Структурата, материалният състав и вътрешната енергия на земята. Вътрешната структура на Земята (ядро, мантия, кора)

Характерна особеност на еволюцията на Земята е диференцирането на материята, чийто израз е структурата на черупката на нашата планета. Литосферата, хидросферата, атмосферата, биосферата образуват основните обвивки на Земята, различаващи се по химичен състав, мощност и състояние на материята.

Вътрешната структура на Земята

Химичен съставОт земята(фиг. 1) е подобен на състава на други планети наземна групакато Венера или Марс.

Като цяло преобладават елементи като желязо, кислород, силиций, магнезий, никел. Съдържанието на светлинни елементи е ниско. Средната плътност на земната материя е 5,5 g / cm 3.

Има много малко надеждни данни за вътрешната структура на Земята. Помислете за фиг. 2. Изобразява вътрешната структура на Земята. Земята се състои от земна кора, мантия и ядро.

Ориз. 1. Химичният състав на Земята

Ориз. 2. Вътрешна структураОт земята

Ядро

Ядро(фиг. 3) се намира в центъра на Земята, радиусът му е около 3,5 хиляди км. Температурата на ядрото достига 10 000 K, тоест е по-висока от температурата на външните слоеве на Слънцето, а плътността му е 13 g / cm 3 (сравнете: вода - 1 g / cm 3). Предполага се, че сърцевината е съставена от желязо и никелови сплави.

Външното ядро ​​на Земята има по-голяма дебелина от вътрешното (радиус 2200 km) и е в течно (разтопено) състояние. Вътрешното ядро ​​е подложено на огромен натиск. Веществата, които го съставят, са в твърдо състояние.

Мантия

Мантия- геосферата на Земята, която заобикаля ядрото и съставлява 83% от обема на нашата планета (виж фиг. 3). Долната му граница се намира на дълбочина 2900 км. Мантията е разделена на по-малко плътна и пластична горна част (800-900 km), от която магма(в превод от гръцки означава "гъст мехлем"; това е разтопеното вещество на земната вътрешност - смес химични съединенияи елементи, включително газове, в специално полутечно състояние); и кристална долна, с дебелина около 2000 км.

Ориз. 3. Структурата на Земята: ядро, мантия и земната кора

земната кора

Земната кора -външна обвивка на литосферата (виж фиг. 3). Плътността му е приблизително два пъти по-малка от средната плътност на Земята - 3 g / cm 3.

Разделя земната кора от мантията граница на Мохоровичич(често се нарича граница на Мохо), характеризираща се с рязко увеличаване на скоростите на сеизмичните вълни. Инсталиран е през 1909 г. от хърватски учен Андрей Мохорович (1857- 1936).

Тъй като процесите, протичащи в най-горната част на мантията, влияят на движението на материята в земната кора, те се обединяват под общото име литосфера(каменна черупка). Дебелината на литосферата варира от 50 до 200 km.

Под литосферата се намира астеносферата- по-малко твърда и по-малко вискозна, но по-пластмасова обвивка с температура 1200 ° C. Може да премине границата на Мохо, прониквайки в земната кора. Астеносферата е източникът на вулканизъм. Съдържа огнища на разтопена магма, която прониква в земната кора или се излива върху земната повърхност.

Състав и структура на земната кора

В сравнение с мантията и ядрото, земната кора е много тънък, твърд и крехък слой. Състои се от по-леко вещество, в състава на което около 90 натурални химични елементи... Тези елементи не са еднакво представени в земната кора. Седем елемента – кислород, алуминий, желязо, калций, натрий, калий и магнезий – представляват 98% от масата на земната кора (виж фиг. 5).

Своеобразни комбинации от химични елементи образуват различни скалии минерали. Най-старите от тях са на поне 4,5 милиарда години.

Ориз. 4. Структурата на земната кора

Ориз. 5. Състав на земната кора

МинералТова е относително хомогенно естествено тяло по своя състав и свойства, което се образува както в дълбините, така и на повърхността на литосферата. Примери за минерали са диамант, кварц, гипс, талк и др. (Особеност физични свойстваразлични минерали могат да бъдат намерени в Приложение 2.) Съставът на минералите на Земята е показан на фиг. 6.

Ориз. 6. Общ минерален състав на Земята

Скалиса съставени от минерали. Те могат да бъдат съставени от един или няколко минерала.

Седиментни скали -глина, варовик, тебешир, пясъчник и др. - образуват се при утаяване на вещества във водната среда и на сушата. Те лежат на слоеве. Геолозите ги наричат ​​страниците от историята на Земята, тъй като той може да научи за природни условиякоито са съществували на нашата планета в древни времена.

