proprietà caratteristica il globo- la sua eterogeneità. È suddiviso in un numero di strati o sfere, che sono divisi in interni ed esterni.
Le sfere interne della Terra: la crosta terrestre, il mantello e il nucleo.
la crosta terrestre il più eterogeneo. In profondità si distinguono 3 strati (dall'alto verso il basso): sedimentario, granitico e basaltico.
Strato sedimentarioÈ formato da rocce morbide e talvolta sciolte che sono sorte dalla deposizione di materia in un ambiente acquoso o aereo sulla superficie della Terra. Le rocce sedimentarie sono solitamente disposte in strati delimitati da piani paralleli. Lo spessore dello strato varia da pochi metri a 10-15 km. Ci sono zone dove lo strato sedimentario è quasi del tutto assente.
strato di granito composta principalmente da rocce ignee e metamorfiche ricche di Al e Si. Il contenuto medio di SiO 2 in esse è superiore al 60%, quindi sono classificate come rocce acide. La densità delle rocce dello strato è di 2,65-2,80 g/cm 3 . Potenza 20-40 km. Nella composizione della crosta oceanica (ad esempio, sul fondo dell'Oceano Pacifico), lo strato granitico è assente, essendo, quindi, parte integrante della crosta continentale.
Strato di basalto giace alla base della crosta terrestre ed è continuo, cioè, a differenza dello strato granitico, è presente nella composizione sia della crosta continentale che di quella oceanica. È separato dal granito dalla superficie Konrad (K), sulla quale la velocità delle onde sismiche varia da 6 a 6,5 km/sec. La sostanza che compone lo strato di basalto è simile per composizione chimica e proprietà fisiche ai basalti (meno ricchi di SiO 2 rispetto ai graniti). La densità della sostanza raggiunge i 3,32 g/cm 3 . La velocità di propagazione delle onde sismiche longitudinali aumenta da 6,5 a 7 km/s al limite inferiore, dove di nuovo c'è un salto di velocità e raggiunge gli 8-8,2 km/s. Questo limite inferiore della crosta terrestre può essere rintracciato ovunque ed è chiamato confine Mohorovichic (scienziato jugoslavo) o M.
Mantello situato sotto la crosta terrestre nella gamma di profondità da 8-80 a 2900 km. La temperatura negli strati superiori (fino a 100 km) è di 1000-1300 o C, sale con la profondità e raggiunge i 2300 o C al limite inferiore, ma la sostanza è lì allo stato solido a causa della pressione, che a grande le profondità sono centinaia di migliaia e milioni di atmosfere. Al confine con il nucleo (2900 km) si osservano la rifrazione e la riflessione parziale delle onde sismiche longitudinali, mentre le onde trasversali non oltrepassano questo confine ("l'ombra sismica" varia da 103° a 143° d'arco). La velocità di propagazione delle onde nella parte inferiore del mantello è di 13,6 km/sec.
Relativamente di recente, si è saputo che nella parte superiore del mantello è presente uno strato di rocce decompattate - astenosfera, situata a una profondità di 70-150 km (più profonda sotto gli oceani), in cui si registra una diminuzione delle velocità delle onde elastiche di circa il 3%.
Nucleo Di Proprietà fisiche differisce nettamente dal manto che lo avvolge. La velocità delle onde sismiche longitudinali è di 8,2-11,3 km/sec. Il fatto è che al limite del mantello e del nucleo, c'è un forte calo della velocità delle onde longitudinali da 13,6 a 8,1 km/sec. Gli scienziati hanno concluso da tempo che la densità del nucleo è molto più alta della densità dei gusci superficiali. Deve corrispondere alla densità del ferro in condizioni barometriche appropriate. Pertanto, è opinione diffusa che il nucleo sia costituito da Fe e Ni e abbia proprietà magnetiche. La presenza di questi metalli nel nucleo è associata alla differenziazione primaria della sostanza per gravità specifica. Anche i meteoriti parlano a favore del nucleo di ferro-nichel. Il nucleo è diviso in esterno e interno. Nella parte esterna del nocciolo la pressione è di 1,5 milioni di atm.; densità 12 g/cm 3 . Le onde sismiche longitudinali si propagano qui ad una velocità di 8,2-10,4 km/sec. Il nucleo interno è allo stato liquido e le correnti convettive in esso inducono il campo magnetico terrestre. Nel nucleo interno, la pressione raggiunge i 3,5 milioni di atm., densità 17,3-17,9 g/cm 3 , velocità dell'onda longitudinale 11,2-11,3 km/sec. I calcoli mostrano che la temperatura dovrebbe raggiungere diverse migliaia di gradi lì (fino a 4000 o). La sostanza è allo stato solido a causa dell'alta pressione.
Le sfere esterne della Terra: idrosfera, atmosfera e biosfera.
Idrosfera unisce l'intero insieme di manifestazioni delle forme d'acqua in natura, a partire da una copertura idrica continua che occupa i 2/3 della superficie terrestre (mari e oceani) e termina con l'acqua che fa parte di rocce e minerali. in questo senso, l'idrosfera è un guscio continuo della Terra. Il nostro corso si occupa principalmente di quella parte dell'idrosfera che forma uno strato d'acqua indipendente - oceanosfera.
Dell'area totale della Terra di 510 milioni di km 2, 361 milioni di km 2 (71%) sono coperti d'acqua. Schematicamente, la topografia del fondo dell'Oceano Mondiale è raffigurata come curva ipsografica. Mostra la distribuzione dell'altezza della terraferma e della profondità dell'oceano; 2 livelli del fondale sono chiaramente definiti con profondità di 0-200 me 3-6 km. Il primo di essi è un'area di acque poco profonde relative, che circonda le coste di tutti i continenti sotto forma di una piattaforma sottomarina. È una piattaforma continentale o mensola. Dal lato del mare, la piattaforma è limitata da una ripida sporgenza sottomarina - versante continentale(fino a 3000 metri). Si trova a una profondità di 3-3,5 km piede continentale. Sotto i 3500 m inizia letto dell'oceano (letto dell'oceano), la cui profondità arriva fino a 6000 M. Il piede continentale e il fondale oceanico costituiscono il secondo livello chiaramente espresso del fondale, composto da una tipica crosta oceanica (priva di uno strato granitico). Tra il letto oceanico, principalmente nelle parti periferiche dell'Oceano Pacifico, si trovano trincee di acque profonde (trogoli)- da 6000 a 11000 m Ecco come appariva la curva ipsografica 20 anni fa. Una delle scoperte geologiche più importanti degli ultimi tempi è stata la scoperta dorsali medio oceaniche un sistema globale di montagne sottomarine, elevato sopra il fondo oceanico di 2 o più chilometri e che occupa fino a 1/3 del fondo oceanico. Il significato geologico di questa scoperta sarà discusso più avanti.
Quasi tutti conosciuti elementi chimici, tuttavia, prevalgono solo 4: O 2 , H 2 , Na, Cl. Il contenuto di composti chimici disciolti nell'acqua di mare (salinità) è determinato in percentuale in peso o ppm(1 ppm = 0,1%). La salinità media dell'acqua dell'oceano è di 35 ppm (35 g di sali in 1 litro d'acqua). La salinità varia ampiamente. Quindi, nel Mar Rosso raggiunge i 52 ppm, nel Mar Nero fino a 18 ppm.
Atmosfera rappresenta il guscio d'aria più alto della Terra, che la avvolge con una copertura continua. Il limite superiore non è chiaro, poiché la densità dell'atmosfera diminuisce con l'altezza e passa gradualmente nello spazio senz'aria. Il limite inferiore è la superficie della Terra. Anche questo confine è condizionale, poiché l'aria penetra a una certa profondità nel guscio di pietra ed è contenuta in forma disciolta nella colonna d'acqua. Ci sono 5 sfere principali nell'atmosfera (dal basso verso l'alto): troposfera, stratosfera, mesosfera, ionosfera E esosfera. Per la geologia, la troposfera è importante, poiché è a diretto contatto con la crosta terrestre e ha un impatto significativo su di essa.
La troposfera si distingue per la sua alta densità, la costante presenza di vapore acqueo, anidride carbonica e polvere; diminuzione graduale della temperatura con l'altezza e l'esistenza di circolazione d'aria verticale e orizzontale in essa. Nella composizione chimica, oltre agli elementi principali - O 2 e N 2 - sono sempre presenti CO 2, vapore acqueo, alcuni gas inerti (Ar), H 2, anidride solforosa e polvere. La circolazione dell'aria nella troposfera è molto complessa.
Biosfera- una specie di conchiglia (identificata e nominata dall'accademico V.I. Vernadsky), unisce quelle conchiglie in cui è presente la vita. Non occupa uno spazio separato, ma penetra nella crosta terrestre, nell'atmosfera e nell'idrosfera. La biosfera sta giocando grande ruolo nei processi geologici, partecipando sia alla creazione delle rocce che alla loro distruzione.
Gli organismi viventi penetrano più profondamente nell'idrosfera, che viene spesso chiamata la "culla della vita". La vita è particolarmente ricca nell'oceanosfera, nei suoi strati superficiali. A seconda della situazione fisica e geografica, principalmente delle profondità, diverse zone bionomiche(Greco "bios" - vita, "nomos" - legge). Queste zone differiscono nelle condizioni di esistenza degli organismi e nella loro composizione. Ci sono 2 zone nell'area dello scaffale: litorale E neritico. Il litorale è una striscia relativamente stretta di acqua bassa, drenata due volte al giorno con la bassa marea. Per la sua specificità, il litorale è abitato da organismi che possono tollerare un temporaneo disseccamento (vermi marini, alcuni molluschi, ricci di mare e stelle). Più profonda della zona di marea all'interno della piattaforma è la zona di nerite, che è più riccamente popolata da una varietà di organismi marini. Tutti i tipi del mondo animale sono ampiamente rappresentati qui. Distinto per stile di vita bentonico animali (abitanti del fondo): benthos sedentario (coralli, spugne, briozoi, ecc.), benthos errante (strisciante - ricci, stelle, gamberi). Nettonico gli animali sono in grado di muoversi autonomamente (pesci, cefalopodi); planctonico (plancton) - librarsi in acqua in sospensione (foraminiferi, radiolari, meduse). corrisponde alla pendenza continentale zona batiale, piede continentale e letto oceanico - zona abissale. Le condizioni di vita in esse non sono molto favorevoli: oscurità completa, alta pressione, mancanza di alghe. Tuttavia, anche lì dentro Ultimamente scoperto abissali oasi di vita, confinato ai vulcani sottomarini e alle zone di deflusso idrotermale. Il biota qui si basa su batteri anaerobi giganti, vestimentifera e altri organismi peculiari.
La profondità di penetrazione degli organismi viventi nella Terra è principalmente limitata dalle condizioni di temperatura. Teoricamente, per i procarioti più resistenti, è di 2,5-3 km. Materia vivente influenza attivamente la composizione dell'atmosfera, che nella sua forma moderna è il risultato dell'attività vitale degli organismi che l'hanno arricchita di ossigeno, anidride carbonica e azoto. Il ruolo degli organismi nella formazione dei sedimenti marini è estremamente grande, molti dei quali sono minerali (caustobioliti, jaspiliti, ecc.).
Domande per l'autoesame.
Come si sono formate le origini sistema solare?
Qual è la forma e le dimensioni della terra?
Di quali gusci duri è composta la Terra?
In che modo la crosta continentale è diversa da quella oceanica?
Cosa causa il campo magnetico terrestre?
Cos'è una curva ipsografica, il suo tipo?
Cos'è il benthos?
Cos'è la biosfera, i suoi confini?
Questioni da considerare:
1. Metodi per lo studio della struttura interna della Terra.
2. La struttura interna della Terra.
3. Proprietà fisiche e composizione chimica della Terra.
4. Storia dell'origine e dello sviluppo delle conchiglie terrestri. Il movimento della crosta terrestre.
5. Vulcani e terremoti.
1. Metodi per lo studio della struttura interna della Terra.
1) Osservazioni visive di affioramenti rocciosi
Affioramento roccioso - questo è l'affioramento di rocce sulla superficie terrestre in anfratti, valli fluviali, cave, miniere, sui pendii delle montagne.
Quando si studia un affioramento, si presta attenzione a quali rocce è composto, quali sono la composizione e lo spessore di queste rocce e l'ordine in cui si presentano. I campioni vengono prelevati da ogni strato per ulteriori studi in laboratorio per determinare la composizione chimica delle rocce, la loro origine ed età.
2) Perforazione del pozzo permette di estrarre campioni di roccia - nucleo, e quindi determinare la composizione, la struttura, la presenza delle rocce e costruire un disegno dello strato perforato - sezione geologica terreno. Il confronto di più sezioni consente di stabilire come si depositano le rocce e di compilare una carta geologica del territorio. Il pozzo più profondo è stato perforato fino a una profondità di 12 km. Questi due metodi ci permettono di studiare la Terra solo superficialmente.
3) Esplorazione sismica.
Creando un'onda esplosiva di un terremoto artificiale, le persone monitorano la velocità del suo passaggio attraverso vari strati. Più denso è il mezzo, maggiore è la velocità. Conoscendo queste velocità e monitorando il loro cambiamento, gli scienziati possono determinare la densità delle rocce sottostanti. Questo metodo è chiamato suono sismico e ha aiutato a guardare dentro la Terra.
2. La struttura interna della Terra.
Il suono sismico della Terra ha permesso di distinguere le sue tre parti: la litosfera, il mantello e il nucleo.Litosfera (dal greco lito - pietra e sfera - palla) - il guscio di pietra superiore della Terra, compresa la crosta terrestre e lo strato superiore del mantello (astenosfera). La profondità della litosfera raggiunge più di 80 km. La sostanza dell'astenosfera è in uno stato viscoso. Di conseguenza, la crosta terrestre sembra galleggiare su una superficie liquida.
La crosta terrestre ha uno spessore da 3 a 75 km. La sua struttura è eterogenea (dall'alto verso il basso):
1 - rocce sedimentarie (sabbia, argilla, calcare) - 0-20 km. Le rocce sciolte hanno una bassa velocità dell'onda sismica.
2 - lo strato di granito (assente sotto l'oceano) ha un'elevata velocità delle onde di 5,5-6 km/s;
3 – strato di basalto (velocità dell'onda 6,5 km/s);
Esistono due tipi di corteccia: terraferma E oceanico. Sotto i continenti, la crosta contiene tutti e tre gli strati: sedimentario, granito e basalto. Il suo spessore in pianura raggiunge i 15 km, e in montagna aumenta fino a 80 km, formando le "radici delle montagne". Sotto gli oceani, lo strato granitico in molti punti è completamente assente ei basalti sono ricoperti da una sottile coltre di rocce sedimentarie. Nelle parti profonde dell'oceano, lo spessore della crosta non supera i 3-5 km e il mantello superiore si trova al di sotto.
La temperatura nello spessore della crosta raggiunge i 600 o C. È costituita principalmente da ossidi di silicio e alluminio.
Mantello - un guscio intermedio situato tra la litosfera e il nucleo terrestre. Il suo limite inferiore passa presumibilmente a una profondità di 2900 km. Il mantello rappresenta l'83% del volume terrestre.. La temperatura del mantello è compresa tra 1000 O C negli strati superiori fino a 3700 O C in basso. Il confine tra la crosta e il mantello è la superficie Moho (Mohorovicic).
Nel mantello superiore si verificano terremoti, si formano minerali, diamanti e altri minerali. Da qui, il calore interno arriva alla superficie della Terra. La sostanza del mantello superiore è costantemente e attivamente in movimento, causando il movimento della litosfera e della crosta terrestre. È composto da silicio e magnesio. Il mantello interno è costantemente mescolato con il nucleo liquido. Gli elementi pesanti affondano nel nucleo, mentre quelli leggeri salgono in superficie. La sostanza che compone il mantello 20 volte ha fatto un circuito. Solo 7 volte questo processo dovrebbe essere ripetuto e il processo di costruzione della crosta terrestre, terremoti e vulcani si fermerà.
Nucleo è costituito da uno strato esterno (fino a una profondità di 5 mila km), uno strato liquido e uno strato solido interno. È una lega di ferro-nichel. La temperatura del nucleo liquido è di 4000 o C e quella interna è di 5000 o C. Il nucleo ha una densità molto elevata, specialmente quella interna, motivo per cui è solido. La densità del nucleo è 12 volte quella dell'acqua.
3. Proprietà fisiche e composizione chimica della Terra.alle proprietà fisiche Le terre includono il regime di temperatura (calore interno), la densità e la pressione.
Sulla superficie della Terra, la temperatura cambia costantemente e dipende dall'afflusso di calore solare. Le fluttuazioni di temperatura giornaliere si estendono fino a una profondità di 1-1,5 m, stagionali - fino a 30 m Sotto questo strato si trova zona a temperatura costante dove rimangono sempre invariati
85;yy e corrispondono alle temperature medie annuali dell'area sulla superficie terrestre.
La profondità della zona di temperature costanti in luoghi diversi non è la stessa e dipende dal clima e dalla conduttività termica delle rocce. Al di sotto di questa zona le temperature iniziano a salire, in media di 30°C ogni 100 m, tuttavia questo valore non è costante e dipende dalla composizione delle rocce, dalla presenza di vulcani e dall'attività della radiazione termica dalle viscere del Terra.
Conoscendo il raggio della Terra, possiamo calcolare che la sua temperatura al centro dovrebbe raggiungere i 200.000 °C. Tuttavia, a questa temperatura, la Terra si trasformerebbe in un gas caldo. È generalmente accettato che un graduale aumento della temperatura si verifichi solo nella litosfera e che il mantello superiore funge da fonte del calore interno della Terra. Sotto, l'aumento della temperatura rallenta e al centro della Terra non supera i 5000° CON.
Densità della Terra. Più denso è il corpo, maggiore è la massa per unità di volume. Lo standard di densità è considerato l'acqua, di cui 1 cm 3 pesa 1 g, ad es. la densità dell'acqua è 1 g / cm 3. La densità di altri corpi è determinata dal rapporto tra la loro massa e la massa d'acqua dello stesso volume. Da ciò è chiaro che tutti i corpi con una densità maggiore di 1 affondano, meno galleggiano.
Densità della Terra in luoghi differenti non è lo stesso. Le rocce sedimentarie hanno una densità di 1,5 - 2 g / cm 3, granito - 2,6 g / cm 3 e basalti - 2,5-2,8 g / cm 3. La densità media della Terra è di 5,52 g/cm 3 . Al centro della Terra la densità delle rocce che la costituiscono aumenta e ammonta a 15-17 g/cm 3 .
pressione all'interno della terra. Le rocce situate al centro della Terra subiscono un'enorme pressione dagli strati sovrastanti. Si calcola che alla profondità di solo 1 km la pressione sia di 10 4 hPa, mentre nel mantello superiore superi i 6 10 4 hPa. Esperimenti di laboratorio dimostrano che sotto tale pressione i solidi, come il marmo, si piegano e possono anche scorrere, cioè acquisiscono proprietà intermedie tra un solido e un liquido. Questo stato della materia è chiamato plastica. Questo esperimento ci permette di affermare che nelle viscere profonde della Terra la materia è in uno stato plastico.
La composizione chimica della Terra. IN La terra può trovare tutti gli elementi chimici del tavolo di D. I. Mendeleev. Tuttavia, il loro numero non è lo stesso, sono distribuiti in modo estremamente irregolare. Ad esempio, nella crosta terrestre, l'ossigeno (O) è superiore al 50%, il ferro (Fe) è inferiore al 5% della sua massa. Si stima che gli strati di basalto e granito siano costituiti principalmente da ossigeno, silicio e alluminio, mentre nel mantello aumenta la proporzione di silicio, magnesio e ferro. In generale, si ritiene che 8 elementi (ossigeno, silicio, alluminio, ferro, calcio, magnesio, sodio, idrogeno) rappresentino il 99,5% della composizione della crosta terrestre e tutto il resto - 0,5%. I dati sulla composizione del mantello e del nucleo sono speculativi.
4. Storia dell'origine e dello sviluppo delle conchiglie terrestri. Il movimento della crosta terrestre.
Circa 5 miliardi di anni fa, il corpo cosmico Terra si è formato da una nebulosa di polvere di gas. Faceva freddo. I confini chiari tra i gusci non esistevano ancora. Dalle viscere della Terra, i gas sono saliti in un flusso tempestoso, scuotendo la superficie con esplosioni.
Come risultato di una forte compressione, nel nucleo iniziarono a verificarsi reazioni nucleari, che portarono al rilascio di un largo numero Calore. L'energia del riscaldamento del pianeta. Nel processo di fusione dei metalli delle viscere, le sostanze più leggere galleggiavano in superficie e formavano una crosta, mentre quelle pesanti affondavano. Il film sottile congelato affondò nel magma caldo e si formò di nuovo. Dopo un po' sulla superficie iniziarono ad accumularsi grandi masse di ossidi leggeri di silicio e alluminio, che non affondarono più. Nel corso del tempo, hanno formato grandi matrici e si sono raffreddate. Tali formazioni sono chiamate placche litosferiche(piattaforme continentali). Galleggiavano come giganteschi iceberg e continuano la loro deriva sulla superficie plastica del mantello.
2 miliardi di anni fa, un guscio d'acqua è apparso a causa della condensazione del vapore acqueo.
Circa 500-430 milioni di anni fa c'erano 4 continenti: Angaria (parte dell'Asia), Gondwana, placche nordamericane ed europee. Come risultato del movimento delle placche, le ultime due placche si sono scontrate formando montagne. Nasce l'Euroamerica.
Circa 275 milioni di anni fa ci fu una collisione tra Euro-America e Angaria, sul posto sorsero gli Urali. Come risultato di questa collisione, è nata Laurasia.
Ben presto Laurasia e Gondwana si unirono, formando Pangea (175 milioni di anni fa), per poi divergere nuovamente. Ciascuno di questi continenti si è frantumato ulteriormente in frammenti, formando continenti moderni.
Le correnti di convezione si verificano nel mantello superiore sotto l'azione dei flussi di calore ascendenti. La grande pressione profonda forza il movimento della litosfera, costituita da blocchi separati - placche. La litosfera è divisa in circa 15 grandi lastre che si muovono in direzioni diverse. Quando si scontrano tra loro, la loro superficie si comprime in pieghe e si alza, formando montagne. In altri punti si formano crepe ( zone di frattura) e le colate laviche, prorompendo, riempiono lo spazio. Questi processi si verificano sia sulla terraferma che sul fondo dell'oceano.
Video 1. Formazione della Terra, le sue placche litosferiche.
Movimento delle placche litosferiche.
Tettonica- il processo di movimento delle placche litosferiche sulla superficie del mantello. Il movimento della crosta terrestre è chiamato movimento tettonico.
Lo studio della struttura delle rocce, il rilevamento topografico elettronico del fondo oceanico dallo spazio ha confermato la teoria della tettonica a placche.
Video 2. Evoluzione dei continenti.
5. Vulcani e terremoti.
Vulcano -una formazione geologica sulla superficie della crosta terrestre attraverso la quale eruttano flussi di roccia fusa, gas, vapore e cenere. Bisogna fare una distinzione tra magma e lava. Magma - rocce liquide nello sfiato di un vulcano. lava - la roccia scorre lungo le pendici di un vulcano. Le montagne vulcaniche si formano dalla lava raffreddata
Ci sono circa 600 vulcani attivi sulla Terra. Si formano dove la crosta terrestre è divisa da fessure, strati di magma fuso giacciono vicini. L'alta pressione lo fa salire. I vulcani sono terrestri e sott'acqua.
