Земля представляет собой, в самом грубом приближении, шар с диаметром около 13 тыс. км. Более точной формой её называют геоид. Из-за достаточно больших центробежных сил экваториальный радиус Земли больше полярного. Другими словами, шар земной незначительно сплющен у полюсов. Полярное сжатие, разность диаметров экваториального и полярного поделённая на диаметр экваториальный, ровно 1/298. Кстати, полярные радиусы тоже неодинаковы. Южный длиннее северного на 100 м. Так что Земля ещё и асимметрична относительно плоскости экватора.

Безразмерный момент инерции вращающейся Земли составляет 0,33, что указывает на повышение плотности вещества к центру (для однородного шара к = 0,4). Значит, в расплавленном теле планеты под влиянием силы тяжести вещество дифференцируется по удельному весу. Тяжелые элементы тонут, а лёгкие всплывают и вырываются из недр на поверхность лавовыми потоками при извержении вулканов.

Недра Земли изучены пока очень мало. В основном изучается только поверхностный слой её коры. Самые глубокие шахты едва достигают глубины двух километров, а единичные сверхглубокие скважины на Кольском полуострове и Украинском щите достигли 16—18 км. А всё что глубже по известной причине исследуется только косвенными методами, преимущественно с помощью сейсмической томографии.

Ежегодно на Земле происходит несколько тысяч землетрясений. От неощутимых, фиксируемых только сейсмографами, до катастрофических, превращающих в развалины целые города. Мощность последних равноценна взрыву сотен водородных бомб. В эпицентре землетрясения всегда рождаются различного характера сейсмические волны: продольная P-волна (волна сжатия), поперечная S-волна (волна сдвига) и поверхностные L-волны. Скорости прохождения волн неодинаковы; наибольшая она у продольной волны, наименьшая у поверхностных. Поэтому во время землетрясения сначала сейсмограф запишет продольные колебания, а уж потом поперечные. Сравнивая записи одного землетрясения нескольких достаточно удалённых от эпицентра сейсмических станций можно с известной долей достоверности определить строение недр нашей планеты (“просветить” земной шар).

Наблюдения показывают, что Земля имеет слоистую структуру. Ещё в начале века немецкий профессор М.Неймайер утверждал, что вокруг ядра образуется газообразная оболочка, которая постепенно переходит в жидкую массу, а ещё дальше находится пластическое вещество, составляющее переход к твёрдой коре (литосфере). Земля слагается как бы из слоёв (геосфер), вложенных концентрически друг в друга (рис.5).

                                                Рис. 5  Геосферы Земли.

Самая верхняя твёрдая геосфера Земли (слой А) — земная кора. Для неё характерны скорости прохождения Р-волны 6,7—7,6 км/сек. и S-волны 3,6—4,2 км/сек. Она неоднородна по составу, как в вертикальном направлении, так и в горизонтальном и неодинакова по толщине. Под высочайшими горными массивами её толщина достигает 70 км, под равнинами - 30—40 км, а под океанскими водами не превышает и 5 км.

Советский вулканолог Е.К.Мархинин рассчитал, что за время существования Земли как планеты (4,5 млрд. лет) вулканы подняли из её недр на поверхность 13,5·10\21 кг вещества, что сравнимо с массой земной коры в современную эпоху. Вулканический материал, попадающий на поверхность большей частью в виде пыли, под действием воды, ветра, тепла изменяется в тысячи раз быстрее монолитной глыбы. Видоизменённые шлаки, пемза, пепел, вещество лавы размывались водой, переносились на новые места ветром, подвергались переработке организмами и в конечном итоге превращались в осадочный материал. Из этого материала и состоит земная кора

Между земной корой и ядром планеты располагается мантия. Характер прохождения сейсмических волн через мантию говорит о том, что она неоднородна и состоит из нескольких вполне самостоятельных геосфер. Самый верхний относительно тонкий слой мантии (слой В) называют верхней мантией. Простирается он от земной коры до глубины около 350 км. Для верхней мантии характерны скорости прохождения Р-волн 8—8,3 км/сек и S-волн - 4,4—4,7 км/сек. Увеличение скорости прохождения сейсмических волн через слой свидетельствует о том, что состоит верхняя мантия из очень плотных твёрдых кристаллических пород. Е.К.Мархинин считает, что верхняя мантия — это погребённая под осадочным материалом первоначальная поверхность планеты. Граница между первоначальной поверхностью и корой легко прослеживается по всей поверхности. Называют этот раздел поверхностью Мохоровича в честь первооткрывателя.

