Меню

Земля Строение планеты описание атмосфера орбита поверхность фото и видео

Строение Земли — структурка слоев, химический состав, развитие земной коры

Основные представления

Общие сведения о Земном шаре известны с середины IХХ века. Учёные установили, что большую часть планеты занимает вода — 71%, на остальную часть приходится суша. Радиус космического объекта составляет 6 370 км, а плотность — 5,5 г/см2. Смена сезонов года происходит благодаря вращению планеты вокруг огненной звезды — Солнца, а сутки на Земле длятся 24 часа.

В последнее время в научных кругах развернулись грандиозные споры о форме Земли. Некоторые специалисты пришли к выводу, что планета плоская и у мира есть конец, который находится в Антарктиде. Другие продолжают настаивать, что Земля — шар, а «плоская» теория — это повод ввести окружающих в заблуждение. Отдельные исследования показали, что правы ни те и не другие, так как населённый людьми космический объект является геоидом или сплюснутым кругом, продавленным на полюсах.

Учёные издавна спорили о том, как появилась планета, и что способствовало её образованию в космическом пространстве. Самыми интересными и правдивыми предположениями оказались теории таких ученых, как:

  • Бюффон;
  • Кант;
  • Лаплас;
  • Джинс.

Жорж-Луи Леклерк Бюффон, француз-натуралист, предположил, что «родителем» Земли является Солнце. Учёный считал, что в результате столкновения звезды с гигантским космическим телом часть раскалённой поверхности оторвалась, и заняла своё место в космическом пространстве. Теория для науки ХVII-XVIII веков достаточно смелая. Солидарен с Бюффоном оказался и английский физик-теоретик Джеймс Холвуд Джинс. Учёный-астроном считал, что от Солнца действительно некий космический объект невообразимых масштабов, пролетая на близком расстоянии от звезды, вырвал часть её материи, из которой и образовались все планеты Солнечной системы. Немецкий философ Иммануил Кант, интересуясь строением и происхождением планеты, предположил, что Земля и другие объекты звёздной системы произошли в результате сжатия холодного пылевого облака. Но в те годы на его учение, изложенное учёным в книге, никто внимания не обратил, так как всех интересовала теория француза Пьера-Симона Лапласа. Астроном и математик был уверен, что Земля или «дом человечества» получилась из раскалённого вращающегося газового облака методом сжатия.

Планета в разрезе

  • антропосферу;
  • континентальную кору;
  • океаническую кору;
  • литосферу;
  • астеносферу;
  • мантию;
  • ядро.

Литосфера или земная кора состоит из следующих пластовых составляющих, а именно:

  • базальт;
  • гранит;
  • осадочные породы.

В материковой части планеты присутствуют все указанные составляющие, а на территориях, покрытых Мировым океаном нет гранитной прослойки. Изучая состав оболочки Земли, учёные узнали, что планета в большей степени состоит из таких химических элементов, как железо, кислород, кремний и магний. Астеносферу, название которой в переводе с древнегреческого обозначает «безвольный шар», ещё называют «Верхним слоем мантии» или «Поверхностью Мохоровичича». Она располагается на глубине в 35−60 км от поверхности планеты. В отличие от твёрдой поверхности состав этого слоя пластичен, что позволяет литосферным плитам легко двигаться, периодически меняя ландшафт Земли; там, где они столкнулись, образуются горы, а на месте расхода появляется водоём.

Структура мантии

Мантия по праву считается самой объёмной составляющей планеты, так как в процентном соотношении она занимает 83% Земного шара и 67% от всей массы. Протяжённость этого слоя недр Земли составляет 2855 км. Учёные до сих пор не смогли приблизиться к мантии, так как на планете пока не существует такой технологии, которая бы позволила пробурить скважину необходимой глубины. На сегодняшний день самой глубокой шахтой, когда-либо проделанной в земной коре, является 5-километровый карьер Тау-Тона («Золотой лев»), где добывают золото. Температура добычи драгоценного металла составляет 52 градуса Цельсия. Предположительно в пластах мантии залегают редкие металлы и другие химические элементы, мало встречающиеся на поверхности планеты. Очередное открытие специалистов потрясло научный мир: оказалось, что мантия содержит большее количество жидкости, чем Мировой океан и если бы эти запасы выплеснулись на поверхность планеты, то уровень воды поднялся бы на 800 метров. В отличие от верхнего слоя, нижняя мантия твёрдая и в ней залегают пласты алмазов и перидотов, которые периодически оказываются на поверхности благодаря извержениям вулканов. Недавно японские учёные заявили, что нашли место в океане, где слои наружных пород создают тонкий пласт, который несложно пройти и добраться до мантии. Сейчас специалисты разрабатывают оборудование, которое бы выдержало давление глубинных вод и сверхвысокие температуры, так как температура жидкой верхней мантии составляет 800 градусов Цельсия, а ближе к центру показатель увеличивается до 2000 градусов.

