Нова модель будівлі мантії

До 80-х років ХХ століття сейсмологические дослідження методами поздовжніх і поперечних сейсмічних хвиль, здатних проникати крізь усе обсяг Землі, тому названих об'ємними на відміну поверхневих, що поділяються тільки за її поверхні, виявилися настільки суттєвими, що дозволили складати карти сейсмічних аномалій до різних рівнів планети. Фундаментальні в цій області виконані американським сейсмологом А. Дзевонски та її коллегами.

Діяльність наведено 12 карт для глибинних зрізів Землі в інтервалі від 50 до 2850 км, тобто що охоплюють всю мантію. Цими найцікавіших картах то зрозуміло, що сейсмічна картина була на різних рівнях глибини різна. Це за площами і контурам поширення сейсмоаномальных ареалів, особливостям переходів з-поміж них і взагалі за загальним виглядом карт. Окремі їх вирізняються великою строкатістю і контрастністю у розподілі областей з різними швидкостями сейсмічних хвиль (рис. 5), тоді як у інших видно більш згладжені й прості співвідношень між ними.

У тому ж, 1994 року вийшов друком аналогічна робота японських геофізиків. У ньому наведено 14 карт для рівнів від 78 до 2900 км. На обох серіях карт ясно видно тихоокеанська неоднорідність, котра хоча й змінюється у обрисах, але простежується до земного ядра. За межами великої неоднорідності сейсмічна картина ускладнюється, значно змінюючись під час переходу від рівня до іншого. Але, хоч яким значно не було відмінність цих карт, між окремими їх проглядаються риси подібності. Вони виражаються у деякому подобі в розміщенні у просторі позитивних і негативних сейсмоаномалий й у кінцевому підсумку у загальних особливостях глибинної сейсмоструктуры. Це дозволяє групувати такі карти, що дозволяє виділяти внутримантийные оболонки різного сейсмічного образу. І така було виконано. За підсумками аналізу карт японських геофізиків стало можливим запропонувати більш дробову структуру мантії Землі, показану на рис. 5, проти традиційної моделлю земних оболонок.

Принципово новими є дві становища:

а) відокремлення потужної середньої мантії не більше раніше недиференційованої нижньої мантії;

б) виділення зон розділу між верхньої і середній мантіями, і навіть між середній і нижньої.

У такій інтерпретації потужність нижньої мантії скоротилася втричі і становить приблизно 700 км. У цьому нижня мантія відповідає зоні безпосереднього впливу зовнішнього ядра. Її нижня частина відчуває найбільш інтенсивне вплив та відповідає прошарку D". Над цієї оболонкою розташовується область з більш строкатої картиною розподілу сейсмоаномалий, має потужність майже 450 км. Ця сфера розмежовує нижню і середню мантію, іншу значнішими за площею та менш контрастними сейсмічними ареалами. Потужність середньої мантії близько 860 км. Підкреслимо, що сьогодні середня мантія чудово відокремлюється на картах американських сейсмологів. З неї знову виділяється область з відносно складнішою картиною розподілу сейсмоаномалий, яка відокремлює верхню мантію. Потужність зони розділу приблизно 170 км. Ідеться верхньої мантії, вона відповідає традиційну модель. Рубіж 410, як зазначалось, ділить в частини: нижню й верхній. Отже сумарно виділяються шість глибинних геосфер.

Які ж співвідносяться запропоновані кордону глибинних геосфер з раніше як окремі сейсмологами сейсмічними рубежами? Зіставлення показує, що нижню межу середньої мантії корелює з кордоном 1700, глобальна значимість якого підкреслена у роботі. Її верхня межа відповідає кордонів 800-900. Ідеться верхньої мантії, то тут розбіжностей немає: її нижню межу представлена кордоном 670, а верхня - кордоном Мохоровичича. Особливо звернемо увагу на невизначеність верхньої межі нижньої мантії. У процесі подальших досліджень, можливо, виявиться, що намічені недавно сейсмічні рубежі 1900 і 2000 дозволять внести корективи у її потужність. Отже, результати зіставлення свідчить про правомірності запропонованої нової моделі структури мантії.