Сред седиментните скали се разграничават органогенни и неорганични (детритни и хемогенни).

Органогененскалите се образуват в резултат на натрупването на животински и растителни остатъци.

Класични скалисе образуват в резултат на изветряне, отлагане с помощта на вода, лед или вятър, продуктите от разрушаването на предварително образувани скали (Таблица 1).

Таблица 1. Кластични скали в зависимост от размера на фрагментите

Име на породата	Недостатък на размера на счупването (частици)
	Повече от 50 см
	5 мм - 1 см
	1 мм - 5 мм
Пясък и пясъчници	0,005 мм - 1 мм
	По-малко от 0,005 мм

Хемогененскалите се образуват в резултат на отлагането на разтворени в тях вещества от водите на морета и езера.

В дебелината на земната кора се образува магма магматични скали(фиг. 7) като гранит и базалт.

Седиментните и магматични скали, когато се потапят на голяма дълбочина под въздействието на налягане и високи температури, претърпяват значителни промени, превръщайки се в метаморфни скали.Така, например, варовик се превръща в мрамор, кварцов пясъчник - в кварцит.

В структурата на земната кора се разграничават три слоя: седиментен, "гранит", "базалт".

Седиментен слой(виж фиг. 8) се образува главно от седиментни скали. Тук преобладават глини и шисти, широко застъпени са пясъчни, карбонатни и вулканични скали. В седиментния слой има отлагания на такива минерал, като въглища, газ, петрол. Всички те са органични. Например въглищата са продукт на трансформация на растенията в древни времена. Дебелината на седиментния слой варира в широки граници - от пълно отсъствие в някои земни зони до 20-25 km в дълбоки депресии.

Ориз. 7. Класификация на скалите по произход

Слой "гранит".Състои се от метаморфни и магмени скали, подобни по свойства на гранита. Най-разпространени тук са гнайсите, гранитите, кристалните шисти и др. Гранитният слой не се среща навсякъде, но на континентите, където е добре изразен, максималната му дебелина може да достигне няколко десетки километра.

"Базалтов" слойобразуван от скали, близки до базалти. Това са метаморфозирани магмени скали, които са по-плътни в сравнение със скалите от "гранитния" пласт.

Дебелината и вертикалната структура на земната кора са различни. Има няколко вида на земната кора (фиг. 8). Според най-простата класификация се разграничават океанската и континенталната кора.

Континенталната и океанската кора се различават по дебелина. И така, максималната дебелина на земната кора се наблюдава под планински системи... Намира се на около 70 км. Под равнините дебелината на земната кора е 30-40 км, а под океаните е най-тънката - само 5-10 км.

Ориз. 8. Видове земна кора: 1 - вода; 2- утаечен слой; 3 - интеркалация на седиментни скали и базалти; 4 - базалти и кристални ултраосновни скали; 5 - гранитно-метаморфен слой; 6 - гранулит-основен слой; 7 - нормална мантия; 8 - свободна мантия

Разликата между континенталната и океанската кора в състава на скалите се проявява във факта, че в океанската кора няма гранитен слой. И базалтовият слой на океанската кора е много особен. По състава на скалите се различава от аналогичния слой на континенталната кора.

Границата между сушата и океана (нулева марка) не записва прехода на континенталната кора към океанската. Замяната на континенталната кора с океанската се случва в океана на около 2450 m дълбочина.

Ориз. 9. Структурата на континенталната и океанската кора

Разграничават се и преходни типове на земната кора - субокеански и субконтинентални.

Субокеанска кораразположени по континенталните склонове и подножието, могат да бъдат намерени в маргиналните и Средиземно море... Това е континентална кора с дебелина до 15-20 km.

Субконтинентална кораразположени например на вулканични островни дъги.

На базата на материали сеизмично сондиране -скорост на сеизмичната вълна - получаваме данни за дълбоката структура на земната кора. И така, Кола свръхдълбок сондаж, който за първи път даде възможност да се видят скални проби от дълбочина над 12 км, донесе много неочаквани неща. Предполагаше се, че „базалтов” слой трябва да започне на дълбочина от 7 km. В действителност обаче не е намерен, а сред скалите преобладават гнайсите.

Промяна в температурата на земната кора с дълбочината.Приповърхностният слой на земната кора има температура, определена от слънчевата топлина. то хелиометричен слой(от гръцки Helio - Слънцето), изпитват сезонни температурни колебания. Средната му дебелина е около 30 m.

Още по-тънък слой е разположен отдолу, характерна чертакоето е постоянната температура, съответстваща на средната годишна температура на мястото за наблюдение. Дълбочината на този слой се увеличава при континентален климат.