Предположения о ядре

Самым загадочным является ядро Земли, которое тоже состоит из двух типов вещества. Верхняя часть находится в жидком состоянии, а нижняя — твёрдый металл. Между слоями находится пограничная зона, где вещество постепенно из жидкого переходит в твёрдое. Верхнее ядро составляет по протяжённости 2 266 км, а диаметр второго слоя равен 1300 км. В нём температурный показатель лавы достигает отметки в 5 960 градусов Цельсия, но данные являются приблизительными, так как этот геологический участок Земли не исследован.

Кроме светил науки, предположить, что же происходит в центре Земли, пытаются и писатели-фантасты. Некоторые считают, что внутри планеты, населённой людьми, есть жизнь и светит своё внутреннее солнце. Древние цивилизации попали под землю, когда спасались от глобальной катастрофы планетарного масштаба, которая грозила стереть всё живое с лица планеты. Но учёные сомневаются в подобном варианте, так как, если верить подсчётам, давление внутри космического тела составляет 114 миллионов атмосфер, а это не подходящий для жизни показатель.

На уроках географии за 5−6 класс школьники изучают различные схемы устройства Земли. Пластиковые макеты срезов поверхности планеты и схематические рисунки наглядно показывают этапы формирования земной коры, порядок расположения и строение пластов планеты в целом. Предлагают сравнить данные и научиться представлять её развитие. Карта залегания пластов земных пород демонстрирует, какой состав литосферы в районе и где располагаются стыки плит. Учителя часто задают загадки по типу кроссвордов, где нужно угадать, сколько букв содержится в том или ином названии слоя Земли.

Воздушные слои Земли

На расстоянии от 8 до 18 км от поверхности планеты располагается тропосфера. Именно эта прослойка содержит большую часть воздушных запасов, необходимых для дыхания земных обитателей. В тропосфере образуются облака, происходит движение самолётов и можно наблюдать различные атмосферные явления. Расстояние от стратосферы до поверхности Земли составляется 50 км, а её толщина — 40 км. Содержание кислорода на этом этапе удаления от планеты ниже. В мезосфере наблюдается значительное понижение температуры. Воздушная прослойка берёт своё начало на высоте в 50 км от поверхности планеты и тянется на 80 км. В термосфере температура окружающей среды увеличивается. Находясь над поверхностью в 200−300 км, воздушный пласт является предпоследним перед безвоздушным пространством. Экзосфера постепенно переходит в космос.

Земной магнит

Кроме внешних и внутренних составляющих, неотъемлемыми частями Земли являются её магнитные полюса. Астрофизики доказали, что благодаря им планета избегает смертельного солнечного ветра, а население не страдает от космического излучения. Мощность Солнца, которым оно награждает космический объект, населённый людьми, составляется 1350 Вт/м2. Магнетизм планеты появился по предварительным подсчётам 4,2 миллиарда лет назад. Геомагнитное поле состоит из трёх частей: главное, мировые аномалии и внешнее. Главный земной «магнит», иногда может называться «основным», состоит из вещества, которое расположено во внешнем наружном ядре. Его процентный показатель составляет 90%.

Новые опыты показали, что поля мировых аномалий состоят из твёрдых составляющих, неравномерно расположенных на различных участках планеты. Аномальными они названы потому, что проявляют себя нерегулярно и их определение относится к подобию «охоты» с компасом и приборами.

Внешнее магнитное поле образуется потоком плазмы в ионосфере. Чем дальше от Земли, тем неравномерней будет внешний магнитный щит, который сжимается под воздействием солнечных ветров, а за планетой магнитосфера превращается в вытянутый хвост. Понятие об этом наиболее распространено в современной астрофизике. Намагниченные части планеты периодически, раз в несколько тысяч лет, меняют местоположением. В наше время процесс этот уже запущен, и учёные подсчитали, пока полюса будут меняться местами, на Земле могут активизироваться процессы, дестабилизация которых способна привести к масштабным катастрофам. Подобное случалось раньше, и история хранит сведения о Всемирном потопе или резком вымирании динозавров. Некоторые специалисты уверены, что несколько раз существование цивилизации уже подвергалось полному уничтожению. Всё начиналось с того, что маленький катаклизм приводил к полному исчезновению различных видов, населявших планету в разные эпохи. Почему планета меняет местами магнитные полюса и зачем этот процесс повторяется с завидной регулярностью до конца неясно. Люди летают в космос, но до сих пор не могут устроить экспедицию к недрам земли и понять, каково её строение в действительности.

