Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

---

2.1.2. Geomagnetizm i geoelektrika.

Geomagnitnye issledovaniya sluzhat dlya vydeleniya neodnorodnostei po magnitnym svoistvam do glubin 50-100 km. Elektroprovodnost' Zemli do glubin 500 km izuchaetsya glubinnymi magnitovariacionnymi (GMVZ) i magnitotelluricheskimi (GMTZ) zondirovaniyami. Na ris. 2.2 privedeny krivye izmeneniya kazhushihsya soprotivlenii s glubinoi po dannym interpretacii etih metodov.

a	b
Ris. 2.2. Krivye izmeneniya kazhushegosya soprotivleniya s glubinoi ( a) po dannym interpretacii GMVZ (1), GMTZ (2) i izmenenie elektroprovodnosti Zemli s glubinoi ( b) po dannym geomagnitnyh variacii (1), vekovyh variacii (2) i GMTZ (3)

Regional'nye issledovaniya metodom GMTZ obnaruzhivayut otkloneniya ot privedennoi krivoi, harakternoi dlya platformennyh oblastei. Ih ob'yasnyayut sushestvovaniem sloya povyshennoi elektroprovodnosti v mantii na glubine 100-200 km. V celom s glubinoi vozrastaet kak elektroprovodnost' porod, tak i temperatura nedr. Na glubinah 100-200 km gradient temperatury umen'shaetsya. Eto mozhno ob'yasnit' minimumom teploprovodnosti i sushestvovaniem zdes' " teplo zapirayushego " sloya, prepyatstvuyushego vyhodu tepla zemnyh nedr naruzhu. Nalichie horosho provodyashih astenosfernyh (peregretyh) sloev obnaruzheno v ryade raionov Zemli (v chastnosti, v Baikal'skom regione, na Sahaline i v Prikarpat'e). Inogda oni korreliruyutsya s zonami ponizheniya seismicheskih skorostei, no smesheny po glubine.

2.1.3. Struktura i fizicheskoe sostoyanie nedr Zemli.

Issledovanie bol'shih glubin Zemli geofizicheskimi metodami daet vozmozhnost' ocenit' izmeneniya fizicheskih parametrov temperatury i himicheskogo sostava s glubinoi, a takzhe izuchat' proishodyashie v nedrah processy.

Naibol'shie izmeneniya s glubinoi skorostei seismicheskih voln, uprugih modulei, plotnosti i polya sily tyazhesti proishodyat vdol' radiusa Zemli. Osobenno oni veliki na granicah mantii i vneshnego yadra, vneshnego i vnutrennego yadra (ris. 2.1-2.3). Otkloneniya fizicheskih parametrov po laterali, nablyudaemye v mantii, neveliki (do 20%) po sravneniyu s ih srednimi znacheniyami, no oni slozhnym obrazom raspredeleny v ob'eme Zemli. Po seismologicheskim dannym, vneshnee yadro ne propuskaet poperechnye volny, chto govorit o ego zhidkom fazovom sostoyanii. Krome togo, sushestvovanie u Zemli geomagnitnogo polya i ego vekovyh variacii ukazyvaet na vozmozhnost' dvizheniya elektroprovodyashego veshestva v yadre, chto takzhe svyazano s ego zhidkim sostoyaniem i metallicheskimi svoistvami. Vysokaya plotnost' v dopolnenie k ukazannym faktam pozvolyaet predpolozhit', chto osnovnaya massa veshestva yadra Zemli predstavlena zhelezom, a verhnyaya chast' yavlyaetsya silikatnoi. Podobnym zhe obrazom na dva klassa razdelyayutsya meteority. Eto sluzhit osnovoi pri vybore modeli izmeneniya himicheskogo sostava Zemli s glubinoi v predpolozhenii, chto ona obrazovana iz meteoritnogo veshestva.

Ris. 2.3. Grafiki izmeneniya davleniya , plotnosti i uskoreniya svobodnogo padeniya v Zemle s glubinoi

Silikatnaya chast' Zemli, slagayushaya mantiyu, predpolozhitel'no predstavlena mineralami, obrazuyushimi porody tipa peridotitov, sostav kotoryh blizok k sostavu hondritov. Nalichie v mantii Zemli " granic " s rezkim vozrastaniem skorostei uprugih voln svyazyvayut s fazovymi perehodami. Takie fazovye perehody s izmeneniem plotnosti do 10% mogut byt' na glubinah 450 km (perehod olivin - shpinel'), 700 km (perehod shpinel' - perovskit). Nablyudaetsya i ryad drugih perehodov. Ukazannye glubiny sootvetstvuyut adiabaticheskomu raspredeleniyu temperatur. Odnako lateral'naya neodnorodnost' Zemli, vyyavlyaemaya po seismicheskim dannym, pozvolyaet sdelat' vyvod o mehanicheskoi neustoichivosti takogo raspredeleniya, chto privodit k glubinnym dvizheniyam veshestva ili konvekcii. Iz-za konvekcii v Zemle raspredelenie temperatur imeet slozhnyi harakter, i poetomu granicy fazovyh perehodov, ili seismicheskie granicy, nahodyatsya na razlichnyh glubinah v raznyh regionah. Srednee raspredelenie temperatur blizko k adiabaticheskomu, i tol'ko vblizi granic nablyudayutsya rezkie gradienty. Oblasti gradientov nazyvayutsya pogranichnymi sloyami.

Na osnovanii izlozhennyh predstavlenii v nastoyashee vremya delayutsya popytki obosnovat' dvizheniya veshestva mantii Zemli i vyyavit' osnovnye tektonicheskie struktury, kotorye imi porozhdayutsya.

