stringtranslate.com

Разрыв Мохоровичича

Земная кора и мантия, разрыв Мохо между нижней частью коры и твердой верхней мантией.

Разрыв Мохоровичича ( / ˌ m oʊ h ə ˈ r oʊ v ɪ tʃ ɪ tʃ / MOH -hə- ROH -vih -chitch ; хорватский: [moxorôʋiːtʃitɕ] ) [1]  – обычно называемый разрывом Мохо , границей Мохо или просто Мохо –  граница между корой и мантией Земли . Это определяется отчетливым изменением скорости сейсмических волн при их прохождении через горную породу изменяющейся плотности. [2]

Мохо почти полностью лежит внутри литосферы (твёрдого внешнего слоя Земли, включая земную кору). [3] Только под срединно-океаническими хребтами он определяет границу литосферы и астеносферы (глубину, на которой мантия становится существенно пластичной). Разрыв Мохоровичича находится на глубине от 5 до 10 километров (3–6 миль) ниже дна океана и от 20 до 90 километров (10–60 миль) под типичными континентальными корками, в среднем 35 километров (22 мили).

Названный в честь хорватского сейсмолога- первопроходца Андрия Мохоровичича , Мохо отделяет океаническую и континентальную кору от подстилающей мантии. Разрыв Мохоровичича был впервые идентифицирован в 1909 году Мохоровичичем, когда он заметил, что сейсмограммы мелкофокусных землетрясений имели два набора P-волн и S-волн , один из которых следовал по прямому пути вблизи поверхности Земли, а другой преломлялся от высокоскоростная среда. [4]

Природа и сейсмология

Два пути P-волны, один прямой и один преломленный, пересекающие Мохо [4]
Ордовикский офиолит в национальном парке Грос-Морн , Ньюфаундленд . Эта порода, образовавшая ордовикский Мохо, обнажена на поверхности.

Мохо отмечает переход в составе земной коры и литосферной мантии. Непосредственно выше Мохо скорости первичных сейсмических волн (Р-волн) согласуются со скоростями через базальт (6,7–7,2 км/с), а ниже — со скоростями через перидотит или дунит (7,6–8,6 км/с). . [5] Это увеличение примерно на 1 км/с соответствует явному изменению материала при прохождении волн через Землю и обычно считается нижним пределом земной коры. [2] Для Мохо характерна переходная зона высотой до 500 метров. [6] Древние зоны Мохо обнажены над землей в многочисленных офиолитах по всему миру. [7]

Как показано на рисунке, Мохо сохраняет относительно стабильную среднюю глубину в 10 км под морским дном океана, но может варьироваться более чем на 70 км ниже континентальной суши.

Начиная с 1980-х годов геологи осознали, что Мохо не всегда совпадает с границей коры и мантии, определяемой составом. Ксенолиты (породы нижней коры и верхней мантии, вынесенные на поверхность в результате извержений вулканов) и данные сейсмических отражений показали, что вдали от континентальных кратонов переход между корой и мантией отмечен базальтовыми интрузиями и может иметь мощность до 20 км. Мохо может лежать значительно ниже границы коры и мантии, поэтому необходимо проявлять осторожность при интерпретации структуры коры только на основе сейсмических данных. [8]

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

История

Открытие и определение Мохо приписывают хорватскому сейсмологу Андрии Мохоровичичу . [11] В 1909 году он изучал данные местного землетрясения в Загребе , когда заметил два различных набора P-волн и S-волн, распространяющихся из очага землетрясения. [12] Мохоровичич знал, что волны, вызванные землетрясениями, распространяются со скоростью, пропорциональной плотности несущего их материала. В результате этой информации он предположил, что второй набор волн мог быть вызван только резким переходом плотности в земной коре, который мог объяснить такое резкое изменение скорости волн. Используя данные о скорости землетрясения, он смог рассчитать глубину Мохо примерно в 54 км, что было подтверждено последующими сейсмологическими исследованиями. [13]

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

В начале 1960-х годов проект Мохоле представлял собой попытку пробурить Мохо из глубоководных районов океана. [14] После первоначального успеха в организации глубоководного бурения в океане проект пострадал от политической и научной оппозиции, плохого управления и перерасхода средств и был отменен в 1966 году. [15]

Исследование

Достижение разрыва путем бурения остается важной научной задачей. Советские ученые на 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 из предложений рассматривает плавящую горные породы капсулу с радионуклидным питанием и тяжелой вольфрамовой иглой, которая может продвигаться вниз к разрыву Мохо и исследовать недра Земли вблизи него и в верхней мантии. [17] Японский проект Chikyu Hakken («Открытие Земли») также направлен на исследование этой общей области с помощью бурового корабля Chikyū , построенного для Интегрированной программы океанского бурения (IODP).