Un vulcano è una montagna canale termina con un buco cratere. Ci potrebbe essere canali laterali. Attraverso il canale del vulcano, il magma liquido arriva in superficie dal serbatoio di magma, formando colate laviche. Se la lava si raffredda nello sfiato del vulcano, si forma un tappo che, sotto l'influenza della pressione del gas, può esplodere, liberando la strada al magma fresco (lava). Se la lava è abbastanza liquida (contiene molta acqua), scorre rapidamente lungo il pendio del vulcano. La lava spessa scorre lentamente e si solidifica, aumentando l'altezza e la larghezza del vulcano. La temperatura della lava può raggiungere i 1000-1300 o C e muoversi a una velocità di 165 m/s.
L'attività di un vulcano è spesso accompagnata dal rilascio di grandi quantità di cenere, gas e vapore acqueo. Prima dell'eruzionesopra il vulcano, una colonna di emissioni può raggiungere diverse decine di chilometri di altezza. Al posto della montagna dopo l'eruzione si può formare un gigantesco cratere con all'interno un ribollente lago di lava - caldera.
I vulcani si formano in zone sismicamente attive: nei punti in cui le placche litosferiche si incontrano. Nelle faglie, il magma si avvicina alla superficie della Terra, sciogliendo le rocce e formando un canale vulcanico. I gas intrappolati aumentano la pressione e spingono il magma in superficie.
Struttura a guscio della Terra. Stato fisico (densità, pressione, temperatura), composizione chimica, movimento delle onde sismiche durante parti interne Terra. Magnetismo terrestre. Fonti di energia interna del pianeta. Età della Terra. Geocronologia.
La Terra, come altri pianeti, ha una struttura a guscio. Quando le onde sismiche (longitudinali e trasversali) attraversano il corpo della Terra, le loro velocità ad alcuni livelli profondi cambiano notevolmente (e bruscamente), il che indica un cambiamento nelle proprietà del mezzo attraversato dalle onde. Viste moderne la distribuzione della densità e della pressione all'interno della Terra sono riportate nella tabella.
Cambiamento di densità e pressione con la profondità all'interno della Terra
(SV Kalesnik, 1955)
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Profondità, km |
Densità, g/cm 3 |
Pressione, milioni di atm |
La tabella mostra che al centro della Terra la densità raggiunge i 17,2 g/cm 3 e che cambia con un balzo particolarmente netto (da 5,7 a 9,4) a una profondità di 2900 km, e poi a una profondità di 5mila km. Il primo salto consente di individuare un nucleo denso e il secondo consente di suddividere questo nucleo in parti esterne (2900-5000 km) e interne (da 5mila km al centro).
Dipendenza della velocità delle onde longitudinali e trasversali dalla profondità
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Profondità, km |
Velocità dell'onda longitudinale, km/s |
Velocità dell'onda di taglio, km/s |
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60 (in alto) | ||
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60 (in basso) | ||
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2900 (in alto) | ||
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2900 (in basso) | ||
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5100 (in alto) | ||
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5100 (in basso) | ||
Quindi, ci sono essenzialmente due brusche interruzioni di velocità: a una profondità di 60 km ea una profondità di 2900 km. In altre parole, la crosta terrestre e il nucleo interno sono nettamente separati. Nella fascia intermedia tra di loro, così come all'interno del nucleo, c'è solo un cambiamento nel tasso di aumento delle velocità. Si può anche vedere che la Terra fino a una profondità di 2900 km è allo stato solido, perché le onde elastiche trasversali (onde di taglio) passano liberamente attraverso questo spessore, che solo può sorgere e propagarsi in un mezzo solido. Il passaggio di onde trasversali attraverso il nucleo non è stato osservato, e questo ha dato motivo di considerarlo liquido. Tuttavia, gli ultimi calcoli mostrano che il modulo di taglio nel nucleo è piccolo, ma ancora non uguale a zero (come è tipico per un liquido), e, quindi, il nucleo terrestre è più vicino allo stato solido che allo stato liquido. Naturalmente, in questo caso, i concetti di "solido" e "liquido" non possono essere identificati con concetti simili applicati agli stati aggregati della materia su superficie terrestre: temperature elevate e pressioni enormi dominano all'interno della Terra.
Così, dentro struttura interna La terra è divisa in crosta terrestre, mantello e nucleo.
la crosta terrestre - primo guscio corpo solido Terra, ha uno spessore di 30-40 km. In volume, è l'1,2% del volume della Terra, in massa - 0,4%, la densità media è di 2,7 g / cm 3. Costituito principalmente da graniti; le rocce sedimentarie in esso contenute sono di importanza subordinata. Il guscio di granito, in cui il silicio e l'alluminio giocano un ruolo enorme, è chiamato "sialic" ("sial"). La crosta terrestre è separata dal mantello da una sezione sismica chiamata Confine Moho, dal nome del geofisico serbo A. Mohorovichich (1857-1936), che scoprì questa "sezione sismica". Questo confine è chiaro ed è osservato in tutti i luoghi della Terra a profondità da 5 a 90 km. La sezione Moho non è solo un confine tra rocce di diverso tipo, ma è un piano di transizione di fase tra eclogiti di mantello e gabbro e basalti crostali. Nel passaggio dal mantello alla crosta, la pressione scende così tanto che il gabbro si trasforma in basalti (silicio, alluminio + magnesio - “sima” - silicio + magnesio). La transizione è accompagnata da un aumento del volume del 15% e, di conseguenza, da una diminuzione della densità. La superficie di Moho è considerata il limite inferiore della crosta terrestre. Una caratteristica importante di questa superficie è che, in termini generali, è come un'immagine speculare del rilievo della superficie terrestre: è più alta sotto gli oceani, più bassa sotto le pianure continentali, più bassa di tutto sotto le montagne più alte (queste sono le cosiddette radici di montagna).
Esistono quattro tipi di crosta terrestre, corrispondono alle quattro forme più grandi della superficie terrestre. Il primo tipo è chiamato terraferma, il suo spessore è di 30-40 km, sotto le montagne giovani aumenta fino a 80 km. Questo tipo di crosta terrestre corrisponde in rilievo alle sporgenze continentali (è compreso il margine sottomarino della terraferma). La sua divisione più comune in tre strati: sedimentario, granito e basalto. Strato sedimentario, fino a 15-20 km di spessore, complesso sedimenti stratificati(predominano le argille e gli scisti, largamente rappresentate le rocce sabbiose, carbonatiche e vulcaniche). strato di granito(spessore 10-15 km) è costituito da rocce acide metamorfiche e ignee con un contenuto di silice superiore al 65%, simile per proprietà al granito; i più comuni sono gneiss, granodioriti e dioriti, graniti, scisti cristallini). Viene chiamato lo strato inferiore, il più denso, spesso 15-35 km basalto per la loro somiglianza con i basalti. La densità media della crosta continentale è di 2,7 g/cm3. Tra gli strati di granito e basalto si trova il confine Konrad, dal nome del geofisico austriaco che lo scoprì. I nomi degli strati - granito e basalto - sono condizionali, sono dati in base alle velocità delle onde sismiche. Il nome moderno degli strati è leggermente diverso (E.V. Khain, M.G. Lomize): il secondo strato è chiamato granito-metamorfico, perché. non ci sono quasi graniti, è composto da gneiss e scisti cristallini. Il terzo strato è granulite-basite, è formato da rocce altamente metamorfosate.