Още по-дълбоко в земната кора се разграничава геотермален слой, чиято температура се определя вътрешна топлинаЗемята и се увеличава с дълбочината.

Повишаването на температурата се дължи главно на разпадането на радиоактивните елементи, които изграждат скалите, предимно радий и уран.

Повишаването на температурата на скалите с дълбочина се нарича геотермален градиент.Той се колебае в доста широк диапазон - от 0,1 до 0,01 ° C / m - и зависи от състава на скалите, условията на тяхното възникване и редица други фактори. Под океаните температурата се повишава по-бързо с дълбочината, отколкото на континентите. Средно става с 3°C по-топло на всеки 100 m дълбочина.

Реципрочната стойност на геотермалния градиент се нарича геотермална стъпка.Измерва се в m/°C.

Топлината на земната кора е важен източник на енергия.

Образува се част от земната кора, простираща се до дълбините, достъпни за геоложко изследване земни недра.Недрата на Земята изискват специална защита и разумна употреба.

Ядрото на Земята е централната, най-дълбоката геосфера на Земята. Средният му радиус е прибл. 3,5 хиляди км. Разделя се на външно ядро ​​и подядро (вътрешно ядро). Температурата в центъра на земното ядро, очевидно, достига 5000 ° C, плътността е прибл. 12,5 t / m 3, налягане до 361 (giga) GPa (3,5 * 10 6 atm). Предполага се, че сърцевината е метална (желязо-никел). Външното ядро ​​е течно, а под-ядрото е твърдо. Това се свързва с присъствието на Земята магнитно поле... Мантията е обвивка на "твърдата" земя, разположена между земната кора и земното ядро. Тя съставлява 83% от обема на Земята и 67% от нейната маса. Горната граница минава на дълбочина от 5-10 до 70 km по повърхността на Мохоровичич. Долната е на дълбочина 2900 км по границата със земното ядро. Смята се, че земната мантия е съставена основно от оливин и е разделена на горна мантия с дебелина ок. 900 км и долната - ок. 2000 км. Благодарение на високо налягане- от 1 до 136 GPa, материалът на земната мантия, очевидно, е в твърдо кристално състояние (с изключение на астеносферата). Температурата в мантията, очевидно, не надвишава 2000-2500 ° C. С процеси в земната мантия се свързват тектонските движения, магматизмът, вулканизмът и др.

В горната мантия има слой с намалена твърдост, здравина и вискозитет - астеносферата, лежаща под литосферата. Горната граница на дълбочина прибл. 100 км под континентите и ок. 50 км под океанското дъно; долната - на дълбочина 250-350 км. Астеносферата играе важна роляв произхода на ендогенните процеси, протичащи в земната кора (магматизъм, метаморфизъм и др.). Поради своята пластичност астеносферата играе ролята на субстрат, през който те могат да се движат литосферни плочи... Веществото в астеносферата вероятно е аморфно.

Горен твърда черупкаЗемята се нарича земна кора. Отдолу е ограничен от повърхността на Мохорович. Дебелината му варира от 5 до 75 км. По структура те се разграничават: континентална (континентална) и океанска кора.

Континентална корапод равнините има дебелина 25-30 км, а под планините - до 75 км. Средно е 33-35 км. Под планините се забелязва удебеляване на земната кора, тоест нейните издатини в дълбините - „корените на планините“. Кората е особено дебела под Памир, Хиндукуш - повече от 60 км. Хималаите (около 75 км) и Андите (75 км). Така най-много високи планиниимат най-дълбоките "корени" в недрата на земята.

По време на сеизмичното сондиране на континенталната кора се разграничават три основни слоя:

1. Най-горният се нарича седиментен слой... Това е най-малко плътният слой с дебелина от 2–3 km на платформи до 20–30 km в мобилни райони. Този слой е представен от седиментни скали, тоест глини, пясъци, пясъчници, варовици и мергели. Покрит е с почвена покривка.
2. Вторият, най-дебел слой на континенталната кора се нарича гранитен слой.Има висока плътност и се състои от кристални скали, тоест гранити и гнайси. Този слой на места излиза на повърхността. Например на Колския полуостров; в централните части на планинските вериги на Кавказ, Тиен Шан, Алтай, Алпи, Карпати и др. В повечето случаи гранитният слой е покрит със седиментни скали, чиято дебелина достига 10-20 км.
3. Третият слой на континенталната кора се нарича базалтов слой... Състои се от най-тежките скали - базалти, габро и др., дебелината му е 15-25 км.

