Die geschichtete Struktur der Erde

Die Reisezeiten von Erdbebenwellen haben gezeigt, dass die Erde eine Schichtstruktur hat. Die Details der Analyse sind in Abb. 16.8 dargestellt.

Es wurden drei Hauptschichten identifiziert, nämlich die Kruste - eine sehr dünne Schale zwischen 4, 8 km und 48 km Dicke, die nächste Schicht etwa 2880 km und der Kern der zentrale Teil mit einem Radius von etwa 3500 km. Die Geschwindigkeit der Erdbebenwellen ändert sich plötzlich beim Kontakt zwischen diesen Schichten, und die S-Wellen können die Flüssigkeitszone nicht durchdringen, da sie Scherwellen sind, obwohl die P-Welle (Schubwellen) passieren kann.

In Wirklichkeit ist die tatsächliche Struktur der Erde komplexer als hier dargestellt. Die P-Wellen, die sich auf ihrem Weg durch den zentralen Teil des Kerns beschleunigen, legen nahe, dass dieser Teil des Kerns fest ist. Die Erdkruste ist eine dünne Schale, die über dem Mantel liegt. Eine ausgeprägte Änderung der seismischen Geschwindigkeit trennt die Kruste vom Mantel. Diese Trennzone ist die Mohorovicic-Diskontinuität (Moho- oder M-Diskontinuität).

Die Dicke der Kruste (oder Entfernung zum Moho) variiert zwischen 4, 8 km und 48 km. Unter den Kontinenten hat es eine größere Dicke als unter den Ozeanen. Es ist am dicksten unter einigen jungen Gebirgszügen. Die Beweise für die Mohorovicic-Diskontinuität werden unten erläutert.

Die seismischen Stationen in weniger als 800 km Entfernung von flachen Erdbeben erhalten zwei Sätze von P- und S-Wellen. Da sich ein Satz von P- und S-Wellen durch die Kruste und der andere hauptsächlich durch den Mantel bewegt, bewegen sich die beiden Sätze mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Durch die Untersuchung der Laufzeiten dieser Wellen an mehreren Stationen können wir die Tiefe dieser Geschwindigkeitsänderung berechnen.

Andere kleinere Unterschiede in den Bewegungsgeschwindigkeiten von Wellen haben eine Schichtung innerhalb der Kruste selbst gezeigt (siehe Abb. 16.9). Die kontinentale Kruste scheint granitisch zu sein, da intrusiven und metamorphen Gesteinen dieser Zusammensetzung Sedimentgesteinen zugrunde liegen, die einen großen Teil der Oberfläche bedecken, und auch, da die Granitgesteine ​​die beobachteten seismischen Geschwindigkeiten aufweisen. In ähnlicher Weise scheint der Ozean von Basalt unterlegt zu sein, und die untere Schicht unter den Kontinenten scheint Basalt zu sein.

Die Geschwindigkeit der seismischen Wellen hängt von den physikalischen Eigenschaften des Mediums ab, durch das sie laufen. Daher ist es möglich, eine Vorstellung von dem Material zu erhalten, das die tiefen Teile der Erde umfasst. Untersuchungen haben gezeigt, dass das spezifische Gewicht des Mantels von ungefähr 3 nahe der Oberseite bis ungefähr 6 an seiner Basis variiert. In ähnlicher Weise variiert das spezifische Gewicht des Kerns von ungefähr 9 an seiner Oberseite bis ungefähr 12 in der Mitte.