Планы предусматривали, что буровое судно JOIDES Резолюция отправится из Коломбо в Шри-Ланке в конце 2015 года и направится к банке Атлантис, многообещающему месту в юго-западной части Индийского океана на Юго-Западном Индийском хребте , чтобы попытаться пробурить первоначальную скважину для Глубина около 1,5 километров. [18] Попытка не достигла даже 1,3 км, но исследователи надеются продолжить свои исследования позднее. [19]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Мангольд, Макс (2005). Aussprachewörterbuch (на немецком языке) (6-е изд.). Мангейм : Дуденверлаг . п. 559. ИСБН 9783411040667.
  2. ^ аб Рудник, РЛ; Гао, С. (2003), «3.01 – Состав континентальной коры», в Голландии, Генрих Д.; Турекян, Карл К. (ред.), Трактат по геохимии , том. 3, Пергам, с. 659, Bibcode : 2003TrGeo...3....1R, doi : 10.1016/b0-08-043751-6/03016-4, ISBN 978-0-08-043751-4, получено 21 ноября 2019 г.
  3. ^ Джеймс Стюарт Монро; Рид Викандер (2008). Меняющаяся Земля: изучение геологии и эволюции (5-е изд.). Cengage Обучение. п. 216. ИСБН 978-0-495-55480-6.
  4. ^ AB Эндрю Маклиш (1992). Геологические науки (2-е изд.). Томас Нельсон и сыновья . п. 122. ИСБН 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. (10 декабря 1997 г.). «Происхождение силлов габбро в переходной зоне Мохо офиолита Омана: последствия для переноса магмы в нижней океанической коре». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 102 (Б12): 27729–27749. Бибкод : 1997JGR...10227729K. дои : 10.1029/97JB02604.
  8. ^ О'Рейли, Сюзанна Ю.; Гриффин, WL (декабрь 2013 г.). «Мохо против границы коры и мантии: эволюция идеи». Тектонофизика . 609 : 535–546. Бибкод : 2013Tectp.609..535O. doi :10.1016/j.tecto.2012.12.031.
  9. ^ Миншалл, штат Калифорния; Мюллер, MR; Робинсон, CJ; Уайт, РС; Бикл, MJ (1998). «Является ли океанический Мохо фронтом серпентинизации?». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 148 (1): 71–80. Бибкод : 1998GSLSP.148...71M. дои :10.1144/ГСЛ.СП.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. ^ Брэйл, LW; Чиангл, CS (1986), Баразанги, Муавия; Браун, Ларри (ред.), «Континентальная неоднородность Мохоровичича: результаты исследований почти вертикального и широкоугольного сейсмического отражения», Серия Geodynamics , том. 13, Американский геофизический союз, стр. 257–272, номер документа : 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 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. ^ аб Продель, Клаус; Муни, Уолтер Д. (2012). Исследование земной коры – история и результаты сейсмологии с контролируемыми источниками . дои : 10.1130/mem208. ISBN 9780813712086.
  14. ^ Винтерер, Эдвард Л. (2000). «Научное бурение океана: от AMSOC до КОМПОСТА». 50 лет открытия океана: Национальный научный фонд, 1950–2000 гг . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий (США).
  15. ^ Мохол, LOCO, CORE и JOIDES: краткая хронология Бетти Шор, Океанографический институт Скриппса, август 1978 г., 7 стр. Дата доступа 25 июня 2019 г.
  16. ^ «Как Советы просверлили самую глубокую дыру в мире» . Проводной . 25 августа 2008 г. Проверено 26 августа 2008 г.
  17. ^ Ожован, М.; Ф. Гибб; П. Полуэктов и Э. Емец (август 2005 г.). «Исследование внутренних слоев Земли самотонущими капсулами». Атомная энергия . 99 (2): 556–562. doi : 10.1007/s10512-005-0246-y. S2CID  918850.
  18. ↑ Витце, Александра (декабрь 2015 г.). «Квесты по бурению мантии Земли возобновляются». Новости природы . 528 (7580): 16–17. Бибкод : 2015Natur.528...16W. дои : 10.1038/528016а . ПМИД  26632566.
  19. ^ Кавана, Лукас (27 января 2016 г.). «Оглядываясь назад на экспедицию 360». ДЖОЙДЕС Резолюция . Архивировано из оригинала 9 июля 2016 г. Проверено 21 сентября 2016 г. Возможно, нам не удалось достичь нашей цели в 1300 м, но мы пробурили самую глубокую одноветвевую скважину в твердой породе (789 м), которая на данный момент является пятой по глубине из когда-либо пробуренных в твердой океанской коре. Мы также получили как самые длинные (2,85 м), так и самые широкие (18 см) одиночные куски твердой породы, когда-либо обнаруженные в рамках Международной программы открытия океана и ее предшественников! [...] Мы очень надеемся вернуться на этот сайт в не столь отдаленном будущем.

Рекомендации

Внешние ссылки