
Glava 2. Glubinnye issledovaniya zemli geofizicheskimi metodami
- 2.1. Metody glubinnoi geofiziki i stroenie Zemli po geofizicheskim dannym
- 2.1.1. Seismologiya, glubinnaya seismorazvedka i gravimetriya
- 2.1.2. Geomagnetizm i geoelektrika
- 2.1.3. Struktura i fizicheskoe sostoyanie nedr Zemli
- 2.2. Stroenie nedr pod okeanami
- 2.2.1. Struktura dna Mirovogo okeana
- 2.2.2. Anomal'nye geofizicheskie polya v sredinno-okeanicheskih hrebtah
- 2.2.3. Anomalii geofizicheskih polei v glubokovodnyh kotlovinah i perehodnyh zonah ot okeana k kontinentu
- 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 ( ); smesheniem
v gipocentre (
) sredy, obladayushei uprugim modulem sdviga
(
); ploshad'yu smesheniya (
) za vremya
(
); skachkom sdvigovogo napryazheniya (
), gde
i
- napryazheniya
do i posle sdviga; energiei, zatrachivaemoi na deformaciyu sredy (
) i sozdanie uprugih kolebanii (
). Vse eti parametry
svyazany mezhdu soboi sleduyushimi sootnosheniyami, izvestnymi v teorii
seismichnosti Zemli:
![]() | (2.1) |
Ocenku moshnosti zemletryasenii prinyato provodit'
po otnositel'nym magnitudam ( ). Oni rasschityvayutsya cherez
amplitudy seismicheskih voln (
), zaregistrirovannyh
seismografami na raznyh rasstoyaniyah (
) ot epicentra (proekciya
gipocentra na zemnuyu poverhnost') do seismopriemnikov, po formule
![]() | (2.2) |
Zdes' - standartnaya amplituda, sootvetstvuyushaya
zemletryaseniyu, pri kotorom na rasstoyanii
= 100 km amplituda
seismicheskoi volny ravna 1 mkm. Ustanovlena empiricheskaya svyaz' mezhdu
i
:
. 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,
2 (B okolo 3 ballov), povrezhdeniya zdanii nablyudayutsya pri
5 (B \ {} 6), a razrushitel'nye zemletryaseniya harakterizuyutsya ot
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 ( ) 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
(ot 15,7 km/s do 8 km/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
(ot 10 do 11 km/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 , 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 ( ![]() ![]() ![]() |
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |