charakteristickú vlastnosť glóbus- jeho heterogenita. Je rozdelená do niekoľkých vrstiev alebo sfér, ktoré sa delia na vnútorné a vonkajšie.
Vnútorné sféry Zeme: zemská kôra, plášť a jadro.
zemská kôra najviac heterogénne. V hĺbke sa v ňom rozlišujú 3 vrstvy (zhora nadol): sedimentárna, žula a čadič.
Sedimentárna vrstva Tvoria ju mäkké, niekedy sypké horniny, ktoré vznikli ukladaním látok vo vodnom alebo vzdušnom prostredí na povrchu Zeme. Sedimentárne horniny sú zvyčajne usporiadané vo vrstvách ohraničených rovnobežnými rovinami. Hrúbka vrstvy sa pohybuje od niekoľkých metrov do 10-15 km. Existujú oblasti, kde sedimentárna vrstva takmer úplne chýba.
žulová vrstva zložené prevažne z vyvrelých a premenených hornín bohatých na Al a Si. Priemerný obsah SiO 2 v nich je viac ako 60 %, preto sa zaraďujú medzi kyslé horniny. Hustota hornín vrstvy je 2,65-2,80 g/cm 3 . Výkon 20-40 km. V zložení oceánskej kôry (napríklad na dne Tichého oceánu) chýba žulová vrstva, ktorá je teda neoddeliteľnou súčasťou kontinentálnej kôry.
Čadičová vrstva leží na báze zemskej kôry a je súvislá, to znamená, že na rozdiel od žulovej vrstvy je prítomná v zložení kontinentálnej aj oceánskej kôry. Od žuly je oddelený povrchom Konrad (K), na ktorom sa rýchlosť seizmických vĺn mení od 6 do 6,5 km/s. Látka tvoriaca čadičovú vrstvu je svojím chemickým zložením a fyzikálnymi vlastnosťami podobná čadičom (menej bohatá na SiO 2 ako žuly). Hustota látky dosahuje 3,32 g/cm 3 . Rýchlosť šírenia pozdĺžnych seizmických vĺn sa zvyšuje zo 6,5 na 7 km/s na dolnej hranici, kde opäť dochádza k skokovému nárastu rýchlosti a dosahuje 8-8,2 km/s. Táto spodná hranica zemskej kôry sa dá vysledovať všade a nazýva sa Mohorovičova hranica (juhoslovanský vedec) alebo M.
Plášť nachádza sa pod zemskou kôrou v hĺbkovom rozmedzí od 8-80 do 2900 km. Teplota v horných vrstvách (do 100 km) je 1000-1300 o C, s hĺbkou stúpa a na spodnej hranici dosahuje 2300 o C. Látka je tam však v tuhom stave vplyvom tlaku, ktorý pri veľkej hĺbka je státisíce a milióny atmosfér. Na rozhraní s jadrom (2900 km) sa pozoruje lom a čiastočný odraz pozdĺžnych seizmických vĺn, pričom priečne vlny túto hranicu neprekročia ("seizmický tieň" sa pohybuje od 103 o do 143 o oblúku). Rýchlosť šírenia vlny v spodnej časti plášťa je 13,6 km/s.
Relatívne nedávno sa zistilo, že v hornej časti plášťa je vrstva dekompaktovaných hornín - astenosféra, ležiace v hĺbke 70-150 km (hlbšie pod oceánmi), v ktorých je zaznamenaný pokles rýchlostí elastických vĺn približne o 3 %.
Nucleus na fyzikálne vlastnosti sa výrazne líši od plášťa, ktorý ho obklopuje. Rýchlosť pozdĺžnych seizmických vĺn je 8,2-11,3 km/s. Faktom je, že na rozhraní plášťa a jadra dochádza k prudkému poklesu rýchlosti pozdĺžnych vĺn z 13,6 na 8,1 km/s. Vedci už dlho dospeli k záveru, že hustota jadra je oveľa vyššia ako hustota povrchových obalov. Musí zodpovedať hustote železa za vhodných barometrických podmienok. Preto sa všeobecne verí, že jadro pozostáva z Fe a Ni a má magnetické vlastnosti. Prítomnosť týchto kovov v jadre je spojená s primárnou diferenciáciou látky špecifickou hmotnosťou. V prospech železno-niklového jadra hovoria aj meteority. Jadro je rozdelené na vonkajšie a vnútorné. Vo vonkajšej časti jadra je tlak 1,5 milióna atm.; hustota 12 g/cm3. Pozdĺžne seizmické vlny sa tu šíria rýchlosťou 8,2-10,4 km/sec. Vnútorné jadro je v kvapalnom stave a konvekčné prúdy v ňom indukujú magnetické pole Zeme. Vo vnútornom jadre dosahuje tlak 3,5 milióna atm., hustota 17,3-17,9 g/cm 3, rýchlosť pozdĺžnej vlny 11,2-11,3 km/sec. Výpočty ukazujú, že teplota by tam mala dosiahnuť niekoľko tisíc stupňov (až 4000 o). Látka je tam kvôli vysokému tlaku v tuhom stave.
Vonkajšie sféry Zeme: hydrosféra, atmosféra a biosféra.
Hydrosféra zjednocuje celý súbor prejavov vodných foriem v prírode, počnúc súvislou vodnou pokrývkou, ktorá zaberá 2/3 povrchu Zeme (moria a oceány) a končiac vodou, ktorá je súčasťou hornín a minerálov. v tomto zmysle je hydrosféra súvislým plášťom Zeme. Náš kurz sa zaoberá predovšetkým tou časťou hydrosféry, ktorá tvorí nezávislú vodnú vrstvu - oceánosféra.
Z celkovej plochy Zeme 510 miliónov km 2 je 361 miliónov km 2 (71 %) pokrytých vodou. Schematicky je topografia dna Svetového oceánu znázornená ako hypsografická krivka. Zobrazuje rozdelenie výšky pevniny a hĺbky oceánu; 2 úrovne morského dna sú jasne definované s hĺbkami 0-200 ma 3-6 km. Prvým z nich je oblasť relatívnej plytkej vody, ktorá vo forme podvodnej plošiny obklopuje pobrežia všetkých kontinentov. Je to kontinentálny šelf alebo polica. Z morskej strany je šelf ohraničený strmou podvodnou rímsou - kontinentálny svah(do 3000 m). V hĺbkach 3-3,5 km sa nachádza kontinentálna noha. Začína sa pod 3500 m oceánske dno (dno oceánu), ktorého hĺbka je až 6000 m. Kontinentálne úpätie a oceánske dno tvoria druhú jasne vyjadrenú úroveň morského dna, zloženú z typickej oceánskej kôry (bez žulovej vrstvy). Medzi oceánskymi dnami, najmä v okrajových častiach Tichého oceánu, sa nachádzajú hlboké vodné priekopy (žľaby)- od 6000 do 11000 m. Takto vyzerala hypsografická krivka pred 20 rokmi. Jedným z najvýznamnejších geologických objavov poslednej doby bol objav stredooceánske hrebene globálny systém podmorských hôr, vyvýšený nad dno oceánu o 2 alebo viac kilometrov a zaberajúci až 1/3 dna oceánu. O geologickom význame tohto objavu sa bude diskutovať neskôr.
Takmer všetky známe chemické prvky prevládajú však len 4: O 2, H 2, Na, Cl. Obsah chemických zlúčenín rozpustených v morskej vode (slanosť) sa stanovuje v hmotnostných percentách resp ppm(1 ppm = 0,1 %). Priemerná slanosť oceánskej vody je 35 ppm (35 g solí v 1 litri vody). Slanosť sa značne líši. Takže v Červenom mori dosahuje 52 ppm, v Čiernom mori až 18 ppm.
Atmosféra predstavuje najvrchnejšiu vzdušnú škrupinu Zeme, ktorá ju obklopuje súvislým obalom. Horná hranica nie je jasná, keďže hustota atmosféry s výškou klesá a postupne prechádza do bezvzduchového priestoru. Spodná hranica je povrch Zeme. Táto hranica je tiež podmienená, pretože vzduch preniká do určitej hĺbky do kamennej škrupiny a je obsiahnutý v rozpustenej forme vo vodnom stĺpci. V atmosfére je 5 hlavných sfér (zdola nahor): troposféra, stratosféra, mezosféra, ionosféra a exosféra. Pre geológiu je dôležitá troposféra, pretože je v priamom kontakte so zemskou kôrou a má na ňu významný vplyv.
