stringtranslate.com

разрыв Мохоровичича

Земная кора и мантия, граница Мохоровичича между нижней частью коры и твердой верхней частью мантии

Раздел Мохоровичича ( / ˌ m oʊ h ə ˈ r oʊ v ɪ tʃ ɪ tʃ / MOH -hə- ROH -vih -chitch ; хорватский: [moxorôʋiːtʃitɕ] ) [1]  — обычно называемый разделом Мохоровичича , границей Мохоровичича или просто Мохоровичича  — это граница между корой и мантией Земли . Она определяется отчетливым изменением скорости сейсмических волн при прохождении через изменяющиеся плотности горных пород. [ 2]

Мохоровичича почти полностью лежит в литосфере (твердом внешнем слое Земли, включая кору). [3] Только под срединно-океаническими хребтами он определяет границу литосферы и астеносферы (глубину, на которой мантия становится значительно пластичной). Раздел Мохоровичича находится на глубине от 5 до 10 километров (3–6 миль) под дном океана и на глубине от 20 до 90 километров (10–60 миль) под типичными континентальными корами, в среднем на глубине 35 километров (22 мили).

Названный в честь хорватского сейсмолога- пионера Андрии Мохоровичича , раздел Мохоровичича разделяет как океаническую , так и континентальную кору от подстилающей мантии. Разрыв Мохоровичича был впервые обнаружен в 1909 году Мохоровичичем, когда он заметил, что сейсмограммы от мелкофокусных землетрясений имели два набора P-волн и S-волн , один набор, который следовал по прямому пути вблизи поверхности Земли, а другой преломлялся высокоскоростной средой. [4]

Природа и сейсмология

Два пути P-волны, один прямой и один преломленный при пересечении Мохоровичича [4]
Ордовикский офиолит в Национальном парке Грос-Морн , Ньюфаундленд . Эта порода, которая сформировала ордовикскую Мохо, выходит на поверхность.

Мохоровичич отмечает переход в составе между земной корой и литосферной мантией. Непосредственно над Мохоровичичем скорости первичных сейсмических волн (P-волн) соответствуют скоростям через базальт (6,7–7,2 км/с), а ниже они аналогичны скоростям через перидотит или дунит (7,6–8,6 км/с). [5] Это увеличение примерно на 1 км/с соответствует отчетливому изменению материала по мере прохождения волн через Землю и обычно принимается как нижняя граница земной коры. [2] Мохоровичич характеризуется переходной зоной до 500 метров. [6] Древние зоны Мохоровичича обнажаются над землей в многочисленных офиолитах по всему миру. [7]

Как показано на рисунке, средняя глубина Мохоровичича относительно стабильна и составляет 10 км под морским дном океана, но может колебаться более чем на 70 км под континентальными массивами суши.

Начиная с 1980-х годов геологи осознали, что Мохо не всегда совпадает с границей коры и мантии, определяемой составом. Ксенолиты (нижняя кора и верхняя мантия, вынесенные на поверхность вулканическими извержениями) и данные сейсмического отражения показали, что вдали от континентальных кратонов переход между корой и мантией отмечен базальтовыми интрузиями и может иметь толщину до 20 км. Мохо может находиться значительно ниже границы коры и мантии, и следует проявлять осторожность при интерпретации структуры коры только по сейсмическим данным. [8]

Серпентинизация мантийных пород под медленно расширяющимися срединно-океаническими хребтами также может увеличить глубину до Мохоровичича, поскольку серпентинизация снижает скорости сейсмических волн. [9] [10]

История

Хорватскому сейсмологу Андрии Мохоровичичу приписывают открытие и определение Мохоровичича. [11] В 1909 году он изучал данные локального землетрясения в Загребе , когда он заметил два отдельных набора P-волн и S-волн, распространяющихся от очага землетрясения. [12] Мохоровичич знал, что волны, вызванные землетрясениями, распространяются со скоростью, пропорциональной плотности материала, несущего их. В результате этой информации он предположил, что второй набор волн может быть вызван только резким переходом плотности в земной коре, что могло объяснить столь резкое изменение скорости волны. Используя данные о скорости землетрясения, он смог вычислить глубину Мохоровичича, которая составляет приблизительно 54 км, что было подтверждено последующими сейсмологическими исследованиями. [13]

