Language
Country/Area
No result found
Тайна скорости сейсмических волн: раскрытие скрытой структуры недр Земли!
Структура скорости сейсмических волн отражает внутренние свойства Земли и других планет, включая материальный состав, плотность, пористость и температуру. Геофизики используют анализ и интерпретацию скоростной структуры при разведке ресурсов, сейсмологии, а также для более глубокого понимания геологического развития Земли.
«Зрелые сейсмологические теории и новые данные дали нам более полное понимание структуры недр Земли».
История
С появлением современной сейсмологии был достигнут значительный прогресс в нашем понимании структуры скоростей сейсмических волн. Изобретение сейсмометра в XIX веке послужило толчком к систематическим исследованиям и сделало возможным регистрацию и анализ сейсмических волн.
Прорывы 20 века
В 20 веке в сейсмологии были достигнуты важные успехи. Например, в 1909 году Андреа Мохорович определил важную границу внутри Земли, называемую границей Мохоровича, которая представляет собой разделение между корой и мантией и сопровождается значительным увеличением скорости сейсмических волн. В последующие десятилетия сбор и понимание данных о землетрясениях значительно продвинулись вперед благодаря созданию глобальной сети стандартизированных сейсмографов.
Прогресс в 21 веке
Исследования в XXI веке были сосредоточены на более точном моделировании внутренней скоростной структуры Земли, особенно свойств внутреннего ядра, и на разработке таких технологий, как акустическая визуализация, которые делают возможным создание подробных моделей внутренней структуры Земли.
Принципы построения скорости
Изучение структуры скорости сейсмических волн систематически раскрывает вещественный состав и физическое состояние недр Земли. Изменения скорости волн зависят от плотности и состояния материала, что говорит нам о том, как работает глубинная структура Земли.
«P-волны проходят через всю материю, в то время как S-волны проходят только через твердую материю, что дает им различные роли в помощи нам в понимании структуры Земли».
Структура скоростей Земли
Сейсмические волны распространяются с разной скоростью в разных слоях Земли, и эти изменения тесно связаны с соответствующей температурой, составом и давлением. Структурные особенности Земли включают в себя отчетливые сейсмические разрывы, которые отражают изменения в минеральном составе или физическом состоянии.
Земная кора
Скорости продольных и поперечных волн земной коры колеблются в пределах 6,0–7,0 км/с и 3,5–4,0 км/с соответственно. Скорости сейсмических волн в земной коре имеют тенденцию увеличиваться с глубиной, в первую очередь из-за увеличения давления, что делает материал более плотным.
Верхняя мантия
Средняя скорость P-волн в верхней мантии составляет 7,5-8,5 км/с, а скорость S-волн — 4,5-5,0 км/с. Увеличение сейсмической скорости в основном объясняется увеличением давления.
Нижняя мантия
Средняя скорость продольной волны в нижней мантии колеблется от 10 до 13 км/с, а скорость поперечной волны — от 5,5 до 7,0 км/с. Увеличение скорости в этом слое обусловлено в первую очередь более сильным давлением.
Внешнее ядро и внутреннее ядро
Средняя скорость P-волн внешнего ядра составляет 8,0-10 км/с, тогда как S-волна не может распространяться, что указывает на его жидкое состояние; тогда как средняя скорость P-волн внутреннего ядра составляет около 11 км/с. с, а S-волна составляет 3,5 км/с. /с, что показывает, что внутренняя часть состоит из твердого вещества высокой плотности.
«Анизотропия внутреннего ядра приводит к тому, что скорость сейсмических волн меняется в зависимости от направления их распространения, что позволяет предположить, что вращение Земли также влияет на выравнивание кристаллов ядра».
Структуры скоростей других планет
Помимо Земли, также подробно изучались скоростные структуры Луны и Марса. Данные о скорости сейсмических волн на Луне в основном получены из данных миссии Apollo, тогда как данные о сейсмической активности на Марсе в основном получены из данных миссии InSight.
Структура скорости Луны
Толщина лунной коры составляет около 60 км, скорость продольных волн составляет от 5,1 до 6,8 км/с, а скорость поперечных волн — от 2,96 до 3,9 км/с. Различия во внутренних слоях приводят к тому, что скорость существенно различается на разных глубинах.
Структура скорости Марса
Толщина коры Марса составляет 10–50 км, а скорости продольных и поперечных волн составляют 3,5–5 км/с и 2–3 км/с соответственно. С увеличением глубины рост давления также приводит к увеличению скорости.
Планы на будущее
В настоящее время сейсмические исследования других тел в космосе относительно ограничены. Однако ожидается, что будущие космические миссии расширят диапазон этих исследований, предоставив информацию о других типах планет в нашей Солнечной системе и их внутренних структурах.
После понимания различных сложностей структуры скорости сейсмических волн, насколько много нового мы сможем узнать об этих скрытых подземных мирах?