Troposféra sa vyznačuje vysokou hustotou, stálou prítomnosťou vodnej pary, oxidu uhličitého a prachu; postupné znižovanie teploty s výškou a existencia vertikálnej a horizontálnej cirkulácie vzduchu v nej. V chemickom zložení sú okrem hlavných prvkov - O 2 a N 2 - vždy CO 2, vodná para, niektoré inertné plyny (Ar), H 2, oxid siričitý a prach. Cirkulácia vzduchu v troposfére je veľmi zložitá.
Biosféra- druh škrupiny (identifikovaný a pomenovaný akademikom V.I. Vernadským), spája tie škrupiny, v ktorých je prítomný život. Nezaberá samostatný priestor, ale preniká do zemskej kôry, atmosféry a hydrosféry. Biosféra hrá veľkú rolu v geologických procesoch, podieľajúcich sa tak na tvorbe hornín, ako aj na ich ničení.
Živé organizmy prenikajú najhlbšie do hydrosféry, ktorá sa často nazýva „kolíska života“. Život je obzvlášť bohatý v oceánosfére, v jej povrchových vrstvách. V závislosti od fyzickej a geografickej situácie, predovšetkým od hĺbky, niekoľko bionomické zóny(grécky "bios" - život, "nomos" - zákon). Tieto zóny sa líšia v podmienkach existencie organizmov a ich zložení. V oblasti police sú 2 zóny: prímorský a neritický. Litorál je pomerne úzky pás plytkej vody, ktorý sa pri odlive vypúšťa dvakrát denne. Litorál je pre svoju špecifickosť obývaný organizmami, ktoré znesú dočasné vysychanie (morské červy, niektoré mäkkýše, ježovky, hviezdy). Hlbšie ako prílivová zóna v šelfe je neritová zóna, ktorá je najbohatšie osídlená rôznymi morskými organizmami. Široko sú tu zastúpené všetky druhy živočíšneho sveta. Vyznačuje sa spôsobom života bentickéživočíchy (obyvatelia dna): bentos sedavý (koraly, huby, machorasty atď.), bentos putujúci (plazenie - ježkovia, hviezdice, raky). Nektonický zvieratá sú schopné samostatného pohybu (ryby, hlavonožce); planktón (planktón) - vznášajúce sa vo vode v suspenzii (foraminifera, radiolarians, medúzy). zodpovedá kontinentálnemu sklonu batyal zóna, kontinentálne úpätie a morské dno - priepasťová zóna.Životné podmienky v nich nie sú príliš priaznivé - úplná tma, vysoký tlak, nedostatok rias. Avšak aj tam v nedávne časy objavil priepastné oázy života, obmedzené na podvodné sopky a zóny hydrotermálneho odtoku. Základom bioty sú obrovské anaeróbne baktérie, vestimentifera a iné zvláštne organizmy.
Hĺbku prieniku živých organizmov do Zeme obmedzujú najmä teplotné podmienky. Teoreticky je to pre najodolnejšie prokaryoty 2,5-3 km. Živá hmota aktívne ovplyvňuje zloženie atmosféry, ktorá je vo svojej modernej podobe výsledkom životnej činnosti organizmov, ktoré ju obohatili kyslíkom, oxidom uhličitým a dusíkom. Úloha organizmov pri tvorbe morských sedimentov je mimoriadne veľká, mnohé z nich sú minerály (kaustobiolity, jaspility atď.).
Otázky na samovyšetrenie.
Ako vznikali počiatky slnečná sústava?
Aký je tvar a veľkosť zeme?
Z akých tvrdých obalov sa skladá Zem?
Ako sa kontinentálna kôra líši od oceánskej?
Čo spôsobuje magnetické pole Zeme?
Čo je to hypsografická krivka, jej typ?
Čo je bentos?
Čo je biosféra, jej hranice?
Otázky, ktoré treba zvážiť:
1. Metódy štúdia vnútornej stavby Zeme.
2. Vnútorná stavba Zeme.
3. Fyzikálne vlastnosti a chemické zloženie Zeme.
4. História vzniku a vývoja zemských schránok. Pohyb zemskej kôry.
5. Sopky a zemetrasenia.
1. Metódy štúdia vnútornej stavby Zeme.
1) Vizuálne pozorovania odkryvov hornín
Skalný výbežok - ide o výbežok hornín na zemskom povrchu v roklinách, údoliach riek, lomoch, banských dielach, na horských svahoch.
Pri štúdiu odkryvu sa venuje pozornosť tomu, z akých hornín sa skladá, aké je zloženie a hrúbka týchto hornín a poradie, v akom sa vyskytujú. Z každej vrstvy sa odoberajú vzorky na ďalšie štúdium v laboratóriu, aby sa zistilo chemické zloženie hornín, ich pôvod a vek.
2) Vŕtanie studní umožňuje extrahovať vzorky hornín - jadro, a potom určiť zloženie, štruktúru, výskyt hornín a zostaviť nákres vŕtanej vrstvy - geologický úsek terén. Porovnanie mnohých rezov umožňuje zistiť spôsob uloženia hornín a zostaviť geologickú mapu územia. Najhlbší vrt bol vyvŕtaný do hĺbky 12 km. Tieto dve metódy nám umožňujú študovať Zem len povrchne.
3) Seizmický prieskum.
Vytvorením výbušnej vlny umelého zemetrasenia ľudia sledujú rýchlosť jeho prechodu rôznymi vrstvami. Čím hustejšie médium, tým väčšia rýchlosť. Vedci, ktorí poznajú tieto rýchlosti a sledujú ich zmenu, môžu určiť hustotu podložných hornín. Táto metóda sa nazýva seizmický zvuk a pomohol nahliadnuť do vnútra Zeme.
2. Vnútorná stavba Zeme.
Seizmické sondovanie Zeme umožnilo rozlíšiť jej tri časti – litosféru, plášť a jadro.Litosféra (z gréčtiny litos - kameň a guľa - guľa) - horná, kamenná škrupina Zeme vrátane zemskej kôry a hornej vrstvy plášťa (astenosféra). Hĺbka litosféry dosahuje viac ako 80 km. Látka astenosféry je vo viskóznom stave. V dôsledku toho sa zdá, že zemská kôra pláva na tekutom povrchu.
Zemská kôra má hrúbku 3 až 75 km. Jeho štruktúra je heterogénna (zhora nadol):
1 - sedimentárne horniny (piesok, íl, vápenec) - 0-20 km. Voľné horniny majú nízku rýchlosť seizmických vĺn.
2 - žulová vrstva (neprítomná pod oceánom) má vysokú rýchlosť vĺn 5,5-6 km/s;
3 – čadičová vrstva (rýchlosť vlny 6,5 km/s);
Existujú dva druhy kôry - pevnina a oceánsky. Pod kontinentmi obsahuje kôra všetky tri vrstvy – sedimentárnu, žulu a čadič. Jeho hrúbka na rovinách dosahuje 15 km av horách sa zvyšuje na 80 km a tvorí „korene hôr“. Pod oceánmi granitová vrstva na mnohých miestach úplne chýba a bazalty sú pokryté tenkou pokrývkou sedimentárnych hornín. V hlbokých častiach oceánu hrúbka kôry nepresahuje 3–5 km a horný plášť leží nižšie.
Teplota v hrúbke kôry dosahuje 600 o C. Tvoria ju najmä oxidy kremíka a hliníka.
Plášť - medziľahlý obal nachádzajúci sa medzi litosférou a zemským jadrom. Jeho spodná hranica prechádza pravdepodobne v hĺbke 2900 km. Plášť tvorí 83 % objemu Zeme.. Teplota plášťa je medzi 1000 o C v horných vrstvách do 3700 o C v spodnej časti. Hranicou medzi kôrou a plášťom je Moho (Mohorovicic) povrch.
