Σκιερές ζώνες Ανισοτροπία Στρώµα D Φυσική της Λιθόσφαιρας Κεφάλαιο 2 Καθ. Αναστασία Κυρατζή Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 1
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 2
ιάδοση κυµάτων σε επιφάνειες ασυνέχειας ιάθλαση και ανάκλαση των σεισµικών κυµάτων Υποκείµενο Στρώµα Μεγαλύτερης Ταχύτητας Υποκείµενο Στρώµα Μικρότερης Ταχύτητας Το διαθλώµενο κύµα αποµακρύνεται από την Το διαθλώµενο κύµα πλησιάζει προς την κατακόρυφο κατακόρυφο Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 3
Snell s s Law Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 4
Αλλαγές στο είδος των κυµάτων sin φ1 = sin φ3 = Vp 1 Vs 1 sin φ2 = sin φ4 = Vs 2 Vp 2 p (ray parameter) Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 5
Σκιερές Ζώνες των P- & S-κυµάτωνS Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 6
Συνεχής αύξηση της ταχύτητας µε τοβάθος Αν η ταχύτητα αυξάνονταν συνεχώς µε το βάθος µέσα στη Γη τότε τα σεισµικά κύµατα θα διαδίδονται κατά µήκος καµπύλων γραµµών όπως φαίνονται στο σχήµα. Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 7
Όρια σκιερών ζωνών 1 η Σκιερή Ζώνη {έλλειψη απευθείας P-κυµάτων} 105 ως 140 2 η Σκιερή Ζώνη {έλλειψη απευθείας S-κυµάτων} 105 ως 180 Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 8
Σκιερές ζώνες και οι πρώτες σεισµολογικές ανακαλύψεις Μιααπότιςπρώτεςσεισµολογικές ανακαλύψεις ήταν η ασυνέχεια στο βάθος των 2900 km όπου ελαττώνεται απότοµα η ταχύτητα των P- κυµάτων. Αυτό είναι το όριο µανδύα πυρήνα και ανακαλύφθηκε επειδή σε µια ζώνη στην αντίθετη πλευρά του επικέντρου ενός σεισµού δεν αναγράφονται απευθείας P-κύµατα. Αυτό συµβαίνει γιατί αυτά τα κύµατα διαθλώνται πλησιάζοντας προς την κατακόρυφο, ως αποτέλεσµα της απότοµης ελάττωσης της ταχύτητας στο όριο. Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" Αυτήηζώνηονοµάζεται Σκιερή Ζώνη των Επιµήκων Κυµάτων. 9
Σκιερές ζώνες και οι πρώτες σεισµολογικές ανακαλύψεις Σκιερή Ζώνη των Εγκαρσίων Κυµάτων 105 ο 180 ο εν διέρχονται εγκάρσια από τον πυρήνα άρα αυτός έχει µ=0 και είναι σε υγρή κατάσταση Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 10
0-100 Μοντέλο ταχυτήτων σεισµικών κυµάτων για τον άνω µανδύα (PREM) 0 2 4 6 8 10 12 ταχύτητα km/sec -200-300 βάθος, µέτρα -400 410 km ασυνέχεια -500-600 -700-800 S P 660 km ασυνέχεια -900-1000 -1100-1200 -1300 Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 11
Κατανοµή της πυκνότητας στο εσωτερικό της Γης Πυκνότητα Φλοιός: 2.5 έως 3.0 g / cm 3 Κυρίως βασαλτικής & γρανιτικής σύστασης Μανδύας: 3.3 έως 5.5 g / cm 3 Κυρίως υπερβασικά Πυρήνας: 10 έως 13 g / cm 3 Κυρίως σίδηρος & νικέλιο Υλικά που συναντώνται σε µετεωρίτες Συµβατά µε µέταλλα υπό υψηλή πίεση Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 12
Πετρώµατα - Επανάληψη Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 13
MOHO Ωκεάνιος Φλοιός Ηπειρωτικός Φλοιός Άνω µανδύας Περιδοτίτης : 65% olivine: (Mg,Fe) 2 SiO 4 25% orthopyroxene (Mg,Fe) 2 Si 2 O 6 10% clinopyroxene (Ca,Mg,Fe) 2 Si 2 O 6 + garnet (Mg,Fe) 3 AL 2 Si 3 O 12 Αλλαγές φάσης στη µεταβατική ζώνη Κατώτερος Μανδύας 85% Perovskite: (Mg 0.9 Fe 0.1 )SiO 3 15% magnesiowustite (Mg 0.9 Fe 0.1 )O CMB + Ca Perovskite ( Ca, Mg, Fe )SiO 3 + Corundum Al 2 O 3 90% Fe (Ni) Εξωτερικός Πυρήνας 10% ελαφρύτερα κράµατα (FeO, S, Si,?) Εσωτερικός Πυρήνας Στερεός Fe +? Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 14
Ανισοτροπία ιαφορετικές ταχύτητες των σεισµικών κυµάτων για τους διαφορετικούς κρυσταλλογραφικούς άξονες συµµετρίας. Η ενέργεια που διαδίδεται ως προς ένα άξονα µπορεί να έχει µεγαλύτερη ή µικρότερη ταχύτητα σε σχέση µε τα κύµατα που ταξιδεύουν στον άξονα τον κάθετο. Τα ορυκτά του µανδύα είναι ανισότροπα Στον κατώτερο µανδύα ο περοβσκίτης (Mg,Si)SiO3 και ο µαγνησιοβουστίτης (Mg,Fe)O, είναι εξαιρετικά ανισότροπα. Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 15
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 16
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 17
Ανισοτροπία του κατώτερου µανδύα - Ζώνες πολύ χαµηλής ταχύτητας Στρώµα D Επιφάνεια αναφοράς του κατώτερου µανδύα Θερµές κηλίδες Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 18
Στρώµα D Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 19
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 20
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 21
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 22
Το πιο ανισότροπο στρώµα όλου του εσωτερικού της Γης Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 23
Σεισµικές φάσεις που χρησιµοποιούνται στη µελέτη της δοµής του στρώµατος D του κατώτερου µανδύα Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 24
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 25
Θερµές κηλίδες και ULVZ Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 26
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 27
Τοµογραφία του ορίου CMB Core-Mantle Boundary Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 28
Plumes Slabs Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 29
ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ Τοµογραφική αποτύπωση των ασυνεχειών στο εσωτερικό της Γης Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 30
Το εσωτερικό Τοµογραφία εσωτερικό της Γης στο βάθος των 100-175 km Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 31
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 32
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 33
Α. Κυρατζή "Φυσική της Λιθόσφαιρας" 34