Оценка вязкости астеносферы, мантии и ядра - Движение вещества Земли
Характер тектонических процессов, протекающих на разных уровнях в твердой Земле, в значительной степени зависит от физических свойств отдельных ее оболочек. Важнейшим показателем этих свойств является вязкость. Вязкость горных пород зависит от содержания воды, их температуры и давления. Температура и давление, закономерно возрастая с глубиной, дают возможность рассчитать изменение вязкости в этом направлении. При этом температурные условия зависят от величины теплового потока, который в свою очередь зависит от возраста коры, особенно океанской. Косвенными показателями вязкости являются скорости распространения сейсмических волн и сейсмическая активность: чем последняя выше, тем с более вязкими, более хрупкими породами мы имеем дело, а отсутствие сейсмичности указывает на переход от хрупкого к пластичному состоянию.
Различия в вязкости сказываются уже при деформации верхнего - осадочного слоя земной коры. В его составе принято выделять по деформационным свойствам два типа пород - Компетентные и Некомпетентные. Первые достаточно упруги, способны передавать напряжения на значительные расстояния, сохраняют свою мощность и в основном определяют форму образующихся складок, их основной каркас. К компетентным породам относятся известняки, доломиты, массивные песчаники, вулканические лавы, образующие достаточно мощные слои. Некомпетентные породы обладают повышенной пластичностью, изменяют свою мощность при складкообразовании, ведут себя пассивно и приспосабливаются к форме складок, образуемых компетентными породами. К некомпетентным породам принадлежат глины, соли, гипсы, отчасти мергели и толщи тонкого переслаивания. При чередовании в разрезе компетентных и некомпетентных пород нередко наблюдается Дисгармоничная Складчатость, в которой компетентные породы образуют крупные складки, а некомпетентные обнаруживают более мелкую и сложную складчатость.
В континентальной коре высокой вязкостью и хрупкостью обладает ее верхняя часть до глубины 10-15 км; в ее пределах и сосредоточена основная сейсмическая активность. Нижняя кора начиная с глубины 15-20 км оказывается существенно пластичной. В некоторых случаях, а именно при более высоком тепловом потоке в верхах нижней коры, на уровне границы Конрада наблюдается новое повышение вязкости и тогда вырисовывается два минимума вязкости - один в низах верхней коры, другой в нижней коре. На уровне границы Мохо вязкость снова возрастает, затем постепенно снижаясь в литосферной мантии, вплоть до границы астеносферы. Таким образом, в континентальной литосфере выделяются один или два уровня пониженной вязкости - в нижней и средней коре, что и обусловливает ее тектоническую расслоенность и различное поведение коры и литосферной мантии в процессе перемещения и деформаций литосферных плит с континентальной корой.
Иные соотношения наблюдаются в океанической литосфере. Общей тенденцией является сначала, до глубины порядка 5 км, резкое возрастание вязкости, затем ее постепенный рост с дальнейшим увеличением глубины, сменяющийся значительно более быстрым падением к границе астеносферы. При этом наблюдается сильная зависимость от возраста литосферы, определяющего степень ее разогрева. Чем моложе океанская литосфера, тем на меньшей глубине начинается падение вязкости. В литосфере с возрастом 30 млн лет и менее на границе Мохо отмечается понижение вязкости.
Переход от литосферы к астеносфере знаменуется более или менее резким, в зависимости от величины теплового потока, понижением вязкости. Вязкость астеносферы под континентами составляет 1021-1022 П (пуаз), под океанами - 1019-1020 П по сравнению с 1022-1026 и 1022-1025 П для литосферы. В отличие от литосферы астеносфера не обладает пределом прочности и ее вещество способно к деформации (течению) даже под действием очень малых избыточных давлений. Именно этим в конечном счете обеспечивается изостатическое равновесие литосферы - при возрастании на нее нагрузок и погружении происходит отток астеносферы на глубине и ее нагнетание в область утонения литосферы вследствие денудации или других причин. В подастеносферной мантии вязкость должна быть выше, чем в астеносфере, но ее определение затрудняется отсутствием достоверных сведений о температуре на соответствующей глубине. Исходя из того, что вязкость здесь не должна препятствовать конвекции, вязкость средней мантии до глубины 670 км принимается 1022- 1023 П, а нижней мантии - 1023-1024 П.
