Внутреннее строение Земли: что показывают сейсмические волны

Что показано в модели

Внутреннее строение Земли можно узнать по сейсмическим волнам. Модель сверху показывает планету с вырезанным клином в масштабе: радиус 6371 км уменьшен до полуметра на экране. На двух гранях разреза слои лежат на глубинах PREM, Preliminary Reference Earth Model, опубликованной Adam Dziewonski и Don Anderson в 1981 году. PREM до сих пор служит стандартом для сравнения сейсмологических измерений и задаёт плотность и скорость волн на любой глубине набором простых формул.

Передвиньте регулятор глубины на вкладке управления: белое кольцо уйдёт от поверхности к центру. Панель слева сверху покажет значения PREM на этой глубине: плотность, скорости двух типов сейсмических волн, а также давление и ускорение тяжести, рассчитанные из плотности. Строка температуры устроена иначе. Она не входит в PREM и показывает округлённую оценку в градусах Цельсия из опубликованных исследований. Раздел о ядре объясняет её неопределённость.

При запуске воспроизведения вверху разреза возникает землетрясение. Цветные линии обозначают пути волн, рассчитанные в той же модели, а точки движутся со скоростью волновых фронтов. Если не менять часы волн, одна секунда на экране соответствует одной минуте реального времени.

К разрезу относятся ещё два регулятора. «Снятие слоёв» разбирает Землю снаружи до обнажённого внутреннего ядра. «График» переключает диаграмму под показаниями между плотностью, скоростью волн, давлением, температурой и тяжестью, сохраняя отметку глубины зонда.

Полоса снизу открывает ещё восемь сцен; каждая строится при первом выборе. «Плиты» показывает 52 плиты модели PB2002 Peter Bird с современным движением. «Субдукция» разрезает жёлоб. «Горячая точка» прослеживает Тихоокеанскую плиту над Гавайями. «Хребет» раздвигает океанское дно и записывает в нём поле. «Конвекция» схематически показывает оборот мантии. «Магнитное поле» показывает поле жидкого ядра и блуждание северного полюса с 1590 года. «Скважины» ставит рядом глубочайшие скважины и море. «Сейсмолаб.» посылает волны реального землетрясения к трём сейсмометрам и позволяет определить его место. Под регуляторами находятся восемь заданий, 73 примера из каталога землетрясений и истории геологии, а также сменяемый факт.

Как узнать, не копая

Самая глубокая скважина, Кольская сверхглубокая в России, достигла примерно 12 километров. Это около 0,2 процента пути к центру. Всё ниже изучают косвенно, и основную работу выполняют два свидетельства.

Первое, масса Земли. Зная силу её притяжения и размеры, можно вычислить среднюю плотность: масса 5,972 × 10²⁴ kg, делённая на объём 4/3·π·(6371 км)³, даёт 5,51 г/см³. Поверхностные породы имеют лишь 2,6–2,9 г/см³, поэтому внизу должно скрываться нечто гораздо более тяжёлое. Isaac Newton предположил это ещё в 1680-х годах.

Второе свидетельство дают землетрясения. Крупное событие посылает волны через всю планету, и тысячи сейсмометров отмечают их приход. Время зависит от скорости на каждой глубине; достаточное количество записей позволяет восстановить её слой за слоем. PREM подогнали примерно к 1000 измеренным периодам свободных колебаний Земли, медленного звона всей планеты после огромного землетрясения, примерно к 500 сводным временам пробега, а также к известным массе и моменту инерции. Затем авторы проверили модель по ещё 1,75 млн времён прихода P и S за 12 лет бюллетеней International Seismological Centre.

Кора и граница Мохо

В этом масштабе кора выглядит линией. PREM использует среднюю толщину 24,4 км: 3 км океана, 12 км верхней коры и 9,4 км нижней. Настоящая кора гораздо менее ровная: примерно 7 км под океанами и 30–70 км под континентами, с наибольшей толщиной под молодыми горными цепями, например Гималаями.

