Главные геосферы

Собрав все сведения, добытые разными науками, ученые стремятся составить представление о том, как устроен наш земной шар.

Мы уже упоминали, что больше всего сведений о глубоких недрах Земли дает сейсмология. На графике показано, как в зависимости от глубины изменяется скорость сейсмических волн. На основании такого распределения скоростей «твердая» Земля делится на несколько геосфер, или оболочек (рис. на стр. 49). Прежде всего ее делят на три части: тонкую наружную кору, огромную мантию, занимающую 5/6 всей Земли по объему и 2/3 по массе, и ядро в середине. При переходе из одной геосферы в другую скорости сейсмических волн на поверхности их раздела изменяются скачком.

Поверхность, отделяющая кору от мантии, называется поверхностью или границей Мохоровичича (сокращенно ее называют «мохо» или «поверхность М»). Скорость продольных волн в коре у поверхности Мохоровичича около 7 км/с, а в мантии — около 8 км/с. На рисунке этот скачок скоростей плохо виден, так как кора слишком тонка для его масштаба. Зато очень хорошо виден скачок на глубине 2900 км. Тут при переходе из мантии в ядро скорость продольных волн резко падает: с 13,6 км/с до 8,1 км/с. Поперечные волны вообще не проходят сквозь ядро.

На том же графике показано и изменение плотности с глубиной. Где изменяются скачкам скорости сейсмических волн, там скачком изменяется и плотность. При переходе через границу Мохоровичича от коры в мантию плотность возрастает с 2,9 т/м³ до 3,2 т/м³. При переходе из мантии в ядро плотность тоже возрастает (а не падает, как скорость продольных волн), и притом очень сильно: с 5,6 т/м³ до 10,1 т/м³.

Плотность у границы Мохоровичича определяют исходя из предположений о составе коры и мантии у этой границы, а эти предположения, в свою очередь, опираются главным образом на скорости сейсмических волн. Далее все распределение плотности в мантии и ядре с глубиной получают путем вычислений. О распределении плотности в Земле мы знаем гораздо меньше, чем о распределении сейсмических скоростей.

Исходя из изменения плотности с глубиной, вычисляют изменения силы тяжести. В коре и в мантии она остается примерно такой же, как и на поверхности Земли. В ядре сила тяжести убывает с глубиной и в его центре исчезает вовсе. Это и понятно: здесь сила притяжения Земли действует одинаково во все стороны, так что равнодействующая равна нулю.

Зная изменение плотности и силы тяжести, вычисляют и изменение давления с глубиной. Эта кривая тоже показана на графике (стр. 45). Давление быстро растет с глубиной и в центре Земли достигает 3,7 млн. атм. Рассмотрим теперь главные геосферы более подробно, более детально.