Вопрос №19. Плотность и давление внутри Земли.

Скоростной разрез Земли - график зависимости скорости прохождения сейсмических волн от глубины, является объективной информацией, получаемой в результате сейсмологических исследований. Плотностной же разрез - это интерпретация скоростного разреза, проведенная с учетом наших представлений о валовом химическом составе Земли и поведении силикатного и металлического материала при высоких давлениях и температурах. В силу того, что все факторы, влияющие на скорость прохождения сейсмических волн на очень больших глубинах, пока учесть невозможно, то на основании одного объективно устанавливаемого скоростного разреза могут быть построены несколько интерпретационных плотностных разрезов, правда, все они довольно близки друг к другу.

 

Скоростной разрез Земли

Плотностной разрез Земли

 

В принципе, плотностной разрез как бы повторяет скоростной, но одно отличие резко бросается в глаза: при переходе от мантии к ядру плотность резко возрастает (с 5,5 до 9,9 г/см3), тогда как скорость продольных волн резко падает (с 13,6 до 8,1 км/с). Это связано с резкой сменой состава среды: силикатная мантия сложена сравнительно легкими элементами (преимущественно, кислородом, кремнием и магнием), тогда как металлическое ядро представлено, в основном, значительно более тяжелым железом. Скорость прохождения сейсмических волн, тем больше, чем плотнее упаковка атомов, но тем меньше, чем выше средний атомный вес среды.

 

Зная плотностной разрез земного шара, можно рассчитать, как с глубиной меняется давление. На земной поверхности давление почти нулевое (точнее, оно составляет 1 атм), но по мере увеличения глубины давление быстро растет. В центре земного шара давление составляет около 3,6 млн. атм.