ГЛУБИННЫЕ ПРОЦЕССЫ ЗЕМЛИ И ИХ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ

Заключение

Поверхность Земли, которую мы привыкли считать незыблемой твердью, на самом деле разбита на систему жестких литосферных плит, которые очень медленно, но непрерывно движутся(1). Вся основная сейсмическая активность сконцентрирована на их границах (желтые ломаные линии). Кружками обозначены землетрясения. Движение плит происходит под действием глубинных процессов в земной мантии.
Чтобы получить представление о строении недр Земли, обычно показывают вертикальные разрезы по глубине или сферические оболочки ниже земной поверхности. Строят их по данным сейсмических наблюдений. На карте (2) представлены аномалии (отклонения от средних значений) скоростей продольных P- и поперечных S-волн на глубине 1350 км. Высокие скорости отмечены синим цветом, а низкие - красным, по аналогии с температурой: волны распространяются быстрее в холодных породах и медленнее - в горячих. Обе карты отчетливо показывают два узких региона повышенных скоростей, протянувшиеся на многие тысячи километров вдоль Северной и частично Южной Америки, а также между Европой и Индонезией через южную Азию. На рисунке можно также выделить четыре региона пониженных скоростей: два - в пределах Тихого океана, один - в Атлантике и один, самый крупный - под Африкой. Такая структура сохраняется и на других глубинах в мантии Земли. На карте (3) можно увидеть аномалии продольных волн в вертикальном разрезе через Центральную Америку и Японию. Холодные регионы соответствуют, скорее всего, погружающимся литосферным плитам, а горячие - поднимающемуся веществу мантии.
Геофизические наблюдения хорошо подтверждаются численными экспериментами. На рисунке (4) показаны их результаты: распределение температуры в мантии (синий цвет по-прежнему соответствует холодному потоку жидкости, красный - горячему) и расположение континентов для различных моментов времени: а - начальное положение; в верхней части рисунка представлен вертикальный разрез при x=3, в нижней - горизонтальный разрез при z=0,95; б и в - то же для последующих моментов времени. На горизонтальных разрезах темными линиями показаны контуры континентов. Стрелками показаны векторы мантийных скоростей. Кривые над вертикальными разрезами - вычисленные значения теплового потока. Нисходящий поток холодного вещества увлекает за собой плиты (4а) и стягивает их (4б). Образуется мощная литосферная "крышка", которая перекрывает отток тепла из недр. Происходит разогрев вещества мантии, приводящий к появлению его восходящего потока, который снова раздвигает плиты (4в).