Мохо играл большую роль в области геологии и наук о Земле на протяжении более столетия. Наблюдая за преломляющей природой Мохо и тем, как она влияет на скорость P-волн, ученые смогли выдвинуть теорию о составе Земли. Эти ранние исследования дали начало современной сейсмологии . [13]

В начале 1960-х годов проект «Мохоле» представлял собой попытку бурения до Мохо из глубоководных районов океана. [14] После первоначального успеха в организации глубоководного бурения проект пострадал от политического и научного сопротивления, неэффективного управления и перерасхода средств , и в 1966 году он был отменен. [15]

Исследование

Достижение разрыва путем бурения остается важной научной целью. Советские ученые в Кольской сверхглубокой скважине преследовали эту цель с 1970 по 1992 год. Они достигли глубины 12 260 метров (40 220 футов), самой глубокой скважины в мире, прежде чем отказаться от проекта. [16] Одно предложение рассматривает капсулу с радионуклидным питанием, плавящую горные породы , с тяжелой вольфрамовой иглой, которая может сама себя спустить к разрыву Мохоровичича и исследовать недра Земли вблизи него и в верхней мантии. [17] Японский проект Chikyu Hakken («Открытие Земли») также направлен на исследования в этой общей области с помощью бурового судна Chikyū , построенного для Интегрированной программы океанического бурения (IODP).

