0

Поверхность мохоровичича

ПОВЕРХНОСТЬ МОХОРОВИЧИЧА

Смотреть что такое «ПОВЕРХНОСТЬ МОХОРОВИЧИЧА» в других словарях:

  • поверхность Мохоровичича — слой Мохо — Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы слой Мохо EN M discontinuity … Справочник технического переводчика

  • поверхность Мохоровичича — Граница раздела между земной корой и мантией Земли, проходящая на глубине 40 км под континентами и 6 10 км под океанами, устанавливается по резкому увеличению с глубиной скоростей сейсмических волн. → Рис. 211 Syn.: граница Мохо … Словарь по географии

  • Поверхность Мохоровичича — Многолучевое распространение акустических волн за счет рефракции на границах сред. Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо) нижняя граница земной коры, на которо … Википедия

  • поверхность Мохоровичича (Moho) между корой Земли и мантией — — Тематики нефтегазовая промышленность EN seismic discontinuity … Справочник технического переводчика

  • МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ — граница раздела между земной корой и мантией Земли; выявлена в 1909 югославским сейсмологом А. Мохоровичичем (1857 1936). Скорость продольных сейсмических волн при переходе через поверхность Мохоровичича возрастает скачком с 6,7 7,6 до 7,9 8,2… … Большой Энциклопедический словарь

  • МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ — МОХОРОВИЧИЧА ПОВЕРХНОСТЬ, см. ПОВЕРХНОСТЬ МОХОРОВИЧИЧА … Научно-технический энциклопедический словарь

  • Мохоровичича поверхность — граница раздела между земной корой и мантией Земли; выявлена в 1909 югославским сейсмологом А. Мохоровичичем (A. Mohorovičić, 1857 1936). Скорость продольных сейсмических волн при переходе через поверхность Мохоровичича возрастает скачком с 6,7 7 … Энциклопедический словарь

  • Поверхность Мохо — Атмосфера Биосфера Гидросфера Кора Континентальная кора Океаническая кора Осадочный слой Верхняя кора Нижн … Википедия

  • МОХОРОВИЧИЧА ГРАНИЦА (ПОВЕРХНОСТЬ) (МОХО, М) — планетарная поверхность раздела, которая принята за нижнюю границу земной коры. Названа в честь югославского сейсмолога Мохоровичича, который первый в 1909 г. выделил сейсмические волны, связанные с этой границей. На М. г. скорость… … Геологическая энциклопедия

  • поверхность (граница) Мохоровичича — Сейсмическая поверхность раздела между земной корой и мантией Тематики нефтегазовая промышленность EN Moho … Справочник технического переводчика