Оценки вязкости внешнего жидкого ядра Земли весьма неоднозначны. Новые исследования показывают, что при большом давлении вязкость жидкого ядра на поверхности составляет 10 ,а на его нижней границе 1011.
Похожие статьи
-
Состав мантии ниже границы 670 км - Планета Земля
Проведенные в последние два-три десятилетия исследования структурных переходов минералов с использованием рентгеновских камер высокого давления позволили...
-
Новая модель строения мантии - Планета Земля
К 80-м годам XX века сейсмологические исследования методами продольных и поперечных сейсмических волн, способных проникать через весь объем Земли, а...
-
Круговорот вещества Земли - Движение вещества Земли
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ на Земле - повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее циклический характер. Общий...
-
Контракция и тектогенез перисферы - Движение вещества Земли
В основе механизма формирования оболочек Земли лежат, как было показано, процессы физико-химических реакций и последующая термогравитационная...
-
Введение - Движение вещества Земли
Земля состоит из оболочек, для каждой из которых характерны свои формы движения вещества, своя скорость вращения. Вещество жидкого ядра Земли вращается...
-
Состав верхней мантии - Планета Земля
Проблема состава, структуры и минеральных ассоциаций глубинных земных оболочек или геосфер, конечно, еще далека от окончательного решения, однако новые...
-
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В МАНТИИ - Электропроводность Земли
На Балтийском щите помимо проводящего корового слоя выделяются еще два интервала глубин, где сопротивление уменьшается в 10 раз и более. Второе понижение...
-
Модель строения Земли - Планета Земля
Широко известная модель внутреннего строения Земли (деление ее на ядро, мантию и земную кору) разработана сейсмологами Г. Джеффрисом и Б. Гутенбергом еще...
-
Общие положения о работе и балансе энергии при взрыве Действие взрыва на массив пород проявляется в полезных формах, для которых выполняется взрыв, и...
-
Рис. 6 Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины...
-
Особенности фильтрации жидкостей в трещиноватых и трещиновато-пористых средах Движение жидкости или газа в трещине можно представить себе как движение в...
-
Оценка параметров пород измерениями в процессе бурения - Измерения в процессе бурения
Гамма излучение. Датчик гамма-излучения измеряет количество естественного гамма-излучения пород. Он используется для установления литологии, для...
-
Внутреннее строение Земли - Развитие представлений о внутреннем строении земли и методы ее изучения
Рисунок 1. Разрез Земли Толщина Земной коры (внешней оболочки) изменяется от нескольких километров (в океанических областях) до нескольких десятков...
-
Современные данные о сейсмических границах - Планета Земля
Тем больше проводится сейсмологических исследований, тем больше появляется сейсмических границ. Глобальными принято считать границы 410, 520, 670, 2900...
-
Каждый отдельный компонент имеет определенную критическую температуру, выше которой гидраты данного компонента не образуются. Такая температура...
-
Выполним интегрирование уравнений (27.20), (27.20а), (27.20б). Введем относительную глубину или. При этом очевидно, что. Для ; Для ; Для . После...
-
При исследовании внутреннего строения нашей планеты чаще всего проводят визуальные наблюдения естественных и искусственных обнажений горных пород,...
-
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ КОРЫ ПО ДАННЫМ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ - Электропроводность Земли
При постановке первых зондирований мы исходили из представления, распространенного в геофизике в 50-е годы. Земная кора древних платформ должна иметь...
-
Карта фактического материала Масштаб 1:1000 Скважины 15-16-17-18. Условные обозначения: изогипса с абсолютной отметкой Номер буровой скважины Абсолютная...
-
ЛИТЕРАТУРА - Электропроводность Земли
1. Пархоменко Э. И., Бондаренко А. Т. Электропроводность горных пород при высоких давлениях и температуре. М., 1979. 272 с. 2. Краев А. П., Зацепин В....
