Строение Земли – ядро, оболочка, недра, сферы, типы земной коры

Литосфера Земли

Глоссарий

Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.

Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.

Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.

Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.

Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.

Определение литосферы

Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.

Пангея

Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.

Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.

В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние. Доказательства этой теории подробно изложены на странице 178 учебника «География. Землеведение 5-6 классы» под редакцией Климановой О. А.

Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.

Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.

В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.

Крупнейшие тектонические плиты:

• Австралийская плита
• Антарктическая плита
• Африканская плита
• Евразийская плита
• Индостанская плита
• Тихоокеанская плита
• Северо-Американская плита
• Южно-Американская плита

Строение литосферы

Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.

К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.

Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.

Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.

Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.

В коре материкового типа выделяют три слоя пород:

• осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
• гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
• базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.

Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.

Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.

Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.

Мантия делится на два слоя:

• верхний, который относится к литосфере;
• нижний, окутывающий раскаленное ядро.

Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.

В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.

Способы изучения земной коры

Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.

Про один из способов изучения земных недр рассказывается на странице 86 учебника «География. Землеведение. 5-6 классы» под редакцией Климановой О.А.

Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.

По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.

Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.

Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.

Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.

Методические советы

С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.

Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.

Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.

Заключительный этап — тестирование по теме.

Темы докладов

• От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит

Сокровища недр Земли

Три жизни углерода: от графита до алмаза

Чем богаты, тем и рады. Полезные ископаемые родного края

1. Как называется твердая оболочка Земли?

• литосфера +
• наносфера
• атмосфера

Пангея — это.

• имя древнегреческой богини плодородия
• название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
• название планеты в Крабовидной Туманности

Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?

• пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
• активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
• рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью

Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?

• космонавтика
• тектоника
• брадисеймс +

Поверхность Мохоровичича расположена.

• между земной корой и верхним слоем магмы +
• между базальтовым и осадочными слоями земной коры
• между нижним слоем магмы и земным ядром

#ADVERTISING_INSERT#

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.

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. 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.

Литосфера. Строение литосферы. Факторы рельефообразования

Содержание:

Внутреннее строение Земли

Эксперты – геологи допускают, что для внутреннего строения нашей планеты характерны следующие слои:

1. Литосфера (земная кора) – твердая оболочка земного шара.
2. Мантия – расположена между земной корой и ядром. Верхняя часть мантии находится в твердом состоянии, и является составляющей литосферы. Имеет также жидкий слой – астеносферу, участвующую в перемещении частей земной коры. Занимает 80% объема Земли.
3. Ядро – металлический центр Земли. Для него характерно двухслойность: внешняя часть – жидкая, внутренняя – твердая. Основой ядра являются железо и никель, которые формируют магнитное поле для защиты от радиации Солнца.

Строение литосферы

Термин «литосфера» был введен американским геологом Дж. Бареллом и свое происхождение берет от греческого слова «литос» — камень. Литосфера включает в себя земную кору и твердую часть мантии, соприкасающейся с астеносферой.

Земная кора – верхний слой литосферы, включающая в себя почти все элементы периодической таблицы Менделеева.

Толщина и строение земной коры под океанами и континентами различаются. Глубина континентальной коры составляет 40-70 км, океаническая тоньше – показатель редко доходит до 15 км, поэтому континентальная как бы находится над уровнем моря.

Континентальная кора – трехслойна. Верхний слой представлен осадочными породами, 2-ой — гранитом либо гнейсами, 3-ий состоит из базальта и остальных метаморфических пород. У океанической коры средний слой отсутствует. Возрастные показатели большей части пород материковой коры указывают на ее «преклонный» возраст относительно океанической коры.