Поверхность Мохоровичича

Субтитры

То, что земля состоит из четко разделенных слоев, первым понял ученый Андрей Мохоровичич. Я прошу прощения, если неправильно произношу его имя. Он был метеорологом и сейсмологом. В 1909 году произошло землетрясение в Хорватии, немного к юго-востоку от Загреба. Приблизительно вот здесь. И, к счастью для него и для нас, перед землетрясением в той области уже наблюдалась небольшая сейсмическая активность. Эту активность засекли сейсмографические станции, которые, по существу, представляют собой специальные инструменты, установленные так, что при сейсмической активности смогут измерить волны и записать результаты. И Андрей заметил что-то интересное в этом землетрясении. Если бы земля состояла из однородных материалов, — давайте я это нарисую — она становилась бы плотнее ближе к центру. Поэтому преломление волн было бы постоянным, с изогнутыми траекториями. Но Мохоровичич понял, что дела обстоят иначе. Итак, в этом примере Земля однородна, и становится плотнее ближе к центру. Волны от землетрясения сначала попадут сюда, затем дальше, затем еще дальше. Это объемные волны, движущиеся через кору Земли. По существу, чем дальше вы от землетрясения, тем дольше сейсмические волны будут до вас идти. Или, другими словами, время, за которое волна достигает определенной точки пропорционально расстоянию до места землетрясения. Если построить график, где по горизонтали отложить дистанцию, а по вертикали — время, можно справедливо ожидать прямую линию. Потому что волны двигаются вдоль этих дуг на приблизительно одинаковых скоростях. Может быть, они немного ускоряются на глубине, но средняя скорость во всех дугах одинакова. И длина этих дуг также пропорциональна дистанции, которую волна прошла вдоль поверхности. Поэтому время, за которое волны проходят определенное расстояние, в силу одинаковой скорости, пропорционально расстоянию, которое они проходят. Но, когда Мохоровичич снял измерения с сейсмических датчиков на разных станциях, он заметил кое-что интересное. На этом графике я изобразил скорость волн в однородной, однослойной Земле. Теперь я построю еще один график. Здесь снова будет расстояние, а здесь снова время. И на расстоянии до 200 километров от землетрясения данные сходились с ожидаемыми от однородной Земли. Время было пропорционально расстоянию. Но после 200 километров случалось странное. После этой отметки волны приходили быстрее. Наклон линии изменился. На каждом участке пути волнам понадобилось меньше времени. По какой-то причине волны, приходящие на станции, удаленные больше, чем на 200 километров, были ускорены. И Мохоровичич понял, что если волны добираются до станций быстрее, значит, они прошли через более плотный слой породы. Давайте подумаем. Если бы там действительно был более плотный слой, он подтверждал бы этот график. Итак, здесь будет верхний слой, известный как земная кора, а под ним будет более плотный, известный как мантия. И если вот здесь, внутри коры, произойдет землетрясение, то время прохождения волн сперва будет пропорционально расстоянию. Но затем, после 200 километров… Пусть отметка в 200 километров будет здесь. Чтобы зайти дальше этой отметки, волнам придется пройти еще большее расстояние. И тогда они преломятся еще сильнее. Затем, они пройдут через более плотный материал. Его плотность возрастет не постепенно, это будет резкий переход в намного более плотную субстанцию, поэтому волны преломятся еще сильнее. Затем волна попадет сюда. И, поскольку все это расстояние она прошла в более плотной среде, она прошла его быстрее. Поэтому в эту точку на поверхности, за отметкой в 200 километров, волна попадет быстрее. Поэтому Мохоровичич предположил, что должен быть более плотный слой, через который проходят волны. Сегодня мы знаем этот слой как мантию. И граница между этими слоями, между корой и мантией, названа в честь Мохоровичича. Она называется «Поверхность Мохоровичича». Давайте это запишем. Итак, это открытие хорватского геолога стало большим прорывом, поскольку он смог, основываясь на косвенных данных, замеряя скорость волн при землетрясениях, установить, что под корой существует более плотный слой. Расчеты показывают, что этот более плотный слой находится в 35 километрах под поверхностью. И Мохоровичич смог установить, что этот слой существует. Но, что еще более важно, он показал, что, используя информацию от землетрясений, мы можем установить, из чего состоит Земля. Поскольку никто еще не смог пробурить скважину в мантии. Не говоря уже о внешнем или внутреннем ядрах. В следующих видео мы будем использовать информацию, полученную от землетрясений, чтобы понять, как было обнаружено жидкое внутреннее и внешнее ядра. И, разумеется, можно использовать эти методы, чтобы более точно установить плотности слоев Земли, но мы не будем так углубляться. Subtitles by the Amara.org community

Глобальная карта границы Мохо (в км от поверхности Земли)

Граница (поверхность) сейсмического раздела Мохоровичича

Тонкая граница Мохоровичича (Мохо) имеет огромное функциональное значение для планеты Земля.

В настоящее время, с помощью данных, полученных с европейского спутника GOCE, итальянскими учеными с высоким разрешением создана глобальная карта границы Мохоровичича. Карта показывает, что данная граница распространяется под всей поверхностью Земли.

Граница Мохоровичича – это тонкий слой (прослойка) из пепла. Данный слой образовался и продолжает нарастать от электроразрядных процессов (молний), которые непрерывно пульсируют в верхней мантии.

Находясь под огромным давлением слой пепла, спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как монолитное, твердое вещество. Изменение скорости волн в зоне Мохо обусловлено изменением плотности и изменением модулей упругости спрессованного пепла и пограничного вещества.

Данный слой, несмотря на малую толщину, выполняет несколько важнейших функций в недрах Земли: 1) смазка, 2) гидроизоляция, 3) изоляция – электрическая, 4) теплоизоляция. Разберем эти функции подробней.

