我们的好奇心吸引了天堂,但我们脚下的世界也充满了深层的奥秘。科学家不知道那里的内容或一切如何工作。
地下通过地震波进行了研究 - 基本上是在地球上传播的声波。它就像声纳,但在岩石而不是水中。
科罗拉多州矿业学院的Kasper Van Wijk说:“地球物理学是基于查看从地面下面反弹的回声。” “在过去的100年中,这一直是地震学的基本思想。”
地震学家检查波浪以确定地球内部的组成。
但是,科罗拉多大学博尔德分校的范·威克(Van Wijk)和他的同事阿纳托利·列夫辛(Anatoli Levshin)将简单的模特提出了质疑。他们进行了实验,其中地球内部的障碍物可能会导致地震波在返回表面之前几次弹跳。这些障碍不像道路上的巨石。它们可能只是密度或组成的差异。科学家称它们不均匀。
“想象一下弹球机,”范·威克在电话采访中说。 “您将弹球送下来,并在回到您身边的途中弹跳很多次。如果您没有任何障碍,它的行驶速度会更快。”
隐藏的障碍
一般的经验法则是,浓密的材料,地震波传播的速度越快。地质学家知道,较长的波长比较短的波长渗透得更深(这是您听到经过的汽车的低音跳动的原因,而不是高频。)
一个声波在铝板中向右移动。一部分波从金属中的一个小孔中弹起,形成了环。学分:科罗拉多州矿业学院的物理声学实验室,地球物理学系
一般的情况是,某些波浪反射了花岗岩和砂岩之间的边界层。通过测量这些波返回表面所需的时间,可以绘制内部的地质图。
根据范·威克(Van Wijk)和列夫辛(Levshin)的说法,软膏中的苍蝇是,裂缝,洞穴或水下流等障碍物会引起地震波的多种反射,给人的印象是波浪已经减慢了。
研究人员在铝的单个平板中模拟了这种效果,在其中蚀刻了小凹槽。通过金属的声波测量看起来好像平板中有层。
Van Wijk说:“如果您忽略'弹球'机制,那么对分层的解释可能是错误的。”他认为,分层和障碍的结合可能会影响所有地震数据。
弥合差距
这些结果,上个月在期刊上发表地球物理研究信,与寻找矿藏和石油储量的地质调查有关,或评估在某个地区建造桥梁或隧道的可能风险。范·威克(Van Wijk)表示,可以通过将多个弹跳纳入模型来改进这些调查。
在一项典型的调查中,地质学家通过在地下点燃炸药的棒或用液压悬架上的大型弹跳卡车振动地面,产生地震波,通常长到数百至数百码(米)。
天然来源(例如地震和火山喷发)产生地震波更像是一公里(0.6英里)。这些海浪能够将地壳穿过地球的地幔和核心。
范·威克(Van Wijk)说,这些所谓的“身体”波也可能在熔融岩石中的热点和冷点之间多次反弹,或者在地幔和核心之间的可能的粗糙表面上。
范·威克(Van Wijk)说:“人们已经忽略了这一点,但我们认为这将变得越来越重要。”
那里有什么
- 地球半径约为4,000英里(6,400公里)。其内部的主要层是降序的:地壳,地幔和核心。
- 地壳厚度平均约18英里(30公里),但在海洋下方仅约3英里(5公里)。它是轻巧而脆的,可以破裂。这是大多数地震发起的地方。
- 地幔更灵活 - 它流动而不是断裂。它延伸至表面以下约1,800英里(2,900公里)。
- 核心由固体内核和流体外芯组成。流体包含铁,随着它的移动,它会产生地球的磁场。
- 地壳和上地幔形成岩石圈,将其分解成几个板,这些板漂浮在下面的热熔融地幔的顶部。