Вместе с корой верхняя мантия образуют самую жесткую оболочку Земли — литосферу (каменную сферу). В литосфере сосредоточенны очаги подавляющего числа землетрясений. Но отдельные находятся ещё глубже. Это значит, что до самой нижней границы литосферы тянутся разломы, трещины, по которым из нижележащего слоя поднимается вещество, питающее лавовые потоки вулканов.

Ниже верхней мантии находится небольшая прослойка вещества с пониженной прочностью — астеносфера. Из-за резкого уменьшения вязкости вещества астеносферы скорости сейсмических волн здесь значительно замедляются и в основном поперечных (на 2—3 порядка).

Нижняя мантия занимает пространство между глубинами 400 км и 2900 км. На глубине 1000 км выявлена размытая промежуточная граница. Выше этой границы (слой С) скорости сейсмических волн возрастают, а ниже (слой D) рост скоростей резко замедляется. Заканчивается нижняя мантия переходным слоем (D”), в котором резко уменьшается скорость продольных волн. Слой D однороден и по всей вероятности вещество его пластичное. В слое С отмечаются какие то неоднородности. Это связывают с тем, что вещество слоя может находиться в аморфном (близком к расплаву) состоянии или является смесью твердых значительных масс и частично расплавленных пород.

Всё что глубже 2900 км относят к ядру. В слое до 5100 км (слой Е) поперечные волны не проходят вовсе, а скорость продольных уменьшается вдвое. Но появляется высокая электропроводность. Эту геосферу называют внешним ядром. Считается, что вещество внешнего ядра находится в жидком (расплавленном) состоянии.

Центральную область Земли занимает внутреннее ядро (слой G). Радиус этой зоны составляет 1250 км. Через внутреннее ядро сейсмические волны не проходят вовсе. Вещество находится здесь, вероятно, в газообразном состоянии. Между жидким и газообразным слоями находится переходный слой (слой F), в котором вещество конденсируется.

Почему же вещество внутреннего ядра находится в газообразном состоянии? Да потому, что в самом центре Земли (зона Н) до сих пор горит крошечная кварковая звёздочка. Эта, так сказать, “земляная” звезда и является истинным ядром Земли. Рождающееся на её поверхности в сотни тысяч раз менее плотное горячее планетное вещество создаёт колоссальное давление внутри Земли и является первопричиной всех глобальных деформаций как внутри её, так и на её поверхности. Ещё М.В.Ломоносов писал, что «...есть в сердце земном неизмеримое могущество, которое на месте гор море зиждет и на месте моря — горы». Гениальное предвидение.

Наличие в центре планеты сверхплотного кваркового ядра значительно увеличивает её среднюю плотность. И не только нашей планеты. Венера, ближайший к нам сосед, по размерам не на много отличается от Земли. Её радиус составляет 0,95 радиуса Земли, а масса — 0,82 земной массы. Судя по всему, Земля и Венера имеют большое внутреннее сходство. Сходны и тепловые потоки из недр Земли и Венеры к их поверхностям. Как и на Земле, на Венере есть кольцевые горы, горные хребты, простирающиеся на тысячи километров разломы и немало действующих вулканов. Все, несомненно, свидетельствует о мощных тектонических процессах, происходящих в её недрах. А причиной этих процессов, по всей видимости, служит кварковое ядро —“венерианская” звезда. Но она несколько меньше земной, а значит, и действующие тектонические силы меньше земных. И поэтому поверхность Венеры значительно сглажена по сравнению с поверхностью нашей планеты.

 Не исключено, что и в центре Юпитера до сих пор всё ещё горит маленькая ”юпитерская” звездочка и высокая плотность его кваркового ядра наряду с другими факторами существенно увеличивает среднюю плотность этой планеты.

            Принятые обозначения:

            \n – число в степени n.

ссылка - http://geostar.narod.ru/text34.htm