Vo vrchnom plášti dochádza k zemetraseniam, vznikajú rudy, diamanty a iné minerály. Odtiaľ prichádza vnútorné teplo na povrch Zeme. Látka vrchného plášťa sa neustále a aktívne pohybuje, čo spôsobuje pohyb litosféry a zemskej kôry. Skladá sa z kremíka a horčíka. Vnútorný plášť sa neustále mieša s tekutým jadrom. Ťažké prvky klesajú do jadra, zatiaľ čo ľahké vystupujú na povrch. Látka, ktorá tvorí plášť 20-krát urobila obvod. Len 7-krát by sa mal tento proces zopakovať a proces budovania zemskej kôry, zemetrasení a sopiek sa zastaví.
Nucleus pozostáva z vonkajšej (do hĺbky 5 000 km), kvapalnej vrstvy a vnútornej pevnej vrstvy. Ide o zliatinu železa a niklu. Teplota tekutého jadra je 4000 o C a vnútorného 5000 o C. Jadro má veľmi vysokú hustotu, najmä vnútorné, preto je pevné. Hustota jadra je 12-krát väčšia ako hustota vody.
3. Fyzikálne vlastnosti a chemické zloženie Zeme.na fyzikálne vlastnosti Zeme zahŕňajú teplotný režim (vnútorné teplo), hustotu a tlak.
Na povrchu Zeme sa teplota neustále mení a závisí od prílevu slnečného tepla. Denné teplotné výkyvy siahajú do hĺbky 1-1,5 m, sezónne - do 30 m. Pod touto vrstvou leží zóna konštantnej teploty kde zostávajú vždy nezmenené
85;yy a zodpovedajú priemerným ročným teplotám oblasti na povrchu Zeme.
Hĺbka zóny konštantných teplôt na rôznych miestach nie je rovnaká a závisí od klímy a tepelnej vodivosti hornín. Pod touto zónou začínajú teploty stúpať, v priemere o 30 °C každých 100 m. Táto hodnota však nie je konštantná a závisí od zloženia hornín, prítomnosti sopiek a aktivity tepelného žiarenia z útrob Zem.
Keď poznáme polomer Zeme, môžeme vypočítať, že jej teplota v strede by mala dosiahnuť 200 000 °C. Pri tejto teplote by sa však Zem zmenila na horúci plyn. Všeobecne sa uznáva, že k postupnému zvyšovaniu teploty dochádza iba v litosfére a horný plášť slúži ako zdroj vnútorného tepla Zeme. Nižšie sa rast teploty spomaľuje a v strede Zeme nepresahuje 5000° OD.
Hustota Zeme. Čím je telo hustejšie, tým väčšia je hmotnosť na jednotku objemu. Za normu hustoty sa považuje voda, ktorej 1 cm 3 váži 1 g, t.j. hustota vody je 1 g / cm 3. Hustota ostatných telies je určená pomerom ich hmotnosti k hmotnosti vody rovnakého objemu. Z toho je zrejmé, že všetky telesá s hustotou väčšou ako 1 klesajú, menej - plávajú.
Hustota Zeme v rôzne miesta nie je to to isté. Sedimentárne horniny majú hustotu 1,5 - 2 g / cm 3, žula - 2,6 g / cm 3 a bazalty - 2,5-2,8 g / cm3. Priemerná hustota Zeme je 5,52 g/cm 3 . V strede Zeme sa hustota hornín, ktoré tvoria jej zložky, zvyšuje a dosahuje 15-17 g/cm 3 .
tlak vo vnútri zeme. Horniny nachádzajúce sa v strede Zeme zažívajú obrovský tlak z nadložných vrstiev. Je vypočítané, že v hĺbke iba 1 km je tlak 10 4 hPa, pričom v hornom plášti presahuje 6 10 4 hPa. Laboratórne experimenty ukazujú, že pod takýmto tlakom sa pevné látky, ako je mramor, ohýbajú a môžu dokonca tiecť, to znamená, že nadobúdajú vlastnosti medzi pevnou látkou a kvapalinou. Tento stav hmoty sa nazýva plast. Tento experiment nám umožňuje konštatovať, že v hlbokých útrobách Zeme je hmota v plastickom stave.
Chemické zloženie Zeme. AT Zem môže nájsť všetky chemické prvky tabuľky D. I. Mendelejeva. Ich počet však nie je rovnaký, sú rozmiestnené mimoriadne nerovnomerne. Napríklad v zemskej kôre je kyslík (O) viac ako 50%, železo (Fe) - menej ako 5% jeho hmotnosti. Odhaduje sa, že čadičové a žulové vrstvy pozostávajú najmä z kyslíka, kremíka a hliníka, pričom v plášti sa zvyšuje podiel kremíka, horčíka a železa. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že 8 prvkov (kyslík, kremík, hliník, železo, vápnik, horčík, sodík, vodík) predstavuje 99,5% zloženia zemskej kôry a zvyšok - 0,5%. Údaje o zložení plášťa a jadra sú špekulatívne.
4. História vzniku a vývoja zemských schránok. Pohyb zemskej kôry.
Asi pred 5 miliardami rokov vzniklo kozmické teleso Zem z plynno-prachovej hmloviny. Bolo chladno. Jasné hranice medzi škrupinami ešte neexistovali. Z útrob Zeme stúpali plyny v búrlivom prúde a otriasali povrchom výbuchmi.
V dôsledku silného stlačenia začali v jadre prebiehať jadrové reakcie, ktoré viedli k uvoľneniu o Vysoké číslo teplo. Energia otepľovania planéty. V procese tavenia kovov útrob ľahšie látky vyplávali na povrch a vytvorili kôru, kým ťažké klesali. Zmrznutý tenký film sa ponoril do horúcej magmy a znova sa vytvoril. Po chvíli sa na povrchu začali hromadiť veľké masy ľahkých oxidov kremíka a hliníka, ktoré sa už neponárali. Postupom času vytvorili veľké polia a vychladli. Takéto útvary sa nazývajú litosférických platní(pevninské platformy). Vznášali sa ako obrie ľadovce a pokračujú vo svojom unášaní na plastovom povrchu plášťa.
Pred 2 miliardami rokov sa v dôsledku kondenzácie vodnej pary objavila vodná škrupina.
Asi pred 500-430 miliónmi rokov existovali 4 kontinenty: Angaria (časť Ázie), Gondwana, Severoamerické a Európske platne. V dôsledku pohybu platní sa zrazili posledné dve platne a vznikli hory. Vznikla Euroamerika.
Asi pred 275 miliónmi rokov došlo ku kolízii Euro-Ameriky a Angárie, na mieste vzniklo pohorie Ural. V dôsledku tejto kolízie vznikla Laurasia.
Čoskoro sa Laurasia a Gondwana spojili a vytvorili Pangeu (pred 175 miliónmi rokov) a potom sa opäť rozišli. Každý z týchto kontinentov sa ďalej rozpadol na fragmenty a vytvoril moderné kontinenty.
Konvekčné prúdy vznikajú v hornom plášti pôsobením stúpajúcich tepelných tokov. Veľký hlboký tlak núti k pohybu litosféru, pozostávajúcu zo samostatných blokov – dosiek. Litosféra je rozdelená na približne 15 veľkých dosiek pohybujúcich sa rôznymi smermi. Pri vzájomnej zrážke sa ich povrch stláča do záhybov a stúpa, čím vznikajú hory. Na iných miestach sa tvoria trhliny ( trhlinové zóny) a láva vyteká a vypĺňa priestor. Tieto procesy prebiehajú na súši aj na dne oceánu.
Video 1. Vznik Zeme, jej litosférické dosky.
Pohyb litosférických dosiek.
Tektonika- proces pohybu litosférických dosiek na povrchu plášťa. Pohyb zemskej kôry sa nazýva tektonický pohyb.
Štúdium štruktúry hornín, elektronický topografický prieskum dna oceánu z vesmíru potvrdil teóriu platňovej tektoniky.
Video 2. Evolúcia kontinentov.
5. Sopky a zemetrasenia.
Sopka -geologický útvar na povrchu zemskej kôry, cez ktorý vyvierajú prúdy roztavenej horniny, plynov, pary a popola. Treba rozlišovať medzi magmou a lávou. Magma - tekuté horniny v prieduchu sopky. láva - skala tečie po svahoch sopky. Sopečné hory vznikajú z vychladnutej lávy
Na Zemi je asi 600 aktívnych sopiek. Vznikajú tam, kde je zemská kôra rozštiepená trhlinami, blízko ležia vrstvy roztavenej magmy. Vysoký tlak spôsobuje, že stúpa. Sopky sú pozemné a pod vodou.