Основание коры представляет собой резкую границу Мохо, названную по имени хорватского сейсмолога Andrija Mohorovičić. Он нашёл её, изучая записи землетрясения 1909 года в долине Kupa (Kulpa) в Хорватии. На далёких станциях были две группы P-волн, причём вторая часть пути проходила через более быстрый нижележащий слой. В PREM скорость P скачком растёт с 6,8 км/с в нижней коре до 8,11 км/с прямо под Мохо, а плотность с 2,90 до 3,38 г/см³.

Мантия: твёрдая порода, которая течёт

Мантия состоит из 2867 км пород, достаточно твёрдых для передачи S-волн, но достаточно податливых, чтобы за миллионы лет ползти на несколько сантиметров в год. Эта ползучесть и перемещает тектонические плиты сверху.

Два скачка скорости делят мантию. PREM ставит их на 400 и 670 км; другие модели используют 410 и 660, описывая то же самое. На этих глубинах оливин, главный минерал верхней мантии, сжимается в более плотные кристаллические структуры. Между ними лежит переходная зона. Ниже 670 км находится нижняя мантия, крупнейший по объёму слой планеты.

Давление быстро растёт: 0,6 ГПа у основания коры, 13,4 ГПа на 400 км и 23,8 ГПа на 670 км. У основания мантии, на 2891 км, оно достигает 135,8 ГПа. Деление на атмосферное давление у моря, 101 325 Па, даёт 135,8 × 10⁹ ÷ 101 325 ≈ 1,34 млн раз.

Ядро: жидкое снаружи, твёрдое внутри

На 2891 км каменные породы заканчиваются. Плотность скачком растёт с 5,57 до 9,90 г/см³, скорость P падает с 13,72 до 8,06 км/с, а S до нуля. Материал, не передающий волну сдвига, не сопротивляется сдвигу, то есть представляет собой жидкость. Это внешнее ядро, в основном железо с примесью никеля и нескольких процентов лёгких элементов. Его медленное перемешивание создаёт магнитное поле Земли.

На 5150 км железо снова становится твёрдым. Внутреннее ядро горячее окружающей жидкости, но температура плавления железа растёт с давлением. При 329 ГПа его температура ниже точки плавления. По мере медленного остывания Земли железо вымерзает из жидкости и внутреннее ядро растёт.

Температуры здесь наименее определённы. Опубликованные оценки верха внешнего ядра лежат примерно от 3000 до 4500 K. Для границы внутреннего ядра расчёты Dario Alfè и коллег дают 5400–5700 K, а лабораторные опыты Simone Anzellini и коллег 2013 года определили плавление железа при 6230 ± 500 K. Панель использует значения внутри этих диапазонов в градусах Цельсия: 3900 °C на границе ядра и мантии равны 3900 + 273 = 4173 K, а 5500 °C на границе внутреннего ядра равны 5773 K. Считайте их округлёнными оценками, поэтому рядом стоит ≈.

Почему волны изгибаются

Сейсмические волны ведут себя как свет в стекле переменной толщины. Входя в более быструю породу, волна отклоняется от вертикали. В мантии скорость продолжает расти с глубиной, поэтому каждый луч изгибается и выходит обратно на поверхность.

В слоистой сфере изгиб подчиняется одному правилу. Вдоль каждого луча величина

p = r · sin(i) / v

остаётся постоянной. Здесь r означает расстояние от центра, i угол между лучом и вертикалью, v скорость волны. Луч поворачивает, где r / v уменьшается до p. Экспонат строит все видимые пути именно так: выбирает p, идёт вниз по PREM шагами не более 2 км до поворота и зеркально отражает обратный путь. Время пробега суммируется по дороге, поэтому точки приходят вовремя.

Зоны тени

Прослеживая P-лучи от очага, можно увидеть всё более далёкие выходы, пока самый глубокий не коснётся верха ядра. В модели он выходит в 99° от очага через 13,7 минуты. Чуть более глубокие лучи входят в ядро, где скорость падает с 13,72 до 8,06 км/с. Резкое замедление сильно преломляет их. Они выходят на другой стороне Земли, в 145° или дальше.

