Введение

Граница между земной корой и мантией

Дисконтинуированность Мохоровичича (,/m//oʊ//h//ə/'/r//oʊ//v//ɪ//tʃ//ɪ//tʃ/ MOHhəROHvihchitch;), обычно называемая дисконтинуированностью Мохо, границей Мохо или просто Мохо, — это граница между земной корой и мантией Земли. Она определяется резким изменением скорости сейсмических волн при прохождении через слои горных пород различной плотности. Мохо почти полностью располагается в пределах литосферы (твердый внешний слой Земли, включающий земную кору). Лишь под срединно-океаническими хребтами она совпадает с границей литосферы и астеносферы (глубиной, на которой мантия становится значительно пластичной). Дисконтинуированность Мохоровичича залегает на глубине около 7 км под дном океана и 30-50 км под типичными континентальными корами, в среднем. Названа в честь выдающегося хорватского сейсмолога Андрии Мохоровичича. Мохо отделяет как океаническую, так и континентальную кору от нижележащей мантии. Дисконтинуированность Мохоровичича была впервые обнаружена в 1909 году Мохоровичичем, который заметил, что сейсмограммы от землетрясений с небольшим фокусным расстоянием содержат два набора P-волн и S-волн: один набор распространяется по прямой линии вблизи поверхности Земли, а другой преломляется в среде с более высокой скоростью.

Природа и сейсмология

[[Файл:Рыжение P-волны. PNG|thumb|250px|Два пути P-волны, один прямой и один преломленный при пересечении границы Мохоровичича. Это увеличение скорости примерно на 1 км/с соответствует резкому изменению состава пород, через которые проходят волны, и общепринято считается нижним пределом земной коры. Древние зоны Мохоровичича обнажены на поверхности в многочисленных офиолитах по всему миру. center|thumb|557x557px|Как показано на рисунке, граница Мохоровичича поддерживает относительно стабильную среднюю глубину в 10 км под дном океана, но может варьироваться более чем на 70 км под континентальными массивами.|alt=

Начиная с 1980-х годов, геологи осознали, что граница Мохоровичича не всегда совпадает с границей кора-мантия, определяемой по составу. Ксенолиты (почвы нижней коры и верхней мантии, вынесенные на поверхность вулканическими извержениями) и данные сейсмической отражательной съемки показали, что вдали от континентальных кратонов переход между корой и мантией характеризуется базальтовыми интрузиями и может достигать 20 км в толщину. Граница Мохоровичича может залегать значительно ниже границы кора-мантия, поэтому при интерпретации структуры коры по данным сейсморазведки необходимо проявлять осторожность. Серпентинизация пород мантии под медленно расходящимися срединно-океаническими хребтами также может увеличивать глубину до границы Мохоровичича, поскольку серпентинизация снижает скорость сейсмических волн.

История

Хорватскому сейсмологу Андрии Мохоровичичу приписывают открытие и определение границы Мохо. В 1909 году, изучая данные местного землетрясения в Загребе, он заметил два различных набора P-волн и S-волн, распространяющихся от очага землетрясения. Мохоровичич знал, что скорость распространения сейсмических волн зависит от плотности среды, в которой они проходят. На основании этих данных он предположил, что второй набор волн мог быть вызван резким изменением плотности в земной коре, что объясняло бы столь значительное изменение скорости волн. Используя данные о скорости волн, полученные в результате землетрясения, он вычислил глубину границы Мохо примерно в 54 км, что впоследствии было подтверждено другими сейсмологическими исследованиями. В начале 1960-х годов проект "Мохоле" представлял собой попытку достичь границы Мохо путем бурения с глубоководных платформ. Несмотря на первоначальные успехи в глубоководном бурении, проект столкнулся с политической и научной оппозицией, неэффективным управлением и превышением бюджета, и был отменен в 1966 году.

Разведка

Достижение границы раздела (дискontinuousности) путем бурения остается важной научной задачей. Советские ученые в рамках Кольской сверхглубокой скважины преследовали эту цель с 1970 по 1992 год. Они достигли глубины в 12 километров, самой глубокой скважины в мире, прежде чем проект был прекращен. Одно из предложений рассматривает капсулу, работающую на радионуклидном источнике энергии и расплавляющую породу, с тяжелой вольфрамовой иглой, способной самостоятельно продвигаться к границе Мохо и исследовать недра Земли вблизи нее и в верхней мантии. Японский проект Chikyu Hakken ("Открытие Земли") также направлен на исследование этой области с помощью бурового судна Chikyū, построенного для Интегрированной программы океанических бурений (IODP). Планировалось, что буровое судно JOIDES Resolution отплывет из Коломбо (Шри-Ланка) в конце 2015 года и направится к Атлантис-Банку – перспективному району в юго-западной части Индийского океана на Юго-Западном Индийском хребте – для попытки пробурить разведочную скважину глубиной около 1,5 километра. Попытка не достигла даже 1,3 км, но исследователи надеются возобновить свои исследования в будущем.