Sopka je hora kanál končiace dierou kráter. Môže existovať bočné kanály. Cez kanál sopky sa tekutá magma dostáva na povrch zo zásobníka magmy a vytvára lávové prúdy. Ak sa láva ochladí vo prieduchu sopky, potom sa vytvorí zátka, ktorá pod vplyvom tlaku plynu môže explodovať a uvoľniť tak cestu čerstvej magme (láva). Ak je láva dostatočne tekutá (je v nej veľa vody), tak rýchlo steká po svahu sopky. Hustá láva tečie pomaly a tuhne, čím sa zvyšuje výška a šírka sopky. Teplota lávy môže dosiahnuť 1000-1300 o C a pohybovať sa rýchlosťou 165 m/s.
Činnosť sopky je často sprevádzaná uvoľňovaním veľkého množstva popola, plynov a vodnej pary. Pred erupciounad sopkou môže stĺp emisií dosahovať výšku niekoľko desiatok kilometrov. Na mieste hory po erupcii môže vzniknúť obrovský kráter s bublajúcim lávovým jazerom vo vnútri - kaldera.
Sopky vznikajú v seizmicky aktívnych zónach: na miestach, kde sa stretávajú litosférické dosky. V zlomoch sa magma približuje k povrchu Zeme, roztápa horniny a vytvára sopečný kanál. Zachytené plyny zvyšujú tlak a vytláčajú magmu na povrch.
Škrupinová štruktúra Zeme. Fyzikálny stav (hustota, tlak, teplota), chemické zloženie, pohyb seizmických vĺn počas vnútorné časti Zem. Zemský magnetizmus. Zdroje vnútornej energie planéty. Vek Zeme. Geochronológia.
Zem, rovnako ako ostatné planéty, má štruktúru obalu. Keď seizmické vlny (pozdĺžne a priečne) prechádzajú zemským telesom, ich rýchlosti sa na niektorých hlbokých úrovniach zreteľne (a náhle) menia, čo naznačuje zmenu vlastností média prechádzajúceho vlnami. Moderné pohľady rozloženie hustoty a tlaku vo vnútri Zeme je uvedené v tabuľke.
Zmena hustoty a tlaku s hĺbkou vo vnútri Zeme
(S.V. Kalesnik, 1955)
|
Hĺbka, km |
Hustota, g/cm3 |
Tlak, milión atm |
Tabuľka ukazuje, že v strede Zeme hustota dosahuje 17,2 g/cm 3 a že sa mení s obzvlášť prudkým skokom (z 5,7 na 9,4) v hĺbke 2900 km a potom v hĺbke 5 000 km. Prvý skok umožňuje vyčleniť husté jadro a druhý nám umožňuje rozdeliť toto jadro na vonkajšie (2900-5000 km) a vnútorné (od 5 000 km do stredu) časti.
Závislosť rýchlosti pozdĺžnych a priečnych vĺn od hĺbky
|
Hĺbka, km |
Rýchlosť pozdĺžnej vlny, km/s |
Rýchlosť šmykovej vlny, km/s |
|
60 (hore) | ||
|
60 (dole) | ||
|
2900 (hore) | ||
|
2900 (dole) | ||
|
5100 (hore) | ||
|
5100 (dole) | ||
V podstate teda existujú dva prudké zlomy rýchlostí: v hĺbke 60 km a v hĺbke 2900 km. Inými slovami, zemská kôra a vnútorné jadro sú zreteľne oddelené. V strednom páse medzi nimi, ako aj vo vnútri jadra, dochádza len k zmene rýchlosti nárastu rýchlostí. Tiež je vidieť, že Zem do hĺbky 2900 km je v pevnom stave, pretože touto hrúbkou voľne prechádzajú priečne elastické vlny (šmykové vlny), ktoré samotné môžu vznikať a šíriť sa v pevnom prostredí. Prechod priečnych vĺn cez jadro nebol pozorovaný, čo dávalo dôvod považovať ho za kvapalné. Najnovšie výpočty však ukazujú, že šmykový modul v jadre je malý, ale stále sa nerovná nule (ako je typické pre kvapalinu), a preto je zemské jadro bližšie k pevnému než kvapalnému stavu. Samozrejme, v tomto prípade pojmy „tuhá látka“ a „kvapalina“ nemožno stotožniť s podobnými pojmami aplikovanými na súhrnné stavy hmoty na zemského povrchu: vo vnútri Zeme dominujú vysoké teploty a obrovské tlaky.
Teda v vnútorná štruktúra Zem sa delí na zemskú kôru, plášť a jadro.
zemská kôra - prvá škrupina pevné telo Zem, má hrúbku 30-40 km. Objemovo je to 1,2% objemu Zeme, hmotnosť - 0,4%, priemerná hustota je 2,7 g / cm3. Pozostáva hlavne zo žuly; sedimentárne horniny v ňom majú podradný význam. Žulový plášť, v ktorom hrá kremík a hliník obrovskú úlohu, sa nazýva "sialic" ("sial"). Zemskú kôru od plášťa oddeľuje seizmický úsek tzv Moho hranica, z mena srbského geofyzika A. Mohoroviča (1857-1936), ktorý objavil tento „seizmický úsek“. Táto hranica je jasná a je pozorovaná na všetkých miestach na Zemi v hĺbkach od 5 do 90 km. Úsek Moho nie je len hranicou medzi horninami rôznych typov, ale je rovinou fázového prechodu medzi plášťovými eklogitmi a gabrami a kôrovými bazaltmi. Pri prechode z plášťa do kôry tlak klesne natoľko, že gabro sa zmení na bazalty (kremík, hliník + horčík - „sima“ - kremík + horčík). Prechod je sprevádzaný zvýšením objemu o 15%, a teda znížením hustoty. Povrch Moho je považovaný za spodnú hranicu zemskej kôry. Dôležitou črtou tohto povrchu je, že vo všeobecnosti je ako zrkadlový obraz reliéfu zemského povrchu: je vyššie pod oceánmi, nižšie pod kontinentálnymi rovinami, nižšie ako všetko pod najvyššími horami (to sú takzvané horské korene).
Existujú štyri typy zemskej kôry, zodpovedajú štyrom najväčším formám zemského povrchu. Prvý typ je tzv pevnina, jeho hrúbka je 30-40 km, pod mladými horami sa zvyšuje na 80 km. Tento typ zemskej kôry zodpovedá reliéfom kontinentálnym výbežkom (vrátane podvodného okraja pevniny). Jeho najčastejšie rozdelenie do troch vrstiev: sedimentárne, žulové a čadičové. Sedimentárna vrstva, až 15-20 km hrubý, zložitý vrstvené sedimenty(prevládajú íly a bridlice, hojne sú zastúpené piesčité, karbonátové a vulkanické horniny). žulová vrstva(hrúbka 10-15 km) pozostáva z metamorfovaných a vyvrelých kyslých hornín s obsahom oxidu kremičitého nad 65 %, podobnými vlastnosťami ako žula; najčastejšie sú to ruly, granodiority a diority, granity, kryštalické bridlice). Spodná vrstva, najhustejšia, hrubá 15-35 km, je tzv čadič pre ich podobnosť s bazaltmi. Priemerná hustota kontinentálnej kôry je 2,7 g/cm3. Medzi vrstvami žuly a čadiča leží Konradova hranica, pomenovaná po rakúskom geofyzikovi, ktorý ju objavil. Názvy vrstiev - žula a čadič - sú podmienené, sú dané podľa rýchlostí seizmických vĺn. Moderný názov vrstiev je trochu odlišný (E.V. Khain, M.G. Lomize): druhá vrstva sa nazýva žulová metamorfná, pretože. nie sú v nej takmer žiadne žuly, je zložená z rúl a kryštalických bridlíc. Tretia vrstva je granulito-bazitová, tvoria ju vysoko metamorfované horniny.
Druhý typ zemskej kôry - prechodné alebo geosynklinálne - zodpovedá prechodovým zónam (geosynklinám). Prechodné zóny sa nachádzajú pri východných brehoch euroázijského kontinentu, pri východných a západných brehoch Severnej a Južnej Ameriky. Majú nasledujúcu klasickú štruktúru: povodie okrajového mora, ostrovné oblúky a hlbokomorská priekopa. Pod morskými panvami a hlbokomorskými priekopami sa nenachádza žiadna žulová vrstva, zemskú kôru tvorí sedimentárna vrstva zväčšenej hrúbky a čadič. Žulová vrstva sa objavuje len v ostrovných oblúkoch. Priemerná hrúbka geosynklinálneho typu zemskej kôry je 15-30 km.
