ساختار، ترکیب مواد و انرژی درونی زمین. ساختار داخلی زمین (هسته، گوشته، پوسته)

یکی از ویژگی های بارز تکامل زمین، تمایز ماده است که بیان آن ساختار پوسته سیاره ما است. لیتوسفر، هیدروسفر، جو، بیوسفر پوسته های اصلی زمین را تشکیل می دهند که از نظر ترکیب شیمیایی، قدرت و حالت ماده متفاوت هستند.

ساختار درونی زمین

ترکیب شیمیاییاز زمین(شکل 1) مشابه ترکیب سیارات دیگر است گروه زمینیمانند زهره یا مریخ.

به طور کلی عناصری مانند آهن، اکسیژن، سیلیکون، منیزیم، نیکل غالب هستند. محتوای عناصر سبک کم است. چگالی متوسط ​​ماده زمین 5.5 گرم بر سانتی متر مکعب است.

اطلاعات قابل اعتماد بسیار کمی در مورد ساختار داخلی زمین وجود دارد. شکل را در نظر بگیرید. 2. ساختار داخلی زمین را به تصویر می کشد. زمین از پوسته، گوشته و هسته زمین تشکیل شده است.

برنج. 1. ترکیب شیمیایی زمین

برنج. 2. ساختار داخلیاز زمین

هسته

هسته(شکل 3) در مرکز زمین قرار دارد، شعاع آن حدود 3.5 هزار کیلومتر است. دمای هسته به 10000 کلوین می رسد، یعنی از دمای لایه های بیرونی خورشید بالاتر است و چگالی آن 13 گرم در سانتی متر مکعب است (مقایسه کنید: آب - 1 گرم در سانتی متر 3). هسته احتمالاً از آلیاژهای آهن و نیکل تشکیل شده است.

هسته بیرونی زمین ضخامت بیشتری نسبت به هسته داخلی دارد (شعاع 2200 کیلومتر) و در حالت مایع (مذاب) است. هسته داخلی تحت فشار فوق العاده ای قرار دارد. مواد تشکیل دهنده آن در حالت جامد هستند.

مانتو

مانتو- ژئوسفر زمین که هسته را احاطه کرده و 83 درصد حجم سیاره ما را تشکیل می دهد (شکل 3 را ببینید). مرز زیرین آن در عمق 2900 کیلومتری قرار دارد. گوشته به قسمت بالایی کم تراکم و پلاستیکی (800-900 کیلومتر) تقسیم می شود که از آن قسمت ماگما(ترجمه شده از یونانی به معنای "پماد غلیظ" است؛ این ماده مذاب داخل زمین است - مخلوطی ترکیبات شیمیاییو عناصر، از جمله گازها، در حالت نیمه مایع خاص). و کریستالی پایین تر، حدود 2000 کیلومتر ضخامت.

برنج. 3. ساختار زمین: هسته، گوشته و پوسته زمین

پوسته زمین

پوسته زمین -پوسته بیرونی لیتوسفر (شکل 3 را ببینید). چگالی آن تقریباً دو برابر کمتر از چگالی متوسط ​​زمین است - 3 گرم در سانتی متر 3.

پوسته زمین را از گوشته جدا می کند مرز موهورویچیک(اغلب به آن مرز موهو می گویند) که با افزایش شدید سرعت امواج لرزه ای مشخص می شود. در سال 1909 توسط یک دانشمند کروات نصب شد آندری موهورویچ (1857- 1936).

از آنجایی که فرآیندهایی که در بالاترین قسمت گوشته روی می دهند بر حرکت ماده در پوسته زمین تأثیر می گذارد، آنها تحت نام عمومی ترکیب می شوند. لیتوسفر(پوسته سنگ). ضخامت لیتوسفر بین 50 تا 200 کیلومتر است.

در زیر لیتوسفر قرار دارد استنوسفر- پوسته جامد کمتر و چسبناک تر، اما پوسته پلاستیکی تر با دمای 1200 درجه سانتیگراد. می تواند از مرز موهو عبور کند و به پوسته زمین نفوذ کند. استنوسفر منبع آتشفشان است. حاوی کانون هایی از ماگمای مذاب است که به پوسته زمین نفوذ کرده یا به سطح زمین می ریزد.

ترکیب و ساختار پوسته زمین

در مقایسه با گوشته و هسته، پوسته زمین یک لایه بسیار نازک، سخت و شکننده است. از ماده سبک تری تشکیل شده است که در ترکیب آن حدود 90 ماده طبیعی است عناصر شیمیایی... این عناصر به طور مساوی در پوسته زمین وجود ندارند. هفت عنصر - اکسیژن، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم و منیزیم - 98 درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می دهند (شکل 5 را ببینید).

ترکیبات عجیب و غریب از عناصر شیمیایی مختلف را تشکیل می دهند سنگ هاو مواد معدنی قدیمی ترین آنها حداقل 4.5 میلیارد سال قدمت دارند.

برنج. 4. ساختار پوسته زمین

برنج. 5. ترکیب پوسته زمین

معدنییک جسم طبیعی نسبتاً همگن در ترکیب و خواص آن است که هم در اعماق و هم در سطح لیتوسفر تشکیل می شود. نمونه هایی از کانی ها الماس، کوارتز، گچ، تالک و غیره هستند (ویژگی مشخصات فیزیکیمواد معدنی مختلف را می توان در پیوست 2 یافت.) ترکیب مواد معدنی زمین در شکل نشان داده شده است. 6.

برنج. 6. ترکیب معدنی عمومی زمین

سنگ هااز مواد معدنی تشکیل شده اند. آنها می توانند از یک یا چند ماده معدنی تشکیل شده باشند.

سنگ های رسوبی -خاک رس، سنگ آهک، گچ، ماسه سنگ، و غیره - تشکیل شده توسط بارش مواد در محیط آبی و در خشکی. آنها به صورت لایه ای دراز می کشند. زمین شناسان آنها را صفحات تاریخ زمین می نامند، زیرا او می تواند در مورد آن بیاموزد شرایط طبیعیکه در دوران باستان در سیاره ما وجود داشته است.

در بین سنگهای رسوبی، آلی و معدنی (آواری و کموژنیک) متمایز می شوند.