Планировалось, что буровое судно JOIDES Resolution отплывет из Коломбо в Шри-Ланке в конце 2015 года и направится к Atlantis Bank, перспективному месту в юго-западной части Индийского океана на Юго-Западном Индийском хребте , чтобы попытаться пробурить первую скважину глубиной около 1,5 километра. [18] Попытка не достигла даже 1,3 км, но исследователи надеются продолжить свои исследования позже. [19]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Мангольд, Макс (2005). Aussprachewörterbuch (на немецком языке) (6-е изд.). Мангейм : Дуденферлаг . п. 559. ИСБН 9783411040667.
  2. ^ ab Rudnick, RL; Gao, S. (2003), "3.01 – Состав континентальной коры", в Holland, Heinrich D.; Turekian, Karl K. (ред.), Treatise on Geochemistry , т. 3, Pergamon, стр. 659, Bibcode : 2003TrGeo...3....1R, doi : 10.1016/b0-08-043751-6/03016-4, ISBN 978-0-08-043751-4, получено 21.11.2019
  3. ^ Джеймс Стюарт Монро; Рид Викандер (2008). Изменение Земли: изучение геологии и эволюции (5-е изд.). Cengage Learning. стр. 216. ISBN 978-0-495-55480-6.
  4. ^ ab Andrew McLeish (1992). Геологическая наука (2-е изд.). Thomas Nelson & Sons . стр. 122. ISBN 978-0-17-448221-5.
  5. ^ Р.Б. Кэткарт и М.М. Чиркович (2006). Виорел Бадеску; Ричард Брук Кэткарт и Рулоф Д. Шуилинг (ред.). Макроинженерия: вызов будущего. Спрингер. п. 169. ИСБН 978-1-4020-3739-9.
  6. ^ DP Маккензи - Прерывистость Мохоровичича
  7. ^ Коренага, Джун; Келемен, Питер Б. (1997-12-10). «Происхождение силлов габбро в переходной зоне Мохоровичича офиолитов Омана: последствия для транспортировки магмы в нижней океанической коре». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 102 (B12): 27729–27749. Bibcode : 1997JGR...10227729K. doi : 10.1029/97JB02604.
  8. ^ O'Reilly, Suzanne Y.; Griffin, WL (декабрь 2013 г.). «Граница Мохоровичича против коры–мантии: эволюция идеи». Tectonophysics . 609 : 535–546. Bibcode : 2013Tectp.609..535O. doi : 10.1016/j.tecto.2012.12.031.
  9. ^ Миншалл, TA; Мюллер, MR; Робинсон, CJ; Уайт, RS; Бикл, MJ (1998). «Является ли океаническая Мохоровичича фронтом серпентинизации?». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 148 (1): 71–80. Bibcode : 1998GSLSP.148...71M. doi : 10.1144/GSL.SP.1998.148.01.05. S2CID  128410328.
  10. ^ Мевель, Катрин (сентябрь 2003 г.). «Серпентинизация абиссальных перидотитов срединно-океанических хребтов». Comptes Rendus Geoscience . 335 (10–11): 825–852. Бибкод : 2003CRGeo.335..825M. doi :10.1016/j.crte.2003.08.006.
  11. ^ Braile, LW; Chiangl, CS (1986), Barazangi, Muawia; Brown, Larry (ред.), «Континентальная граница Мохоровичича: результаты исследований почти вертикальных и широкоугольных сейсмических отражений», Geodynamics Series , т. 13, Американский геофизический союз, стр. 257–272, doi : 10.1029/gd013p0257, ISBN 978-0-87590-513-6
  12. ^ Мохоровичич, А. (1910). «Potres od 8.x.1909; Das Beben vom 8.x.1909» [Землетрясение 8 октября 1909 года]. Godisnje Izvjesce Zagrebackog Meteoroloskog Opservatorija za godinu 1909 - Jahrbuch des Meteorologischen Observatoriums in Zagreb für das Jahr 1909 [Ежегодник Метеорологической обсерватории в Загребе за 1909 год] (на хорватском и немецком языках). 9 (4): 1–63.
  13. ^ ab Prodehl, Claus; Mooney, Walter D. (2012). Исследование земной коры – История и результаты контролируемой сейсмологии . doi :10.1130/mem208. ISBN 9780813712086.
  14. ^ Winterer, Edward L. (2000). «Научное океаническое бурение, от AMSOC до COMPOST». 50 лет океанических открытий: Национальный научный фонд 1950–2000 . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press (США).
  15. ^ Mohole, LOCO, CORE и JOIDES: краткая хронология Бетти Шор, Институт океанографии Скриппса, август 1978 г., 7 стр. Дата доступа 25 июня 2019 г.
  16. ^ «Как Советы пробурили самую глубокую дыру в мире». Wired . 2008-08-25 . Получено 2008-08-26 .
  17. ^ Ожован, М.; Ф. Гибб; П. Полуэктов и Э. Емец (август 2005 г.). «Зондирование внутренних слоев Земли с помощью самопогружающихся капсул». Атомная энергия . 99 (2): 556–562. doi :10.1007/s10512-005-0246-y. S2CID  918850.
  18. ^ Witze, Alexandra (декабрь 2015 г.). «Попытка просверлить мантию Земли возобновляется». Nature News . 528 (7580): 16–17. Bibcode :2015Natur.528...16W. doi : 10.1038/528016a . PMID  26632566.
  19. ^ Каванаг, Лукас (2016-01-27). "Оглядываясь назад на экспедицию 360". Резолюция JOIDES . Архивировано из оригинала 2016-07-09 . Получено 2016-09-21 . Мы, возможно, не достигли нашей цели в 1300 м, но мы пробурили самую глубокую одностоечную скважину в твердой породе (789 м), которая в настоящее время является 5-й по глубине скважиной, когда-либо пробуренной в твердой океанической коре. Мы также получили как самые длинные (2,85 м), так и самые широкие (18 см) отдельные куски твердой породы, когда-либо добытые Международной программой по исследованию океана и ее предшественниками! [...] Мы возлагаем большие надежды на возвращение на это место в не столь отдаленном будущем.

Ссылки

Внешние ссылки