Мантия земли верхняя (область B)

Мантия земли верхняя (область B) —зона между границей Мохоровичича (М) и 20-градусной границей раздела. Последняя впервые намечена Голицыным в 1916 г. (Голицына граница) по особенностям углов выхода сейсмической радиации (в отечественной литература иногда носит его имя), она наиболее дискуссионна. Интерпретировалась:

1) границей второго рода — быстрого возрастания градиентов скоростей [dv/dr], где r — радиус Земли, продольных(V_p) и поперечных (V_s) волн (Голицын, Саваренский, Джеффриз, Буллен и другие)];

2) наличием вышележащего слоя пониженных скоростей — волновода (Гутенберг и другие). Последнее представление имеет в настоящее время наибольшее число сторонников. Возможно, имеют место оба явления (Леман и другие). В первом случае глубина границы одними исследованиями оценивается в 400—500 км, другими — в 250—300 км; во втором случае в среднем —в 200—300 км и относится к глубинам, где dv/dr снова становится постоянным. Глубина оси волновода (min V_p и V_s соответственно 7,9—8,0 и 4,3—4,4 км/сек) оценивается разными авторами и для различный участков по-разному — от 45 до 150 км; в среднем под океанами она, по-видимому, располагается ниже, чем под материками. Иногда допускается сложномногослойная структура волновода. Более определенно существование волновода для поперечных волн (для продольных волн могут отмечаться области V_p = Const dv или полного отсутствия нерегулярностей нарастания dv/dr).Наличие волновода подтверждается регистрацией каналовых волн V_a и S_a [существует мнение (Пресс, Юинг) и об их многократно отраженной границей М природе], данными поверхностных волн, максимальным затуханием сейсмиче ской энергии в этой области, минимальным для этого ин тервала глубин годовым числом очагов землетрясений, результатами некоторых теоретических моделирований. Волновод предположительно (Любимова) может характеризоваться минимальной теплопроводностью, определяющей экранизацию внутреннего тепла и температурами, близкими к интервалу плавления.

Есть данные (Магницкий, Артюшков, 1968) о приуроченности к Верхнней мантии Земли астеносферного слоя (мощность и глубина ~200 км) пониженной (n = 10¹⁹ — 10²¹ пуаз) вязкости, предполагающегося многими исследователями (Barrell,1914; Daby, 1940 и другие) в связи с изостатическими построениями и совпадающего в среднем с областью волновода.

Верхняя мантия Земли горизонтально неоднородна. Это проявляется в:

1. переменных глубинах верхней и нижней ее границ;
2. переменных значениях граничных скоростей в кровле Мантии Земли верхней под земной корой;
3. предполагаемых, по грави метрическим данным, плотностных неоднородностях Мантии Земли верхней, при возможной средней разнице плотностей под материками (2,9 г/см3) и океанами (3,0 г/см³);
4. неоднородных величинах тепловых потоков, возможно отражающих области различных температур Мантии Земли верхней.;
5. существовании карманов жидкой магмы.

Гипотезы о природе волновода:

1. область, где эффект роста температур преобла дает над эффектом роста давления и наблюдается частич ная аморфизация вещества (Гутенберг);
2. уменьшение периода релаксации среды под влиянием температур (Жарков);
3. граничная область изменения химический состава Мантии Земли верхней между первичным (перидотитовое вещество + базальт) и вторичным (базальт выплавлен) веществом мантии (Рингвуд, Оксбурж);
4. область продолжающегося выплавления базальта (Белоусов).

Предположения о составе Мантии Земли верхней

• перидотитовый («пиролит», по Рингвуду, —15—25% базальта, 75—80% дунита);
• эклогитовый.

Значение Мантии Земли верхней в развитии коры очень велико: с ней связано вы деление базальтов и другие процессы магматизма, метаморфизма, образования полезных ископаемых. С астеносферным слоем Мантии Земли верхней связываются движение коры, ослабление взаимодействия между процессами средней и верхней мантии, поглощение энергии вращения, приливные реконструкции фигуры Земли и другие явления. Г. И. Мартынова.