ارگانوژنسنگ ها در نتیجه تجمع بقایای جانوری و گیاهی به وجود می آیند.

سنگهای آواریدر نتیجه هوازدگی، رسوب با کمک آب، یخ یا باد، محصولات تخریب سنگ های قبلی تشکیل می شوند (جدول 1).

جدول 1. سنگهای آواری بسته به اندازه قطعات

نام نژاد	اندازه شکست (ذرات)
	بیش از 50 سانتی متر
	5 میلی متر - 1 سانتی متر
	1 میلی متر - 5 میلی متر
ماسه و ماسه سنگ	0.005 میلی متر - 1 میلی متر
	کمتر از 0.005 میلی متر

شیمیاییسنگ ها در نتیجه رسوب مواد محلول در آنها از آب دریاها و دریاچه ها تشکیل می شوند.

در ضخامت پوسته زمین، ماگما تشکیل می شود سنگ های آذرین(شکل 7) مانند گرانیت و بازالت.

سنگ های رسوبی و آذرین وقتی در اعماق زیاد تحت تاثیر فشار و دمای بالا غوطه ور می شوند، دچار تغییرات قابل توجهی شده و به سنگ های دگرگونیبنابراین، به عنوان مثال، سنگ آهک به سنگ مرمر، ماسه سنگ کوارتز - به کوارتزیت تبدیل می شود.

سه لایه در ساختار پوسته زمین متمایز است: رسوبی، "گرانیت"، "بازالت".

لایه رسوبی(نگاه کنید به شکل 8) عمدتا توسط سنگ های رسوبی تشکیل شده است. رس و شیل در اینجا غالب است، سنگ های شنی، کربناته و آتشفشانی به طور گسترده نشان داده شده است. در لایه رسوبی، رسوباتی از این قبیل وجود دارد معدنی, مانند زغال سنگ، گاز، نفت. همه آنها ارگانیک هستند. برای مثال زغال سنگ محصول دگرگونی گیاهان در دوران باستان است. ضخامت لایه رسوبی به طور گسترده ای متفاوت است - از فقدان کامل در برخی مناطق خشکی تا 20-25 کیلومتر در فرورفتگی های عمیق.

برنج. 7. طبقه بندی سنگ ها بر اساس منشاء

لایه "گرانیت".متشکل از سنگهای دگرگونی و آذرین شبیه به گرانیت است. گسترده ترین در اینجا گنیس، گرانیت، شیست کریستالی و غیره است. لایه گرانیت در همه جا یافت نمی شود، اما در قاره ها، جایی که به خوبی بیان می شود، حداکثر ضخامت آن می تواند به چند ده کیلومتر برسد.

لایه "بازالت".توسط سنگ های نزدیک به بازالت ها تشکیل شده است. اینها سنگهای آذرین دگرگون شده هستند که در مقایسه با سنگهای لایه "گرانیت" چگالتر هستند.

ضخامت و ساختار عمودی پوسته زمین متفاوت است. انواع مختلفی از پوسته زمین وجود دارد (شکل 8). طبق ساده ترین طبقه بندی، پوسته اقیانوسی و قاره ای متمایز می شوند.

ضخامت پوسته قاره ای و اقیانوسی متفاوت است. بنابراین، حداکثر ضخامت پوسته زمین در زیر مشاهده می شود سیستم های کوهستانی... حدود 70 کیلومتر است. در زیر دشت ها، ضخامت پوسته زمین 30-40 کیلومتر است و در زیر اقیانوس ها نازک ترین است - فقط 5-10 کیلومتر.

برنج. 8. انواع پوسته زمین: 1 - آب; 2- لایه رسوبی; 3 - تلاقی سنگهای رسوبی و بازالتها. 4 - بازالت ها و سنگ های اولترابازیک کریستالی; 5 - لایه گرانیت دگرگونی؛ 6 - لایه پایه گرانولیت; 7 - مانتو معمولی; 8 - مانتو گشاد

تفاوت بین پوسته قاره ای و اقیانوسی در ترکیب سنگ ها در این واقعیت آشکار می شود که لایه گرانیتی در پوسته اقیانوسی وجود ندارد. و لایه بازالت پوسته اقیانوسی بسیار عجیب است. از نظر ترکیب سنگ ها با لایه مشابه پوسته قاره ای تفاوت دارد.

مرز بین خشکی و اقیانوس (نشان صفر) انتقال پوسته قاره ای به اقیانوسی را ثبت نمی کند. جایگزینی پوسته قاره ای با پوسته اقیانوسی در اقیانوس در عمق 2450 متری رخ می دهد.

برنج. 9. ساختار پوسته قاره ای و اقیانوسی

انواع انتقالی پوسته زمین نیز متمایز می شوند - زیر اقیانوسی و شبه قاره ای.

پوسته زیر اقیانوسیواقع در امتداد دامنه های قاره ای و کوهپایه ها، در حاشیه و می توان یافت دریاهای مدیترانه... این یک پوسته قاره ای به ضخامت 15-20 کیلومتر است.

پوسته شبه قاره ایبرای مثال در قوس های جزیره آتشفشانی واقع شده است.

بر اساس مواد صداگذاری لرزه ای -سرعت موج لرزه ای - ما اطلاعاتی در مورد ساختار عمیق پوسته زمین دریافت می کنیم. پس کلا گمانه فوق عمیقکه برای اولین بار امکان مشاهده نمونه های سنگی از عمق بیش از 12 کیلومتری را فراهم کرد، اتفاقات غیرمنتظره زیادی را به همراه داشت. فرض بر این بود که یک لایه "بازالت" باید از عمق 7 کیلومتری شروع شود. با این حال، در واقعیت یافت نشد و گنیس در میان صخره ها غالب بود.

تغییر دمای پوسته زمین با عمق.لایه نزدیک به سطح پوسته زمین دارای دمایی است که توسط گرمای خورشیدی تعیین می شود. این لایه هلیومتری(از یونانی. Helio - خورشید)، تجربه نوسانات دمای فصلی. ضخامت متوسط ​​آن حدود 30 متر است.

یک لایه حتی نازکتر در زیر قرار دارد، ویژگی مشخصهکه دمای ثابت مربوط به میانگین دمای سالانه محل مشاهده است. عمق این لایه در آب و هوای قاره ای افزایش می یابد.