Il secondo tipo di crosta terrestre - di transizione, o geosinclinale - corrisponde alle zone di transizione (geosincline). Le zone di transizione si trovano al largo delle coste orientali del continente eurasiatico, al largo delle coste orientali e occidentali del Nord e del Sud America. Hanno la seguente struttura classica: un bacino di mare marginale, archi insulari e una fossa di acque profonde. Sotto i bacini dei mari e le trincee di acque profonde non c'è strato di granito, la crosta terrestre è costituita da uno strato sedimentario di maggiore spessore e basalto. Lo strato di granito appare solo negli archi dell'isola. Lo spessore medio del tipo geosinclinale della crosta terrestre è di 15-30 km.
Il terzo tipo è oceanico la crosta terrestre, corrisponde al letto dell'oceano, lo spessore della crosta è di 5-10 km. Ha una struttura a due strati: il primo strato è sedimentario, formato da rocce argilloso-carbonatiche; il secondo strato è costituito da rocce ignee interamente cristalline di composizione basica (gabbro). Tra lo strato sedimentario e quello basaltico si distingue uno strato intermedio, costituito da lave basaltiche con intercalari di rocce sedimentarie. Pertanto, a volte parlano della struttura a tre strati della crosta oceanica.
Il quarto tipo riftogenico la crosta terrestre, è caratteristica delle dorsali medio oceaniche, il suo spessore è di 1,5-2 km. Nelle dorsali oceaniche, le rocce del mantello si avvicinano alla superficie. Lo spessore dello strato sedimentario è di 1-2 km, lo strato di basalto nelle valli del rift si incunea.
Esistono concetti di "crosta terrestre" e "litosfera". Litosfera- il guscio di pietra della Terra, formato dalla crosta terrestre e da parte del mantello superiore. Il suo spessore è di 150-200 km, è limitato dall'astenosfera. Solo la parte superiore della litosfera è chiamata crosta terrestre.
Mantello in volume è l'83% del volume della Terra e il 68% della sua massa. La densità della sostanza aumenta a 5,7 g/cm 3 . Al confine con il nucleo, la temperatura aumenta a 3800 0 C, la pressione - fino a 1,4 x 10 11 Pa. Il mantello superiore si distingue a una profondità di 900 km e il mantello inferiore a una profondità di 2900 km. C'è uno strato astenosferico nel mantello superiore a una profondità di 150-200 km. Astenosfera(Astene greco - debole) - uno strato di ridotta durezza e forza nel mantello superiore della Terra. L'astenosfera è la principale fonte di magma; contiene centri di alimentazione vulcanica e il movimento delle placche litosferiche.
Nucleo occupa il 16% del volume e il 31% della massa del pianeta. La temperatura al suo interno raggiunge 5000 0 C, pressione - 37 x 10 11 Pa, densità - 16 g / cm 3. Il nucleo è diviso in esterno, fino a una profondità di 5100 km, e interno. Il nucleo esterno è fuso, costituito da ferro o silicati metallizzati, il nucleo interno è solido, ferro-nichel.
La massa di un corpo celeste dipende dalla densità della materia, la massa determina le dimensioni della Terra e la forza di gravità. Il nostro pianeta ha dimensioni e gravità sufficienti, ha conservato l'idrosfera e l'atmosfera. La metallizzazione della materia avviene nel nucleo terrestre, causando la formazione di correnti elettriche e la magnetosfera.
Ci sono vari campi intorno alla Terra, l'influenza più significativa su GO è gravitazionale e magnetica.
Campo gravitazionale sulla Terra, è il campo gravitazionale. La gravità è la forza risultante tra la forza di gravità e la forza centrifuga generata dalla rotazione della Terra. La forza centrifuga raggiunge il suo massimo all'equatore, ma anche qui è piccola e ammonta a 1/288 della forza di gravità. La forza di gravità sulla terra dipende principalmente dalla forza di attrazione, che è influenzata dalla distribuzione delle masse all'interno della terra e sulla superficie. La forza di gravità agisce ovunque sulla terra ed è diretta lungo un filo a piombo verso la superficie del geoide. L'intensità del campo gravitazionale diminuisce uniformemente dai poli all'equatore (la forza centrifuga è maggiore all'equatore), dalla superficie verso l'alto (a quota 36.000 km è zero) e dalla superficie verso il basso (al centro del la Terra, la gravità è zero).
campo gravitazionale normale La Terra è chiamata così che la Terra avrebbe se avesse la forma di un ellissoide con una distribuzione uniforme delle masse. L'intensità del campo reale in un punto particolare differisce da quella normale e si verifica un'anomalia del campo gravitazionale. Le anomalie possono essere positive e negative: le catene montuose creano massa aggiuntiva e dovrebbero causare anomalie positive, le depressioni oceaniche, al contrario, negative. Ma in realtà la crosta terrestre è in equilibrio isostatico.
isostasia (dal greco isostasios - uguale in peso) - bilanciando la crosta terrestre solida e relativamente leggera con un mantello superiore più pesante. La teoria dell'equilibrio fu avanzata nel 1855 dallo scienziato inglese G.B. Arioso. A causa dell'isostasia, un eccesso di masse al di sopra del livello teorico di equilibrio corrisponde ad una loro mancanza al di sotto. Ciò si esprime nel fatto che a una certa profondità (100-150 km) nello strato di astenosfera, la sostanza scorre in quei luoghi in cui vi è una mancanza di massa in superficie. Solo sotto le montagne giovani, dove la compensazione non è ancora del tutto avvenuta, si osservano deboli anomalie positive. Tuttavia, l'equilibrio è continuamente disturbato: i sedimenti si depositano negli oceani e sotto il loro peso il fondo degli oceani si abbassa. D'altra parte, le montagne vengono distrutte, la loro altezza diminuisce, il che significa che anche la loro massa diminuisce.
La gravità crea la figura della Terra, è una delle principali forze endogene. Grazie ad esso, le precipitazioni atmosferiche cadono, i fiumi scorrono, si formano gli orizzonti delle acque sotterranee e si osservano i processi di pendenza. La gravità rappresenta l'altezza massima delle montagne; si ritiene che sulla nostra Terra non possano esserci montagne più alte di 9 km. La gravità trattiene i gusci di gas e acqua del pianeta. Solo le molecole più leggere, idrogeno ed elio, lasciano l'atmosfera del pianeta. La pressione delle masse di materia, che si realizza nel processo di differenziazione gravitazionale nel mantello inferiore, insieme al decadimento radioattivo, genera energia termica - la fonte dei processi interni (endogeni) che ricostruiscono la litosfera.
Il regime termico dello strato superficiale della crosta terrestre (fino a 30 m in media) ha una temperatura determinata dal calore solare. Questo strato eliometrico subire variazioni di temperatura stagionali. Sotto c'è un orizzonte ancora più sottile temperatura costante(circa 20 m), corrispondente alla temperatura media annuale del sito di osservazione. Al di sotto dello strato costante, la temperatura aumenta con la profondità strato geotermico. Per quantificare l'entità di questo aumento in due concetti reciprocamente correlati. Viene chiamato il cambiamento di temperatura quando si scende più in profondità nel terreno di 100 metri gradiente geotermico(varia da 0,1 a 0,01 0 C/m e dipende dalla composizione delle rocce, dalle condizioni della loro presenza), e dalla distanza lungo il filo a piombo, che deve essere approfondito per ottenere un aumento di temperatura di 1 0, è chiamato fase geotermica(varia da 10 a 100 m / 0 С).
Magnetismo terrestre - una proprietà della Terra, che determina l'esistenza di un campo magnetico attorno ad essa, causato da processi che avvengono al confine nucleo-mantello. Per la prima volta, l'umanità ha appreso che la Terra è una calamita grazie alle opere di W. Gilbert.
Magnetosfera - una regione dello spazio vicino alla Terra piena di particelle cariche che si muovono nel campo magnetico terrestre. È separato dallo spazio interplanetario dalla magnetopausa. Questo confine esterno magnetosfera.