Граница Мохо. Смазка

Данная функция частично была рассмотрена в статье: «Вулканический пепел» . Магма, несмотря на свою текучесть, не смогла бы свободно перемещаться под корой, не имея прослойку, отделяющую ее от коры. Пепел (зола), скопившийся под твердой корой, уменьшает силы трения между магмой и корой.

Здесь следует подчеркнуть одну деталь, что граница Мохо в некоторых местах выражена нечетко, ее физические параметры могут изменяться по вертикали постепенно в интервале нескольких км. В данном случае граница Мохо изменяет свое местоположение из-за температурного градиента. Там где слой магмы прирастает к коре граница Мохо уходит вглубь Земли. Там где слой коры сдирается, там граница Мохо приближается к поверхности.

Таким образом, граница Мохо постоянно прокладывается между аморфной (текучей) и затвердевшей магмой. Этот раздел может проходить между средами разного химического состава, либо являться фазовой границей между средами одного химического состава.

Граница Мохо. Изоляция электрическая

В силу того, что зола является изолятором, то в момент движения магмы, на границе Мохо и мантии возникает поляризованная зона атомов. Разделенные электрические заряды накапливаются до критического состояния, точки электрического пробоя, (молнии). Всякий пробой (движение электрических зарядов в проводнике) порождает (индуцирует) магнитное поле вокруг проводника. Сумма магнитных полей всех единичных молний индуцирует глобальное магнитное поле Земли! .

Граница Мохо. Гидроизоляция

А был ли вулканический пар?

Еще один неразрешенный вопрос: откуда столько водяного пара выделяется из жерлов вулканов? Кто поливает на раскаленную магму и из какого водного бассейна?

Снова перейдем к логике физических рассуждений. Предположим, что вода каким-то образом попала в мантию, тогда, в силу своей легкости, она должна в виде пара подняться под кору и ждать когда откроется кран в жерле, какого либо вулкана, чтобы выстрелить под давлением в атмосферу. Собственно так и происходит. После взрыва, огромной мощности столб пепла, вулканических газов и пара, выбрасывается на несколько километров. После пепловых выбросов в некоторых вулканах происходят выбросы миллионов тонн пара. Казалось бы, вулкан, в прямом и переносном смысле, выпустил пар, но откуда его там такое количество? Кроме того, некоторые вулканы парят и между извержениями.

Наличие огромного количества пара указывает наблюдателю, что вода попадает на раскаленную магму, после того как исчезает гидроизоляционный слой Мохо. После первых выбросов пара и пепла, земная кора начинает непосредственно контактировать с магмой. Под действием высокой температуры, несмотря на высокое давление и высокое содержание минеральных солей, вода моментально превращается в пар.

Как мы знаем, вода в силу своей текучести всегда стремится в низменные места. Реки с гор и возвышенностей стекают в океаны. Вода проникает и в глубокие слои земной коры. По объему подземные воды стоят на втором месте, вслед за водами океанов и морей .

В земной коре очень много содержится воды, которая под действием гравитации через трещины и поры стремится на границу коры, к поверхности Мохо. Еще раз обратимся к материалам, посвященным Кольской сверхглубокой. Настоящим откровением было, как пишет Осадчий А., появление воды на больших глубинах. «Неожиданно, принципиально новыми оказались и данные о процессе рудообразования в глубинных слоях земной коры. Так на глубинах 9-12 км встретились высокопористые трещиноватые породы, насыщенные подземными сильно минерализованными водами» .

По сути, подземные воды свободно циркулируют на больших глубинах и, несомненно, достигают границы Мохо. Находясь под огромным давлением, вода не превращается в пар, а находится в жидком состоянии. О чем и поведала Кольская сверхглубокая скважина, на глубине 12 км температура пород составляла 2300 . Учитывая данную информацию, полученную в ходе сверхглубокого бурения, захоронение радиоактивных отходов в глубине коры следует считать весьма рискованным.