Источник

Земля 🌟 Строение планеты, описание, атмосфера, орбита, поверхность, фото и видео

Содержание

  1. История образования Земли
  2. Строение Земли
  3. Магнитное поле
  4. Атмосфера
  5. Суша
  6. Океаны Земли
  7. Как появилась жизнь на Земле
  8. Характеристики планеты
  9. Орбита и вращение
  10. Почему Земля так называется
  11. Спутник Земли – Луна
  12. Наблюдение из космоса
  13. Потенциально опасные объекты
  14. Что ждет Землю в будущем?
  15. Интересное видео о Земле
Читайте также:  Режим форматирования таблицы это

Земля является третьей планетой от Солнца и единственной в системе, где имеется жизнь. Небесное тело обладает большим количеством особенностей, и люди уже успели хорошо его изучить. Оно относится к планетам земной группы, наряду с Марсом, Венерой и Меркурием. Объект движется вокруг Солнца по определенной орбите и обладает уникальным климатом, благодаря которому существование жизни стало возможным.

История образования Земли

Земля образовалась примерно 4,54 млрд лет назад вместе с другими планетами Солнечной системы. Ранее на этом месте располагалось большое протопланетное облако, которое постепенно пришло во вращение. Находящиеся внутри него вещества начали сталкиваться друг с другом и собираться в планеты.

Интересный факт: формирование Земли продолжалось на протяжении 10-20 млн лет, после чего она превратилась в планету, но ее внешний вид и структура были далеки от современных.

Изначально Земля представляла собой раскаленное тело, но постепенно оно начало остывать. По мере снижения температуры поверхность покрывалась твердой оболочкой. А примерно через 10 млн лет в планету врезалось небесное тело, названное учеными Теей. В результате столкновения на определенное расстояние от нее отлетели осколки, которые впоследствии превратились в Луну.

Благодаря вулканической деятельности и реакции, происходящей внутри горных пород, вокруг планеты сформировалась атмосфера. В ней начала конденсироваться вода, которая в совокупности составила Мировой Океан. Через миллиард лет после формирования планеты вокруг нее образовалось магнитное поле, которое начало защищать ее от солнечных ветров. Примерно 3,3 млрд лет назад на Земле появились условия, подходящие для создания жизни.

Строение Земли

Сердцевина Земли состоит из двух компонентов: внутреннего и внешнего ядер. Их радиус составляет 1300 км и 2200 км соответственно. В центре планеты температура способна достигать +5000 градусов Цельсия. Вокруг ядра находится слой мантии, который составляет примерно 84% от всего состава Земли. Он, в свою очередь, делится на верхнюю и нижнюю. Наружный слой мантии, называемый литосферой, начинается на глубине 2900 км от поверхности.

Интересный факт: масса слоя мантии составляет 67% от общего веса третьей планеты от Солнца.

Литосфера имеет толщину в 100 км. Ее верхняя часть зовется земной корой и служит оболочкой планеты. Толщина на суше равна примерно 50 км, а на дне океанов – 10 км. Литосфера представляет собой совокупность больших плит, которые имеют свойство двигаться.

Магнитное поле

Земля непрерывно вращается вокруг своей оси. Ядро, находящееся внутри планеты, реагирует на это, из-за чего вокруг нее возникает магнитное поле, называемое “магнитосферой”. Также оно привязано к полюсам – Северному и Южному. Когда на Солнце происходят вспышки, множество частиц ионизированного газа попадают на Землю и вступают во взаимодействие с ним. Из-за этого в магнитном поле происходят сильные изменения, называемые бурями. Некоторые люди чувствуют эти колебания, из-за чего у них появляется мигрень и головные боли.

Полярные сияния являются наглядным примером магнитных бурь. Солнечный ветер сталкивается с атомами, находящимися в атмосфере Земли, после чего в пространстве появляется характерное свечение.

Интересный факт: полярное сияние наиболее заметно у Южного и Северного полюсов планеты, но на последнем оно видно гораздо отчетливее.

Анализ полярного сияния помог установить, что примерно раз в 100 тысяч лет у Земли полюса меняются местами. Однако на данный момент недостаточно данных, чтобы объяснить причину, из-за которой происходит это явление.