Al centro dell'educazione campo magnetico sono cause interne ed esterne. Un campo magnetico costante si forma a causa delle correnti elettriche che sorgono nel nucleo esterno del pianeta. I flussi corpuscolari solari formano un campo magnetico variabile della Terra. Una rappresentazione visiva dello stato del campo magnetico terrestre è fornita dalle mappe magnetiche. Le mappe magnetiche sono redatte per un periodo di cinque anni - l'epoca magnetica.
La Terra avrebbe un normale campo magnetico se fosse una palla uniformemente magnetizzata. La terra in prima approssimazione è un dipolo magnetico: è un'asta le cui estremità hanno poli magnetici opposti. Vengono chiamati i punti di intersezione dell'asse magnetico del dipolo con la superficie terrestre poli geomagnetici. I poli geomagnetici non coincidono con quelli geografici e si muovono lentamente ad una velocità di 7-8 km/anno. Le deviazioni del campo magnetico reale dal normale (teoricamente calcolato) sono chiamate anomalie magnetiche. Possono essere globali (ovale della Siberia orientale), regionali (KMA) e locali, associate alla presenza ravvicinata di rocce magnetiche in superficie.
Il campo magnetico è caratterizzato da tre grandezze: declinazione magnetica, inclinazione magnetica e intensità. Declinazione magnetica- l'angolo tra il meridiano geografico e la direzione dell'ago magnetico. La declinazione è est (+) se l'estremità nord dell'ago della bussola devia a est di quella geografica, e ovest (-) quando l'ago devia a ovest. Inclinazione magnetica- l'angolo tra il piano orizzontale e la direzione dell'ago magnetico sospeso sull'asse orizzontale. L'inclinazione è positiva quando l'estremità nord della freccia è rivolta verso il basso e negativa quando l'estremità nord è rivolta verso l'alto. L'inclinazione magnetica varia da 0 a 90 0 . La forza del campo magnetico è caratterizzata tensione. L'intensità del campo magnetico è piccola all'equatore 20-28 A/m, al polo - 48-56 A/m.
La magnetosfera ha una forma a goccia. Sul lato rivolto verso il Sole il suo raggio è pari a 10 raggi della Terra, sul lato notturno sotto l'influenza del "vento solare" aumenta a 100 raggi. La forma è dovuta all'influenza del vento solare, che, urtando la magnetosfera terrestre, le scorre attorno. Le particelle cariche, raggiungendo la magnetosfera, iniziano a muoversi magneticamente linee di forza e forma cinture di radiazioni. La cintura di radiazione interna è costituita da protoni e ha una concentrazione massima a un'altitudine di 3500 km sopra l'equatore. La cintura esterna è formata da elettroni e si estende fino a 10 raggi. Ai poli magnetici l'altezza delle fasce di radiazione diminuisce, qui sorgono aree in cui particelle cariche invadono l'atmosfera, ionizzando i gas atmosferici e provocando aurore.
Il significato geografico della magnetosfera è molto grande: protegge la Terra dalle radiazioni corpuscolari solari e cosmiche. La ricerca di minerali è associata ad anomalie magnetiche. Le linee di forza magnetiche aiutano i turisti e le navi a navigare nello spazio.
Età della Terra. Geocronologia.
La Terra ha avuto origine come un corpo freddo da un insieme di particelle solide e corpi come gli asteroidi. Tra le particelle c'erano radioattive. Una volta all'interno della Terra, sono decaduti lì con il rilascio di calore. Sebbene le dimensioni della Terra fossero piccole, il calore si disperdeva facilmente nello spazio interplanetario. Ma con l'aumento del volume della Terra, la produzione di calore radioattivo ha cominciato a superare la sua dispersione, ha accumulato e riscaldato le viscere del pianeta, portandole in un ammorbidito. Lo stato plastico che ha aperto le possibilità per la differenziazione gravitazionale della materia- galleggiamento di masse minerali più leggere in superficie e graduale abbassamento di quelle più pesanti - al centro. L'intensità della differenziazione svanì con la profondità, perché nella stessa direzione, a causa dell'aumento della pressione, è aumentata la viscosità della sostanza. Il nucleo della Terra non è stato catturato dalla differenziazione e ha mantenuto la sua composizione originale di silicati. Ma si è bruscamente condensato a causa della pressione più alta, che ha superato il milione di atmosfere.
L'età della Terra viene stabilita utilizzando il metodo radioattivo, può essere applicato solo a rocce contenenti elementi radioattivi. Se assumiamo che tutto l'argon sulla Terra sia un prodotto di decadimento del potassio-49, l'età della Terra sarà di almeno 4 miliardi di anni. O.Yu. Schmidt fornisce una cifra ancora più alta: 7,6 miliardi di anni. IN E. Baranov ha preso il rapporto tra le quantità moderne di uranio-238 e actinuranio (uranio-235) nelle rocce e nei minerali per calcolare l'età della Terra e ha ottenuto l'età dell'uranio (la sostanza da cui in seguito è sorto il pianeta) 5-7 miliardi anni.
Pertanto, l'età della Terra è determinata nell'intervallo di 4-6 miliardi di anni. Finora, la storia dello sviluppo della superficie terrestre può essere ripristinata direttamente in termini generali solo a partire da quei tempi da cui sono sopravvissute le rocce più antiche, cioè circa 3-3,5 miliardi di anni (Kalesnik S.V.).
La storia della terra è solitamente divisa in due eone: criptozoico(nascosto e vivo: nessun resto di fauna scheletrica) e Fanerozoico(esplicito e vita) . Il criptozoico ne include due epoca: Archeano e Proterozoico. Il Fanerozoico copre gli ultimi 570 milioni di anni; Paleozoico, Mesozoico e Cenozoico, che, a loro volta, si dividono in periodi. Spesso viene chiamato l'intero periodo fino al Fanerozoico Precambriano(Cambriano - il primo periodo dell'era paleozoica).
Periodi dell'era paleozoica:
Periodi dell'era mesozoica:
Periodi dell'era cenozoica:
Paleogene (epoche - Paleocene, Eocene, Oligocene)
Neogene (epoche - Miocene, Pliocene)
Quaternario (epoche - Pleistocene e Olocene).
Conclusioni:
1. Al centro di tutte le manifestazioni vita interiore La terra è la trasformazione dell'energia termica.
2. Nella crosta terrestre la temperatura aumenta con la distanza dalla superficie (gradiente geotermico).
3. Il calore della Terra ha la sua fonte nel decadimento degli elementi radioattivi.
4. La densità della materia terrestre aumenta con la profondità da 2,7 in superficie a 17,2 nelle parti centrali. La pressione al centro della Terra raggiunge i 3 milioni di atm. La densità aumenta bruscamente a profondità di 60 e 2900 km. Da qui la conclusione: la Terra è costituita da gusci concentrici che si racchiudono l'un l'altro.
5. La crosta terrestre è composta principalmente da rocce come i graniti, a cui sono sottoposte rocce come i basalti. L'età della terra è determinata a 4-6 miliardi di anni.
Lo strato superiore della Terra, che dà vita agli abitanti del pianeta, è solo un sottile guscio che copre molti chilometri di strati interni. Poco più si sa sulla struttura nascosta del pianeta che sullo spazio esterno. il più profondo Cola bene, perforato nella crosta terrestre per studiarne gli strati, ha una profondità di 11mila metri, ma questo è solo il quattrocentesimo della distanza dal centro del globo. Solo l'analisi sismica può avere un'idea dei processi che si svolgono all'interno e creare un modello del dispositivo terrestre.
Strati interni ed esterni della Terra
La struttura del pianeta Terra è costituita da strati eterogenei di gusci interni ed esterni, che differiscono per composizione e ruolo, ma sono strettamente correlati tra loro. Le seguenti zone concentriche si trovano all'interno del globo:
- Il nucleo - con un raggio di 3500 km.
- Mantello - circa 2900 km.
- La crosta terrestre è in media di 50 km.
Gli strati esterni della terra formano un guscio gassoso, chiamato atmosfera.