Tretí typ je oceánsky zemská kôra, zodpovedá dnu oceánu, hrúbka kôry je 5-10 km. Má dvojvrstvovú štruktúru: prvá vrstva je sedimentárna, tvorená ílovito-kremičito-karbonátovými horninami; druhú vrstvu tvoria plnokryštalické vyvreliny základného zloženia (gabro). Medzi sedimentárnymi a bazaltovými vrstvami sa rozlišuje medzivrstva pozostávajúca z čadičových láv s medzivrstvami sedimentárnych hornín. Preto niekedy hovoria o trojvrstvovej štruktúre oceánskej kôry.
Štvrtý typ riftogénny zemská kôra, je charakteristická pre stredooceánske chrbty, jej hrúbka je 1,5-2 km. V stredooceánskych chrbtoch sa skaly plášťa približujú k povrchu. Hrúbka sedimentárnej vrstvy je 1-2 km, čadičová vrstva v riftových dolinách sa vyklinuje.
Existujú pojmy „zemská kôra“ a „litosféra“. Litosféra- kamenná schránka Zeme, tvorená zemskou kôrou a časťou vrchného plášťa. Jeho hrúbka je 150-200 km, je ohraničená astenosférou. Zemskou kôrou sa nazýva iba horná časť litosféry.
Plášť objemovo je to 83 % objemu Zeme a 68 % jej hmotnosti. Hustota látky sa zvýši na 5,7 g/cm3. Na hranici s jadrom sa teplota zvýši na 3800 0 C, tlak - až 1,4 x 10 11 Pa. Horný plášť sa rozlišuje do hĺbky 900 km a spodný plášť do hĺbky 2900 km. V hornom plášti je v hĺbke 150–200 km astenosférická vrstva. Astenosféra(grécky astény - slabý) - vrstva so zníženou tvrdosťou a pevnosťou v hornom plášti Zeme. Astenosféra je hlavným zdrojom magmy, obsahuje vulkanické zásobovacie centrá a pohyb litosférických dosiek.
Nucleus zaberá 16 % objemu a 31 % hmotnosti planéty. Teplota v ňom dosahuje 5000 0 C, tlak - 37 x 10 11 Pa, hustota - 16 g / cm3. Jadro sa delí na vonkajšie, do hĺbky 5100 km a vnútorné. Vonkajšie jadro je roztavené, pozostáva zo železa alebo metalizovaných kremičitanov, vnútorné jadro je pevné, železo-nikel.
Hmotnosť nebeského telesa závisí od hustoty hmoty, hmotnosť určuje veľkosť Zeme a sila gravitácie. Naša planéta má dostatočnú veľkosť a gravitáciu, zachovala si hydrosféru a atmosféru. V zemskom jadre dochádza k metalizácii hmoty, ktorá spôsobuje vznik elektrických prúdov a magnetosféru.
Okolo Zeme sú rôzne polia, najvýznamnejší vplyv na GO má gravitačné a magnetické.
Gravitačné pole na Zemi je to gravitačné pole. Gravitácia je výsledná sila medzi gravitačnou silou a odstredivou silou generovanou rotáciou Zeme. Odstredivá sila dosahuje maximum na rovníku, ale aj tu je malá a predstavuje 1/288 gravitačnej sily. Gravitačná sila na Zemi je závislá hlavne od príťažlivej sily, ktorá je ovplyvnená rozložením hmôt vo vnútri zeme a na povrchu. Gravitačná sila pôsobí všade na Zemi a smeruje pozdĺž olovnice k povrchu geoidu. Intenzita gravitačného poľa klesá rovnomerne od pólov k rovníku (odstredivá sila je väčšia na rovníku), od povrchu smerom nahor (vo výške 36 000 km je nulová) a od povrchu smerom nadol (v strede hl. Zem, gravitácia je nulová).
normálne gravitačné pole Zem sa nazýva taká, akú by mala Zem, keby mala tvar elipsoidu s rovnomerným rozložením hmotností. Intenzita skutočného poľa v určitom bode sa líši od normálneho a vzniká anomália gravitačného poľa. Anomálie môžu byť pozitívne a negatívne: pohoria vytvárajú dodatočnú masu a mali by spôsobiť pozitívne anomálie, oceánske depresie, naopak negatívne. Ale v skutočnosti je zemská kôra v izostatickej rovnováhe.
izostáza (z gréc. isostasios – rovný váhe) – vyrovnávanie pevnej, relatívne ľahkej zemskej kôry ťažším vrchným plášťom. Teóriu rovnováhy predložil v roku 1855 anglický vedec G.B. Vzdušný. V dôsledku izostázy nadbytok hmotností nad teoretickou úrovňou rovnováhy zodpovedá ich nedostatku pod úrovňou. To je vyjadrené v skutočnosti, že v určitej hĺbke (100-150 km) vo vrstve astenosféry látka prúdi do miest, kde je na povrchu nedostatok hmoty. Len pod mladými horami, kde kompenzácia ešte úplne neprebehla, sú pozorované slabé pozitívne anomálie. Rovnováha je však neustále narušená: sedimenty sa ukladajú v oceánoch a pod ich váhou sa dno oceánov prehýba. Na druhej strane sú hory zničené, ich výška klesá, čiže klesá aj ich hmota.
Gravitácia vytvára postavu Zeme, je jednou z vedúcich endogénnych síl. Vďaka nej padajú atmosférické zrážky, tečú rieky, vytvárajú sa horizonty podzemných vôd, pozorujú sa svahové procesy. Gravitácia zodpovedá za maximálnu výšku hôr; verí sa, že na našej Zemi nemôžu byť žiadne hory vyššie ako 9 km. Gravitácia drží plynové a vodné škrupiny planéty. Atmosféru planéty opúšťajú len tie najľahšie molekuly, vodík a hélium. Tlak hmoty hmoty, ktorý sa realizuje v procese gravitačnej diferenciácie v spodnom plášti, spolu s rádioaktívnym rozpadom generuje tepelnú energiu - zdroj vnútorných (endogénnych) procesov, ktoré prestavujú litosféru.
Tepelný režim povrchovej vrstvy zemskej kôry (v priemere do 30 m) má teplotu určenú slnečným teplom. to heliometrická vrstva zažívajú sezónne teplotné výkyvy. Dole je ešte tenší horizont konštantná teplota(asi 20 m), čo zodpovedá priemernej ročnej teplote miesta pozorovania. Pod konštantnou vrstvou sa teplota zvyšuje s hĺbkou geotermálna vrstva. Kvantifikovať veľkosť tohto nárastu v dvoch vzájomne súvisiacich konceptoch. Zmena teploty, keď sa dostanete hlbšie do zeme o 100 metrov, sa nazýva geotermálny gradient(pohybuje sa od 0,1 do 0,01 0 C/m a závisí od zloženia hornín, podmienok ich výskytu) a vzdialenosti pozdĺž olovnice, ktorú je potrebné prehĺbiť, aby sa teplota zvýšila o 1 0, sa volá geotermálny stupeň(v rozsahu od 10 do 100 m / 0 С).
Zemský magnetizmus - vlastnosť Zeme, ktorá určuje existenciu magnetického poľa okolo nej, spôsobeného procesmi prebiehajúcimi na rozhraní jadro-plášť. Po prvýkrát sa ľudstvo dozvedelo, že Zem je magnet vďaka dielam W. Gilberta.
Magnetosféra - oblasť blízkozemského priestoru vyplnená nabitými časticami pohybujúcimi sa v magnetickom poli Zeme. Od medziplanetárneho priestoru je oddelený magnetopauzou. to vonkajšia hranica magnetosféra.
V srdci vzdelávania magnetické pole sú vnútorné a vonkajšie príčiny. Konštantné magnetické pole sa vytvára v dôsledku elektrických prúdov vznikajúcich vo vonkajšom jadre planéty. Slnečné korpuskulárne prúdy vytvárajú premenlivé magnetické pole Zeme. Vizuálne znázornenie stavu magnetického poľa Zeme poskytujú magnetické mapy. Magnetické mapy sa vyhotovujú na päťročné obdobie – magnetickú epochu.