Когда слой Мохо в виде пепловых туч выбрасывается в атмосферу, вода, попадая на поверхность высокотемпературной магмы, превращается в пар. Вот поэтому, во время извержения и после него сравнительно долго вулкан парит. Чем больше выносится пепла, тем большая поверхность коры лишается слоя Мохо, тем больше пара выносится в атмосферу. Кроме этого, растворенные в воде минеральные соли сгорают, что является еще одним источником, пополняющим пепловые выбросы.

А был ли вулканический пар? Пар был и будет! Его запасы не уменьшаются, а всякий раз пополняются за счет не подземного хранилища, а наземного, иначе – мирового океана!

P.S. Недавно по многочисленным каналам СМИ прошла информация, что в недрах Земли нашли огромные запасы воды, количество которой втрое превышает объем мирового океана. К такому выводу пришли исследователи, об итогах работы которых, сообщил журнал New Scientist. По их мнению, подземная вода скрыта в горной породе рингвудит, которая залегает на глубине 700 километров в земной мантии.

Мой короткий комментарий на сенсационное открытие.

Очень похожее открытие, которое сделал Жюль Верн в своем фантастическом романе «Путешествие к центру Земли». Его герои, спустившись под Землю, обнаруживают огромное подземное море.

Все исследования мантии базируются, как известно, на проникновении в нее сейсмических волн.

На глубине 700 км, при определенных условиях, высокой температуры и огромном давлении, магматическое вещество может пропускать волны с похожими отклонениями (характеристиками), как с присутствием в испытываемой породе воды.

В условиях высокой температуры и огромного давления, молекулярная вода за столь длительное время просто продиффундировала бы на поверхность мантии.

Источники

  1. Все самое интересное и познавательное, http://ileson.ru/?p=4312
  2. Ершов Г.Д., Вулканический пепел, http: gennady-ershov.ru/zemlya/vulkanicheskij-pepel.html#comments
  3. Ершов Г.Д., Магнитное поле Земли, https://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnoe-pole-zemli.html
  4. Просто вода, Сколько воды на земле? http://www.prostovoda.net/skolko-vody-na-zemle
  5. Осадчий А., Наука – это жизнь, Кольская сверхглубокая, http://nauka.relis.ru/06/0205/06205036.htm
  6. Кольская сверхглубокая, http://superdeep.pechenga.ru/#
  7. Фомченков Т.,Российская газета, http://www.rg.ru/2014/06/14/nedri-site.html
  8. Википедия, Поверхность Мохоровичича, http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Поверхность_Мохоровичича&stable=0&redirect=no

Граница Мохоровичича или Мохо

В 1910 г. Мохоровичич отметил, что времена пробега для близких землетрясений можно объяснить, лишь допустив разрывное возрастание скорости продольных волн на некоторой глубине. Он принял, что эта граница, которой теперь присвоено его имя, находится в центральной Европе на глубине около 50 км. С тех пор границу М, или Мохо, выделили повсюду, хотя в тектонически нестабильных районах она часто неясна и четкие вступления преломленных волн от нее отсутствуют. Вещество над границей М в сейсмологии называют земной корой; ее мощность колеблется в широких пределах — от 5 км под ложем океанов до примерно 70 км под Андами.
Для объяснения скачкообразного возрастания скорости волн на границе М выдвинуто две гипотезы. Согласно первой, оно обусловлено изменением состава пород: от предположительно габбро в нижней части коры до перидотита в верхней мантии. Согласно второй гипотезе, на границе М происходит фазовый переход в породах одного и того же химического состава: либо от эклогита (внизу) к габбро (вверху), либо от перидотита (внизу) к серпентиниту (вверху). Вторая гипотеза, хотя и очень привлекательная, не согласуется ни с экспериментальными данными по изучению образцов пород в условиях высоких давлений, ни с сейсмическими данными о строении коры и верхней мантии. Правда, не исключено, что граница М под океанами обусловлена фазовым переходом второго рода. В целом по мере накопления сведений о коре и верхней мантии значение, которое придавали границе М, постепенно уменьшалось.