Атмосфера

Появление сложных форм жизни на Земле стало возможным благодаря наличию атмосферы. Она имеет определенную структуру, состоящую из нескольких слоев. В прошлом в ее состав входили углекислый газ, водород, метан, аммиак и водяной пар. Но с течением времени большая часть этих элементов улетучилась в космическое пространство, а оставшиеся до сих пор удерживаются в атмосфере благодаря силе притяжения Земли.

Атмосфера планеты имеет пять слоев:

  1. Тропосфера. Нижний слой, высота которого составляет 12 км, является самым плотным, поскольку в нем находится наибольшее количество кислорода и других веществ. Температура в тропосфере с каждым километром падает на 6 градусов Цельсия по мере подъема.
  2. Стратосфера. Второй слой атмосферы, находящийся над Землей на расстоянии от 12 до 50 км. В нем присутствует большое количество озона, который не пропускает ультрафиолет, исходящий от Солнца. Таким образом, стратосфера защищает поверхность планеты от радиации.
  3. Мезосфера. Слой находится на расстоянии от 50 до 85 км над поверхностью Земли. Его средняя температура равна -90 градусов Цельсия.
  4. Термосфера. Четвертый слой атмосферы, который находится на высоте от 85 до 800 км. Он характеризуется высокими температурами: в некоторых местах этот параметр доходит до +1500 градусов Цельсия.
  5. Экзосфера. Верхний слой атмосферы планеты, который начинается на высоте в 800 км над поверхностью. Он содержит наименьшее количество кислорода, и примерно на высоте в 10 тысяч км постепенно переходит в космическое пространство, где не действует сила притяжения Земли.

Чем выше находится слой над поверхностью планеты, тем меньшее количество веществ в нем содержится.

Интересный факт: человек способен дышать лишь в тропосфере. На расстоянии в 7 км ему уже требуется дополнительный источник кислорода, а на высоте в 15 км он в принципе не может вздохнуть из-за атмосферного давления.

За пределами экзосферы начинается космическое пространство, которое близко к вакууму. В нем присутствуют лишь атомы водорода, но их концентрация настолько мала, что вероятность их столкновения друг с другом стремится к нулю.

Поверхность планеты состоит из суши и Мирового океана. И хоть земляная область по площади меньше, чем водная, она имеет неоднородную структуру и массу особенностей. Суша состоит из гор, равнин, лесов, пустынь и других территорий, имеющих уникальный ландшафт.

Интересный факт: площадь суши Земли составляет примерно 134,7 млн кв. км. Это 29,1 % от общей поверхности планеты.

Главная отличительная особенность поверхности Земли от других планет заключается в том, что на ней практически полностью отсутствуют кратеры. Но это не означает, что их никогда не было в большом количестве. Известно, что до образования атмосферы на ней присутствовали многочисленные кратеры, поскольку небесные тела не сгорали в момент сближения. Но постепенно эти неровности на поверхности исчезли.

Ученые установили две основные причины, почему кратеры постепенно “стерлись” с Земли: эрозия и выветривание. Оба явления протекают очень медленно, и их влияние может быть заметно лишь через долгое время.

Под эрозией подразумевается процесс, в ходе которого частицы воды, почвы и ветер воздействуют на поверхность. Они медленно убирают неровности, делая участок суши ровным. Выветривание – процесс разрушения поверхности на мелкие куски, например, когда русло реки постепенно стирается из-за содержащихся в воде твердых веществ. Два этих процесса являются основными факторами, почему со временем кратеры на Земле полностью исчезли. А образование новых стало невозможным, поскольку с появлением атмосферы метеориты начали сгорать при сближении с поверхностью.

Также у палеонтологов есть теория, каким образом на Земле появилась суша. Благодаря вулканической деятельности, из разломов выделялась магма, которая постепенно остывала, становилась твердой. Иногда она формировалась в целые острова, возвышающиеся над океаном.

Движение тектонических плит в свое время тоже повлияло на формирование суши. Из-за их наложения образовывались горы и участки земли, возвышающиеся над водой.

Океаны Земли

Мировой океан составляет примерно 70 % от всей поверхности Земли. Даже при наблюдении из космоса за планетой невооруженным взглядом видно, что большая площадь небесного тела – синего цвета. Наличие воды в жидком виде является уникальной отличительной особенностью Земли от остальных объектов Солнечной системы.

Мировой океан на планете образовался примерно 3,8 млрд лет назад, благодаря чему стало возможно появление жизни. Ведь первые существа появились именно в воде, после чего в процессе эволюции перебрались на сушу.