Zem by mala normálne magnetické pole, keby to bola rovnomerne zmagnetizovaná guľa. Zem v prvej aproximácii je magnetický dipól - je to tyč, ktorej konce majú opačné magnetické póly. Miesta priesečníka magnetickej osi dipólu so zemským povrchom sa nazývajú geomagnetické póly. Geomagnetické póly sa nezhodujú s geografickými a pohybujú sa pomaly rýchlosťou 7-8 km/rok. Odchýlky skutočného magnetického poľa od normálu (teoreticky vypočítané) sa nazývajú magnetické anomálie. Môžu byť globálne (východosibírsky ovál), regionálne (KMA) a lokálne, spojené s blízkym výskytom magnetických hornín k povrchu.
Magnetické pole je charakterizované tromi veličinami: magnetická deklinácia, magnetický sklon a intenzita. Magnetická deklinácia- uhol medzi geografickým poludníkom a smerom magnetickej strelky. Deklinácia je východná (+), ak sa severný koniec strelky kompasu odchyľuje na východ od geografickej, a západná (-), ak sa strelka odchyľuje na západ. Magnetický sklon- uhol medzi vodorovnou rovinou a smerom magnetickej strelky zavesenej na vodorovnej osi. Sklon je kladný, keď severný koniec šípky smeruje nadol, a záporný, keď severný koniec smeruje nahor. Magnetický sklon sa pohybuje od 0 do 90 0 . Charakterizuje sa sila magnetického poľa napätie. Sila magnetického poľa je malá na rovníku 20-28 A / m, na póle - 48-56 A / m.
Magnetosféra má tvar slzy. Na strane privrátenej k Slnku sa jeho polomer rovná 10 polomerom Zeme, na nočnej strane sa vplyvom „slnečného vetra“ zväčšuje na 100 polomerov. Tvar je spôsobený vplyvom slnečného vetra, ktorý narážajúc do magnetosféry Zeme obteká zem. Nabité častice, ktoré sa dostanú do magnetosféry, sa začnú pohybovať pozdĺž magnetov siločiary a forme radiačné pásy. Vnútorný radiačný pás pozostáva z protónov a má maximálnu koncentráciu vo výške 3500 km nad rovníkom. Vonkajší pás je tvorený elektrónmi a siaha až do 10 polomerov. Pri magnetických póloch sa výška radiačných pásov zmenšuje, vznikajú tu oblasti, v ktorých nabité častice prenikajú do atmosféry, ionizujú atmosférické plyny a spôsobujú polárne žiary.
Geografický význam magnetosféry je veľmi veľký: chráni Zem pred korpuskulárnym slnečným a kozmickým žiarením. Hľadanie minerálov je spojené s magnetickými anomáliami. Magnetické siločiary pomáhajú turistom a lodiam navigovať vo vesmíre.
Vek Zeme. Geochronológia.
Zem vznikla ako chladné teleso zo súboru pevných častíc a telies ako asteroidy. Medzi časticami boli rádioaktívne. Keď sa dostali do Zeme, rozpadli sa tam s uvoľňovaním tepla. Kým veľkosť Zeme bola malá, teplo ľahko unikalo do medziplanetárneho priestoru. So zväčšovaním objemu Zeme však produkcia rádioaktívneho tepla začala prevyšovať jeho únik, hromadilo sa a zahrievalo útroby planéty, čím ich privádzalo do zmäkčeného. Plastový stav, ktorý otvoril možnosti pre gravitačnú diferenciáciu hmoty- vyplavovanie ľahších minerálnych hmôt na povrch a postupné spúšťanie ťažších - do stredu. Intenzita diferenciácie bledla s hĺbkou, pretože v rovnakom smere sa v dôsledku zvýšenia tlaku zvýšila viskozita látky. Zemské jadro nebolo zachytené diferenciáciou a zachovalo si pôvodné silikátové zloženie. Ale prudko kondenzoval kvôli najvyššiemu tlaku, ktorý presiahol milión atmosfér.
Vek Zeme sa stanovuje pomocou rádioaktívnej metódy, možno ju aplikovať len na horniny obsahujúce rádioaktívne prvky. Ak predpokladáme, že všetok argón na Zemi je produktom rozpadu draslíka-49, potom vek Zeme bude najmenej 4 miliardy rokov. O.Yu Schmidt uvádza ešte vyšší údaj – 7,6 miliardy rokov. IN AND. Baranov vzal pomer medzi modernými množstvami uránu-238 a aktinouránu (urán-235) v horninách a mineráloch na výpočet veku Zeme a získal vek uránu (látky, z ktorej neskôr vznikla planéta) 5-7 mld. rokov.
Vek Zeme je teda určený v rozmedzí 4-6 miliárd rokov. História vývoja zemského povrchu sa dá vo všeobecnosti priamo obnoviť až od tých čias, z ktorých prežili najstaršie horniny, teda približne 3–3,5 miliardy rokov (Kalesnik S.V.).
História Zeme sa zvyčajne delí na dve časti eon: kryptozoikum(skryté a život: žiadne zvyšky kostrovej fauny) a fanerozoikum(explicitné a životné) . Kryptozoikum zahŕňa dve éra: Archean a Proterozoic. Fanerozoikum pokrýva posledných 570 miliónov rokov; paleozoické, mezozoické a kenozoické obdobia, ktoré sa zase delia na obdobia.Často sa nazýva celé obdobie až do fanerozoika Prekambrium(Kambrium - prvé obdobie paleozoickej éry).
Obdobia paleozoickej éry:
Obdobia druhohôr:
Obdobia kenozoickej éry:
Paleogén (epochy - paleocén, eocén, oligocén)
neogén (epochy - miocén, pliocén)
Kvartér (epochy – pleistocén a holocén).
Závery:
1. V srdci všetkých prejavov vnútorný život Zem leží na premene tepelnej energie.
2. V zemskej kôre stúpa teplota so vzdialenosťou od povrchu (geotermálny gradient).
3. Teplo Zeme má svoj zdroj v rozpade rádioaktívnych prvkov.
4. Hustota hmoty Zeme rastie s hĺbkou z 2,7 na povrchu na 17,2 v centrálnych častiach. Tlak v strede Zeme dosahuje 3 milióny atm. Hustota sa prudko zvyšuje v hĺbkach 60 a 2900 km. Preto záver – Zem pozostáva zo sústredných schránok, ktoré sa navzájom uzatvárajú.
5. Zemskú kôru tvoria najmä horniny ako žuly, ktoré sú podložené horninami ako bazalty. Vek Zeme je určený na 4-6 miliárd rokov.
Horná vrstva Zeme, ktorá dáva život obyvateľom planéty, je len tenká škrupina pokrývajúca mnoho kilometrov vnútorných vrstiev. O skrytej štruktúre planéty sa vie len málo viac ako o vesmíre. najhlbšie Kola dobre, vyvŕtaný do zemskej kôry, aby študoval jej vrstvy, má hĺbku 11 tisíc metrov, ale to sú len štyri stotiny vzdialenosti od stredu zemegule. Iba seizmická analýza môže získať predstavu o procesoch prebiehajúcich vo vnútri a vytvoriť model zemského zariadenia.
Vnútorné a vonkajšie vrstvy Zeme
Štruktúra planéty Zem sú heterogénne vrstvy vnútorných a vonkajších obalov, ktoré sa líšia zložením a úlohou, ale navzájom úzko súvisia. Vo vnútri zemegule sa nachádzajú tieto sústredné zóny:
- Jadro - s polomerom 3500 km.
- Plášť - približne 2900 km.
- Zemská kôra má v priemere 50 km.
Vonkajšie vrstvy Zeme tvoria plynný obal, ktorý sa nazýva atmosféra.