Океанска корапо-тънък от сушата и се състои от два слоя - седиментарен и базалтов. Дебелината на седиментния слой се колебае и варира от няколко метра на средноокеанските хребети до 3 km на останалата част от океанското дъно. Повечето оттози слой е представен от варовикови наноси, образувани от останки от живи организми.

Дебелината на базалтовия слой варира от 3 до 12 km. Между тези два основни слоя има слой с по-ниска плътност от тази на базалтите: дебелината му е от 1 до 2 km. Смята се, че е представен от лави и вулканични туфи.

Така общата дебелина на океанската кора е 5-15 km, нараства до 20 km близо до континентите, под океанските острови и подводните хребети. В централната част Пасификадебелината на земната кора е около 5-8 км.

Основната роля в изследването на вътрешната структура на Земята играят сеизмичните методи, основани на изследването на разпространението в нейната дебелина на еластични вълни (както надлъжни, така и напречни), възникващи от сеизмични събития - по време на естествени земетресения и в резултат на експлозии.

Структура на черупката на Земята. Физическо състояние (плътност, налягане, температура), химичен състав, движение на сеизмичните вълни във вътрешността на Земята. Земен магнетизъм. Източници на вътрешна енергия на планетата. Възрастта на Земята. Геохронология.

Земята, подобно на други планети, има структура на черупката. Когато сеизмичните вълни (надлъжни и напречни) преминават през тялото на Земята, техните скорости на някои нива на дълбочина се променят забележимо (и рязко), което показва промяна в свойствата на средата, преминаваща от вълните. Съвременните представи за разпределението на плътността и налягането вътре в Земята са дадени в таблицата.

Промяна в плътността и налягането с дълбочината вътре в Земята

(S.V. Kalesnik, 1955)

Дълбочина, км	Плътност, g / cm 3	Налягане, милиони атм

Таблицата показва, че в центъра на Земята плътността достига 17,2 g / cm 3 и че се променя с особено рязък скок (от 5,7 до 9,4) на дълбочина от 2900 km, а след това на дълбочина от 5 хиляди km. Първият скок дава възможност да се отдели плътно ядро, а вторият - да се раздели това ядро ​​на външна (2900-5000 km) и вътрешна (от 5 хиляди km до центъра) части.

Зависимост на скоростта на надлъжните и срязващи вълни от дълбочината

Дълбочина, км	Скорост на надлъжната вълна, km / s	Скорост на срязващата вълна, km / s
60 (отгоре)
60 (отдолу)
2900 (отгоре)
2900 (отдолу)
5100 (отгоре)
5100 (отдолу)

По този начин има по същество две резки прекъсвания на скоростите: на дълбочина 60 km и на дълбочина от 2900 km. С други думи, земната кора и вътрешното ядро ​​са ясно разграничени. В междинния пояс между тях, както и вътре в ядрото, има само промяна в скоростта на нарастване на скоростите. Вижда се също, че Земята е в твърдо състояние до дълбочина от 2900 km, т.к напречните еластични вълни (срязващи вълни) свободно преминават през тази дебелина, които сами по себе си могат да възникнат и да се разпространяват в твърда среда. Преминаването на напречни вълни през ядрото не се наблюдава и това дава основание да се счита за течно. но последните изчисленияпоказват, че модулът на срязване в ядрото е малък, но все още не е равен на нула (както е типично за течност) и следователно ядрото на Земята е по-близо до твърдо, отколкото течно състояние. Разбира се, в този случай понятията "твърдо" и "течност" не могат да бъдат идентифицирани с аналогични понятия, приложени към агрегатните състояния на материята върху земна повърхност: вътре в Земята е доминиран от високи температурии огромен натиск.

Така във вътрешната структура на Земята се разграничават земната кора, мантията и ядрото.

земната кора - първата обвивка на твърдото тяло на Земята, има дебелина 30-40 км. По обем е 1,2% от обема на Земята, по маса - 0,4%, средната плътност е 2,7 g / cm 3. Състои се предимно от гранит; седиментните скали в него са от подчинено значение. Гранитната обвивка, в която силиций и алуминий играят огромна роля, се нарича "сиалик" ("сиал"). Кората е отделена от мантията чрез сеизмичен участък, наречен Мохо граница, от името на сръбския геофизик А. Мохоровичич (1857-1936), който открива този "сеизмичен участък". Тази граница е ясна и се наблюдава на всички места на Земята на дълбочини от 5 до 90 km. Разрезът Мохо не е просто граница между скали от различни типове, а е равнина на фазов преход между еклогити и габро мантия и земни базалти. При преминаване от мантията към кората налягането спада, така че габрото се трансформира в базалти (силиций, алуминий + магнезий - "сима" - силиций + магнезий). Преходът е придружен от увеличаване на обема с 15% и съответно намаляване на плътността. Повърхността на Мохо се счита за долната граница на земната кора. Важна характеристика на тази повърхност е, че е общо очертаниеТова е сякаш огледален образ на релефа на земната повърхност: под океаните е по-високо, под континенталните равнини отдолу, под най-високите планини потъва под всичко (това са така наречените корени на планините ).