Существует две версии, как образовался Мировой океан. Когда Земля формировалась, она поглотила большое количество водяного пара, имеющегося в космосе. Долгое время он находился под поверхностью, но когда началась геологическая активность, вырвался наружу. Попав в атмосферу, пар сконденсировался и осел на Земле в виде воды. Вторая версия заключается в том, что в прошлом на планету падали метеориты, практически полностью состоящие из льда. Последний постепенно растаял и образовал водоемы.

Как появилась жизнь на Земле

На Земле обитает большое количество организмов, которые могут существовать в определенных условиях. Одни заселяют сушу, а другие приспособлены исключительно к водной среде. Ученые непрерывно бьются над загадкой, как именно появилась жизнь на планете, и пока не могут прийти к единому выводу.

Основная теория основана на взаимодействии газов и химических реакциях. Логично, что первые формы жизни зародились в тот период, когда на Земле уже существовала атмосфера и магнитное поле. Предполагается, что электромагнитные бури запустили реакции в газах, которые находились над поверхностью планеты. В результате образовались частицы аминокислот, которые осели в океане. Оказавшись в водной среде, они продолжили эволюционировать и превратились в одноклеточные живые организмы.

Читайте также:  Мини футбол высшая лига запад турнирная таблица

Интересный факт: эксперименты показали, что для того, чтобы частица аминокислоты, попавшая в воду, превратилась в простейший живой организм, должно пройти несколько миллионов лет.

Появившиеся одноклеточные питались углекислым газом и после его переработки выделяли в пространство кислород. Последний попадал в атмосферу и накапливался в ней, меняя ее свойства. Это дало возможность для появления более сложных форм жизни.

Характеристики планеты

Земля обладает следующими характеристиками:

  • масса планеты равна 5972*10^21 кг;
  • радиус в экваторе – 6371 км;
  • ось Земли наклонена на 23,5 градусов;
  • плотность равна 5,52 г/см3;
  • температура на поверхности меняется в диапазоне от -85 до +70 градусов Цельсия;
  • сутки на Земле длятся 23 ч 56 мин 4 с;
  • в течение года планета находится в среднем в 149,6 млн км от Солнца;
  • скорость перемещения по орбите равна 29,8 км/с;
  • год на Земле длится 365,25 суток;
  • эксцентриситет равен 0,017;
  • ускорение свободного падения над поверхностью равно 9,8 м/с2;
  • единственным спутником Земли является Луна.

Орбита и вращение

Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток, и на полный оборот у нее уходит 23 ч 56 мин 4 с. На один градус планета поворачивается за 4 мин 15 с. Причем в зависимости от времени года, скорость вращения небесного тела отличается: в апреле и ноябре продолжительность суток увеличивается на 0,001 с.

Интересный факт: за последние 2000 лет время полного оборота вокруг своей оси у Земли увеличилось на 0,0023 секунды.

Вокруг Солнца планета движется по эллиптической орбите, находясь на среднем расстоянии в 150 млн км. При этом, скорость перемещения равна 29,8 км/с. На то, чтобы совершить полный оборот вокруг звезды, Земле требуется 365,25 дней. Помимо этого, небесное тело вместе с Солнечной системой также движется относительно центра галактики Млечный Путь со скоростью 20 км/с.

Поскольку ось Земли имеет наклон, в зависимости от времени года, Солнце находится над горизонтом на разной высоте, что напрямую влияет на длительность ночи. Например, летом звезда располагается выше, из-за чего темное время суток значительно меньше, чем зимой.

Почему Земля так называется

Люди называют третью планету от Солнца “Землей” уже долгое время. На каждом языке обозначение небесного тела звучит по-разному, тем не менее, оно остается неизменным на протяжении тысяч лет. Но откуда появилось это название?

Большинство планет Солнечной системы получили имена, имеющие отношение к божествам определенных культур. И Земля не является исключением. В мифологии многих народов прошлого существовало божество, характеризующее собой плодородие почвы. Скандинавские народы поклонялись богине Ёрд, римляне почитали Теллус (Терру), а греки – Гею.

Именно от них появились различные варианты названия планеты, которые используются разными народами до сих пор. Например, имя богини Ёрд послужило основой для появления английского “Earth” – именно так называют третью планету от Солнца народы, говорящие на этом языке. В астрологии небесное тело именуют Terra. Причиной для появления имени послужила римская богиня Теллус.

На русском языке планета называется “Земля”. Основой для такого имени послужило слово “Зем”, которое обозначает почву. На большинстве языков название небесного тела имеет такое же значение, но произносится по-разному.

Спутник Земли – Луна

Луна является единственным спутником Земли, который по размерам составляет примерно 25% от планеты. Из-за того, что между телами имеется гравитационное притяжение, в Мировом океане происходят приливы и отливы.