В основе земной коры лежат горные породы и ископаемые. Горные породы представляют собой естественные соединения множества минералов. Выделяют 3 вида горных пород:

1. Магматические. Образуются путем кристаллизации магмы под высокой температурой и давлением:
   • глубинные( интрузивные) – затвердение происходит в толще коры (гранит)
   • излившиеся (эффузивные) – затвердение происходит вследствие извержения магмы на поверхность (базальт)

2. Осадочные. Образуются путем скопления осадков на земной поверхности. Физико-химические изменения ранее образованных пород дает начальный материал осадочным породам:
   • обломочные – образуются из пород, которые подверглись механическому воздействию, перемещению и отложению;
   • химические – формируются из веществ с хорошей растворимостью, в основном соли;
   • органические – появляются путем разложения живых организмов;

3. Метаморфические – являются следствием изменения других горных пород под действием температуры и давления на глубине.

В недрах земли расположено скопление минералов и горных пород – полезные ископаемые. На поверхности или в земных недрах полезные ископаемые находятся в 3 физических состояниях: жидкие (нефть, мин. воды), твердые (руды, металлы), газообразные (природный газ). В зависимости от составляющих компонентов полезные ископаемые различают: горючие (газ, уголь), металлические (свинец, медь) и неметаллические( известняк, глина).

Исчерпаемый предел некоторых видов полезных ископаемых требует рационального использования в нуждах человечества.

Литосферные плиты и их движение

Литосфера состоит из массивных блоков – литосферных плит, движение которых видоизменяет очертания суши и океанов. Впервые предположение о перемещении частей земной коры выдвинул в начале XX века Альфред Вегенер. Исследования ученого указывали на возможность дрейфа материков, но как это происходит, ученому не удалось объяснить. В начале 40 –х годов было доказано, что изменение земной поверхности напрямую связано с движением литосферных плит.

Литосферные плиты в движении расходятся или двигаются навстречу друг другу. В местах столкновения материковых плит горные породы собираются в складки и формируются горные хребты. Так возникла горная система Гималаи. Если произошло сближение материковой и океанической плит, то вторая опускается под первую. Тяжелая, материковая плита возвышается с образованными по краям складками. Вблизи берега появляются подводные желоба. На границах, где расходятся литосферные плиты, образуются зоны растяжения. Эти участки характерны для тонкой коры дна океана, где возникают разрывы и трещины. Чаще в зонах растяжения расположены срединно-океанические хребты, для которых свойственны извержения. Через расколы на поверхность изливается вещество магмы, и образуются новые участки коры. Зоны растяжения существуют и на материках. На суше их называют рифтовыми разломами.

Земная поверхность представлена не только подвижными участками (сейсмические пояса), которые являются зонами повышенной сейсмичности и вулканизма. Существуют стабильные участки – платформы. Они расположены посередине тектонических плит, поэтому процессы на границах не оказывают влияние на них. На платформах находятся равнины.

Процессы, связанные с движениями литосферных плит, напрямую влияют на внешний облик земной поверхности.

Рельеф. Движущие силы рельефообразования

Рельеф – эта форма постоянно меняющейся поверхности Земли или совокупность неровностей Земли, различного происхождения, размера и возраста.
Трансформация земного рельефа происходит под влиянием внешних и внутренних сил. Они взаимосвязаны между собой. Эндогенные (внутренние) процессы образуют неровности поверхности, а экзогенные (внешние) путем разрушения выравнивают рельеф.

Внутренние процессы рельефообразования

Основной источник энергии эндогенных процессов – это энергия в недрах Земли. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• тектонические движения;
• землетрясения;
• вулканизм.

Тектонические движения – движение коры Земли под влиянием сил мантии.

Землетрясения – подземные толчки, приводящие к колебанию поверхности Земли. Ежедневно возникают в разных уголках планеты. Чаще всего на океанском дне и сейсмических поясах.