Има четири вида земна кора, те отговарят на четирите най-големи форми на земната повърхност. Първият тип се нарича континентална част,дебелината му е 30-40 км, под младите планини нараства до 80 км. Този тип кора отговаря по релеф на континенталните издатини (включва се подводната граница на континента). Най-често се разделя на три слоя: седиментен, гранит и базалт. Седиментен слой, с дебелина до 15-20 км, трудно слоести седименти(преобладават глини и шисти, широко са застъпени пясъчни, карбонатни и вулканогенни скали). Гранитен слой(дебелина 10-15 km) се състои от метаморфни и магмени киселинни скали със съдържание на силициев диоксид над 65%, подобни по свойства на гранита; най-разпространени са гнайсите, гранодиорити и диорити, гранити, кристални шисти). Наречен е долният слой, най-плътният, с дебелина 15-35 км базалтза приликата с базалтите. Средната плътност на континенталната кора е 2,7 g / cm 3. Между гранитните и базалтовите слоеве се намира границата на Конрад, кръстена на австрийския геофизик, който я е открил. Имената на слоевете - гранит и базалт - са произволни, дадени са според скоростите на сеизмичните вълни. Съвременното име на слоевете е малко по-различно (E.V. Khain, M.G. Lomize): вторият слой се нарича гранитно-метаморфен, т.к. в него почти няма гранити, изграден е от гнайси и кристални шисти. Третият слой е гранулитно-основен, образуван е от силно метаморфозирани скали.

Вторият тип земна кора - преходен или геосинклинален -съответства на преходни зони (геосинклинали). Преходните зони са разположени край източните брегове на Евразийския континент, по източното и западното крайбрежие на Северна и Южна Америка. Те имат следната класическа структура: басейн на крайното море, островни дъги и дълбоководен ров. Под басейните на моретата и дълбоководните ровове няма гранитен слой, земната кора се състои от седиментен слой с повишена дебелина и базалт. Гранитният слой се появява само в островните дъги. Средната дебелина на геосинклиналния тип на земната кора е 15-30 km.

Третият вид е океанскиземната кора, съответства на океанското дъно, дебелината на кората е 5-10 км. Има двуслойна структура: първият слой е утаечен, образуван от глинесто-силициево-карбонатни скали; вторият слой се състои от основни пълнокристални магмени скали (габро). Между седиментния и базалтовия слой се разграничава междинен слой, състоящ се от базалтови лави с междинни слоеве от седиментни скали. Следователно, понякога те говорят за трислойна структура на океанската кора.

Четвъртият тип е рифтогененземната кора, характерен е за средноокеански хребети, дебелината му е 1,5-2 км. В средноокеанските хребети мантийните скали се доближават до повърхността. Дебелината на седиментния слой е 1-2 km, базалтовият слой в рифтовите долини е прищипан.

Съществуват понятията "кора" и "литосфера". литосфера- каменната обвивка на Земята, образувана от земната кора и част от горната мантия. Дебелината му е 150-200 км, ограничена от астеносферата. Само горната част на литосферата се нарича земна кора.

Мантия по обем е 83% от обема на Земята и 68% от нейната маса. Плътността на веществото се увеличава до 5,7 g / cm 3. На границата с ядрото температурата се повишава до 3800 0 С, налягането - до 1,4 x 10 11 Pa. Горната мантия се откроява на дълбочина 900 km, а долната - до 2900 km. Астеносферен слой има в горната мантия на дълбочина 150-200 km. Астеносфера(гр. asthenes - слаб) - слой с намалена твърдост и здравина в горната мантия на Земята. Астеносферата е основният източник на магма, тя съдържа огнища на захранващи вулкани и се случва движението на литосферните плочи.

Ядро заема 16% от обема и 31% от масата на планетата. Температурата в него достига 5000 0 С, налягането е 37 x 10 11 Pa, плътността е 16 g / cm 3. Ядрото се разделя на външно, до дълбочина до 5100 km, и вътрешно. Външното ядро ​​е стопено и се състои от желязо или метализирани силикати, вътрешното ядро ​​е твърдо, желязо-никел.

Масата на небесното тяло зависи от плътността на материята, масата определя размерите на Земята и силата на гравитацията. Нашата планета има достатъчен размер и гравитация, за да задържи хидросферата и атмосферата. Метализацията на материята настъпва в ядрото на Земята, причинявайки образуването на електрически токове и магнитосфера.