Интересный факт: Луна вращается вокруг своей оси с такой же скоростью, с которой делает полный оборот вокруг Земли. Из-за этого спутник всегда повернут к планете одной стороной.

Считается, что Луна появилась в результате столкновения Земли с протопланетой Тейей. Последняя вскользь задела небесное тело, из-за чего на определенное расстояние от него отлетели осколки. Постепенно они сформировались в Луну.

Источник



Что такое земная кора

Земная кора – это наружная часть литосферы. Она представляет собой твёрдую внешнюю оболочку земного шара, состоящую из горных пород, минералов и биогенных отложений. Большая часть земной коры покрыта водами Мирового океана (гидросферой), а меньшая – активно взаимодействует с воздушной оболочкой Земли (атмосферой). Средняя мощность твёрдой оболочки составляет 35-40 км, причём под океанами её толщина минимальна, а под материками максимальна. В масштабах планеты толщину земной коры можно сравнить с толщиной кожуры яблока.

До глубины 20-30 м температура внутри земной коры не изменяется, а далее начинает увеличиваться примерно на 30С на каждые 100 м.

Строение земной коры

Земная кора состоит из отдельных слоёв горных пород, различающихся по своему происхождению, плотности и мощности.

Таблица: Строение коры Земли, слои, происхождение и особенности

Название слоя Происхождение горных пород Описание
Осадочный В результате накопления осадков – ила, органических остатков, продуктов выветривания (глины, известняк, ракушечник, песок, соль, мел). Наружный слой земной коры. Сложен рыхлыми горными породами, легко поддающимися выветриванию и вымыванию.
Гранитный В результате застывания раскалённой магмы – граниты, гнейсы. Промежуточный слой земной коры. Имеет кристаллическую структуру, на материках может выходить на поверхность Земли.
Базальтовый В результате извержения вулканов — базальты, габбро. Находится на границе с мантией. Структура горных пород не изучена.

Осадочный и гранитный слой достаточно хорошо изучены, так как их можно увидеть на поверхности Земли. Базальтовый слой до сих пор остаётся для учёных загадкой. Даже 10-километровая сверхглубокая скважина, расположенная на Кольском полуострове, не смогла достигнуть глубины залегания базальтового слоя.

Внутреннее строение земной коры

Установить структуру земной коры стало возможным благодаря сейсмолокации. Скорость и направление прохождения сейсмических волн, которые возникают при землетрясении, зависят от плотности и упругости горных пород. Так, изучая сейсмические волны, учёные смогли составить характеристику отдельных слоёв земной коры.

Типы земной коры

Выделяют два типа земной коры — материковую и океаническую. Наибольшая часть от общей площади земной коры — 56%, приходится на океаническую, а меньшая –44%, на материковую.

Материковая и океаническая земная кора различаются по толщине и количеству слоёв горных пород.

Известно, что максимальной толщины в 80 км материковая земная кора достигает под самой высокой горной системой мира – Гималаями.

Химические элементы в составе земной коры

В химическом составе земной коры присутствует полный перечень элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева. Однако 99% земной коры состоит всего из 8-ми химических элементов:

Химический состав земной коры

  • кислорода;
  • кремния;
  • алюминия;
  • железа;
  • кальция;
  • натрия;
  • калия;
  • магния.

Химические элементы, на которые приходятся оставшийся 1%, называются рассеянными.

Химические элементы взаимодействуют между собой и образуют соединения, из которых состоят минералы. Общий перечень известных в настоящее время минералов состоит из 6000 наименований. Только 100-150 из них можно отнести к распространённым, остальные встречаются крайне редко.

Как изменяется земная кора

Изменения в земной коре происходят под воздействием внешних и внутренних сил:

  • Внутренние силы – это энергия земных недр. Со временем она накапливается и вырывается наружу, вызывая землетрясения, извержения вулканов.
  • Внешние силы — это энергия Солнца, которая преобразуется в энергию ветра, воды, выражается в перепадах температуры, является основой жизнедеятельности живых организмов. Под действием внешних сил разрушаются горы, твёрдые камни превращаются в песок, текучие воды вымывают глубокие русла рек и формируют долины. Деятельность человека тоже относится к внешним силам.

Изменения в земной коре происходят очень медленно, поэтому за свою жизнь человек не может их заметить.

Зачем нужно изучать земную кору

Основной наукой, изучающей земную кору в целом, является геология. К предметам её изучения относятся состав, строение, движение и история развития земной коры, а также залегающих в ней полезных ископаемых.