В зависимости от причин возникновения толчков, землетрясения бывают:

1. Тектонические землетрясения. Тектонические плиты постоянно находятся в движении. Сталкиваясь друг с другом, они порождают землетрясения. Даже минимальная энергия, освобождаемая при сдвиге горных пород, деформирует земную поверхность и несет разрушения.
2. Техногенные землетрясения возникают путем губительного воздействия человечества на планету. Объекты добычи ископаемых, шахты и карьеры, большие искусственные водоемы – зоны повышенного количества земных толчков.
3. Вулканические землетрясения происходят под давлением лавных потоков на поверхность Земли. Амплитуда толчков небольшая, но длительность явления достигает 2 недель. Часто предшествует извержению.
4. Обвальные землетрясения образуются путем размывания подземными водами земной тверди и последующим появлением земляных пустот. Для этих землетрясений характерны оползни и обвалы.
5. Искусственные землетрясения также связаны с деятельностью человека. Например, запуск спутника или испытание ядерного оружия могут спровоцировать подземные толчки.
6. Подводные землетрясения. Смещение плит в водах Мирового океана провоцирует сдвиг океанической коры, отягощенный возникновением гигантских волн- цунами.

Место столкновение плит и непосредственный центр землетрясения называется его очагом ( гипоцентром). Место над очагом на поверхности земли – эпицентр. Именно в этом районе и происходят самые сильные разрушения.

Точно предугадать начало и место землетрясений невозможно. Сейсмология — наука, изучающая очаги землетрясений, ставит перед собой задачу примерного выяснения района и силы природного явления. Все данные регистрируются специальными приборами – сейсмографами. Мощность землетрясений определяют по 10 – бальной шкале Рихтера. За расчет единицы берется амплитуда колебательных волн. Чем больше ее показатель, тем сильнее будут толчки.

Вулканизм – природное явление, связанное с перемещением жидкой магмы к земной поверхности и излитием в виде лавы. Магма (расплавленное вещество) отличается от лавы тем, что содержит летучие вещества, которые на поверхности уходят в атмосферу. Извергаемые вещества формируют конусообразную гору – вулкан. Они могут быть действующими, потухшими и уснувшими, а также наземными и подводными. Расположены вулканы в основном в сейсмических зонах:

• Тихоокеанский сейсмический пояс окольцовывает Тихий океан.
• Средиземноморский сейсмический пояс имеет много потухших вулканов – в горах Кавказа.
• Атлантический пояс представлен наземными и действующими подводными вулканами.

Внешние процессы рельефообразования

Основной источник энергии экзогенных процессов – это энергия на поверхности от солнечных лучей. Наибольшее влияние среди эндогенных сил на рельефообразование оказывают:

• выветривание;
• деятельность вод;
• деятельность ветра;
• деятельность ледников.

Главным внешним процессом является выветривание – процесс разрушения горных пород. Влияет на рыхлость пород и подготавливает их к перемещению.

Деятельность вод. Движение вод преобразуют рельеф до неузнаваемости. Они способны прорезать долины, каньоны и ущелья. Формируют овражно-балочный вид рельефа.

Изменяется рельеф и путем переноса большого количества песчаных частиц. Появление барханов и песчаных холмов заслуга деятельности ветра.

Деятельность ледников разнообразна: от сглаживания скал до образования водных холмов и гряд. Таяние ледников формирует песчаные равнины и ледниковые озера.

Формы поверхности Земли

Основные формы рельефа – равнины и горы.

Равнины – большие пространства со спокойным, плоским или холмистым рельефом и относительно небольшим колебанием относительных высот.

Равнины занимают более половины всей суши. По высоте над уровнем моря выделяют такие типы равнин:

• низинные (>200 м);
• возвышенные (200-500 м);
• нагорные ( 50 млн. лет);
• старые (

Строение Земли – ядро, оболочка, недра, сферы, типы земной коры

Литосфера. Земная кора. 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.

Внутреннее строение Земли.

Принято делить тело Земли на три основные части – литосферу (земную кору), мантию и ядро.

Ядро — центр Земли, средний радиус которого около 3500 км (16,2 % объема Земли). Как предполагают, состоит из железа с примесью кремния и никеля. Наружная часть ядра находится в расплавленном состоянии (5000 °С), внутренняя, по-видимому, твердая (субъядро). Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.

