3. Внутреннее строение земли

Глубина, км Слой

0—60 Литосфера (местами варьируется от 5 до 200 км)

0—35 Кора (местами варьируется от 5 до 70 км)

35—60 Верхняя часть мантии

35—2890 Мантия

100—700 Астеносфера

2890—5100 Внешнее ядро

5100—6378 Внутреннее ядро

Литосфера — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы. Блоки литосферы — литосферные плиты — двигаются по относительно пластичной астеносфере. Под литосферой располагается астеносфера, составляющая внешнюю часть мантии. Астеносфера ведёт себя как перегретая и чрезвычайно вязкая жидкость, где происходит понижение скорости сейсмических волн, свидетельствуя об изменении пластичности пород.

Земная кора — это верхняя часть твёрдой Земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Есть два типа коры — континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном до 30—70 км на континентах. В континентальной коре выделяют три слоя:осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол.

Мантия — это силикатная оболочка Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли.

Мантия составляет 67 % массы Земли и около 83 % её объёма (без учёта атмосферы). Она простирается от границы с земной корой (на глубине 5—70 километров) до границы с ядром на глубине около 2900 км[113]. От земной коры разделена поверхностью Мохоровичича, где скорость сейсмических волн при переходе из коры в мантию быстро увеличивается с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/с. Мантия занимает огромный диапазон глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру.

Ядро — центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью другихсидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3485 км. Разделяется на твёрдое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкоевнешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяют переходную зону.

4. Современные геотектонические движения и методы их изучения

Современные тектонические движения. Их можно непосредственно наблюдать и изучать инструментально, а также на них основан актуалистических подход к изучению более древних движений.

Методы изучения современных тектонических движений:

Метод водомерных наблюдения (футштоков) - позволяет судить о вертикальных перемещениях уровня Мирового океана. График впервые был установлен в пределах изостатического свода Скандинавии (Питеа).

Эвстатические колебания уровня океана - собственные его колебания. Сейчас скорость подъема уровня Мирового океана оценивается в 1,8±0,1 мм/год - эвстатическая поправка. Сам подъем уровня связан с таянием ледников в результате глобального потепления. Причины эвстатических изменений уровня Мирового океана:

-Гляциоэвстазия - глобальные потепления и похолодания. За поздний кайнозой уровень Мирового океана поднялся на 80 м.

-Тектоноэвстазия - в общем, это изменение емкости Мирового океана, что вызывает в первую очередь отток или приток вод шельфа. На самом деле это результат вариации скорости спрединга в океане, а также вариации длины/ширины спрединговых хребтов. Срединно-Атлантический хребет (узкий и высокий, с рифтовыми долинами) - малая скорость спрединга, Восточно­Тихоокеанское поднятие (широкое вздутие, лишенное рифтовых долин) - высокая скорость спрединга. Т.е., если скорость спрединга резко увеличится, то емкость океана сразу уменьшится и произойдет поднятие уровня.

Сейчас построена эвстатическая кривая для фанерозоя: выявлено несколько порядков поднятий и опусканий, на которые наложены более мелкие колебания.

Рост коралловых рифов (по годичным кольцам лидо радиоуглеродным методом) - естественный аналог футштока.

2.Метод повторных нивелировок. Этим методом определяются уровни поднятия/опускания за промежуток времени между нивелировками - вертикальные колебательные движения земной поверхности.

Тектонический шум - "дрожание" земной коры, что отражает упругие характеристики верхней коры в состоянии непрерывного колебания на фоне вертикальных движений того или иного знака.

Лазерная геодезия сейчас позволяет делать трилатерацию - измерение не только углов между точками треугольника, но и длин сторон треугольников (с помощью лазера).

Сан-Андреас

3.Космическая геодезия. Дает возможность измерить возможность смещения континентальных единиц относительно друг друга. Впервые методы космической геодезии заработали в 70-х годах.

-Метод лазерного отражателя (SLR - Satellite Laser Ranging) - с какой-то точки на поверхности суши посылается лазерный луч на отражатель спутника, а отраженный луч принимается в удаленной точке (на 1000 и более км).

Многократное измерение одного и того же расстояния дает хорошую точность. Первый эксперимент был проведен с 1971 по 1982 г.

Побережье Калифорнии: -61-65 мм/год

-Метод длиннобазовой интерферометрии (VLBI - Very Lang Base Interferometry) - работает, если точки находятся на удалении не более 1000 км, иначе снижается точность. С 1979 по 1984 год было выполнено 57 тыс. измерений между взятыми точками. Суть методы: удаленные радиотелескопы, принимающие радиосигналы из квазаров (бесконечности), встроенные атомные часы способны с достаточной точностью уловить разницу хода между фиксацией сигнала разными радиотелескопами. Были установлены 3 радиотелескопа: в Северной Америке, Южной Америке и Скандинавии. Для Сан-Андреас получили результаты -40-48 мм/год.

-Система глобального позиционирования GPS (Global Positioning System) - американская система из 24 спутников, подвешенных так, чтобы в любой точке можно было фиксировать сигнал хотя бы от 6 спутников. По данным GPS калифорнийский полигон дает -50,4±3,; мм/год. Это самый эффективный метод. В комбинации с акустическими наблюдениями можно измерять горизонтальные перемещения дна при работе в акваториях.

-ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) - отечественный аналог. Из недостатков: мало спутников и низкая точность. Для геологии эта система не подходит.

- DInSAR (дифференциальная интерферометрия) - нужно, чтобы со спутника было сделано хотя 2 радарных снимка интересующего нас участка с необходимым временным интервалом, радиоволны длиной 56,67 мм. Метод позволяет обнаружить горизонтальные и вертикальные смещения с точностью до см долей см. Полученные 2 снимка составляют интерферометрическую пару, далее совмещаются в одной точке, а любое изменение перемещения точки по-вертикали и по- горизонтали выражается на снимках в радужной расцветке (дифференциальная интерферограмма). Недостатки: сложно сделать два одинаковых снимка из одной и той же точки космоса. Хорошо, если между съемками произошло землетрясение или извержение вулкана , тогда интерферограмма получается очень четкая, и появляется материал для кучи статей.