Многие полезные ископаемые (уголь, нефть, руды металлов) необходимы для развития промышленности, их используют как топливо или сырьё для производства необходимых материалов и продуктов. Открытие новых месторождений полезных ископаемых важно для оценки имеющихся запасов и прогнозов по их использованию.

Изучение горных пород, слагающих слои земной коры, позволяют учёным делать выводы об историческом прошлом нашей планеты. По органическим горным породам можно определять, какие живые организмы населяли нашу планету в древности.

Источник

Основы нефтегазового производства

Введение в геологию

1. Внутреннее строение Земли

Химический состав Земли

Химический состав Земли схож с составом других планет земной группы, например Венеры или Марса (см. рисунок 1).

В целом преобладают такие элементы, как железо, кислород, кремний, магний, никель. Содержание легких элементов невелико. Средняя плотность вещества Земли 5,5 г/см3.

О внутреннем строении Земли достоверных данных весьма мало. Рассмотрим рис. 2. Он изображает внутреннее строение Земли. Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.

Читайте также:  SoC MediaTek Helio P70 в тесте AnTuTu не сильно уступает Snapdragon 835

Рис. 1. Химический состав Земли

Ядро

Ядро расположено в центре Земли (см.рис 3), его радиус составляет около 3,5 тыс км. Температура ядра достигает 10 000 К, т. е. она выше, чем температура внешних слоев Солнца, а его плотность составляет 13 г/см3 (сравните: вода — 1 г/см3). Ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля.

Внешнее ядро Земли имеет большую мощность, чем внутреннее (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии.

Рис. 3. Строение Земли: ядро, мантия и земная кора

Мантия

Мантия — геосфера Земли, которая окружает ядро и составляет 83 % от объема нашей планеты (см. рис. 3). Нижняя ееграница располагается на глубине 2900 км. Мантия разделяется на менее плотную и пластичную верхнюю часть (800-900 км), из которой образуется магма (в переводе с греческого означает «густая мазь»; это расплавленное вещество земных недр — смесь химических соединений и элементов, в том числе газов, в особом полужидком состоянии); и кристаллическую нижнюю, тол- шиной около 2000 км.

Земная кора

Земная кора — внешняя оболочка литосферы (см. рис. 3). Ее плотность примерно в два раза меньше, чем средняя плотность Земли, — 3 г/см3.

От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. хорватским ученым Андреем Мохоровичичем (1857- 1936).

Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (каменная оболочка). Мощность литосферы колеблется от 50 до 200 км.

Ниже литосферы располагается астеносфера — менее твердая и менее вязкая, но более пластичная оболочка с температурой 1200 °С. Она может пересекать границу Мохо, внедряясь в земную кору. Астеносфера — это источник вулканизма. В ней находятся очаги расплавленной магмы, которая внедряется в земную кору или изливается на земную поверхность.

Состав и строение земной коры

По сравнению с мантией и ядром земная кора представляет собой очень тонкий, жесткий и хрупкий слой. Она сложена более легким веществом, в составе которого в настоящее время обнаружено около 90 естественных химических элементов. Эти элементы не одинаково представлены в земной коре. На семь элементов — кислород, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний — приходится 98 % массы земной коры (см. рис. 5).

Своеобразные сочетания химических элементов образуют различные горные породы и минералы. Возраст самых древних из них насчитывает не менее 4,5 млрд лет.

Рис. 4. Строение земной коры

» alt=»» width=»311″ height=»300″/>

Рис. 5. Состав земной коры

Минерал — это относительно однородное по своему составу и свойствам природное тело, образующееся как в глубинах, так и на поверхности литосферы. Примерами минералов служат алмаз, кварц, гипс, тальк и др. (Характеристику физических свойств различных минералов вы найдете в приложении 2.) Состав минералов Земли приведен на рис. 6.

» alt=»» width=»456″ height=»261″/>

Рис. 6. Общий минеральный состав Земли

Горные породы состоят из минералов. Они могут слагаться как из одного, так и из нескольких минералов.

Осадочные горные породы — глина, известняк, мел, песчаник и др. — образовались путем осаждения веществ в водной среде и на суше. Они лежат пластами. Геологи называют их страницами истории Земли, так как но ним можно узнать о природных условиях, существовавших на нашей планете в давние времена.

Среди осадочных горных пород выделяют органогенные и неорганогенные (обломочные и хемогенные).

Органогенные горные породы образуются в результате накопления останков животных и растений.

Обломочные горные породы образуются в результате выветривания, псрсотложсния с помощью воды, льда или ветра продуктов разрушения ранее возникших горных пород (табл. 1).