Stred planéty
Centrálna geosféra Zeme je jej jadrom. Ak si položíme otázku, ktorá vrstva Zeme je prakticky najmenej prebádaná, tak odpoveď bude – jadro. Nie je možné získať presné údaje o jeho zložení, štruktúre a teplote. Všetky informácie, ktoré sú publikované vo vedeckých prácach, boli dosiahnuté geofyzikálnymi, geochemickými metódami a matematickými výpočtami a sú prezentované širokej verejnosti s výhradou „vraj“. Ako ukazujú výsledky analýzy seizmických vĺn, zemské jadro pozostáva z dvoch častí: vnútornej a vonkajšej. Vnútorné jadro je najviac nepreskúmanou časťou Zeme, pretože seizmické vlny nedosahujú svoje hranice. Vonkajšie jadro je hmota horúceho železa a niklu s teplotou asi 5 tisíc stupňov, ktorá je neustále v pohybe a je vodičom elektriny. Práve s týmito vlastnosťami je spojený vznik magnetického poľa Zeme. Zloženie vnútorného jadra je podľa vedcov rozmanitejšie a ešte viac doplnené svetelné prvky- síra, kremík, prípadne kyslík.
Plášť
Geosféra planéty, ktorá spája strednú a hornú vrstvu Zeme, sa nazýva plášť. Práve táto vrstva tvorí asi 70 % hmotnosti zemegule. Spodná časť magmy je obal jadra, jeho vonkajšia hranica. Seizmická analýza ukazuje tu náhly skok v hustote a rýchlosti pozdĺžnych vĺn, čo poukazuje na materiálovú zmenu v zložení horniny. Zloženie magmy je zmesou ťažkých kovov, dominuje horčík a železo. Vrchná časť vrstva alebo astenosféra je pohyblivá, plastická, mäkká hmota s vysokou teplotou. Práve táto látka preráža zemskú kôru a špliecha na povrch v procese sopečných erupcií.
Hrúbka vrstvy magmy v plášti je od 200 do 250 kilometrov, teplota je okolo 2000 °C. Plášť je oddelený od spodnej zemegule zemskej kôry vrstvou Moho, alebo Mohorovičovou hranicou, srbským vedcom ktorý určil prudkú zmenu rýchlosti seizmických vĺn v tejto časti plášťa.
tvrdá ulita
Ako sa volá vrstva Zeme, ktorá je najťažšia? Toto je litosféra, škrupina, ktorá spája plášť a zemskú kôru, nachádza sa nad astenosférou a čistí povrchovú vrstvu od jej horúceho vplyvu. Hlavná časť litosféry je súčasťou plášťa: z celej hrúbky od 79 do 250 km pripadá na zemskú kôru v závislosti od polohy 5 až 70 km. Litosféra je heterogénna, je rozdelená na litosférické dosky, ktoré sú v neustálom spomalenom pohybe, niekedy sa rozchádzajú, niekedy sa k sebe približujú. Takéto výkyvy litosférických dosiek sa nazývajú tektonický pohyb, sú to ich rýchle otrasy, ktoré spôsobujú zemetrasenia, trhliny v zemskej kôre a špliechanie magmy na povrch. Pohyb litosférických dosiek vedie k vzniku žľabov alebo kopcov, zamrznutá magma vytvára horské pásma. Platne nemajú trvalé hranice, spájajú sa a oddeľujú. Územia zemského povrchu, nad zlommi tektonických dosiek, sú miestami zvýšenej seizmickej aktivity, kde častejšie ako v iných dochádza k zemetraseniam, sopečným erupciám a tvoria sa nerasty. V tomto čase bolo zaznamenaných 13 litosférických dosiek, z ktorých najväčšia: americká, africká, antarktická, tichomorská, indoaustrálska a euroázijská.
zemská kôra
V porovnaní s ostatnými vrstvami je zemská kôra najtenšou a najkrehkejšou vrstvou celého zemského povrchu. Vrstva, v ktorej žijú organizmy, ktorá je najviac nasýtená chemikálie a stopových prvkov, je len 5% z celkovej hmotnosti planéty. Zemská kôra na planéte Zem má dve odrody: kontinentálnu alebo pevninskú a oceánsku. Kontinentálna kôra je tvrdšia, pozostáva z troch vrstiev: čadičovej, žuly a sedimentárnej. Oceánske dno je tvorené čadičovými (základnými) a sedimentárnymi vrstvami.
- Čadičové skaly- Sú to vyvrelé fosílie, najhustejšie z vrstiev zemského povrchu.
- žulová vrstva- chýba pod oceánmi, na súši sa môže blížiť k hrúbke niekoľkých desiatok kilometrov žuly, kryštalinika a iných podobných hornín.
- Sedimentárna vrstva vznikajúce pri ničení hornín. Na niektorých miestach obsahuje ložiská nerastov organického pôvodu: uhlie, kuchynská soľ, plyn, ropa, vápenec, krieda, draselné soli a iné.
Hydrosféra
Pri charakterizovaní vrstiev zemského povrchu nemožno nespomenúť životne dôležitý vodný obal planéty alebo hydrosféru. Vodnú rovnováhu na planéte udržiavajú oceánske vody (hlavná vodná masa), podzemná voda, ľadovce, vnútrozemské vody riek, jazier a iných vodných plôch. 97 % celej hydrosféry pripadá na slanú vodu morí a oceánov a len 3 % tvorí čerstvá pitná voda, z ktorej väčšina je v ľadovcoch. Vedci naznačujú, že množstvo vody na povrchu sa v dôsledku hlbokých gúľ časom zvýši. Hydrosférické hmoty sú v neustálom obehu, prechádzajú z jedného stavu do druhého a úzko interagujú s litosférou a atmosférou. Hydrosféra sa vykresľuje veľký vplyv o všetkých pozemských procesoch, vývoji a životnej činnosti biosféry. Práve vodná škrupina sa stala prostredím pre vznik života na planéte.
Pôda
Najtenšia úrodná vrstva Zeme nazývaná pôda, alebo pôda, má spolu s vodným obalom najväčší význam pre existenciu rastlín, živočíchov a ľudí. Táto guľa vznikla na povrchu v dôsledku erózie hornín, pod vplyvom procesov organického rozkladu. Spracovaním zvyškov života milióny mikroorganizmov vytvorili vrstvu humusu - najvýhodnejšiu pre plodiny všetkých druhov suchozemských rastlín. Jeden z dôležitých ukazovateľov Vysoká kvalita pôda - úrodnosť. Najúrodnejšie sú pôdy s rovnakým obsahom piesku, ílu a humusu alebo hliny. Ílovité, skalnaté a piesčité pôdy patria medzi najmenej vhodné pre poľnohospodárstvo.
Troposféra
Vzduchová škrupina Zeme sa otáča spolu s planétou a je neoddeliteľne spojená so všetkými procesmi prebiehajúcimi v zemských vrstvách. Spodná časť atmosféry cez póry preniká hlboko do tela zemskej kôry, vrchná časť sa postupne spája s vesmírom.
Vrstvy zemskej atmosféry sú heterogénne zložením, hustotou a teplotou.
Vo vzdialenosti 10 - 18 km od zemskej kôry sa rozprestiera troposféra. Táto časť atmosféry je ohrievaná zemskou kôrou a vodou, takže s výškou je chladnejšia. K poklesu teploty v troposfére dochádza asi o pol stupňa každých 100 metrov a v najvyššie body dosahuje od -55 do -70 stupňov. Táto časť vzdušného priestoru zaberá najväčší podiel – až 80 %. Práve tu sa tvorí počasie, zhromažďujú sa búrky, mraky, vznikajú zrážky a vetry.
vysoké vrstvy
- Stratosféra- ozónová vrstva planéty, ktorá pohlcuje ultrafialové žiarenie Slnko, ktoré mu bráni v zničení všetkého života. Vzduch v stratosfére je riedky. Ozón si v tejto časti atmosféry udržuje stabilnú teplotu od -50 do 55 °C. V stratosfére je nepodstatná časť vlhkosti, preto pre ňu nie je typická oblačnosť a zrážky, na rozdiel od výrazného prúdenia vzduchu.
- Mezosféra, termosféra, ionosféra- vzdušné vrstvy Zeme nad stratosférou, v ktorých sa pozoruje pokles hustoty a teploty atmosféry. Vrstva ionosféry je miesto, kde dochádza k žiare nabitých častíc plynu, ktorá sa nazýva polárna žiara.
- Exosféra- sféra rozptylu častíc plynu, neostrá hranica s priestorom.