Razrabotka modelei konvekcii v Zemle i ih soglasovanie s nablyudennymi geofizicheskimi polyami i tektonicheskimi strukturami nahodyatsya v samom nachale. Sam evolyucionnyi harakter geologicheskih processov svyazan s deformaciyami perifericheskoi obolochki pod vozdeistviem dvizheniya veshestva Zemli na bol'shih glubinah.

2.2. Stroenie nedr pod okeanami

Predmetom glubinnyh issledovanii v okeanah yavlyayutsya litosfera i astenosfera, t.e. verhnyaya chast' Zemli moshnost'yu v neskol'ko soten kilometrov. Zadachami etih issledovanii yavlyayutsya opredelenie moshnosti i stroeniya zemnoi kory, litosfery (otnositel'no zhestkoi i holodnoi obolochki Zemli, v kotoroi veshestvo polnost'yu raskristallizovano), a takzhe astenosfery ili chasti obolochki Zemli (mantii), soderzhashei zametnuyu dolyu rasplavov.

Osnovnuyu informaciyu o moshnosti zemnoi kory i litosfery kak na sushe, tak i v okeanah daet seismorazvedka metodami otrazhennyh i prelomlennyh voln (MOV i MPV), a takzhe obshei glubinnoi tochki (MOGT). Moshnost' zemnoi kory v okeanah znachitel'no men'she, chem na sushe, i izmenyaetsya ot 5 do 10 km, a litosfery - ot 10 km (v riftovyh zonah) do 120 km (v glubokovodnyh vpadinah). Poverhnost' Mohorovichicha, ili podoshva zemnoi kory, vydelyaetsya uvelicheniem (skachkom) skorostei uprugih voln, a poverhnost' astenosfery - umen'sheniem skorostei. Eto ob'yasnyaetsya smenoi v litosfere litologii preimushestvenno kislyh izverzhennyh porod (granitov) zemnoi kory na preimushestvenno osnovnye porody (bazal'ty). Veshestvo v etih obolochkah, t.e. na sravnitel'no nebol'shih glubinah (do 120 km), nahoditsya v tverdom, polnost'yu raskristallizovannom sostoyanii. Astenosfera zhe soderzhit kak rasplavlennuyu chast', slozhennuyu legkoplavkimi bazal'tami, tak i kristallicheskuyu chast', predstavlennuyu ul'traosnovnymi porodami.

V astenosfere, po dannym termorazvedki, nablyudayutsya povyshennye gradienty temperatury, a po dannym elektromagnitnyh zondirovanii, vstrechayutsya elektroprovodyashie zony. Eti materialy, naryadu s drugimi geofizicheskimi, geologicheskimi i raschetnymi rezul'tatami, podtverzhdayut nalichie v astenosfere rasplavov. Ih prisutstvie i ob'emy otobrazhayutsya izmeneniem sostava, temperatury, vozrasta veshestva v raznyh chastyah nedr pod okeanami. Na osnovanii etogo bylo ustanovleno, chto moshnost' litosfery okeanov umen'shaetsya bolee chem na poryadok po sravneniyu s materikami.

Naibolee polno geologo-geofizicheskoe stroenie okeanov predstavleno v rabote E.M.Litvinova " Vvedenie v morskuyu geofiziku " (1993), v sootvetstvii s kotoroi i dano opisanie stroeniya dna okeanov.

2.2.1. Struktura dna Mirovogo okeana.

Batimetricheskimi (izmereniya glubin dna), geofizicheskimi i geologicheskimi metodami v Mirovom okeane vydeleny tri tipa osnovnyh geomorfologicheskih provincii (struktur): sredinno-okeanicheskie hrebty, glubokovodnye okeanicheskie kotloviny i perehodnye zony ot okeanov k materikam. V nih menyayutsya moshnost' i stroenie donnyh osadkov, zemnoi kory i litosfery.

Sredinno-okeanicheskie hrebty, raspolozhennye v centre vseh okeanov i imeyushie obshuyu protyazhennost' okolo 100 tys. km (17% ploshadi okeanov), predstavlyayut soboi podvodnye gory (valy) s pologimi sklonami. Oni v kazhdom okeane vytyanuty na tysyachi kilometrov, imeyut shirinu desyatki-pervye sotni kilometrov. V centre kazhdogo hrebta raspolagayutsya uzkie ushel'ya (riftovye doliny), ogranichennye po bokam grebnevymi gorami. Vse podvodnye hrebty razbity poperechnymi transformnymi razlomami, rasstoyaniya mezhdu kotorymi sostavlyayut desyatki kilometrov.

Glubokovodnye okeanicheskie kotloviny, zanimaya bolee poloviny ploshadi Mirovogo okeana, otlichayutsya vyrovnennym gorizontal'nym rel'efom i nalichiem lokal'nyh podvodnyh gor.

Perehodnye zony ot okeanov k materikam v tektonicheski aktivnyh zonah harakterizuyutsya vytyanutymi parallel'no materikam valami, kotlovinami, ostrovnymi gornymi sooruzheniyami, a rel'ef dna otlichaetsya naibol'shei dlya Zemli kontrastnost'yu (do 15 km). V otnositel'no tektonicheski passivnyh perehodnyh zonah nablyudaetsya spokoinyi rel'ef.

V celom rel'ef dna okeanov otrazhaet glubinnye processy Zemli, ee aktivnuyu zhizn', proyavlyayushuyusya v strukture fizicheskih polei i ih evolyucii v istorii Zemli.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Vse publikacii na tu zhe temu >>