Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » О природе раздела Мохо

О природе раздела Мохо

17.11.2017

Приданное геофизическому разделу Мохо понимание как границы между разными по составу пластующимися оболочками геологического разреза Земли вытекало из недостаточного фактического материала, но быстро распространилось среди ученых, не занимающихся вплотную горными породами. Основанное на косвенных фактах о скоростях прохождения упругих волн отождествление горных пород, залегающих ниже раздела Мохо, с породами ультрабазитового состава, эклогитами или гипотетическими пиролитами, впредь до проведения больших экспериментальных исследований преждевременно!

К сожалению, многими геологами такое примитивное представление не воспринималось критически. В последние годы некоторые геологи и даже петрографы не задумываясь классифицируют те или иные горные породы как «мантийные» или «коровые». На прямой вопрос: «Почему они "мантийные" и что такое „верхняя мантия"?» — слышу ответ: «Потому что они залегают ниже раздела Мохо». Могу утверждать, что ни один геолог или геофизик не держал в руках породу, добытую ниже современного раздела Мохоровичича ни в пределах континентов, ни из океанического сегмента Земли.

Колоссальное количество исследований по прохождению упругих волн, проведенных за последние 20 лет, не дало однозначного ответа на вопрос о природе Мохо и о том, является ли переход «коры» к «мантии» постепенным, или имеется скачок в скорости упругих волн при переходе, резок ли он или растянут.

В 1957 г. Тейтл и Тьюв в статье «Сейсмические исследования континентальной коры» писали: «В коре типичной структуры средняя скорость лишь слегка возрастает с глубиной на протяжении ее первых двух третей. В пределах третьей, нижней части коры скорость увеличивается быстрее, а может быть, и резче до тех пор, пока она достигает величины 8 км/сек, характерной для верхней части оболочки. Увеличение скорости либо концентрируется в особой преломляюще-фокусирующей зоне в нижней части коры, простирающейся на глубину нескольких километров, либо оно происходит скачком, в пределах малой доли последнего километра глубины коры от значения 7 до 8 км/сек».

В 1972 г. И.П. Косминская в предисловии к сборнику «Сейсмические свойства границы Мохоровичича» пишет: «Начиная с времен Мохоровичича и примерно до конца 50-х годов при интерпретации сейсмических годографов модель коры представлялась в виде многослойной среды со скачками скоростей на границах однородных слоев. Введение в анализ динамических характеристик, которое стало практически возможным только во второй половине 50-х годов, даже в пределах этой простой модели существенно изменило представление о схеме годографов Р* и Рм, принятых в работах Мохоровичича, Джефриса, Калои и др. Динамические расчеты и их сравнение с волновыми полями, наблюдаемыми при детальных работах по ГСЗ, по существу открыли отраженную волну от границы M в группе так называемых волн Р*». На следующей странице после общего рассмотрения вопроса она пишет: «И все же, несмотря на значительные успехи, достигнутые в изучении свойств волнового поля, ясно, что все более и более сложные модели еще очень далеки от реальной структуры слоисто-блоковой коры. Реальная модель еще ждет своих теоретиков и экспериментаторов, причем ее изучение является актуальнейшей проблемой ближайшего будущего. Сейчас же пока в основном идет накопление фактов о свойствах этой модели и изучаются характеристики ее отдельных элементов».

Н.И. Давыдова в том же сборнике в статье «Возможности метода ГСЗ при изучении свойств глубинных сейсмических границ» пишет: «Волны, связанные с подошвой земной коры, границей М, обладают наиболее яркими и стабильными свойствами по сравнению с волнами, связанными с границами внутри кристаллической коры. По-видимому, это обусловлено тем, что область перехода от коры к мантии разделяет наиболее существенно различающиеся по физическим свойствам части разреза.

До недавнего времени границу M чаще всего представляли себе в весьма идеализированном виде — как границу первого рода с большим (от 6 до 8 км/сек) или меньшим (от 7,5 до 8,2 км/сек) скачком скорости продольных сейсмических волн.

В последнее время в ряде работ граница M рассматривается как область перехода от коры к мантии, имеющая определенную толщину. Тонкая структура этой области для разных районов Земли может быть представлена разными моделями».

Мак-Кензи в статье «Граница Мохоровичича» пишет, что «факты, установленные разными исследователями, заставляют отказаться от фазовой природы границы Мохо. Новейшие мировые сейсмические данные фиксируют изменения скорости в верхней мантии. Таким образом, раздел Мохоровичича является лишь одной из многих границ в верхней части мантии и не имеет решающего значения, которое приписывалось ему ранее».

Дорман свою статью «Данные о поверхностных волнах и верхняя мантия» заканчивает следующим высказыванием: «Граница Мохоровичича не является ни верхней, ни нижней границей изменения, а представляет собой по отношению к ним какой-то случайный раздел. Таким образом, всю область от поверхности до глубины в несколько сотен километров можно назвать активной геологической зоной».

Очевидно, колоссальное количество наблюдений над распространением упругих волн в верхней оболочке Земли оказалось все же недостаточным для однозначного ответа на вопрос о характере изменения скоростей Vp в зоне перехода от «коры» к «верхней мантии». Выделение границы M также не всегда обусловлено появлением скоростей Vp 8 км/сек. Нередко граница M выделяется по разделу, отвечающему появлению волн с Vр =7,6 км/сек.

Мне представляется, что приведение в соответствие с реальной геологией всевозрастающего множества данных по выделению в составе разрезов верхней оболочки Земли «пластов» с различной скоростью прохождения в них продольных волн требует широкого и глубокого экспериментального изучения физических свойств горных пород и минералов при разных давлениях (до 10—15 кбар) в условиях повышенных (до 300—400°) температур. Сделанного до сих пор, видимо, совершенно недостаточно для перехода к более реальной оценке петрографического состава горных пород, слагающих геологический разрез верхней оболочки Земли.