Zem je súčasťou slnečnej sústavy spolu so zvyškom planét a Slnka. Patrí do triedy kamenných pevných planét, ktoré sa vyznačujú vysokou hustotou a pozostávajú z hornín, na rozdiel od plynných obrov, ktorí majú veľké veľkosti a relatívne nízka hustota. Zloženie planéty zároveň určuje vnútornú štruktúru zemegule.
Hlavné parametre planéty
Predtým, ako zistíme, ktoré vrstvy vynikajú v štruktúre zemegule, povedzme si o hlavných parametroch našej planéty. Zem sa nachádza vo vzdialenosti od Slnka, približne 150 miliónov km. najbližšie nebeské telo- je to prirodzený satelit planéty - Mesiac, ktorý sa nachádza vo vzdialenosti 384 tisíc km. Systém Zem-Mesiac je považovaný za unikát, keďže je jediným, kde má planéta taký veľký satelit.
Hmotnosť Zeme je 5,98 x 10 27 kg, približný objem je 1,083 x 10 27 metrov kubických. Planéta sa točí okolo Slnka, ako aj okolo svojej vlastnej osi a má sklon voči rovine, čo spôsobuje striedanie ročných období. Obdobie otáčania okolo osi je približne 24 hodín, okolo Slnka - o niečo viac ako 365 dní.
Záhady vnútornej štruktúry
Predtým, ako bola vynájdená metóda štúdia vnútra pomocou seizmických vĺn, mohli vedci len predpokladať, ako Zem vo vnútri funguje. Postupom času vyvinuli množstvo geofyzikálnych metód, ktoré umožnili spoznať niektoré znaky štruktúry planéty. najmä široké uplatnenie našli seizmické vlny, ktoré sú zaznamenané v dôsledku zemetrasení a pohybov zemskej kôry. V niektorých prípadoch sú takéto vlny generované umelo, aby sa podľa povahy ich odrazov zoznámili so situáciou v hĺbke.
Stojí za zmienku, že túto metódu vám umožňuje prijímať údaje nepriamo, pretože neexistuje spôsob, ako sa priamo dostať do hlbín čriev. V dôsledku toho sa zistilo, že planéta pozostáva z niekoľkých vrstiev, ktoré sa líšia teplotou, zložením a tlakom. Aká je teda vnútorná štruktúra zemegule?
zemská kôra
Horná tvrdá ulita Planéta sa nazýva Jej hrúbka sa v závislosti od typu pohybuje od 5 do 90 km, ktorých sú 4. Priemerná hustota tejto vrstvy je 2,7 g/cm3. Najväčšiu hrúbku má kôra kontinentálneho typu, ktorej hrúbka dosahuje pod niektorými horskými systémami 90 km. Rozlišujú tiež medzi lokalitou pod oceánom, ktorej hrúbka dosahuje 10 km, prechodnou a riftogénnou. Prechodný sa líši tým, že sa nachádza na hranici kontinentálnej a oceánskej kôry. Trhlinová kôra sa nachádza tam, kde sú stredooceánske hrebene, a je pozoruhodná svojou malou hrúbkou, ktorá dosahuje iba 2 km.
Kôra akéhokoľvek typu pozostáva z hornín 3 typov - sedimentárnych, žulových a čadičových, ktoré sa líšia hustotou, chemickým zložením a povahou pôvodu.
Spodná hranica kôry je pomenovaná po jej objaviteľovi menom Mohorovič. Oddeľuje kôru od podkladovej vrstvy a vyznačuje sa prudkou zmenou fázového stavu hmoty.
Plášť
Táto vrstva sleduje pevnú kôru a je najväčšia – jej objem tvorí približne 83 % celkového objemu planéty. Plášť začína tesne za hranicou Moho a siaha do hĺbky 2900 km. Táto vrstva sa ďalej delí na horný, stredný a spodný plášť. Charakteristickým znakom hornej vrstvy je prítomnosť astenosféry - špeciálnej vrstvy, kde je látka v stave nízkej tvrdosti. Prítomnosť tejto viskóznej vrstvy vysvetľuje pohyb kontinentov. Okrem toho, počas sopečných erupcií, tekutá roztavená látka, ktorú vyliali, pochádza z tejto konkrétnej oblasti. Vrchný plášť končí v hĺbke asi 900 km, kde začína stredný plášť.
Charakteristickým znakom tejto vrstvy sú vysoké teploty a tlak, ktoré sa zvyšujú s rastúcou hĺbkou. To určuje špeciálny stav látky plášťa. Napriek tomu, že horniny majú v hĺbkach vysokú teplotu, vplyvom vysokého tlaku sú v pevnom stave.
Procesy prebiehajúce v plášti
Vnútro planéty má veľmi vysokú teplotu, a to vďaka tomu, že v jadre nepretržite prebieha proces termonukleárnej reakcie. Pohodlné životné podmienky však zostávajú na povrchu. To je možné vďaka prítomnosti plášťa, ktorý má tepelnoizolačné vlastnosti. Tak sa do nej dostane teplo uvoľnené jadrom. Zahriata látka stúpa, postupne chladne, pričom od horné vrstvy plášť klesá dolu chladnejšou hmotou. Tento cyklus sa nazýva konvekcia, prebieha nepretržite.
Štruktúra zemegule: jadro (vonkajšie)
Centrálnou časťou planéty je jadro, ktoré začína v hĺbke asi 2900 km, bezprostredne za plášťom. Zároveň je prehľadne rozdelená na 2 vrstvy – vonkajšiu a vnútornú. Hrúbka vonkajšej vrstvy je 2200 km.
Charakteristickými znakmi vonkajšej vrstvy jadra je prevaha železa a niklu v kompozícii, na rozdiel od zlúčenín železa a kremíka, z ktorých pozostáva prevažne plášť. Látka vo vonkajšom jadre je v kvapalnom stave agregácie. Rotácia planéty spôsobuje pohyb tekutá látka jadro, ktoré vytvára silné magnetické pole. Vonkajšie jadro planéty preto možno nazvať generátorom magnetického poľa planéty, ktoré odkláňa nebezpečné druhy kozmického žiarenia, vďaka čomu nemohol vzniknúť život.
vnútorné jadro
Vo vnútri plášťa z tekutého kovu je pevné vnútorné jadro, ktorého priemer dosahuje 2,5 tisíc km. V súčasnosti stále nie je s určitosťou preskúmaný a medzi vedcami existujú spory o procesoch, ktoré v ňom prebiehajú. Je to spôsobené náročnosťou získavania údajov a možnosťou použitia len nepriamych výskumných metód.
Je s určitosťou známe, že teplota látky vo vnútornom jadre je najmenej 6 tisíc stupňov, napriek tomu je však v pevnom stave. Toto je vysvetlené veľmi vysoký tlak, ktorý bráni prechodu látky do kvapalného stavu - vo vnútornom jadre sa pravdepodobne rovná 3 miliónom atm. Za takýchto podmienok môže vzniknúť zvláštny stav hmoty - metalizácia, kedy aj také prvky ako plyny môžu nadobudnúť vlastnosti kovov a stať sa pevnými a hustými.
Čo sa týka chemické zloženie Vo výskumnej komunite sa stále diskutuje o tom, ktoré prvky tvoria vnútorné jadro. Niektorí vedci naznačujú, že hlavnými zložkami sú železo a nikel, iní - že medzi zložkami môže byť aj síra, kremík, kyslík.
Pomer prvkov v rôznych vrstvách
Zemské zloženie je veľmi rôznorodé – obsahuje takmer všetky prvky periodického systému, ale ich obsah v rôznych vrstvách nie je jednotný. Takže najnižšia hustota, takže pozostáva z najľahších prvkov. Najťažšie prvky sa nachádzajú v jadre v strede planéty. vysoká teplota a tlak, zabezpečujúci proces jadrového rozpadu. Tento pomer sa vytvoril v priebehu určitého času - bezprostredne po vzniku planéty bolo jej zloženie pravdepodobne homogénnejšie.
Na hodinách geografie môžu byť študenti požiadaní, aby nakreslili štruktúru zemegule. Aby ste sa s touto úlohou vyrovnali, musíte dodržiavať určitú postupnosť vrstiev (je popísaná v článku). Ak je postupnosť prerušená alebo jedna z vrstiev chýba, práca sa vykoná nesprávne. Môžete tiež vidieť postupnosť vrstiev na fotografii prezentovanej v článku.