Около Земята има различни полета, като гравитационните и магнитните полета оказват най-значително влияние върху GO.

Гравитационно поле на Земята това е гравитационно поле. Гравитацията е резултантната сила между силата на гравитацията и центробежната сила, която възниква, когато Земята се върти. Центробежната сила достига своя максимум на екватора, но и тук тя е малка и възлиза на 1/288 от силата на гравитацията. Силата на гравитацията на земята зависи главно от силата на гравитацията, която се влияе от разпределението на масата в земята и на повърхността. Силата на гравитацията действа навсякъде по земята и е насочена по отвес към повърхността на геоида. Силата на гравитационното поле намалява равномерно от полюсите към екватора (центробежната сила е по-голяма при екватора), от повърхността нагоре (на височина от 36 000 km е равна на нула) и от повърхността надолу (в център на Земята силата на гравитацията е равна на нула).

Нормално гравитационно полеЗемята се нарича такава, която би имала земята, ако имаше формата на елипсоид с равномерно разпределение на масите. Интензитетът на реалното поле в дадена точка се различава от нормалното, възниква аномалия на гравитационното поле. Аномалиите могат да бъдат положителни и отрицателни: планинските вериги създават допълнителна маса и трябва да предизвикват положителни аномалии, океански падове, напротив - отрицателни. Но в действителност земната кора е в изостатично равновесие.

Изостазия (от гръцки isostasios - равен по тегло) - балансиране на твърда, относително лека земна кора с по-тежка горна мантия. Теорията на равновесието е изложена през 1855 г. от английския учен Г.Б. Въздушен. Поради изостазията излишъкът от маси над теоретичното ниво на равновесие съответства на липсата им на дъното. Това се изразява във факта, че на определена дълбочина (100-150 km) в астеносферния слой материята тече към онези места, където има липса на маси на повърхността. Само под младите планини, където все още не е извършена компенсация, се наблюдават слаби положителни аномалии. Балансът обаче непрекъснато се нарушава: седиментите се отлагат в океаните, а дъното на океаните провисва под тежестта им. От друга страна, планините се рушат, височината им намалява, което означава, че намалява и масата.

Силата на гравитацията създава фигурата на Земята, тя е една от водещите ендогенни сили. Благодарение на него падат атмосферни валежи, текат реки, образуват се подземни водни хоризонти, наблюдават се склонови процеси. Максималната височина на планините се обяснява със силата на гравитацията; смята се, че на нашата Земя не може да има планини по-високи от 9 км. Силата на гравитацията задържа газовите и водните обвивки на планетата. Само най-леките молекули - водород и хелий - напускат атмосферата на планетата. Налягането на масите на материята, което се реализира в процеса на гравитационна диференциация в долната мантия, заедно с радиоактивния разпад генерира топлинна енергия – източник на вътрешни (ендогенни) процеси, които преструктурират литосферата.

Топлинният режим на повърхностния слой на земната кора (средно до 30 m) има температура, определена от слънчевата топлина. то хелиометричен слойизпитват сезонни температурни колебания. По-долу е още по-тънък хоризонт с постоянна температура (около 20 m), съответстващ на средната годишна температура на мястото за наблюдение. Под постоянния слой температурата се повишава с дълбочина - геотермален слой... Да се ​​определи количествено величината на това увеличение с две взаимосвързани понятия. Промяната в температурата при задълбочаване на 100 m в земята се нарича геотермален градиент(варира от 0,1 до 0,01 0 С / m и зависи от състава на скалите, условията на тяхното възникване), а разстоянието по отвеса, което трябва да отиде по-дълбоко, за да се получи повишаване на температурата от 1 0, се нарича геотермален етап(диапазони от 10 до 100 m / 0 С).

Земен магнетизъм - свойство на Земята, което обуславя съществуването на магнитно поле около нея, причинено от процесите, протичащи на границата ядро-мантия. За първи път човечеството научи, че Земята е магнит благодарение на трудовете на У. Хилберт.

Магнитосфера - област от околоземно пространство, изпълнена със заредени частици, движещи се в земното магнитно поле. Той е отделен от междупланетното пространство с магнитопауза. Това е външният ръб на магнитосферата.

Образуването на магнитно поле се основава на вътрешни и външни причини. Постоянно магнитно поле се създава от електрически токове във външното ядро ​​на планетата. Слънчевите корпускуларни потоци образуват променливо магнитно поле на Земята. Магнитните карти предоставят визуално представяне на състоянието на магнитното поле на Земята. Магнитните карти се съставят за петгодишен период - магнитната ера.