حتی عمیق تر در پوسته زمین، یک لایه زمین گرمایی مشخص می شود که دمای آن تعیین می شود. گرمای درونیزمین و با عمق افزایش می یابد.

افزایش دما عمدتاً به دلیل فروپاشی عناصر رادیواکتیو تشکیل دهنده سنگ ها، در درجه اول رادیوم و اورانیوم، رخ می دهد.

افزایش دمای سنگ ها با عمق نامیده می شود گرادیان زمین گرماییدر محدوده نسبتاً گسترده ای - از 0.1 تا 0.01 درجه سانتیگراد در متر - در نوسان است و به ترکیب سنگ ها، شرایط وقوع آنها و تعدادی از عوامل دیگر بستگی دارد. در زیر اقیانوس ها، دما با عمق سریعتر از قاره ها افزایش می یابد. به طور متوسط ​​با هر 100 متر عمق 3 درجه سانتیگراد گرمتر می شود.

متقابل گرادیان زمین گرمایی نامیده می شود گام زمین گرماییدر متر / درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود.

گرمای پوسته زمین منبع انرژی مهمی است.

بخشی از پوسته زمین که تا اعماق موجود برای مطالعات زمین شناسی گسترش می یابد، تشکیل می شود. روده های زمینروده های زمین نیاز به حفاظت ویژه و استفاده معقول دارند.

هسته زمین مرکزی و عمیق ترین ژئوسفر زمین است. شعاع متوسط ​​آن تقریباً 3.5 هزار کیلومتر. این به یک هسته خارجی و یک هسته فرعی (هسته داخلی) تقسیم می شود. درجه حرارت در مرکز هسته زمین، ظاهرا، به 5000 درجه سانتیگراد می رسد، چگالی آن تقریباً است. 12.5 تن در متر مربع، فشار تا 361 (گیگا) گیگا پاسکال (3.5 * 10 6 اتمسفر). احتمالاً هسته فلزی (آهن نیکل) است. هسته بیرونی مایع و هسته فرعی جامد است. این با حضور زمین مرتبط است میدان مغناطیسی... گوشته پوسته زمین «جامد» است که بین پوسته زمین و هسته زمین قرار دارد. 83 درصد از حجم زمین و 67 درصد از جرم آن را تشکیل می دهد. مرز بالایی در عمق 5-10 تا 70 کیلومتری در امتداد سطح Mohorovichich قرار دارد. پایین تر در عمق 2900 کیلومتری در امتداد مرز با هسته زمین قرار دارد. اعتقاد بر این است که گوشته زمین عمدتاً از الیوین تشکیل شده است و به گوشته بالایی با ضخامت تقریبی تقسیم می شود. 900 کیلومتر و پایین تر - تقریبا. 2000 کیلومتر. با تشکر از فشار بالا- از 1 تا 136 گیگا پاسکال، ماده گوشته زمین ظاهراً در حالت کریستالی جامد است (به استثنای استنوسفر). دمای گوشته ظاهراً از 2000-2500 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند. حرکات تکتونیکی، ماگماتیسم، آتشفشان و غیره با فرآیندهایی در گوشته زمین مرتبط هستند.

در گوشته بالایی لایه ای از سختی، استحکام و ویسکوزیته کاهش یافته است - استنوسفر، زیر لیتوسفر. حد بالایی در عمق تقریبی 100 کیلومتر زیر قاره ها و تقریبا. 50 کیلومتر زیر کف اقیانوس؛ پایین - در عمق 250-350 کیلومتری. استنوسفر بازی می کند نقش مهمدر منشأ فرآیندهای درون زا که در پوسته زمین رخ می دهند (ماگماتیسم، دگرگونی و غیره). استنوسفر به دلیل انعطاف پذیری، نقش بستری را ایفا می کند که می توانند از طریق آن حرکت کنند صفحات لیتوسفری... ماده موجود در استنوسفر احتمالاً آمورف است.

بالا پوسته ی سختزمین را پوسته زمین می گویند. از پایین به سطح موهورویچ محدود می شود. ضخامت آن بین 5 تا 75 کیلومتر است. از نظر ساختار، آنها متمایز می شوند: قاره ای (قاره ای) و پوسته اقیانوسی.

پوسته قاره ایدر زیر دشت ها ضخامت آن 25-30 کیلومتر و در زیر کوه ها - تا 75 کیلومتر است. به طور متوسط ​​33-35 کیلومتر است. ضخیم شدن پوسته زمین در زیر کوه ها مشاهده می شود ، یعنی برآمدگی های آن به اعماق - "ریشه های کوه ها". پوسته به ویژه در زیر پامیر، هندوکش ضخیم است - بیش از 60 کیلومتر. هیمالیا (حدود 75 کیلومتر) و آند (75 کیلومتر). بنابراین، بیشترین کوه های بلندعمیق ترین "ریشه ها" را در روده های زمین دارند.

در طی لرزه نگاری پوسته قاره ای، سه لایه اصلی متمایز می شوند:

1. بالا نامیده می شود لایه رسوبی... این لایه کمترین چگالی با ضخامت از 2 تا 3 کیلومتر روی سکوها تا 20 تا 30 کیلومتر در مناطق متحرک است. این لایه با سنگ های رسوبی، یعنی رس، ماسه، ماسه سنگ، سنگ آهک و مارن نشان داده می شود. توسط یک پوشش خاک پوشیده شده است.
2. دومین و ضخیم ترین لایه پوسته قاره ای نامیده می شود لایه گرانیتچگالی بالایی دارد و از سنگ های کریستالی یعنی گرانیت و گنیس تشکیل شده است. این لایه در جاهایی به سطح می آید. به عنوان مثال، در شبه جزیره کولا; در قسمت های مرکزی رشته کوه های قفقاز، تین شان، آلتای، آلپ، کارپات و غیره در اکثر موارد لایه گرانیت با سنگ های رسوبی پوشیده شده است که ضخامت آنها به 10-20 کیلومتر می رسد.
3. لایه سوم پوسته قاره ای نامیده می شود لایه بازالت... این سنگ از سنگین ترین سنگ ها - بازالت، گابرو و غیره تشکیل شده است، ضخامت آن 15-25 کیلومتر است.