Таблица 1. Обломочные горные породы в зависимости от размеров обломков

Размер облом кон (частиц)

Песок и песчаники

Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из вод морей и озер растворенных в них веществ.

В толще земной коры из магмы образуются магматические горные породы (рис. 7), например гранит и базальт.

Осадочные и магматические породы при погружении на большие глубины под влиянием давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк превращается в мрамор, кварцевый песчаник — в кварцит.

В строении земной коры выделяют три слоя: осадочный, «гранитный», «базальтовый».

Осадочный слой (см. рис. 8) образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. Все они органического происхождения. Например, каменный уголь -это продукт преобразования растений древних времен. Мощность осадочного слоя колеблется в широких пределах — от полного отсутствия в некоторых районах суши до 20-25 км в глубоких впадинах.

» alt=»» width=»480″ height=»316.9111969112″/>

Рис. 7. Классификация горных пород по происхождению

«Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. Встречается гранитный слой не везде, но на континентах, где он хорошо выражен, его максимальная мощность может достигать нескольких десятков километров.

«Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.

Мощность и вертикальная структура земной коры различны. Выделяют несколько типов земной коры (рис. 8). Согласно наиболее простой классификации различают океаническую и материковую земную кору.

Континентальная и океаническая кора различны по толщине. Так, максимальная толщина земной коры наблюдается под горными системами. Она составляет около 70 км. Под равнинами мощность земной коры составляет 30-40 км, а под океанами она наиболее тонкая — всего 5-10 км.

» alt=»» width=»480″ height=»441.41176470588″/>

Рис. 8. Типы земной коры: 1 — вода; 2- осадочный слой; 3 — переслаивание осадочных пород и базальтов; 4 — базальты и кристаллические ультраосновные породы; 5 — гранитно-метаморфический слой; 6 — гранулитово-базитовый слой; 7 — нормальная мантия; 8 — разуплотненная мантия

Различие континентальной и океанической земной коры по составу пород проявляется в том, что гранитный слой в океанической коре отсутствует. Да и базальтовый слой океанической коры весьма своеобразен. По составу пород он отличен от аналогичного слоя континентальной коры.

Граница суши и океана (нулевая отметка) не фиксирует перехода континентальной земной коры в океаническую. Замещение континентальной коры океанической происходит в океане примерно на глубине 2450 м.

» alt=»» width=»312″ height=»213″/>

Рис. 9. Строение материковой и океанической земной коры

Выделяют и переходные типы земной коры — субокеаническую и субконтинентальную.

Субокеаническая кора расположена вдоль континентальных склонов и подножий, может встречаться в окраинных и средиземных морях. Она представляет собой континентальную кору мощностью до 15-20 км.

Субконтинентальная кора расположена, например, на вулканических островных дугах.

По материалам сейсмического зондирования — скорости прохождения сейсмических волн — мы получаем данные о глубинном строении земной коры. Так, Кольская сверхглубокая скважина, впервые позволившая увидеть образцы пород с глубины более 12 км, принесла много неожиданного.

Предполагалось, что на глубине 7 км должен начаться «базальтовый» слой. В действительности же он обнаружен не был, а среди горных пород преобладали гнейсы.

Изменение температуры земной коры с глубиной. Приповерхностный слой земной коры имеет температуру, определяемую солнечным теплом. Это гелиометрический слой (от греч. гелио — Солнце), испытывающий сезонные колебания температуры. Средняя его мощность — около 30 м.

Ниже расположен еще более тонкий слой, характерной чертой которого является постоянная температура, соответствующая среднегодовой температуре места наблюдений. Глубина этого слоя увеличивается в условиях континентального климата.

Еще глубже в земной коре выделяется геотермический слой, температура которого определяется внутренним теплом Земли и с глубиной возрастает.

Увеличение температуры происходит главным образом за счет распада радиоактивных элементов, входящих в состав горных пород, прежде всего радия и урана.

Величину нарастания температуры горных пород с глубиной называют геотермическим градиентом. Он колеблется в довольно широких пределах — от 0,1 до 0,01 °С/м — и зависит от состава горных пород, условий их залегания и ряда других факторов. Под океанами температура с глубиной нарастает быстрее, чем на континентах. В среднем с каждыми 100 м глубины становится теплее на 3 °С.

Величина, обратная геотермическому градиенту, называется геотермической ступенью. Она измеряется в м/°С.

Тепло земной коры — важный энергетический источник.

Часть земной коры, простирающаяся глубин, доступных для геологического изучения, образует недра Земли. Недра Земли требуют особой охраны и разумного использования.

Источник