Основные сведения о глубине границы М и скачке скоростей волн Р(VP) на ней дает глубинное сейсмическое зондирование методом преломленных волн. Эти работы редко позволяют получить значения скоростей поперечных волн VS. Поскольку фазовые и групповые скорости поверхностных волн в принципе определяются распределением скоростей волн S по глубине, то в случае отсутствия данных по преломленным волнам для определения глубины границы М можно использовать короткопериодные волны Лява и Рэлея. Дрейк и Нейф собрали и обобщили имеющийся лгатериал по преломленным волнам (литературу по этому вопросу см. в работах Мак Коннелла и др. ). Их выводы о региональных изменениях VР в коре и верхней мантии в целом согласуются с менее обширными данными по поверхностным волнам (см. статью Брюна. стр. 186). Под докембрийскими щитами, мало поднятыми над уровнем моря, и океаническими впадинами, расположенными далеко от тектонически активных хребтов, значения VР колеблются от 6,5 до 7,2 км/с в нижней части коры, возрастая до 7,8—8,5 км с в верхней мантии. Граница, у которой возрастает скорость, находится на глубине от 30 до 60 км под щитами и от 5 до 8 км под ложем океана. Модель распределения скоростей VS, согласованная с данными наблюдений поверхностных волн в этих районах, указывает на значения 3,7—3,8 км/с над границей М и 4,8 км с под нею. Оценки глубины этой границы находятся в пределах значений, получаемых по данным преломленных волн.

Океанические впадины и щиты представляют собой самые стабильные районы Земли. Для менее стабильных районов, таких, как окраины материков и альпийские орогенические пояса, видимо, характерен большой разброс скоростей и в коре и в верхней мантии. За границу коры при этом принимают кровлю слоя с VP=7,8 км/с. Хотя она обычно хорошо выражена, иногда на ней встречаются значения скорости между 7,2 и 7,8 км/с, что делает интерпретацию неопределенной. Соответствующая такой интерпретации мощность коры колеблется от 15 км под окраинами материков до по крайней мере 60 км под высокими горными хребтами. Модель для поперечных волн также указывает на наличие промежуточной (между мантийной и коровой) скорости 4,0 км/с для стабильных районов.
В очень нестабильных и тектонически активных областях, таких, как срединноокеанические хребты и Провинция бассейнов и хребтов в США, часто трудно выделить вступления преломленных волн; они могут соответствовать слою со скоростью 7,7 км/с и ниже . В модели распределения скоростей VS, построенной по наблюдениям поверхностных волн в таких районах, не отмечается повышения скорости между корой и слоем пониженных скоростей в верхней мантии. Вероятно, этот интервал глубин относится к породам верхней мантии, а не коры, хотя скорости волн там и малы. При такой интерпретации мощность коры под материками и океанами в тектонически активных областях меньше, чем в более стабильных. Таким образом, сравнительно большая высота Провинции бассейнов и хребтов и срединно-океанических хребтов изостатически скомпенсирована не за счет большей мощности коры, а за счет меньшей плотности верхней мантии. Рельеф границы М часто определяли по данным об ускорении силы тяжести . При интерпретации исходили из предпосылки, что изменения поля силы тяжести связаны с изменением плотности при переходе через границу М. Полученный разрез можно было уточнять, опираясь на сейсмические данные о скоростях волн, однако исходным при этом было допущение о постоянной плотности верхней мантии. Как теперь установлено, это допущение несостоятельно, хотя все еще считается, что изменения плотности в верхней мантии имеют региональный, а не локальный характер. Таким образом, гравитационные измерения можно использовать при интерполяции данных глубинного сейсмического зондирования лишь в том случае, если эти данные не относятся к разным регионам.
Региональные изменения мощности коры могут быть связаны с полем напряжений. Под Провинцией бассейнов и хребтов граница М находится на меньшей глубине, чем в более стабильных областях материка, расположенных восточнее . Аналогичное соотношение справедливо и для срединиоокеанических хребтов и соседних океанических впадин . В обоих случаях тектонически активные области, вероятно, подвергаются растяжению, поскольку там обычны сбросы. И наоборот, под областями, которые, по-видимому, испытывают сжатие, мощность коры больше обычной. На материках это явление хорошо изучено и описано как «корни» малой плотности под складчатыми горами. Детальное глубинное зондирование преломленными волнами показало , что кора утолщается и в районах островных дуг — под самими островами. Над глубоководными желобами, примыкающими к островным дугам, отмечаются отрицательные гравитационные аномалии, не связанные, однако, с изменением мощности коры.