پوسته اقیانوسینازک تر از سرزمین اصلی است و از دو لایه - رسوبی و بازالت تشکیل شده است. ضخامت لایه رسوبی در نوسان است و از چند متر در پشته های میانی اقیانوس تا 3 کیلومتر در بقیه کف اقیانوس متغیر است. بیشتراین لایه توسط سیلت های آهکی که از بقایای موجودات زنده تشکیل شده است نشان داده می شود.

ضخامت لایه بازالت از 3 تا 12 کیلومتر متغیر است. بین این دو لایه اصلی، لایه ای با چگالی کمتر از بازالت ها وجود دارد: ضخامت آن از 1 تا 2 کیلومتر است. اعتقاد بر این است که با گدازه ها و توف های آتشفشانی نشان داده شده است.

بنابراین، ضخامت کل پوسته اقیانوسی 5-15 کیلومتر است که در نزدیکی قاره ها، در زیر جزایر اقیانوسی و پشته های زیر آب به 20 کیلومتر افزایش می یابد. در قسمت مرکزی اقیانوس آرامضخامت پوسته حدود 5-8 کیلومتر است.

نقش اصلی در مطالعه ساختار داخلی زمین با روش‌های لرزه‌ای مبتنی بر مطالعه انتشار امواج الاستیک (اعم از طولی و عرضی) ناشی از رویدادهای لرزه‌ای - در هنگام زلزله‌های طبیعی و در نتیجه انفجارها

ساختار پوسته زمین. وضعیت فیزیکی (چگالی، فشار، دما)، ترکیب شیمیایی، حرکت امواج لرزه ای در داخل زمین. مغناطیس زمینی منابع انرژی داخلی سیاره عصر زمین. زمین شناسی.

زمین نیز مانند سایر سیارات دارای ساختار پوسته ای است. هنگامی که امواج لرزه ای (طولی و عرضی) از بدنه زمین عبور می کنند، سرعت آنها در برخی از سطوح عمقی به طور محسوس (و ناگهانی) تغییر می کند که نشان دهنده تغییر در خواص محیط عبور امواج است. ایده های مدرن در مورد توزیع چگالی و فشار در داخل زمین در جدول آورده شده است.

تغییر در چگالی و فشار با عمق داخل زمین

(S.V. Kalesnik، 1955)

عمق، کیلومتر	چگالی، گرم بر سانتی متر 3	فشار، میلیون اتمسفر

جدول نشان می دهد که در مرکز زمین چگالی به 17.2 گرم در سانتی متر مکعب می رسد و با یک پرش شدید (از 5.7 به 9.4) در عمق 2900 کیلومتری و سپس در عمق 5 هزار کیلومتری تغییر می کند. پرش اول امکان جدا کردن یک هسته متراکم را فراهم می کند و دومی - تقسیم این هسته به قسمت های بیرونی (2900-5000 کیلومتر) و داخلی (از 5 هزار کیلومتر تا مرکز).

وابستگی سرعت امواج طولی و برشی به عمق

عمق، کیلومتر	سرعت موج طولی، کیلومتر بر ثانیه	سرعت موج برشی، کیلومتر بر ثانیه
60 (بالا)
60 (پایین)
2900 (بالا)
2900 (پایین)
5100 (بالا)
5100 (پایین)

بنابراین، اساساً دو شکست شدید در سرعت ها وجود دارد: در عمق 60 کیلومتری و در عمق 2900 کیلومتری. به عبارت دیگر، پوسته و هسته داخلی زمین به وضوح متمایز می شوند. در تسمه میانی بین آنها و همچنین در داخل هسته، تنها تغییر در نرخ افزایش سرعت وجود دارد. همچنین مشاهده می شود که زمین تا عمق 2900 کیلومتری در حالت جامد قرار دارد امواج الاستیک عرضی (امواج برشی) آزادانه از این ضخامت عبور می کنند که به تنهایی می توانند در یک محیط جامد ایجاد و منتشر شوند. عبور امواج عرضی از هسته مشاهده نشد و این زمینه را برای مایع در نظر گرفت. ولی آخرین محاسباتنشان می دهد که مدول برشی در هسته کوچک است، اما هنوز برابر با صفر نیست (همانطور که برای یک مایع معمول است) و بنابراین، هسته زمین به حالت جامد نزدیکتر است تا حالت مایع. البته در این مورد نمی توان مفاهیم «جامد» و «مایع» را با مفاهیم مشابهی که در حالات مجموع ماده به کار می رود شناسایی کرد. سطح زمین: درون زمین تحت سلطه است دمای بالاو فشارهای عظیم

بنابراین در ساختار درونی زمین، پوسته، گوشته و هسته زمین متمایز می شود.

پوسته زمین - اولین پوسته جسم جامد زمین، دارای ضخامت 30-40 کیلومتر است. از نظر حجم، 1.2٪ از حجم زمین است، از نظر جرم - 0.4٪، چگالی متوسط ​​2.7 گرم در سانتی متر 3 است. عمدتا از گرانیت تشکیل شده است. سنگهای رسوبی موجود در آن از اهمیت فرعی برخوردارند. پوسته گرانیتی که سیلیکون و آلومینیوم در آن نقش بسیار زیادی دارند، "سیالیک" ("سیال") نامیده می شود. پوسته توسط بخش لرزه ای به نام از گوشته جدا می شود مرز موهو، از نام ژئوفیزیکدان صرب A. Mohorovicic (1857-1936) که این "بخش لرزه ای" را افتتاح کرد. این مرز مشخص است و در تمام نقاط زمین در اعماق 5 تا 90 کیلومتری مشاهده می شود. بخش موهو فقط یک مرز بین سنگ‌های انواع مختلف نیست، بلکه یک صفحه انتقال فاز بین اکلوژیت‌ها و گوشته گابرو و بازالت‌های پوسته است. هنگام عبور از گوشته به پوسته، فشار کاهش می یابد به طوری که گابروها به بازالت تبدیل می شوند (سیلیکون، آلومینیوم + منیزیم - "سیما" - سیلیسیم + منیزیم). انتقال با افزایش حجم 15٪ و بر این اساس، کاهش چگالی همراه است. سطح موهو به عنوان مرز زیرین پوسته زمین در نظر گرفته می شود. یکی از ویژگی های مهم این سطح این است که است طرح کلیاین، همانطور که بود، تصویر آینه ای از نقش برجسته سطح زمین است: در زیر اقیانوس ها بالاتر است، در زیر دشت های قاره ای در زیر، در زیر بلندترین کوه ها زیر همه چیز فرو می رود (اینها به اصطلاح ریشه های کوه ها هستند. ).

