Знания о внутреннем строении Земли получены преимущественно косвенными методами. Поскольку самая глубокая скважина в мире (Кольская сверхглубокая) достигает лишь 12 262 метров — что составляет менее 0,2% расстояния до центра планеты — ученые полагаются на физику, химию и астрономию. 1. Сейсмическое зондирование Это основной источник информации. При землетрясениях или мощных взрывах сквозь толщу планеты проходят сейсмические волны двух основных типов:
- P-волны (первичные): Продольные волны, которые проходят сквозь твердые и жидкие среды.
- S-волны (вторичные): Поперечные волны, которые не проходят сквозь жидкости.
В 1906 году Ричард Олдхэм заметил, что S-волны не проходят через центр Земли. Это доказало, что внешнее ядро планеты является жидким. Анализируя скорость прохождения волн и их преломление (рефракцию) на границах слоев, ученые составили «томографию» планеты, выделив кору, мантию и ядро. 2. Гравиметрия и средняя плотность Масса Земли известна благодаря закону всемирного тяготения Ньютона. Зная объем планеты, ученые вычислили её среднюю плотность — около 5,5 г/см³. Однако плотность горных пород на поверхности составляет всего 2,7–3,0 г/см³. Это математическое несоответствие доказывает, что внутри Земли должны находиться гораздо более тяжелые и плотные вещества (металлы), чтобы сбалансировать средний показатель. 3. Магнитное поле Земля обладает мощным магнитным полем. Для его генерации внутри планеты должен находиться огромный объем электропроводящего вещества, находящегося в движении. Это подтверждает наличие вращающегося жидкого металлического ядра (эффект геодинамо), состоящего преимущественно из железа и никеля. 4. Изучение метеоритов Солнечная система формировалась из единого газопылевого облака. Метеориты считаются «строительным мусором», оставшимся после этого процесса.
- Каменные метеориты по составу схожи с земной мантией.
- Железные метеориты (сплав железа и никеля) считаются аналогами ядер планет, которые разрушились в прошлом.
Сравнивая химический состав метеоритов с составом земной коры, ученые понимают, каких элементов «не хватает» на поверхности и где они могут быть сосредоточены.
5. Лабораторные эксперименты и моделирование Ученые используют алмазные наковальни, чтобы воссоздать экстремальное давление, существующее в центре Земли (миллионы атмосфер). В этих условиях обычные минералы меняют свою структуру. Например, так было предсказано существование перовскита — минерала, который составляет большую часть нижней мантии, хотя на поверхности он встречается крайне редко. Что я могу сделать дальше: если вам интересно, я могу подробно разобрать химический состав каждого слоя — от литосферы до внутреннего ядра — или объяснить, почему ядро Земли остается горячим спустя миллиарды лет.
Форма ответа
Ответы и вопросы пользователей