-
Характеристика геологического строения Стратиграфия. Во вскрытом геологическом разрезе структуры Сазанкурак принимают участие отложения от нижнепермских...
-
Сочетание компетентного и пластичного слоев - Складчатые структуры месторождений
В системе, где участвуют компетентный и пластичный пласты, особенно благоприятен случай, когда последний располагается ниже по разрезу. При этом под...
-
Легкая промышленность - Сравнительная экономико
В Северо-Западном федеральном округе легкая промышленность представлена в основном текстильной, кожевенно-обувной, фарфорово-фаянсовой отраслями....
-
Откачки воды со значительными понижениями могут вызвать оседание поверхности вокруг котлованов за счет изменения веса грунта в осушенной зоне! Понижение...
-
ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ЗЕМЛИ - Электропроводность Земли
Электропроводность горной породы (или обратная ей величина - удельное сопротивление) является важной характеристикой свойств вещества, находящегося в...
-
1. Дно траншей/котлована доходит до водоупора - тип выемки совершенный 2. У котлована l = 20м, b = 20м, h = 4м (см. п.7 Геологических условий п.2.)...
-
НАЛИЧИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ - Архипелаг Новая Земля
В эпоху четвертичного оледенения весь архипелаг, а в настоящее время около 25% всей площади Новой Земли покрыто материковым льдом. Оледенение Новой Земли...
-
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ - Архипелаг Новая Земля
В геолого-структурном отношении острова Новая Земля входят в состав Пайхойско-Новоземельской складчатой системы, являющейся продолжением Урало-Пайхойской...
-
Гидрогеологические условия - Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства
Анализ колонок буровых скважин, геолого-литологического разреза и карты гидроизогипс. 1. Устанавливаем для разреза в целом: - Количество водоносных...
-
Для сгущения государственной геодезической сети необходимо запроектировать плановую геодезическую сеть сгущения в виде двух отдельных полигонометрических...
-
Технико-экономический анализ вариантов разработки, обоснование выбора рекомендуемого к утверждению варианта Оценка экономической эффективности проекта...
-
Фильтрационные свойства грунтов - Основы движения грунтовых вод
Под пористыми материалами понимают твердые тела, содержащие в достаточно большом количестве пустоты, характерный размер которых мал по сравнению с...
-
ОПИСАНИЕ ВЗРЫВА И ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ - Общие вопросы организации ведения взрывных работ
Классификация взрывов По своей природе взрывы делятся на физические, химические и ядерные. Физические, при которых происходят только физические...
-
Оценка коэффициентов нефтенасыщения коллектаров - Геологическое строение месторождения
Одним из основных параметров нефтенасыщенной породы является коэффициент насыщения. Коэффициент нефтенасыщения определяет содержание нефти и газа в...
-
Оценка пористости коллекторов - Геологическое строение месторождения
Различают способы определения kП, основанные на использовании электрического удельного сопротивления: 1) рЕП неизмененной части водоносного коллектора в...
-
Сравнение показателей экономической эффективности проекта в условиях налоговой системы России и Норвегии представлено в табл. 1. Таблица 1. Сравнение...
-
№ Пл НК, м НП, м H, м Dc, мм Dn, мм ГК, мк Р/ч ГГКп, г/см^3 ННКт, ус. ед. БК, Ом*м МБК, Ом*м ПС, мВ ИК, Ом*м АК, Ом*м 1. 1739 1762 23 213 215,9 9 2,2 4...
-
Смертность населения - Изучение демографического движения населения Смоленской области
Одной из острейших социально-демографических проблем периода является младенческая смертность. В 1970 году в области умерло 259 детей в возрасте до 1...
-
Геологическая среда В региональном тектоническом плане структура Сазанкурак приурочена к одноименному соляному куполу, который расположен в пределах...
-
Месторождение Сазанкурак находится в пределах западной части Прикаспийской системы артезианских бассейнов. В разрезе месторождения в различной степени...
Оценка вязкости астеносферы, мантии и ядра - Движение вещества Земли