چهار نوع پوسته زمین وجود دارد که با چهار شکل بزرگ سطح زمین مطابقت دارند. نوع اول نامیده می شود سرزمین اصلی،ضخامت آن 30-40 کیلومتر است، در زیر کوه های جوان به 80 کیلومتر افزایش می یابد. این نوع پوسته از نظر نقش برجسته با برآمدگی های قاره ای مطابقت دارد (حاشیه زیردریایی قاره شامل می شود). رایج ترین تقسیم به سه لایه است: رسوبی، گرانیت و بازالت. لایه رسوبی، تا 15-20 کیلومتر ضخامت، دشوار است رسوبات لایه ای(رس و شیل غالب است، سنگ های شنی، کربناته و آتشفشانی به طور گسترده نشان داده می شوند). لایه گرانیت(ضخامت 10-15 کیلومتر) متشکل از سنگهای اسیدی دگرگونی و آذرین با محتوای سیلیس بیش از 65٪، شبیه به گرانیت است. گسترده ترین آنها گنیس، گرانودیوریت ها و دیوریت ها، گرانیت ها، شیست های کریستالی هستند. لایه پایین تر، متراکم ترین، 15-35 کیلومتر ضخامت، نامگذاری شد بازالتبرای شباهت به بازالت. چگالی متوسط ​​پوسته قاره ای 2.7 گرم بر سانتی متر مربع است. بین لایه‌های گرانیت و بازالت، مرز کنراد قرار دارد که به نام ژئوفیزیکدان اتریشی که آن را کشف کرد، نامگذاری شده است. نام لایه ها - گرانیت و بازالت - دلخواه است، آنها با توجه به سرعت امواج لرزه ای داده شده اند. نام مدرن لایه ها تا حدودی متفاوت است (E.V. Khain، M.G. Lomize): لایه دوم گرانیت-دگرگونی نامیده می شود، زیرا تقریباً هیچ گرانیتی در آن وجود ندارد و از گنیس و شیست های کریستالی تشکیل شده است. لایه سوم گرانولیت پایه است که توسط سنگ های بسیار دگرگون شده تشکیل شده است.

نوع دوم پوسته زمین - انتقالی یا ژئوسنکلینال -مربوط به مناطق گذار (ژئوسنکلین) است. مناطق انتقالی در سواحل شرقی قاره اوراسیا، در امتداد سواحل شرقی و غربی آمریکای شمالی و جنوبی قرار دارند. آنها ساختار کلاسیک زیر را دارند: حوضه ای از دریای حاشیه ای، قوس های جزیره ای و یک ترانشه در عمق آب. هیچ لایه گرانیتی در زیر حوضه های دریاها و ترانشه های اعماق دریا وجود ندارد، پوسته زمین از یک لایه رسوبی با ضخامت افزایش یافته و بازالت تشکیل شده است. لایه گرانیت فقط در قوس های جزیره ظاهر می شود. ضخامت متوسط ​​نوع ژئوسنکلینال پوسته زمین 30-15 کیلومتر است.

نوع سوم است اقیانوسیپوسته زمین، مربوط به کف اقیانوس است، ضخامت پوسته 5-10 کیلومتر است. این ساختار دو لایه دارد: لایه اول رسوبی است که توسط سنگهای رسی-سیلیسی-کربناتی تشکیل شده است. لایه دوم شامل سنگهای آذرین مافیک تمام کریستالی (گابرو) است. یک لایه میانی بین لایه‌های رسوبی و بازالت متمایز می‌شود که از گدازه‌های بازالتی با لایه‌هایی از سنگ‌های رسوبی تشکیل شده است. بنابراین، گاهی اوقات آنها از ساختار سه لایه پوسته اقیانوسی صحبت می کنند.

نوع چهارم است ریفتوژنیکپوسته زمین، مشخصه پشته های میانی اقیانوسی است، ضخامت آن 1.5-2 کیلومتر است. در پشته های میانی اقیانوسی، سنگ های گوشته به سطح نزدیک می شوند. ضخامت لایه رسوبی 1-2 کیلومتر است، لایه بازالت در دره های شکاف به بیرون کشیده شده است.

مفاهیم "پوسته" و "لیتوسفر" وجود دارد. لیتوسفر- پوسته سنگی زمین که از پوسته زمین و بخشی از گوشته بالایی تشکیل شده است. ضخامت آن 150-200 کیلومتر است که توسط استنوسفر محدود شده است. فقط قسمت بالایی لیتوسفر را پوسته زمین می نامند.

مانتو از نظر حجم 83 درصد حجم زمین و 68 درصد جرم آن است. چگالی ماده به 5.7 گرم در سانتی متر 3 افزایش می یابد. در مرز با هسته، دما به 3800 0 C افزایش می یابد، فشار - تا 1.4 x 10 11 Pa. گوشته بالایی تا عمق 900 کیلومتری و پایینی تا 2900 کیلومتری مشخص می شود. یک لایه آستنوسفر در گوشته بالایی در عمق 150-200 کیلومتری وجود دارد. استنوسفر(به یونانی asthenes - ضعیف) - لایه ای از سختی و استحکام کاهش یافته در گوشته بالایی زمین. استنوسفر منبع اصلی ماگما است، حاوی کانون های آتشفشان های تغذیه کننده است و حرکت صفحات لیتوسفر رخ می دهد.

هسته 16 درصد از حجم و 31 درصد از جرم سیاره را اشغال می کند. دما در آن به 5000 0 C می رسد، فشار 37 x 10 11 Pa، چگالی 16 گرم در سانتی متر 3 است. هسته به خارجی، تا عمق 5100 کیلومتر، و داخلی تقسیم می شود. هسته بیرونی مذاب و متشکل از آهن یا سیلیکات های متالیز شده است، هسته داخلی جامد، آهن نیکل است.

