состав и строение мантии земли

COMPOSITION AND STRUCTURE OF THE EARTH’S MANTLE СОСТАВ И СТРОЕНИЕ МАНТИИ ЗЕМЛИ D. Yu. PUSHCHAROVSKY, Yu. M. PUSHCHAROVSKY Ñ. û. èìôÄêéÇëäàâ, û. å. èìôÄêéÇëäàâ © èÛ˘‡Ó‚ÒÍËÈ Ñ.û., èÛ˘‡Ó‚ÒÍËÈ û.å., 1998 The concepts of mantle structure and composition is reviewed. The new mantle model based on the most recent seismotomographic data and on the phase transition studies of mantle minerals is reported. Several concentric layers can be revealed in the mantle, since the previous model divides its subdivision only as upper and lower layers. ê‡ÒÒχÚË‚‡˛ÚÒfl ÒÚÓÂÌËÂ Ë ÒÓÒÚ‡‚ χÌÚËË áÂÏÎË. ç‡ ÓÒÌÓ‚‡ÌËË ‡Ì‡ÎËÁ‡ ÒÂÈÒÏÓÚÓÏÓ„‡Ù˘ÂÒÍËı ͇Ú, ‡ Ú‡ÍÊ ‰‡ÌÌ˚ı Ó ‚¢ÂÒÚ‚ÂÌÌÓÏ ÒÓÒÚ‡‚ χÌÚËfl ‰ÂÎËÚÒfl ̇ ÌÂÒÍÓθÍÓ ÍÓ̈ÂÌÚ˘ÂÒÍËı Ó·ÓÎÓ˜ÂÍ ‚ÏÂÒÚÓ Ú‡‰ËˆËÓÌÌÓ ‚˚‰ÂÎflÂÏ˚ı ‰‚Ûı: ‚ÂıÌÂÈ Ë ÌËÊÌÂÈ. åÓÒÍÓ‚ÒÍËÈ „ÓÒÛ‰‡ÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÛÌË‚ÂÒËÚÂÚ ËÏ. å.Ç. ãÓÏÓÌÓÒÓ‚‡ ÇÇÖÑÖçàÖ Состав и строение глубинных оболочек Земли в последние десятилетия продолжают оставаться одной из наиболее интригующих проблем современной геологии. Число прямых данных о веществе глубинных зон весьма ограниченно. В этом плане особое место занимает минеральный агрегат из кимберлитовой трубки Лесото (Южная Африка), который рассматривается как представитель мантийных пород, залегающих на глубине ∼ 250 км. Керн, поднятый из самой глубокой в мире скважины, пробуренной на Кольском полуострове и достигшей отметки 12 262 м, существенно расширил научные представления о глубинных горизонтах земной коры – тонкой приповерхностной пленке земного шара. Вместе с тем новейшие данные геофизики и экспериментов, связанных с исследованием структурных превращений минералов, уже сейчас позволяют смоделировать многие особенности строения, состава и процессов, происходящих в глубинах Земли, знание которых способствует решению таких ключевых проблем современного естествознания, как формирование и эволюция планеты, динамика земной коры и мантии, источники минеральных ресурсов, оценка риска захоронения опасных отходов на больших глубинах, энергетические ресурсы Земли и др. ëÖâëåàóÖëäÄü åéÑÖãú ëíêéÖçàü áÖåãà Широко известная модель внутреннего строения Земли (деление ее на ядро, мантию и земную кору) разработана сейсмологами Г. Джеффрисом и Б. Гутенбергом еще в первой половине XX века. Решающим фактором при этом оказалось обнаружение резкого снижения скорости прохождения сейсмических волн внутри земного шара на глубине 2900 км при радиусе планеты 6371 км. Скорость прохождения продольных сейсмических волн непосредственно над указанным рубежом равна 13,6 км/с, а под ним – 8,1 км/с. Это и есть граница мантии и ядра. Соответственно радиус ядра составляет 3471 км. Верхней границей мантии служит сейсмический раздел Мохоровичича (Мохо, М), выделенный югославским сейсмологом А. Мохоровичичем (1857– 1936) еще в 1909 году. Он отделяет земную кору от мантии. На этом рубеже скорости продольных èìôÄêéÇëäàâ Ñ.û., èìôÄêéÇëäàâ û.å. ëéëíÄÇ åÄçíàà áÖåãà 111 волн, прошедших через земную кору, скачкообразно увеличиваются с 6,7–7,6 до 7,9–8,2 км/с, однако происходит это на разных глубинных уровнях. Под континентами глубина раздела М (то есть подошвы земной коры) составляет первые десятки километров, причем под некоторыми горными сооружениями (Памир, Анды) может достигать 60 км, тогда как под океанскими впадинами, включая и толщу воды, глубина равна лишь 10–12 км. Вообще же земная кора в этой схеме вырисовывается как тонкая скорлупа, в то время как мантия распространяется в глубину на 45% земного радиуса. Но в середине XX века в науку вошли представления о более дробном глубинном строе