Между двумя группами лежит полоса поверхности без прямых P-волн, зона тени P. Учебники обычно дают 104°–140°. В реальных записях края немного размыты, поскольку волны также огибают край ядра. Простая лучевая модель помещает края на 99° и 145°.

S-волны вообще не могут пройти жидкое ядро. За примерно 104° их нет: это зона тени S. Самый дальний S-луч модели выходит в 104,3°. Включите S-волны, чтобы увидеть, как каждая останавливается у ядра.

В 1936 году датский сейсмолог Inge Lehmann заметила слабые P-волны внутри зоны тени, где их не ожидали. Она объяснила их меньшим и более быстрым ядром внутри жидкого. В модели лучи с минимальным p проходят внутреннее ядро и выходят между 128° и 180°.

Числа для проверки

Плотность и скорости прямо следуют из формул PREM. Давление и тяжесть вычислены только из плотности с шагом 1 км. Сначала суммируются массы оболочек внутри каждого радиуса, откуда следует g = G·M(r) / r². Затем от поверхности вниз складывается давление от веса каждой оболочки, dP = ρ·g·dr. Две проверки подтверждают арифметику: итоговая масса 5,973 × 10²⁴ kg против измеренных 5,972 × 10²⁴ kg, а ускорение у поверхности 9,82 м/с².

Тяжесть ведёт себя неожиданно. При спуске она не убывает равномерно. Из-за плотного ядра в мантии она немного растёт, достигает максимума 10,69 м/с² у верха ядра и затем падает до нуля в центре.

Поиск землетрясения по трём станциям

Далёкий сейсмометр записывает два отдельных толчка прежде, чем придут большие поверхностные волны. Первый даёт P, второй S. Оба вышли из источника одновременно, но в мантии S движется лишь примерно с 55 % скорости P, поэтому разрыв растёт с расстоянием. Прочитав этот разрыв, время S−P, можно узнать расстояние до землетрясения.

Сейсмолаборатория рассчитывает его по той же PREM, что и разрез. Она использует метод tau-p из учебников: для каждого лучевого параметра p вычисляет τ(p), интеграл √(η² − p²)/r от точки поворота до поверхности, где η = r/v. Расстояние луча равно взятому со знаком минус наклону τ по p, время равно τ + p × расстояние. Это обходит неудобную корневую особенность у поворота и даёт таблицы первых приходов для любой глубины очага. Для приповерхностного землетрясения получаются такие значения:

Вблизи очага правило простое: секунда S − P соответствует примерно 7,5 км в этой модели, или 0,132 с на km в пределах первого градуса. Многие учебники округляют до 8 км. Дальше волны достигают более глубоких и быстрых пород, связь искривляется, поэтому сейсмологи используют таблицы, а не одно число.

Одно расстояние лишь говорит, что источник где-то на круге вокруг станции. Вторая станция даёт второй круг и два пересечения. Третий выбирает одно из них. В лаборатории это реальные сейсмометры Global Seismographic Network, выбранные между 15° и 90° от очага с разных сторон. Включите круги S-P: они строятся на Земле только из времён S−P. Первое задание скрывает эпицентр настоящего землетрясения и просит поставить метку на пересечение.

Глубина немного меняет картину. Землетрясение на 600 км посылает P к станции в 60° за 549 с вместо 607 с: волна начинает ближе к быстрой нижней мантии и при движении вниз минует медленную кору. Глубокие очаги также создают слабые поверхностные волны, поскольку те удерживаются вблизи поверхности, а источник далеко внизу. Сравните записи Охотского землетрясения 2013 года с глубиной 598 км и Тохоку с 29 км.

Поверхностные волны лаборатории имеют одну скорость 3,8 км/с. Это модельное значение: реальные волны испытывают дисперсию, длинные периоды идут быстрее коротких. При 3,8 км/с для 90° нужны 2634 с, около 44 минут.