جرم یک جرم آسمانی به چگالی ماده بستگی دارد، جرم تعیین کننده ابعاد زمین و نیروی گرانش است. سیاره ما اندازه و گرانش کافی برای نگهداری هیدروسفر و جو دارد. فلز شدن ماده در هسته زمین اتفاق می افتد و باعث تشکیل جریان های الکتریکی و مگنتوسفر می شود.

میدان‌های مختلفی در اطراف زمین وجود دارد، میدان‌های گرانشی و مغناطیسی بیشترین تأثیر را بر GO دارند.

میدان گرانشی روی زمین، میدان گرانشی است. گرانش نیروی حاصل بین نیروی گرانش و نیروی گریز از مرکز است که هنگام چرخش زمین ایجاد می شود. نیروی گریز از مرکز در استوا به حداکثر خود می رسد، اما حتی در اینجا نیز کوچک است و به 1/288 نیروی گرانش می رسد. نیروی گرانش روی زمین عمدتاً به نیروی گرانش بستگی دارد که تحت تأثیر توزیع جرم در داخل زمین و در سطح است. نیروی گرانش در همه جای زمین عمل می کند و در امتداد یک شاقول به سطح ژئوئید هدایت می شود. قدرت میدان گرانشی به طور یکنواخت از قطب ها به استوا کاهش می یابد (نیروی گریز از مرکز در استوا بیشتر است)، از سطح به سمت بالا (در ارتفاع 36000 کیلومتری برابر با صفر است) و از سطح به سمت پایین (در مرکز زمین نیروی گرانش برابر با صفر است).

میدان گرانشی معمولیزمین به گونه ای نامیده می شود که اگر زمین به شکل یک بیضوی با توزیع یکنواخت جرم ها باشد، به آن می گویند. شدت میدان واقعی در یک نقطه خاص با میدان معمولی متفاوت است، یک ناهنجاری در میدان گرانشی ایجاد می شود. ناهنجاری ها می توانند مثبت و منفی باشند: رشته کوه ها جرم اضافی ایجاد می کنند و باید باعث ناهنجاری های مثبت، ناهمواری های اقیانوسی، برعکس - منفی شوند. اما در حقیقت، پوسته زمین در تعادل ایزواستاتیک قرار دارد.

ایزوستازی (از یونانی isostasios - برابر وزن) - متعادل کردن پوسته زمین سخت و نسبتا سبک با گوشته بالایی سنگین تر. نظریه تعادل در سال 1855 توسط دانشمند انگلیسی G.B. هوادار به دلیل ایزوستازی، بیش از حد جرم ها بالاتر از سطح تئوری تعادل مربوط به عدم وجود آنها در پایین است. این در این واقعیت بیان می شود که در عمق معینی (100-150 کیلومتر) در لایه استنوسفر، ماده به مکان هایی که در آن کمبود جرم روی سطح وجود دارد جریان می یابد. فقط در زیر کوه های جوان، جایی که هنوز هیچ جبرانی صورت نگرفته است، ناهنجاری های مثبت ضعیف مشاهده می شود. با این حال، تعادل دائماً به هم می‌خورد: رسوبات در اقیانوس‌ها رسوب می‌کنند و کف اقیانوس‌ها زیر وزن آن‌ها فرو می‌رود. از سوی دیگر، کوه ها در حال فروریختن هستند، ارتفاع آنها کاهش می یابد، به این معنی که توده نیز کاهش می یابد.

نیروی گرانش شکل زمین را ایجاد می کند، این یکی از نیروهای درون زا است. به لطف آن، بارش جوی می افتد، رودخانه ها جریان می یابند، افق های آب زیرزمینی تشکیل می شود، فرآیندهای شیب مشاهده می شود. حداکثر ارتفاع کوه ها با نیروی گرانش توضیح داده می شود. اعتقاد بر این است که در زمین ما هیچ کوهی بالاتر از 9 کیلومتر وجود ندارد. نیروی گرانش پوسته های گاز و آب سیاره را نگه می دارد. فقط سبک ترین مولکول ها - هیدروژن و هلیوم - از جو سیاره خارج می شوند. فشار توده های ماده، که در فرآیند تمایز گرانشی در گوشته پایینی، همراه با فروپاشی رادیواکتیو، انرژی حرارتی تولید می کند - منبعی از فرآیندهای داخلی (درون زا) است که لیتوسفر را بازسازی می کند.

رژیم حرارتی لایه سطحی پوسته زمین (به طور متوسط ​​تا 30 متر) دارای دمایی است که توسط گرمای خورشیدی تعیین می شود. این لایه هلیومتریتجربه نوسانات دمایی فصلی در زیر یک افق حتی نازک تر از دمای ثابت (حدود 20 متر)، مربوط به میانگین دمای سالانه محل مشاهده است. در زیر لایه ثابت، دما با عمق افزایش می یابد - لایه زمین گرمایی... برای تعیین کمیت این افزایش با دو مفهوم مرتبط. تغییر درجه حرارت در عمق 100 متری در زمین نامیده می شود گرادیان زمین گرمایی(از 0.1 تا 0.01 0 C / m و بستگی به ترکیب سنگ ها، شرایط وقوع آنها دارد) و فاصله در امتداد خط شاقول که برای افزایش دمای 1 0 باید عمیق تر شود نامیده می شود. مرحله زمین گرمایی(از 10 تا 100 متر / 0 درجه سانتیگراد است).

مغناطیس زمینی - خاصیت زمین، که وجود میدان مغناطیسی در اطراف آن را تعیین می کند، ناشی از فرآیندهای رخ داده در مرز هسته-جبه. برای اولین بار، بشر به لطف کارهای دبلیو هیلبرت آموخت که زمین یک آهنربا است.

مگنتوسفر - ناحیه ای از فضای نزدیک به زمین پر از ذرات باردار در حال حرکت در میدان مغناطیسی زمین. توسط یک مگنتوپوز از فضای بین سیاره ای جدا می شود. این لبه بیرونی مگنتوسفر است.

تشکیل میدان مغناطیسی بر اساس دلایل داخلی و خارجی است. یک میدان مغناطیسی ثابت توسط جریان های الکتریکی در هسته بیرونی سیاره ایجاد می شود. جریان های جسمی خورشیدی میدان مغناطیسی متناوب زمین را تشکیل می دهند. نقشه های مغناطیسی نمایش تصویری از وضعیت میدان مغناطیسی زمین را ارائه می دهند. کارت های مغناطیسی برای یک دوره پنج ساله - دوره مغناطیسی - جمع آوری می شوند.