Земята би имала нормално магнитно поле, ако беше равномерно намагнетизирана сфера. В първо приближение земята е магнитен дипол - тя е пръчка, чиито краища имат противоположни магнитни полюси. Точките на пресичане на магнитната ос на дипола със земната повърхност се наричат геомагнитни полюси... Геомагнитните полюси не съвпадат с географските и се движат бавно със скорост 7-8 км/година. Отклоненията на реалното магнитно поле от нормалното (теоретично изчислено) поле се наричат ​​магнитни аномалии. Те могат да бъдат глобални (Източносибирски овал), регионални (KMA) и локални, свързани с близкото появяване на магнитни скали до повърхността.

Магнитното поле се характеризира с три величини: магнитна деклинация, магнитен наклон и сила. Магнитна деклинация- ъгълът между географския меридиан и посоката на магнитната стрелка. Деклинацията е изток (+), когато северният край на стрелката на компаса се отклонява на изток от географския, и запад (-), когато стрелката се отклонява на запад. Магнитен наклон- ъгълът между хоризонталната равнина и посоката на магнитната игла, окачена на хоризонталната ос. Наклонът е положителен, когато северният край на стрелката сочи надолу, и отрицателен, когато северният край е нагоре. Магнитният наклон варира от 0 до 90 0. Силата на магнитното поле се характеризира с напрежение.Силата на магнитното поле е ниска, на екватора, 20-28 A / m, и на полюса, 48-56 A / m.

Магнитосферата е с форма на капка. От страната, обърната към Слънцето, радиусът му е равен на 10 земни радиуса, от нощната страна, под въздействието на "слънчевия вятър", той се увеличава до 100 радиуса. Формата е причинена от влиянието на слънчевия вятър, който, сблъсквайки се с магнитосферата на Земята, обикаля около нея. Заредените частици, достигайки магнитосферата, започват да се движат по магнитните силови линии и форма радиационни пояси.Вътрешният радиационен пояс се състои от протони и има максимална концентрация на височина от 3500 km над екватора. Външният пояс е образуван от електрони и се простира до 10 радиуса. При магнитните полюси височината на радиационните пояси намалява, тук има области, в които заредени частици нахлуват в атмосферата, йонизирайки газовете в атмосферата и предизвиквайки сияния.

Географското значение на магнитосферата е много голямо: тя предпазва Земята от корпускулярна слънчева и космическа радиация. Търсенето на минерали е свързано с магнитни аномалии. Магнитните силови линии помагат на туристите и корабите да се ориентират в космоса.

Възрастта на Земята. Геохронология.

Земята се появи като студено тяло от струпване на твърди частици и тела, подобни на астероиди. Сред частиците има радиоактивни. Веднъж влезли в Земята, те се разпадат там с отделянето на топлина. Докато размерите на Земята бяха малки, топлината лесно излизаше в междупланетното пространство. Но с увеличаването на обема на Земята, производството на радиоактивна топлина започна да надвишава нейното изтичане, тя натрупва и загрява недрата на планетата, превръщайки ги в омекотена. Пластично състояние, което отвори възможности за гравитационно диференциране на материята- изплуване на по-леки минерални маси на повърхността и постепенно спускане на по-тежките - към центъра. Интензивността на диференциацията отслабва с дълбочина, т.к в същата посока, поради увеличаването на налягането, вискозитетът на веществото се увеличава. Земното ядро ​​не беше уловено чрез диференциация; то запази първоначалния си силикатен състав. Но той рязко се кондензира поради най-високото налягане, надхвърлящо милион атмосфери.

Възрастта на Земята се установява по радиоактивен метод, той може да се приложи само към скали, съдържащи радиоактивни елементи. Ако приемем, че целият аргон на Земята е продукт на разпад на калий-49, тогава възрастта на Земята ще бъде най-малко 4 милиарда години. Изчисления на O.Yu. Шмид дават още по-висока цифра - 7,6 милиарда години. В И. За да изчисли възрастта на Земята, Баранов взе връзката между съвременните количества уран-238 и актиноуран (уран-235) в скалите и минералите и получи възрастта на урана (веществата, от които по-късно се е появила планетата) 5-7 милиарди години.

Така възрастта на Земята се определя в диапазона от 4-6 милиарда години. Историята на развитието на земната повърхност досега е било възможно директно да се реконструира в общи линии само от онези времена, от които са оцелели най-древните скали, тоест за около 3 - 3,5 милиарда години (Калесник С.В.).