Насколько велика магнитуда 9?

Магнитуда задаётся логарифмической шкалой. Шаг вверх означает примерно десятикратное движение грунта на равноудалённом сейсмометре и примерно 32-кратную энергию. Здесь используется соотношение Hiroo Kanamori 1977 года на основе работ Beno Gutenberg и Charles Richter:

log₁₀ E = 1,5 M + 4,8, где E в джоулях.

Поэтому магнитуда 7 выделяет в 10^(1,5 × 2) = 1000 раз больше энергии, чем 5, а магнитуда 9 в 10^(1,5 × 3), примерно 32 000 раз больше, чем 6. Для Тохоку 2011 года, M 9,1, получается 2,8 × 10¹⁸ J. Деление на энергию тонны тротила, 4,184 × 10⁹ J, даёт около 674 мегатонн. Кёнджу 2016 года, ML 5,8 по шкале Korea Meteorological Administration, выделило примерно в 10^(1,5 × 3,3), то есть в 90 000 раз меньше.

Магнитуда не говорит прямо о силе тряски в конкретном городе. Та зависит от расстояния, глубины, пород и грунта, а также хода разрыва. Боливийское землетрясение 1994 года имело магнитуду 8,2, но глубину 631 км и небольшие поверхностные волны.

Плиты и скорость их движения

Внешние примерно 100 км Земли, литосфера, достаточно холодны, чтобы вести себя как жёсткие плиты. Сцена показывает 52 плиты модели PB2002 Peter Bird 2003 года по его опубликованным файлам. Границы окрашены по движению: красные там, где плиты расходятся на хребтах и рифтах, синие в жёлобах и зонах столкновения, зелёные там, где скользят вдоль трансформных разломов.

Стрелки взяты из NNR-MORVEL56, опубликованной Donald Argus, Richard Gordon и Charles DeMets в 2011 году. Каждая плита получает угловую скорость: полюс на Земле и скорость поворота вокруг него. Скорость точки равна векторному произведению угловой скорости и положения, v = ω × r. Система не имеет суммарного вращения: все плиты вместе не поворачиваются. Несколько примеров расчёта:

• Тихоокеанская плита поворачивается на 0,651° за миллион лет вокруг полюса 63,58° S, 114,70° E. Точки в 90° от полюса движутся на 0,651 × 111,19 = 72 мм в год, быстрее всего на крупных плитах.
• У Kīlauea Тихоокеанская плита идёт на северо-запад, азимут 298°, со скоростью 69 мм в год.
• Через Срединно-Атлантический хребет у 40° N Северная Америка и Евразия расходятся на 22,9 мм в год.
• Через Восточно-Тихоокеанское поднятие у 20° S Тихоокеанская плита и Наска расходятся на 143 мм в год.
• Индийская плита в этой системе движется примерно на 56 мм в год.

По всей поверхности средняя скорость литосферы составляет 43,9 мм в год, среднеквадратичное значение из статьи NNR-MORVEL56. Щёлкните по точке Земли, чтобы прочесть плиту, скорость и направление. Самые быстрые значения принадлежат малым плитам у Тонга, быстро вращающимся вокруг близких полюсов.

Часы продолжают современные вращения до 50 млн лет в прошлое и будущее, перемещая восемь городов вместе с плитами. На +50 млн лет Нью-Йорк и Лиссабон окажутся ещё примерно на 1100 км дальше друг от друга по сравнению с нынешними 5423 км. Это близко к 22,9 мм в год за 50 млн лет. Поэтому надпись «схема» намеренна. Реальные плиты меняют скорость и направление, возникают новые границы. Для настоящей реконструкции нужны магнитные полосы и следы горячих точек каждого периода, а не неизменное современное вращение.