اگر زمین یک کره مغناطیسی یکنواخت بود، میدان مغناطیسی معمولی داشت. در تقریب اول، زمین یک دوقطبی مغناطیسی است - میله ای است که انتهای آن دارای قطب های مغناطیسی مخالف است. نقاط تقاطع محور مغناطیسی دوقطبی با سطح زمین نامیده می شود قطب های ژئومغناطیسی... قطب های ژئومغناطیسی با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند و با سرعت 7-8 کیلومتر در سال به آرامی حرکت می کنند. انحراف میدان مغناطیسی واقعی از میدان طبیعی (به لحاظ نظری محاسبه شده) ناهنجاری مغناطیسی نامیده می شود. آنها می توانند جهانی (بیضی سیبری شرقی)، منطقه ای (KMA) و محلی باشند که با وقوع نزدیک سنگ های مغناطیسی به سطح مرتبط هستند.

میدان مغناطیسی با سه کمیت مشخص می شود: میل مغناطیسی، تمایل مغناطیسی و قدرت. انحراف مغناطیسی- زاویه بین نصف النهار جغرافیایی و جهت سوزن مغناطیسی. انحراف شرقی (+) هنگامی که انتهای شمالی سوزن قطب نما به سمت شرق جغرافیایی منحرف می شود، و غرب (-) زمانی که سوزن به سمت غرب منحرف می شود. تمایل مغناطیسی- زاویه بین صفحه افقی و جهت سوزن مغناطیسی معلق در محور افقی. شیب زمانی که انتهای شمالی فلش به سمت پایین باشد مثبت و زمانی که انتهای شمالی به سمت بالا باشد منفی است. میل مغناطیسی از 0 تا 90 0 متغیر است. قدرت میدان مغناطیسی توسط تنششدت میدان مغناطیسی کم است، در استوا، 20-28 A / m، و در قطب، 48-56 A / m.

مگنتوسفر قطره ای شکل است. در سمت رو به خورشید، شعاع آن برابر با 10 شعاع زمین است، در سمت شب، تحت تأثیر "باد خورشیدی" به 100 شعاع افزایش می یابد. این شکل ناشی از تأثیر باد خورشیدی است که در برخورد با مگنتوسفر زمین، در اطراف آن جریان دارد. ذرات باردار که به مگنتوسفر می رسند، شروع به حرکت در امتداد خطوط مغناطیسی نیرو می کنند و شکل می گیرند. کمربندهای تشعشعیکمربند تشعشعی داخلی از پروتون تشکیل شده و حداکثر غلظت آن در ارتفاع 3500 کیلومتری از خط استوا است. کمربند بیرونی توسط الکترون ها تشکیل شده و تا 10 شعاع امتداد دارد. در قطب های مغناطیسی، ارتفاع کمربندهای تابشی کاهش می یابد، در اینجا مناطقی وجود دارد که در آن ذرات باردار به جو حمله می کنند، گازهای موجود در جو را یونیزه می کنند و باعث ایجاد شفق های قطبی می شوند.

اهمیت جغرافیایی مگنتوسفر بسیار زیاد است: از زمین در برابر تشعشعات خورشیدی و کیهانی محافظت می کند. جستجوی مواد معدنی با ناهنجاری های مغناطیسی همراه است. خطوط مغناطیسی نیرو به گردشگران و کشتی ها کمک می کند تا در فضا حرکت کنند.

عصر زمین. زمین شناسی.

زمین به صورت جسمی سرد از خوشه ای از ذرات جامد و اجرام مشابه سیارک ها پدید آمده است. در میان ذرات رادیواکتیو بود. وقتی وارد زمین شدند، با انتشار گرما در آنجا متلاشی شدند. در حالی که ابعاد زمین کوچک بود، گرما به راحتی به فضای بین سیاره ای فرار کرد. اما با افزایش حجم زمین، تولید گرمای رادیواکتیو شروع به بیش از نشت آن کرد، روده های سیاره را انباشته و گرم کرد و آنها را به یک نرم تبدیل کرد. شرایط پلاستیکی که فرصت‌ها را باز کرد برای تمایز گرانشی ماده- شناور شدن توده های معدنی سبک تر به سطح و پایین آمدن تدریجی توده های سنگین تر - به مرکز. شدت تمایز با عمق کاهش می یابد، زیرا در همین راستا، به دلیل افزایش فشار، ویسکوزیته ماده افزایش یافت. هسته زمین با تمایز گرفته نشد، ترکیب سیلیکات اولیه خود را حفظ کرد. اما به دلیل بالاترین فشار، بیش از یک میلیون اتمسفر، به شدت متراکم شد.

سن زمین با استفاده از روش رادیواکتیو تعیین می شود؛ این سن فقط برای سنگ های حاوی عناصر رادیواکتیو قابل اعمال است. اگر فرض کنیم که تمام آرگون روی زمین محصول پوسیدگی پتاسیم 49 باشد، سن زمین حداقل 4 میلیارد سال خواهد بود. محاسبات توسط O.Yu. اشمیت رقم حتی بالاتری را ارائه می دهد - 7.6 میلیارد سال. در و. بارانوف برای محاسبه سن زمین، رابطه بین مقادیر مدرن اورانیوم-238 و اکتین اورانیوم (اورانیوم-235) در سنگ ها و مواد معدنی را در نظر گرفت و سن اورانیوم (ماده ای که بعداً سیاره از آن پدید آمد) را 5-7 به دست آورد. میلیارد سال

بنابراین، سن زمین در محدوده 4-6 میلیارد سال تعیین می شود. تاریخچه توسعه سطح زمین تاکنون فقط از زمان هایی که قدیمی ترین سنگ ها از آن باقی مانده اند، یعنی در حدود 3 تا 3.5 میلیارد سال، به طور مستقیم به طور کلی بازسازی شده است (Kalesnik S.V.).

