Внутренние слои литосферы. Внутренние слои литосферы можно изучать только с помощью сейсмических исследований. Ударные волны, вызванные землетрясением, распространяются в толще Земли со скоростью, зависящей от упругих свойств и плотности пород, которые встречаются на пути. Зная это сейсмологи могут определить наличие в литосфере зон с различными свойствами. Внешний слой, или мантия Земли, простирается на глубину больше 3000км и, как принято обычно считать, находится в твердом состоянии. Плотность этого твердого вещества составляет около 3 г/см вблизи поверхности и увеличивается примерно до 5 г/см в нижних слоях мантии. Это увеличение плотности обусловлено ростом давления в глубине Земли. Давление на глубине больше 3000км составляет около 1 млн. атм, т.е. в 2-3 раза превышает максимальные давления, достигаемые в статических лабораторных опытах.

Внутренняя часть литосферы называется ядром. Давления в ней должны быть еще более высокими, а плотность вещества вблизи центра Земли может достигать 18 г/см. Возможно, земное ядро частично находится в жидком состоянии, но это еще не доказано.

Мантия Земли состоит, по-видимому, из различных силикатов. Плотность, сжимаемость и твердость образующего мантию вещества, полученные в результате сейсмических исследований, совпадают с соответствующими значениями силикатов. Долгое время считалось, что ядро Земли состоит преимущественно из железа, что подтверждалось составом метеоритов. Метеориты – это твердые тела, падающие на Землю через атмосферу из космоса. Вполне возможно, что они являются обломками планет, напоминающих Землю. Поэтому по составу метеоритов можно будет определить природу внутренних слоев литосферы. Согласно современным гипотезам, ядро Земли состоит не из железа, а из горных пород большой плотности, однако это еще не доказано окончательно.

Предполагается, что температура вблизи центра Земли порядка нескольких тысяч градусов. При этой температуре на земной поверхности все горные породы расплавились бы, но, поскольку давление во внутренних слоях Земли очень велико, весьма вероятно, что ядро Земли находится в твердом состоянии.

Земная кора. Наиболее распространенные в земной коре элементы – кислород и кремний. Таблица 3 показывает, что на долю кислорода приходится почти 60%, а на долю кремния – 20% всех атомов, входящих в состав земной коры.

Таблица 3: Распространенность элементов в земной коре.

В океанской воде третье место по распространенности (перед алюминием) занимает водород. По содержанию элементов в ядре Земли на втором месте находится железо, на третьем – кремний, а на четвертом –магний. В различных частях Земли существует свой порядок расположения элементов по распространенности. Однако наиболее распространенными оказываются элементы с низкими порядковыми номерами – 26 и ниже. На долю всех остальных элементов (после железа) приходится меньше 0,2 вес. % земной коры.