Где плиты погружаются

В жёлобе одна плита изгибается вниз и скользит под другую. Сцена субдукции показывает два разреза: Японский жёлоб, где Тихоокеанская плита уходит под северо-восток Японии, Охотскую плиту в NNR-MORVEL56, и Перуанско-Чилийский жёлоб на 36° S, где Наска идёт под Южную Америку. Скорости из той же модели: примерно 86 мм в год поперёк Японского жёлоба и относительное движение 74 мм в год между Наска и Южной Америкой около Concepción.

Погружающаяся плита, слэб, остаётся холоднее окружающей мантии миллионы лет и может разрушаться при землетрясениях гораздо глубже иных пород. Глубочайшие крупные события USGS лежат в слэбах: под Охотским морем в 2013 году на 598 км, M 8,3, и под Боливией в 1994 году на 631 км, M 8,2. На схеме точки внутри плиты изображают их до примерно 680 км.

Почему вулканы выстраиваются параллельно жёлобу? Связанная в минералах плиты вода высвобождается при погружении и снижает температуру плавления горячей мантии сверху. Emily Syracuse и Geoffrey Abers измерили в 2006 году глубину плиты под 839 дуговыми вулканами. Под вулканическим фронтом верх плиты лежит в среднем на 105 км, медиана 100 км. Половина значений находится между 85 и 119 км; средние по участкам дуги длиной 500 км меняются от 72 км на центральных Алеутах до 173 км на севере Вануату. Сцена ставит вулкан там, где верх плиты достигает 105 км. Меняйте глубинный наклон: при 30° дуга находится в 236 км от жёлоба, почти в середине диапазона 180–275 км для половины дуг мира.

Гавайи и горячая точка

В 1963 году J. Tuzo Wilson предположил, что Гавайские острова возникали один за другим над неподвижным глубинным источником магмы под движущейся Тихоокеанской плитой. Даты подтверждают это. Древнейшим породам Kaua'i около 5,0–5,5 млн лет; главная стадия роста West Maui завершилась около 1,3 млн лет назад; Kīlauea извергается сейчас. Midway в 2444 км от Kīlauea расположен на вулканах возрастом около 28 млн лет.

Сцена горячей точки возвращает плиту по этим датам. Плюм неподвижен; плита сдвигается так, чтобы вулкан выбранного возраста оказался над ним. Между датированными вулканами положение интерполируется вдоль цепи. Расстояния и возраст дают средние скорости:

Километр за миллион лет равен миллиметру в год, значит это 87–163 мм в год, быстрее нынешних 69 мм у Kīlauea по NNR-MORVEL56. Большую часть разницы объясняют два обстоятельства. Возрасты относятся к нечётко определённому концу главного роста, а горячая точка сама может дрейфовать. Поэтому отсчёт от горячей точки не совпадает с системой без суммарного вращения.

Дальше на северо-запад цепь резко поворачивает у подводной горы Daikakuji и уходит на север Императорскими горами. John O'Connor и коллеги датировали её в 2013 году возрастом 47,5 млн лет. Тогда Тихоокеанская плита изменила направление. Гора Detroit близ северного конца имеет возраст 76–82 млн лет.

Следующий вулкан уже растёт. Kama'ehuakanaloa, до 2021 года Lō'ihi, находится на 975 м ниже моря к юго-востоку от Большого острова. По оценке USGS, при росте 5 м за 1000 лет до поверхности понадобится до 200 000 лет. Третье задание просит направить стрелку в его сторону.

Полосы на морском дне

Железные минералы горячей породы выстраиваются по магнитному полю; при остывании направление закрепляется. В 1906 году Bernard Brunhes нашёл во Франции лавы с намагниченностью против современного поля. В 1929 году Motonori Matuyama обнаружил разную направленность у молодых и старых лав Японии и Кореи. Поле обращалось.

На срединном хребте непрерывно возникает новая кора и уходит в обе стороны. Поэтому дно записывает историю: полосы противоположной намагниченности зеркально повторяются по сторонам хребта. Суда с буксируемыми магнитометрами обнаружили их в 1950-х годах, а в 1963 году Fred Vine и Drummond Matthews объяснили расхождением дна и обращениями.