Ядро сменяется мантией , которая простирается почти на 3000 км (83 % объема Земли). Считают, что она твердая, в то же время пластичная и раскаленная. Мантия состоит из трех слоев: слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой, содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью — астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.

Литосфера

Литосфера – верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.

Земная кора – верхняя оболочка «твердой» Земли. Мощность земной коры от 5 км (под океанами) до 75 км (под материками). Земная кора неоднородна. В ней различают 3 слоя – осадочный, гранитный, базальтовый. Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт.

Состав земной коры: кислород (49 %), кремний (26 %), алюминий (7 %), железо (5 %), кальций (4 %); самые распространенные минералы — полевой шпат и кварц. Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохо .

Различают континентальную и океаническую земную кору. Океаническая отличается от континентальной (материковой) отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км). Толщина континентальной коры на равнинах 35—45 км, в горах 70—80 км. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15—30 км, гранитный слой выклинивается.

Положение слоев в континентальной коре свидетельствует о разном времени ее образования . Базальтовый слой является самым древним, моложе его – гранитный, а самый молодой – верхний, осадочный, развивающийся и в настоящее время. Каждый слой коры формировался в течение длительного отрезка геологического времени.

Литосферные плиты

Земная кора находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит . Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами — это самые «беспокойные» области планеты.

Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.

Устойчивые участки земной коры — платформы — образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.

Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями). В их развитии выделяют два этапа: на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

Распространение и возраст платформ и геосинклиналей показывается на тектонической карте (карте строения земной коры).

Конспект урока «Литосфера. Земная кора». Следующая тема «Горные породы».

Строение и типы земной коры

Земная кора, слагающая верхнюю оболочку Земли, неоднородна по вертикали и горизонтали. Верхней границей земной коры является верхняя твердая поверхность планеты, нижней — поверхность мантии. По агрегатному состоянию верхняя часть мантии ближе земной коре, поэтому их объединяют в единую каменную оболочку — литосферу. Верхняя граница литосферы и земной коры совпадают, нижняя граница проходит по поверхности астеносферы. Под континентами и земная кора, и литосфера имеют большую мощность, чем под океанами, при этом синхронно возрастают или сокращаются мощности и земной коры, и надастеносферного слоя мантии.

Наиболее выдержанное строение имеют древние блоки земной коры, или континентальные ядра, возраст которых более 2 млрд лет. В них выделяются три слоя (оболочки): верхний — осадочный слой, затем гранитный и еще ниже базальтовый. Названия эти даны по физическим свойствам слоев, а не по составу, поэтому являются условными.

Осадочный слой сложен осадочными и вулканогенно-осадочными породами. Почвы и современные, в том числе и техногенные, отложения в него не входят. Основная масса пород глинистые и песчанистые (почти 70 %): рыхлые (глина, песок) и сцементированные (глинистые сланцы, песчаники). Карбонатные породы (известняки, мергели и др.) сцементированы. Породы, претерпевшие термодинамические преобразования (раскристаллизацию), отсутствуют или встречаются редко и локально. Залегают такие слои горизонтально и субгоризонтально. Изредка этот слой прорывается силикатными расплавами, близкими по составу базальтам. Среди осадочных пород нередко залегают пласты угля и слои, насыщенные газами и нефтью. Средняя плотность пород — 2,45 г/см3.

Мощность слоя изменяется от 0 до 20 км, составляя в среднем около 3,5 км. Его подстилает гранитный или базальтовый слои.

Гранитный слой состоит из гнейсов, близких по составу гранитам, и гранитов, в совокупности составляющих почти 80 %. Поэтому этот слой чаще называют гранито-гнейсовый. Горные породы, слагающие этот слой, образуют тела в форме слоев, линз, жил, нередко прорывают слоистые толщи и по разломам внедряются в виде интрузивов. Все эти тела деформируются, раздавливаются, сминаются в складки, разбиваются на блоки, т. е. испытывают термодинамические и тектонические воздействия и перекристаллизацию. Мощность слоя изменяется от 0 до 25 км. Он перекрывается осадочным слоем. Ниже гранитного залегает базальтовый слой. Граница между ними носит название поверхности (раздел) Конрада и выражена, как правило, нечетко. Средняя плотность слоя составляет 2,7 г/см3.