Centro del pianeta
La geosfera centrale della Terra è il suo nucleo. Se solleviamo la domanda su quale strato della Terra sia praticamente il meno studiato, la risposta sarà: il nucleo. Non è possibile ottenere dati esatti sulla sua composizione, struttura e temperatura. Tutte le informazioni pubblicate in articoli scientifici sono state ottenute con metodi geofisici, geochimici e calcoli matematici e sono presentate al grande pubblico con la riserva "presumibilmente". Come mostrano i risultati dell'analisi delle onde sismiche, il nucleo terrestre è costituito da due parti: interna ed esterna. Il nucleo interno è la parte più inesplorata della Terra, poiché le onde sismiche non raggiungono i suoi limiti. Il nucleo esterno è una massa di ferro caldo e nichel, con una temperatura di circa 5mila gradi, che è costantemente in movimento ed è un conduttore di elettricità. È a queste proprietà che è associata l'origine del campo magnetico terrestre. La composizione del nucleo interno, secondo gli scienziati, è più diversificata e integrata ancora di più elementi leggeri- zolfo, silicio, possibilmente ossigeno.
Mantello
La geosfera del pianeta, che collega gli strati centrale e superiore della Terra, è chiamata mantello. È questo strato che costituisce circa il 70% della massa del globo. La parte inferiore del magma è il guscio del nucleo, il suo confine esterno. L'analisi sismica mostra qui salto improvviso nella densità e velocità delle onde longitudinali, che indica un cambiamento materiale nella composizione della roccia. La composizione del magma è una miscela di metalli pesanti, dominata da magnesio e ferro. Parte in alto strato, o astenosfera, è una massa mobile, plastica, morbida ad alta temperatura. È questa sostanza che sfonda la crosta terrestre e schizza in superficie durante le eruzioni vulcaniche.
Lo spessore dello strato di magma nel mantello va da 200 a 250 chilometri, la temperatura è di circa 2000 ° C. Il mantello è separato dal globo inferiore della crosta terrestre dallo strato Moho, o confine Mohorovichic, da uno scienziato serbo che ha determinato un brusco cambiamento nella velocità delle onde sismiche in questa parte del mantello.
corazza dura
Qual è il nome dello strato della Terra che è il più duro? Questa è la litosfera, un guscio che collega il mantello e la crosta terrestre, si trova sopra l'astenosfera e pulisce lo strato superficiale dalla sua influenza calda. La parte principale della litosfera fa parte del mantello: su tutto lo spessore da 79 a 250 km, la crosta terrestre rappresenta 5-70 km, a seconda della posizione. La litosfera è eterogenea, è divisa in placche litosferiche, che sono in costante movimento lento, a volte divergenti, a volte in avvicinamento. Tali fluttuazioni delle placche litosferiche sono chiamate movimento tettonico, sono i loro rapidi tremori che causano terremoti, spaccature nella crosta terrestre e schizzi di magma sulla superficie. Il movimento delle placche litosferiche porta alla formazione di avvallamenti o colline, il magma ghiacciato forma catene montuose. I piatti non hanno confini permanenti, si uniscono e si separano. I territori della superficie terrestre, sopra le faglie delle placche tettoniche, sono luoghi di maggiore attività sismica, dove terremoti, eruzioni vulcaniche si verificano più spesso che in altri e si formano minerali. In questo momento sono state registrate 13 placche litosferiche, le più grandi delle quali: americana, africana, antartica, pacifica, indo-australiana ed eurasiatica.
la crosta terrestre
Rispetto ad altri strati, la crosta terrestre è lo strato più sottile e fragile dell'intera superficie terrestre. Lo strato in cui vivono gli organismi, che è più saturo sostanze chimiche e oligoelementi, è solo il 5% della massa totale del pianeta. La crosta terrestre sul pianeta Terra ha due varietà: continentale o continentale e oceanica. La crosta continentale è più dura, costituita da tre strati: basalto, granito e sedimentario. Il fondo oceanico è costituito da basalto (basico) e strati sedimentari.
- Rocce di basalto- Questi sono fossili ignei, il più denso degli strati della superficie terrestre.
- strato di granito- assente sotto gli oceani, sulla terraferma può avvicinarsi a uno spessore di diverse decine di chilometri di rocce granitiche, cristalline e simili.
- Strato sedimentario formata durante la distruzione delle rocce. In alcuni punti contiene depositi di minerali di origine organica: carbone, sale da tavola, gas, petrolio, calcare, gesso, sali di potassio e altri.
Idrosfera
Caratterizzando gli strati della superficie terrestre, non si può non menzionare il vitale guscio d'acqua del pianeta, ovvero l'idrosfera. L'equilibrio idrico del pianeta è mantenuto dalle acque oceaniche (la massa d'acqua principale), dalle acque sotterranee, dai ghiacciai, dalle acque interne di fiumi, laghi e altri corpi idrici. Il 97% dell'intera idrosfera ricade sull'acqua salata dei mari e degli oceani e solo il 3% è acqua dolce potabile, di cui la maggior parte si trova nei ghiacciai. Gli scienziati suggeriscono che la quantità di acqua sulla superficie aumenterà nel tempo a causa delle sfere profonde. Le masse idrosferiche sono in costante circolazione, passano da uno stato all'altro e interagiscono strettamente con la litosfera e l'atmosfera. L'idrosfera rende grande influenza su tutti i processi terreni, lo sviluppo e l'attività vitale della biosfera. È stato il guscio d'acqua che è diventato l'ambiente per l'origine della vita sul pianeta.
Il suolo
Lo strato fertile più sottile della Terra chiamato suolo, o suolo, insieme al guscio d'acqua, è della massima importanza per l'esistenza di piante, animali e umani. Questa palla è sorta in superficie a causa dell'erosione delle rocce, sotto l'influenza dei processi di decomposizione organica. Elaborando i resti della vita, milioni di microrganismi hanno creato uno strato di humus, il più favorevole per le colture di tutti i tipi di piante terrestri. Uno degli indicatori importanti Alta qualità fertilità del terreno. I terreni più fertili sono quelli con un uguale contenuto di sabbia, argilla e humus, o terriccio. I terreni argillosi, rocciosi e sabbiosi sono tra i meno adatti all'agricoltura.
Troposfera
Il guscio d'aria della Terra ruota insieme al pianeta ed è indissolubilmente legato a tutti i processi che si verificano negli strati terrestri. La parte inferiore dell'atmosfera attraverso i pori penetra in profondità nel corpo della crosta terrestre, la parte superiore si collega gradualmente con lo spazio.
Gli strati dell'atmosfera terrestre sono eterogenei per composizione, densità e temperatura.
Ad una distanza di 10 - 18 km dalla crosta terrestre si estende la troposfera. Questa parte dell'atmosfera è riscaldata dalla crosta terrestre e dall'acqua, quindi diventa più fredda con l'altezza. Il calo di temperatura nella troposfera si verifica di circa mezzo grado ogni 100 metri, e in punti più alti raggiunge da -55 a -70 gradi. Questa parte dello spazio aereo occupa la quota maggiore, fino all'80%. È qui che si forma il tempo, si formano tempeste, nuvole, precipitazioni e venti.
strati alti
- Stratosfera- lo strato di ozono del pianeta, che assorbe radiazioni ultraviolette Sole, impedendogli di distruggere tutta la vita. L'aria nella stratosfera è rarefatta. L'ozono mantiene una temperatura stabile in questa parte dell'atmosfera da -50 a 55 ° C. Nella stratosfera, una parte insignificante dell'umidità, quindi, le nuvole e le precipitazioni non sono tipiche per esso, a differenza delle correnti d'aria significative.
- Mesosfera, termosfera, ionosfera- gli strati d'aria della Terra sopra la stratosfera, in cui si osserva una diminuzione della densità e della temperatura dell'atmosfera. Lo strato della ionosfera è il luogo in cui si verifica il bagliore delle particelle di gas cariche, che si chiama aurora.
- Esosfera- una sfera di dispersione di particelle di gas, un confine sfocato con lo spazio.