Историята на Земята обикновено се разделя на две еон: криптоза(скрит и живот: няма скелетни останки) и фанерозойски(изрично и живот) . Криптозата включва две ера: архейска и протерозойска.Фанерозойът обхваща последните 570 милиона години, той се отличава Палеозойска, мезозойска и кайнозойска ери,които от своя страна са разделени на периоди.Често се нарича целият период преди фанерозой докамбрийски(Кембрий - първият период от палеозойската ера).

Периоди от палеозойската ера:

Периоди от мезозойската ера:

Периоди от кайнозойската ера:

Палеоген (епохи - палеоцен, еоцен, олигоцен)

неоген (епохи - миоцен, плиоцен)

Кватернер (епохи - плейстоцен и холоцен).

заключения:

1.В основата на всички прояви на вътрешния живот на Земята е преобразуването на топлинната енергия.

2. В земната кора температурата се повишава с отдалечаване от повърхността (геотермален градиент).

3. Топлината на Земята има за източник разпадането на радиоактивните елементи.

4. Плътността на земната материя нараства с дълбочина от 2,7 на повърхността до 17,2 в централните части. Налягането в центъра на Земята достига 3 милиона атм. Плътността нараства рязко на дълбочини от 60 и 2900 km. Оттук и заключението – Земята се състои от концентрични обвивки, които се затварят една друга.

5. Земната кора е съставена главно от скали като гранити, които са подложени от скали като базалти. Възрастта на Земята се определя на 4-6 милиарда години.

Колко често, в търсене на отговори на нашите въпроси за това как работи светът, ние поглеждаме нагоре към небето, слънцето, звездите, гледаме далеч, далеч, стотици светлинни години в търсене на нови галактики. Но ако погледнете под краката си, тогава под краката ви има едно цяло подземен святот която се състои нашата планета - Земята!

Недрата на земятатова е същият мистериозен свят под краката ни, подземният организъм на нашата Земя, върху който живеем, строим къщи, прокарваме пътища, мостове и в продължение на много хиляди години овладяваме териториите на нашата родна планета.

Този свят е тайните дълбини на недрата на Земята!

Структура на земята

Нашата планета принадлежи към земните планети и, подобно на други планети, се състои от слоеве. Повърхността на Земята се състои от твърда обвивка на земната кора, по-дълбоко е изключително вискозна мантия, а в центъра е метално ядро, което се състои от две части, външната е течна, вътрешната е твърда.

Интересното е, че много обекти на Вселената са толкова добре проучени, че всеки ученик знае за тях, космически кораби се изпращат в космоса на далечни стотици хиляди километри, но все още е невъзможна задача да влезете в най-дълбоките дълбини на нашата планета, така че какво е под повърхността на Земята все още остава голяма мистерия.

Астрономите изучават космоса, получават информация за планети и звезди, въпреки голямата им отдалеченост. Освен това на самата Земя има не по-малко тайни, отколкото във Вселената. И днес учените не знаят какво има вътре в нашата планета. Гледайки как лавата се излива по време на вулканично изригване, може да си помислите, че Земята също е разтопена вътре. Но това не е така.

Ядро.Централната част на земното кълбо се нарича ядро ​​(фиг. 83). Радиусът му е около 3500 км. Учените смятат, че външна частсърцевината е в разтопено-течно състояние, а вътрешната е в твърдо състояние. Температурата в него достига +5000 ° С. Температурата и налягането постепенно намаляват от ядрото към повърхността на Земята.

Мантия.Ядрото на Земята е покрито с мантия. Дебелината му е приблизително 2900 км. Мантията, както и ядрото, никога не е била виждана. Но се предполага, че колкото по-близо до центъра на Земята, толкова по-високо е налягането в нея, а температурата - от няколкостотин до -2500 ° C. Смята се, че мантията е твърда, но в същото време нажежена до червено.

Земната кора.Нашата планета е покрита с кора на върха на мантията. Това е най-горният твърд слой на Земята. В сравнение с ядрото и мантията, земната кора е много тънка. Дебелината му е само 10-70 км. Но това е земният свод, по който вървим, върху него са изградени тези-кут реки, градове.

Земната кора се образува от различни вещества. Състои се от минерали и скали. Някои от тях вече са ви известни (гранит, пясък, глина, торф и др.). Минералите и скалите се различават по цвят, твърдост, структура, точка на топене, разтворимост във вода и други свойства. Много от тях се използват широко от хората, например като гориво, в строителството, за производството на метали. Материал от сайта

Гранит

Пясък

торф

Горният слой на земната кора може да се види в отлагания по планински склонове, стръмни речни брегове и кариери (фиг. 84). А да се вгледате в дълбините на земната кора, мините и сондажите, които се използват за добив на полезни изкопаеми, например нефт и газ, помагат.