Сцена рисует полосы по шкале полярности Steven Cande и Dennis Kent (1995). Нынешняя прямая эпоха Брюнес началась 0,78 млн лет назад; короткий прямой интервал Харамильо длился от 1,07 до 0,99 млн лет назад, Олдувай от 1,95 до 1,77. За последние 5 млн лет поле обращалось 20 раз. Ширина полосы равна длительности, умноженной на половину скорости расхождения. При 50 мм в год, то есть 25 км за миллион лет на сторону, Брюнес доходит до 19,5 км от оси; на Восточно-Тихоокеанском поднятии при примерно 143 мм в год до около 56 км. Шестая задача просит подобрать скорость для края на 60 км.

С возрастом дно также углубляется, поскольку плита остывает и сжимается. Barry Parsons и John Sclater в 1977 году подобрали для северных частей Тихого и Атлантического океанов зависимость глубина = 2500 + 350 √t метров, где t в миллионах лет. В сцене эта кривая показана с увеличением глубины в 15 раз для наглядности.

Оборот мантии

Мантия твёрдая, но течёт на протяжении миллионов лет. Холодные слэбы опускаются в жёлобах; некоторые сейсмическая томография прослеживает до ядра. Горячий материал поднимается плюмами, а на ядре под Африкой и Тихим океаном лежат две огромные области медленных S-волн. Edward Garnero и Allen McNamara обобщили знания о них в 2008 году.

Конвекция здесь лишь схема. Точки следуют плавному потоку из трёх ячеек, показывая подъём пород в одном месте и опускание в другом. Реальное течение трёхмерно и зависит от температуры, состава и самих плит. Полезно оценить время: при типичных 5 см в год пересечение 2867 км мантии занимает около 57 млн лет.

Магнитное поле из ядра

Текущее жидкое железо внешнего ядра несёт электрические токи, создающие магнитное поле Земли. Снаружи поле похоже на поле стержневого магнита. International Geomagnetic Reference Field, IGRF, описывает его коэффициентами, которые International Association of Geomagnetism and Aeronomy обновляет каждые пять лет. Сцена рисует дипольную часть, первые три коэффициента g₁⁰, g₁¹ и h₁¹ модели IGRF-14. Для 2025 года они равны −29 350,0, −1410,3 и 4545,5 nT. Из них следует:

• Ось диполя наклонена на 9,2° к оси вращения, а северный геомагнитный полюс лежит на 80,8° N, 72,8° W.
• Дипольное поле на экваторе равно √(g₁⁰² + g₁¹² + h₁¹²) = 29,7 µT, на полюсах вдвое больше.
• В 1900 году то же значение было 32,2 µT, значит сегодня диполь слабее на 7,6 %.

Щелчок по Земле вычисляет местное поле B = B₀ √(1 + 3 cos² θ), где θ угол от оси диполя, и наклон магнитной стрелки tan I = 2 cot θ. Реальное поле местами отличается от диполя из-за неучтённых старших членов.

Красная линия показывает путь северного магнитного полюса, где стрелка направлена строго вниз, по данным NOAA National Centers for Environmental Information. За 1590–1900 годы он взят из модели gufm1 по судовым журналам, затем из IGRF. За эти 435 лет полюс прошёл около 4500 км и оказался в 2000 км от начального места. В 1700 году он шёл примерно на 6 км в год по Канадской Арктике, между 2000 и 2011 годами на 55–58 км в год к Сибири, в 2024 году на 37 км.

Регулятор времени общий со сценой хребта. Вернитесь дальше 0,78 млн лет назад, и линии перевернутся. Жёлтые конусы показывают направление; в обратную эпоху Матуяма оно было противоположным.

Как глубоко мы пробурили?

