км/с состоит в основном из относительно неплотных осадков. Его максимальная мощность на континентах и в переходных зонах от континентов к океанам составляет 10—15 км, реже 15— 25 км. В центральных частях океанов — меньше 1 км, в сред­нем 0,3—0,4 км.

Второй слой известен под названием «гранитного», так как скорость распространения продольных упругих волн в нем, равная 5,5—6,0 км/с, отвечает экспериментально полу­ченным скоростям в гранитах. Породы этого слоя местами вы­ходят на поверхность и изучение их показывает, что они сло­жены не только гранитами, но и гнейсами и другими метамор­фическими породами с плотностью 2,7—2,8. Мощность этого слоя на континентах изменяется от 10 до 30—40 км. В сто­рону океанов «гранитный» слой выклинивается.

Нижний слой земной коры называют «базальтовым», так как скорость прохождения в нем продольных волн (6,5 км/с) соответствует величинам, полученным в полевых и лабораторных условиях для пород основного состава — базаль­тов. Геофизический базальтовый слой выходит на поверхность на ограниченных участках и состав его до конца не изучен. Плотность пород слоя 3,0—3,2. Мощность базальтового слоя на континентах изменяется от 10—15 до 25—30 км, под дном океанов — от 5 до 15 км.

Таким образом, мощность и состав земной коры на конти­нентах и в океанах не одинаковы, в океанах отсутствует «гра­нитный» слой, в связи с чем различают два типа земной коры — континентальный и океанический.

Мантия отделяется от земной коры поверхностью сейсмиче­ского раздела Мохоровичича (сокращенно граница Мохо), ко­торая характеризуется скачкообразным увеличением скорости прохождения сейсмических волн до 8 км/с. Согласно сейсми­ческим данным, мантия неоднородна по своему составу и под­разделяется (см. рис. 3) на верхнюю мантию (до глу­бины 900 км) и на нижнюю (до глубины 2900 км). В верх­ней мантии на глубинах 50—60 км под океанами и 100— 120 км под континентами до глубин 400 и 250 км (соответ­ственно) установлена зона астеносфера («слабый слой»), в которой вещество обладает повышенной вязкостью или нахо­дится в расплавленном состоянии. Поэтому астеносфера рассматривается как место зарождения магматических процессов, землетрясений.

В последние годы все слои, лежащие выше астеносферы (земная кора и верхи верхней мантии до глубин 60—120 км) объединяются в единую оболочку Земли, называемую лито­сферой.

Плотность пород верхней мантии, за исключением астено­сферы, составляет 3,4, а нижней мантии 5,5—6,0.

Многие ученые полагают, что породы, слагающие мантию, по составу соответствуют ультраосновным и поэтому ее не­редко называют перидотитовой оболочкой Земли.

Ядро занимает внутреннюю часть планеты. Граница между мантией и ядром отмечается резким уменьшением скорости сейсмических волн. Ядро также разделяют на две части (см. рис. 3) — внешнюю и внутреннюю. Граница между ними на глубине 5100 км фиксируется некоторым увеличением скорости прохождения сейсмических волн. В связи с этим считают, что внешнее ядро находится в жидком состоянии, а внут­реннее в твердом. Плотность вещества в центре Земли дости­гает 12,5, давление почти 4 млн. атм *.

Большинство специали­стов склонны считать, что ядро состоит в основном из железа, находящегося в особом металлизированном состоянии (элек­тронные оболочки вещества частично разрушены).

Химический состав Земли. Первую сводку о составе земной коры дал американский ученый Ф. Кларк в 1898 г. Советские академики В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман и А. П. Виноградов внесли огромный вклад в изучение состава земной коры. Согласно последним данным, земная кора состоит в основном из восьми элементов, на долю которых приходится 99,03% (табл. 2).

Таблица 2