В областях с низкими значениями скорости волн в верхней мантии часто наблюдаются большие значения теплового потока. Эта связь надежно установлена для срединиоокеанических хребтов, а последние измерения теплового потока Провинции бассейнов и хребтов указывают на значение около 2 мккал (с·см2), что значительно выше средней величины для всей Земли. Уменьшению скорости сейсмических волн в верхней мантии, по-видимому, соответствует и их большее затухание. Анализ высокочастотных поверхностных волн, проведенный Саттоном в США, показал, что коэффициент удельного затухания Q, который составляет в восточных штатах не менее 600, снижается в Провинции бассейнов и хребтов до 250. Хотя это различие может быть обусловлено рассеянием из-за неоднородности коры, его можно объяснить и региональными изменениями Q в верхней мантии.
Вопрос о резкости перехода от коры к верхней мантии слабо освещен, несмотря на его значение для понимания природы границы М. Спектральный анализ вступлений преломленных волн наводит на мысль, что мощность переходного слоя в стабильных районах не превышает 0,5 км . В пользу малой мощности свидетельствует и существование отраженпых вступлений от границы М под материками и океанами . В тектонически активных областях этот переход, вероятно, выражен менее резко.
Простое и привлекательное объяснение природы границы М связано с представлением о ней, как о границе перехода вещества в другое фазовое состояние с излил гением плотности при сохранении химического состава (библиографию ранних работ по этому вопросу см. в работе Булларда и Григгса ). Вначале выдвигалась идея о переходе габбро (вверху) в эклогит (внизу). Считая, что на границе М фазы находятся в равновесии, легко представить механизм региональных поднятий при возрастании температурного градиента. Так как фазовый переход эклогита в габбро является эндотермическим, то граница М будет при этом мигрировать вниз, и процесс изостатической компенсации утолщенной коры должен вызвать поднятие даже без переноса легких пород в горизонтальном направлении. К сожалению, сейсмические данные и лабораторные испытания пород базальтового состава при высоких давлениях показали, что фазовый переход типа габбро — эклогит не позволяет объяснить резкость границы и региональные изменения мощности коры. Эти данные, однако, не опровергают гипотезы Хесса , согласно которой на границе М под океанами серпентиниты переходят в перидотиты мантии.
Буллард и Григгс выдвинули два довода против возможности фазового перехода на границе М. Во-первых, они основывались на том факте, что в океанах и на материках величина теплового потока примерно одинакова. Поскольку выделение тепла, связанное с радиоактивным распадом, в породах континентальной коры существенно выше, чем в океанической коре, температурный градиент под материками должен быть меньше, чем под океанами. Если граница М соответствует фазовому переходу от габбро к эклогиту, то при увеличении температурного градиента ее глубина должна возрастать, и поэтому под океанами она должна находиться глубже. Любая попытка обойти возникающее при этом затруднение, сохраняя допущение об однотипном переходе на границе М и под океанами и под материками, заставляет нас признать, что в океанах кору слагает более плотная фаза. Но такое строение было бы неустойчивым с гравитационной точки зрения, и оно не согласуется с сейсмическими данными о скоростях волн. Упомянутую трудность можно преодолеть, только допустив, что нижняя часть коры с прилегающей к ней частью мантии имеет разный состав под материками и океанами.

