Источники знаний о глубинном строении Земли

Непосредственное наблюдение земных недр возможно только до глубин около десятка километров. Таков порядок глубин, достигнутых при бурении самых глубоких исследовательских скважин (максимум – более 12 км, до которого пройдена Кольская сверхглубокая скважина). Достичь большей глубины наблюдений современные технические средства не позволяют.

Тем не менее, прямые данные о вещественном составе возможны для глубин до нескольких десятков километров. Хотя никакие шахты и скважины таких глубин не достигли, но существуют геологические процессы, в результате которых включения и целые блоки глубинного вещества могут оказаться на поверхности Земли и становятся доступны непосредственному наблюдению.

Для исследования ещё больших глубин возможны только косвенные методы:

1. Теоретическое моделирование.

Суть методов заключается в вычислении физических параметров (температур, давлений и т.д.), которые должны существовать на различных глубинах, и расчётах свойств, которые должно иметь вещество при таких условиях.

2. Геофизические методы – изучение физических полей (гравитационного, теплового, магнитного), а также распространения внутри планеты сейсмических волн. Основа сейсмических методов в том, что при любом землетрясении через всю толщу планеты распространяются сейсмические волны – вызванные сотрясением колебания. Наблюдения над распространением сейсмических волн позволяет выявлять участки, сложенные веществом с разными свойствами, а также поверхности, на которых наблюдаются резкие изменения свойств вещества, явления преломления и отражения сейсмических волн. Особенно много информации получено за последние годы в результате создания густой планетарной сети сейсмических станций, данные с которых мгновенно поступают в мощные быстродействующие компьютеры и, в результате обработки методами компьютерной томографии, представляются в виде очень детальной объёмной картины.

3. Экспериментальное моделирование глубинных процессов. То есть, создание в лабораторных условиях основных параметров (температур, давлений), существующих на тех или иных глубинах, и изучение реального поведения различных природных веществ при этих условиях. Такое моделирование является технически очень сложным, и широкое применение этих методов началось лишь с 50-60-х гг. ХХ века. К сожалению, воспроизведение в лабораториях условий, существующих на больших глубинах, невозможно: мы не имеем материалов, которые на земной поверхности могли бы выдержать такие температуры и давления.

4. Изучение метеоритного веществ.

Метеориты (небольшие космические тела, падающие на поверхность нашей планеты), изучение их позволяет разобраться в вопросе происхождения планет и их строения.

Средний химический состав метеоритов идентичен химическому составу условной каменисто-металлической составляющей солнечного вещества (то, что осталось бы от солнечного вещества, если бы Солнце потеряло все газы). Это позволяет видеть в них образцы вещества, наиболее близкого к веществу твёрдой составляющей первичной газо-пылевой туманности.