Сцена скважин ставит глубочайшие достигнутые людьми места на одну схему в трёх масштабах:

• Кольская сверхглубокая на северо-западе России достигла 12 262 м в 1989 году и остаётся глубочайшей скважиной. Порода на дне имела 212 °C и текла в ствол.
• Немецкая KTB достигла 9101 м в 1994 году при 265–270 °C.
• В 2024 году буровое судно Chikyu опустило от поверхности моря 7906 м бурильных труб в Японском жёлобе, самое глубокое научное морское бурение.
• Бездна Челленджера в Марианском жёлобе, глубочайшее дно, лежит на 10 935 м (± 6 м) ниже уровня моря по измерениям давления при погружениях 2020 года.
• Средняя глубина океана 3682 м.
• Вершина Mauna Kea стоит на 4205 м выше уровня моря.

Задайте жёлтому буру 12 км: панель покажет 0,19 % радиуса Земли. В масштабе до центра все скважины поместятся в верхней линии. Давление PREM там примерно 0,27 ГПа против 364 ГПа в центре.

Что модели опускают

PREM одномерна: на сфере данного радиуса все точки одинаковы. Настоящая Земля имеет континенты, океаны, холодные опускающиеся плиты и горячие плюмы; скорости волн меняются от места к месту на несколько процентов. PREM включает и слабую зависимость от направления в верхней мантии, но здесь используется усреднённый вариант без неё. Лучи разреза не учитывают волны, отражённые от границ или идущие вдоль них. Источник находится сразу под океанским слоем, чтобы медленная вода сверху не искажала картину.

Другие сцены упрощают по-своему, и панель отмечает важные случаи:

• Таблицы пробега лаборатории получены по лучам в PREM. Сразу под Мохо скорость немного падает с глубиной, и лучи от мелкого очага оставляют пропуск в несколько градусов, где реальные записи показывают головную волну вдоль Мохо. Лаборатория соединяет пропуски до 10° прямой линией по времени; более широкая тень ядра остаётся пустой. Поверхностные волны имеют одну модельную скорость.
• Часы плит фиксируют нынешние вращения. Они показывают скорость движения, а не реальное прошлое положение материков.
• Разрез субдукции соединяет мелкий и глубокий наклоны плавной кривой, толщина плиты 90 км. Глубина жёлоба, форма верхней плиты и пропуск глубоких землетрясений на чилийском виде нарисованы для объяснения, а не измерены.
• Возврат Гавайев фиксирует горячую точку и перемещает плиту только вдоль датированных вулканов.
• Магнитные полосы идеальны; реальные аномалии размываются из-за остывания коры и ширины зоны её образования.
• Конвекция показывает идею без шкалы времени.
• Силовые линии показывают лишь дипольную часть IGRF.

Краткая история

В 1798 году Henry Cavendish измерил притяжение свинцовых шаров крутильными весами и нашёл плотность Земли в 5,48 раза выше воды, гораздо выше поверхностных пород. В 1906 году ирландский геолог Richard Dixon Oldham показал задержку P-волн на другой стороне Земли и предположил центральное ядро. В том же году Bernard Brunhes сообщил об обратно намагниченных лавах. В 1909 году Andrija Mohorovičić нашёл основание коры. В 1912 году Alfred Wegener предположил расхождение материков. Затем Beno Gutenberg поместил верх ядра примерно на 2900 км, близко к нынешним 2891 км. В 1926 году Harold Jeffreys показал жидкое ядро по приливам и S-волнам, а в 1929 году Motonori Matuyama датировал обращение поля. Внутреннее ядро Lehmann последовало в 1936 году.

Части сошлись в 1960-х годах. Harry Hess предложил спрединг в 1962 году; Vine и Matthews прочитали магнитные полосы в 1963 году; Wilson объяснил Гавайи горячей точкой в том же году. В 1981 году Dziewonski и Anderson объединили десятилетия сейсмических данных и свободные колебания после крупнейших землетрясений 1960-х в PREM. Границы плит Bird появились в 2003 году, NNR-MORVEL56 в 2011 году.