Другой довод Булларда и Григгса носит более общий характер и связан с законом фазовых переходов. Нам неизвестен точный состав мантии, но все породы, которые упоминались в связи с этим, состоят не менее чем из двух минералов. Согласно закону фазовых переходов, фазы таких твердых тел изменяются в пределах зоны, соответствующей определенному диапазону температур. Хотя толщина границы М точно не установлена, имеющиеся сейсмические данные нельзя объяснить исходя из предположения о существовании переходной зоны между корой и мантией.
Второй довод недавно получил серьезное экспериментальное подтверждение. Рингвуду и Грину удалось получить эклогит из базальтов разного состава при высоких давлениях и температурах. При 1100° С фазовый переход осуществлялся при давлениях от 3 до 12 кбар, что соответствует расположению границы Мохо в диапазоне глубин 10—40 км. Данные о температуре и давлении фазового перехода позволяют считать, что эклогит может быть стабильным во всей континентальной коре. Следовательно, базальты и габбро коры должны находиться в состоянии метастабильного равновесия. Грин и Рингвуд пришли к выводу, что ни под материками, ни под океанами граница М не может быть связана с фазовым переходом габбро — эклогит. Они полагают, что граница М разделяет породы базальтового состава (вверху) и перидотиты (внизу).
Хесс обошел возражения Булларда и Григгса относительно фазового перехода у границы М, допустив, что нижняя часть океанической коры состоит из серпентинита, т. е. фазы, образующейся при гидратации перидотита. На уровне границы М в океанах эти две ф>азы могут находиться в состоянии равновесия при условии, что температурный градиент будет втрое выше, чем для океана в среднем. Это условие может быть выполнено в центральной зоне срединноокеанических хребтов, и Хесс предположил, что именно здесь образуется вся океаническая кора (не считая осадочных отложений). Сюда поступают все новые и новые порции океанической коры и верхней мантии, по мере того как уже сформировавшиеся участки ложа океана отодвигаются от гребня срединного хребта, сохраняя в застывшем виде границу между корой и мантией, которая была равновесной в момент ее образования. В отличие от фазового перехода габбро — эклогит в реакции гидратации оливина участвует один минерал, и поэтому в данном случае граница фазового перехода будет резкой. Так как обе фазы находятся в равновесии только вдоль срединноокеанических хребтов, мощность океанической коры не отражает различий температурного градиента в других частях океана. Гипотеза Хесса подкрепляется тем, что под срединноокеаническими хребтами, по-видимому, отсутствует нижняя часть океанической коры , но диапазон наблюдаемых скоростей волн у подошвы коры больше, чем этого следовало бы ожидать при серпентинитовом составе коры (фиг. 1). Таким образом, гипотеза Хесса не может быть отброшена, хотя она применима лишь для океанов и в отличие от гипотезы фазового перехода габбро — эклогит не указывает на возможный механизм региональных поднятий. Фактически повсюду, кроме мест, где она возникает и где она разрушается, океаническая кора Хесса ведет себя как порода, состав которой отличается от состава верхней мантии.
Граница Мохо — важнейшая сейсмическая граница в коре и верхней мантии. Однако с точки зрения тектоники и гравитационного поля она уже не имеет решающего значения, поскольку установлены изменения плотности в верхней мантии, и они изостатически скомпенсированы. Поэтому нижняя граница жесткого верхнего слоя Земли, или литосферы, должна находиться в верхней мантии, а не у границы М. В настоящее время считают, что изменения механических свойств среды приурочены к кровле слоя пониженных скоростей [6, 1|. Такие изменения, вероятно, происходят постепенно, и уже по одному этому не могут быть отнесены к границе М. Распространяя аналогичный механизм на область океанического ложа, мы должны принять, что верхняя мантия вплоть до глубины около 50 км при расползании ложа океана от срединных хребтов перемещается вместе с корой. Эти доводы, а также экспериментальные данные, опровергающие гипотезу фазового перехода габбро — эклогит у границы М, уменьшают ее значение для тектоники. Тем не менее фазовые переходы, происходящие в пределах верхней мантии, а не у границы Мохо, вполне могут обеспечить механизм региональных поднятий. Если связанные с фазовым переходом изменения плотности будут происходить выше уровня изостатической компенсации, то они должны вызвать поднятия па поверхности Земли. Перидотиты могут испытывать разнообразные фазовые переходы, однако в областях с большими значениями теплового потока поднятия могут быть обусловлены только эндотермическими процессами, ведущими к уменьшению плотности. Такие фазовые переходы могли бы объяснить и региональные изменения скоростей продольных и поперечных волн под границей М, и толщину слоя пониженных скоростей.
Вероятно, основной вывод, который позволяют сделать последние сейсмические исследования, заключается в том, что граница М представляет собой лишь одну из нескольких сейсмических границ в коре и верхней мантии. Вполне возможно, что какая-то другая нерезкая граница в тектоническом отношении важнее, чем граница Мохо.
Источник: «Земная кора и верхняя мантия», П. Харт, 1972

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *