Мохоровичич: сейсмическая неоднородность

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