Ziemska struktura warstwowa

Czas podróży fal trzęsień ziemi ujawnił, że Ziemia ma warstwową strukturę. Szczegóły analizy przedstawiono na ryc. 16.8.

Zidentyfikowano trzy główne warstwy, mianowicie skorupę - bardzo cienką skorupę o grubości od 4, 8 km do 48 km, płaszcz następną warstwę o grubości około 2880 km i rdzeń - środkową część o promieniu około 3500 km. Prędkość fal trzęsienia ziemi zmienia się nagle w kontakcie między tymi warstwami, a fale S nie mogą penetrować strefy cieczy, ponieważ są to fale ścinania, które mogą przejść przez falę P (fale wypychające).

W rzeczywistości rzeczywista struktura Ziemi jest bardziej złożona niż to, w jaki sposób jest tu przedstawiona. Fale P przyspieszające w miarę przemieszczania się przez centralną część rdzenia sugerują, że ta część rdzenia jest solidna. Skorupa ziemi to cienka skorupa pokrywająca płaszcz. Wyraźna zmiana prędkości sejsmicznej oddziela skorupę od płaszcza. Ta strefa separacji jest nieciągłością Mohorovicic (nieciągłość Moho lub M).

Grubość skorupy (lub odległość do Moho) waha się od 4, 8 km do 48 km. Ma większą grubość pod kontynentami niż pod oceanami. Jest najgrubszy pod niektórymi młodymi łańcuchami górskimi. Dowody na nieciągłość Mohorovicic wyjaśniono poniżej.

Stacje sejsmiczne w odległości mniejszej niż 800 km od płytkich trzęsień ziemi otrzymują dwa zestawy fal P i S. Ponieważ jeden zestaw fal P i S przechodzi przez skorupę, a drugi głównie przez płaszcz, dwa zestawy przemieszczają się z różnymi prędkościami. Analizując czasy podróży tych fal na kilku stacjach, możemy obliczyć głębokość tej zmiany prędkości.

Inne mniejsze różnice prędkości ruchu fal wykazały odsłonięcie warstw wewnątrz samej skorupy, jak pokazano na ryc. 16.9. Skorupa kontynentalna wydaje się być granityczna, ponieważ natrętne i metamorficzne skały tej kompozycji leżą u podstaw skał osadowych, które pokrywają dużą część powierzchni, a także dlatego, że skały granitowe wykazują obserwowane prędkości sejsmiczne. Podobnie wydaje się, że ocean bazuje na bazalcie, a niższa warstwa pod kontynentami wydaje się bazaltem.

Prędkość fal sejsmicznych jest związana z właściwościami fizycznymi ośrodka, przez który przechodzą. W związku z tym można uzyskać pojęcie o materiale, który obejmuje głębokie części ziemi. Badania wykazały, że ciężar właściwy płaszcza waha się od około 3 w pobliżu wierzchołka do około 6 u podstawy. Podobnie, ciężar właściwy rdzenia waha się od około 9 u góry do około 12 w środku.