La Terra fa parte del sistema solare insieme al resto dei pianeti e al Sole. Appartiene alla classe dei pianeti solidi di pietra, che si distinguono per l'alta densità e costituiti da rocce, a differenza dei giganti gassosi che hanno grandi dimensioni e densità relativamente bassa. Allo stesso tempo, la composizione del pianeta determina la struttura interna del globo.
I principali parametri del pianeta
Prima di scoprire quali strati si distinguono nella struttura del globo, parliamo dei principali parametri del nostro pianeta. La Terra si trova a una distanza dal Sole, approssimativamente pari a 150 milioni di km. più vicino Corpo celeste- questo è un satellite naturale del pianeta - la Luna, che si trova a una distanza di 384mila km. Il sistema Terra-Luna è considerato unico, in quanto è l'unico in cui il pianeta ha un satellite così grande.
La massa della terra è di 5,98 x 10 27 kg, il volume approssimativo è di 1,083 x 10 27 metri cubi. vedi Il pianeta ruota attorno al Sole, oltre che attorno al proprio asse, e ha un'inclinazione rispetto al piano, che provoca il cambio delle stagioni. Il periodo di rivoluzione attorno all'asse è di circa 24 ore, attorno al Sole - poco più di 365 giorni.
Misteri della struttura interna
Prima che fosse inventato il metodo per studiare l'interno usando le onde sismiche, gli scienziati potevano solo fare ipotesi su come funziona la Terra all'interno. Nel tempo, hanno sviluppato una serie di metodi geofisici che hanno permesso di conoscere alcune caratteristiche della struttura del pianeta. In particolare, ampia applicazione trovato onde sismiche che vengono registrate a seguito di terremoti e movimenti della crosta terrestre. In alcuni casi, tali onde vengono generate artificialmente per conoscere la situazione in profondità dalla natura dei loro riflessi.
Vale la pena notare che questo metodo ti consente di ricevere dati indirettamente, poiché non c'è modo di entrare direttamente nelle profondità delle viscere. Di conseguenza, è stato scoperto che il pianeta è costituito da diversi strati che differiscono per temperatura, composizione e pressione. Allora, qual è la struttura interna del globo?
la crosta terrestre
Superiore corazza dura Il pianeta si chiama Il suo spessore varia da 5 a 90 km, a seconda del tipo, di cui ce ne sono 4. La densità media di questo strato è di 2,7 g / cm3. La crosta di tipo continentale ha lo spessore maggiore, il cui spessore raggiunge i 90 km sotto alcuni sistemi montuosi. Distinguono anche tra situati sotto l'oceano, il cui spessore raggiunge i 10 km, transitori e riftogenici. La transizione differisce in quanto si trova al confine tra la crosta continentale e quella oceanica. La crosta di rift si trova dove ci sono dorsali medio-oceaniche, ed è notevole per il suo piccolo spessore, che raggiunge solo 2 km.
La crosta di qualsiasi tipo è costituita da rocce di 3 tipi: sedimentarie, granitiche e basaltiche, che differiscono per densità, composizione chimica e natura dell'origine.
Il limite inferiore della crosta prende il nome dal suo scopritore di nome Mohorovic. Separa la crosta dallo strato sottostante ed è caratterizzato da un brusco cambiamento nello stato di fase della materia.
Mantello
Questo strato segue la crosta solida ed è il più grande: il suo volume è circa l'83% del volume totale del pianeta. Il mantello inizia subito dopo il confine di Moho e si estende fino a una profondità di 2900 km. Questo strato è ulteriormente suddiviso nel mantello superiore, medio e inferiore. Una caratteristica dello strato superiore è la presenza dell'astenosfera, uno strato speciale in cui la sostanza si trova in uno stato di bassa durezza. La presenza di questo strato viscoso spiega il movimento dei continenti. Inoltre, durante le eruzioni vulcaniche, la sostanza liquida fusa da esse emessa proviene da questa particolare area. Il mantello superiore termina a una profondità di circa 900 km, dove inizia il mantello medio.
Le caratteristiche distintive di questo strato sono le alte temperature e la pressione, che aumentano con l'aumentare della profondità. Questo determina lo stato speciale della sostanza del mantello. Nonostante il fatto che le rocce abbiano una temperatura elevata in profondità, sono allo stato solido a causa dell'influenza dell'alta pressione.
Processi che si svolgono nel mantello
L'interno del pianeta ha una temperatura molto elevata, dovuta al fatto che il processo di reazione termonucleare è in continuo svolgimento nel nucleo. Tuttavia, le condizioni di vita confortevoli rimangono in superficie. Ciò è possibile grazie alla presenza di un mantello, che ha proprietà termoisolanti. Pertanto, il calore rilasciato dal nucleo vi entra. La sostanza riscaldata sale, raffreddandosi gradualmente, mentre da strati superiori il mantello affonda la materia più fredda. Questo ciclo si chiama convezione, si verifica senza sosta.
La struttura del globo: il nucleo (esterno)
La parte centrale del pianeta è il nucleo, che inizia ad una profondità di circa 2900 km, subito dopo il mantello. Allo stesso tempo, è chiaramente diviso in 2 strati: esterno e interno. Lo spessore dello strato esterno è di 2200 km.
Le caratteristiche dello strato esterno del nucleo sono la predominanza di ferro e nichel nella composizione, in contrasto con i composti di ferro e silicio, di cui è costituito principalmente il mantello. La sostanza nel nucleo esterno è in uno stato liquido di aggregazione. La rotazione del pianeta provoca il movimento sostanza liquida nucleo, che crea un forte campo magnetico. Pertanto, il nucleo esterno del pianeta può essere definito il generatore del campo magnetico del pianeta, che devia tipi pericolosi di radiazioni cosmiche, grazie alle quali la vita non potrebbe sorgere.
nucleo interno
All'interno del guscio di metallo liquido si trova un solido nucleo interno, il cui diametro raggiunge i 2,5 mila km. Al momento, non è ancora stato studiato con certezza e ci sono controversie tra scienziati sui processi che si svolgono in esso. Ciò è dovuto alla difficoltà di ottenere dati e alla possibilità di utilizzare solo metodi di ricerca indiretti.
È noto per certo che la temperatura della sostanza nel nucleo interno è di almeno 6mila gradi, tuttavia, nonostante ciò, è allo stato solido. Questo è spiegato molto alta pressione, che impedisce alla sostanza di passare allo stato liquido - nel nucleo interno è presumibilmente pari a 3 milioni di atm. In tali condizioni, può sorgere uno stato speciale della materia: la metallizzazione, quando anche elementi come i gas possono acquisire le proprietà dei metalli e diventare solidi e densi.
Per quanto riguarda Composizione chimica, c'è ancora un dibattito nella comunità di ricerca su quali elementi costituiscano il nucleo interno. Alcuni scienziati suggeriscono che i componenti principali siano ferro e nichel, altri - che tra i componenti possano esserci anche zolfo, silicio, ossigeno.
Il rapporto tra elementi in diversi strati
La composizione terrestre è molto varia: contiene quasi tutti gli elementi del sistema periodico, ma il loro contenuto in diversi strati non è uniforme. Quindi, la densità più bassa, quindi è composta dagli elementi più leggeri. Gli elementi più pesanti si trovano nel nucleo al centro del pianeta. alta temperatura e pressione, fornendo il processo di decadimento nucleare. Questo rapporto si è formato per un certo tempo: subito dopo la formazione del pianeta, la sua composizione era presumibilmente più omogenea.
Nelle lezioni di geografia, agli studenti può essere chiesto di disegnare la struttura del globo. Per far fronte a questa attività, è necessario aderire a una determinata sequenza di livelli (è descritta nell'articolo). Se la sequenza è interrotta o manca uno degli strati, il lavoro verrà eseguito in modo errato. Puoi anche vedere la sequenza di livelli nella foto presentata alla tua attenzione nell'articolo.