تاریخ زمین معمولاً به دو قسمت تقسیم می شود aeon: cryptose(پنهان و زندگی: هیچ اسکلتی باقی نمی ماند) و فانوزوئیک(صریح و زندگی) . کریپتوز شامل دو مورد است دوره: آرکئن و پروتروزوییک.فانوزوئیک 570 میلیون سال گذشته را پوشش می دهد، متمایز است دوران پالئوزوئیک، مزوزوئیک و سنوزوئیک،که به نوبه خود تقسیم می شوند دوره هااغلب کل دوره قبل از فانوزوئیک نامیده می شود پرکامبرین(کامبرین - دوره اول عصر پالئوزوئیک).

دوره های دوران پالئوزوئیک:

دوره های دوران مزوزوئیک:

دوره های عصر سنوزوئیک:

پالئوژن (دوران - پالئوسن، ائوسن، الیگوسن)

نئوژن (دوران - میوسن، پلیوسن)

کواترنر (دوران - پلیستوسن و هولوسن).

نتیجه گیری:

1. اساس همه مظاهر حیات درونی زمین، تبدیل انرژی حرارتی است.

2. در پوسته زمین، دما با فاصله از سطح (شیب زمین گرمایی) افزایش می یابد.

3. گرمای زمین منشأ آن تجزیه عناصر رادیواکتیو است.

4. چگالی ماده زمین با عمق از 2.7 در سطح به 17.2 در قسمت های مرکزی افزایش می یابد. فشار در مرکز زمین به 3 میلیون اتمسفر می رسد. چگالی در اعماق 60 و 2900 کیلومتری به طور ناگهانی افزایش می یابد. از این رو نتیجه - زمین از پوسته های متحدالمرکز تشکیل شده است که یکدیگر را محصور کرده اند.

5. پوسته زمین عمدتاً از سنگ هایی مانند گرانیت ها تشکیل شده است که زیر آنها سنگ هایی مانند بازالت ها قرار گرفته اند. سن زمین 4-6 میلیارد سال تعیین شده است.

هر چند وقت یکبار در جستجوی پاسخی برای پرسش‌هایمان در مورد چگونگی کارکرد جهان، به آسمان، خورشید، ستاره‌ها نگاه می‌کنیم، به دور، دور، صدها سال نوری در جستجوی کهکشان‌های جدید نگاه می‌کنیم. اما اگر به زیر پای خود نگاه کنید، پس زیر پای شما یک کل وجود دارد عالم امواتکه سیاره ما از آن تشکیل شده است - زمین!

روده های زمیناین همان دنیای مرموز زیر پای ما است، ارگانیسم زیرزمینی زمین ما، که در آن زندگی می کنیم، خانه می سازیم، جاده ها، پل ها می گذاریم و هزاران سال است که بر قلمروهای سیاره خود تسلط داریم.

این دنیا اعماق مخفی روده های زمین است!

ساختار زمین

سیاره ما متعلق به سیارات زمینی است و مانند سیارات دیگر از لایه هایی تشکیل شده است. سطح زمین از یک پوسته سخت از پوسته زمین تشکیل شده است، یک گوشته بسیار چسبناک در عمق بیشتری قرار دارد و یک هسته فلزی در مرکز قرار دارد که از دو قسمت تشکیل شده است، قسمت بیرونی مایع است، قسمت داخلی جامد است. .

جالب اینجاست که بسیاری از اجرام کیهان آنقدر به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته اند که هر دانش آموزی در مورد آنها می داند، فضاپیماها برای صدها هزار کیلومتر دورتر به فضا فرستاده می شوند، اما هنوز هم رسیدن به عمیق ترین اعماق سیاره ما کار غیرممکنی است. زیر سطح زمین هنوز یک راز بزرگ باقی مانده است.

ستاره شناسان فضا را مطالعه می کنند، اطلاعاتی در مورد سیارات و ستارگان، با وجود دوردستی زیادشان، دریافت می کنند. علاوه بر این، رازهایی در خود زمین کمتر از جهان وجود ندارد. و امروزه دانشمندان نمی دانند درون سیاره ما چه چیزی وجود دارد. با تماشای چگونگی ریختن گدازه در طول فوران آتشفشانی، ممکن است فکر کنید که زمین نیز در داخل مذاب است. اما این مورد نیست.

هسته.قسمت مرکزی کره، هسته نامیده می شود (شکل 83). شعاع آن حدود 3500 کیلومتر است. دانشمندان معتقدند که قسمت بیرونیهسته در حالت مذاب - مایع و هسته داخلی در حالت جامد است. درجه حرارت در آن به +5000 درجه سانتیگراد می رسد. دما و فشار به تدریج از هسته به سطح زمین کاهش می یابد.

مانتو.هسته زمین با یک گوشته پوشیده شده است. ضخامت آن تقریباً 2900 کیلومتر است. گوشته، مانند هسته، هرگز دیده نشده است. اما فرض بر این است که هر چه به مرکز زمین نزدیکتر باشد، فشار در آن بیشتر است و دما از چند صد تا -2500 درجه سانتیگراد است. اعتقاد بر این است که گوشته جامد، اما در عین حال داغ است.

پوسته زمین.سیاره ما در بالای گوشته پوشیده از پوسته است. این لایه جامد بالایی زمین است. در مقایسه با هسته و گوشته، پوسته زمین بسیار نازک است. ضخامت آن تنها 10-70 کیلومتر است. اما این فلک زمینی است که روی آن راه می رویم، رودخانه های آن کوت، شهرها بر روی آن ساخته شده اند.

پوسته زمین توسط مواد مختلفی تشکیل شده است. از مواد معدنی و سنگ تشکیل شده است. برخی از آنها قبلاً برای شما شناخته شده است (گرانیت، ماسه، خاک رس، ذغال سنگ نارس و غیره). کانی ها و سنگ ها از نظر رنگ، سختی، ساختار، نقطه ذوب، حلالیت در آب و سایر خواص متفاوت هستند. بسیاری از آنها به طور گسترده توسط انسان، به عنوان مثال، به عنوان سوخت، در ساخت و ساز، برای تولید فلزات استفاده می شود. مطالب از سایت

سنگ گرانیت

شن

ذغال سنگ نارس

لایه بالایی پوسته زمین را می توان در نهشته های دامنه کوه ها، سواحل شیب دار رودخانه ها و معادن مشاهده کرد (شکل 84). و برای بررسی اعماق پوسته، معادن و گمانه هایی که برای استخراج مواد معدنی به عنوان مثال نفت و گاز استفاده می شود کمک می کند.