Базальтовый слой состоит в основном из гнейсов, близких по составу базитам, габброидам и гранулитам, поэтому называется часто базито-гнейсовым или гранулито-гнейсовым. Принято считать, что в основании слоя лежат еще более плотные породы, чем гранулитыэклогиты. Мощность слоя от 10 до 40 км. Средняя плотность 2,9 г/см3.

Ниже базальтового слоя земной коры залегает надастеносферный слой мантии, входящий, как уже говорилось, вместе с земной корой в литосферу. По составу этот слой близок перидотитам и называется ультрабазитовым. Средняя плотность 3,3 г/см3, значительно выше, чем у пород нижнего слоя коры. Под континентами этот слой обеднен кремнием, калием, алюминием и летучими компонентами (си-алическими). Такая мантия называется «истощенной», т. е. отдавшей значительную часть легких элементов для формирования земной коры. Так же отличается и базито-гнейсовый слой континентов от базальтового слоя океанической коры. В земной коре океанов встречаются два «базальтовых» слоя: континентального и океанического типов. Такая закономерность характерна для древней океанической коры вблизи континентальных окраин.

По принадлежности к основным элементам земной коры, по составу и мощности выделяются два основных типа земной коры: континентальная и океаническая.

Континентальная кора — кора континентов (и примыкающего мелководного шельфа) характеризуется большой мощностью, достигающей 75—80 км в молодых горных сооружениях и 35—45 км в пределах платформ. Сложена магматическими, осадочными и метаморфическими породами, образующими три слоя (рис. 5.1). Самый верхний осадочный слой, представленный осадочными породами, имеет мощность от 0 до 5 (10) км и отличается прерывистым распространением. Он отсутствует на наиболее поднятых участках древних кратонов — выступах и щитах. В некоторых, наиболее прогнутых структурах земной коры — впадинах и синеклизах — мощность осадочного слоя достигает 15—20 км. Значения плотности пород здесь небольшие, а скорость распространения продольных сейсмических волн составляет (V) 2—5 км/с.

Ниже залегает гранитный (теперь его называют гранито-гнейсовым) слой, сложенный в основном гранитами, гнейсами и другими метаморфическими породами разных фаций метаморфизма. Наиболее полные разрезы этого слоя представлены на кристаллических щитах древних кратонов. Значения плотности пород здесь измеряются в пределах 2,5—2,7 г/см3, а скорость распространения продольных сейсмических волн (К) до 5—6,5 км/с. Его средняя мощность составляет 15—20 км, а иногда достигает 25 км.

Третий, нижний, слой называют базальтовым. По среднему химическому составу и скорости распространения сейсмических волн этот слой близок к базальтам. Правда, существует предположение, что сложен слой основными породами типа габбро и метаморфическими разновидностями пород амфиболитовой и гранулитовой фаций. He исключается присутствие и ультраосновных пород гранат-пироксенового состава — эклогитов. Поэтому правильнее было бы его называть гранулито-базитовым. Мощность слоя меняется в пределах 15—20—35 км, скорость распространения продольных сейсмических волн увеличивается (К) до 6,5—6,7—7,4 км/с.

Граница между гранито-гнейсовым и гранулито-базитовым слоями называется сейсмическим разделом Конрада, которая выделяется по скачку волн V с 6,5 до 7,4 км/с у подошвы третьего слоя.

В последние годы данные глубинного сейсмозондирования показали, что граница Конрада существует не везде. В.В. Белоусовым и Н.И. Павленковой была предложена новая четырехслойная модель земной коры (рис. 5.2). В этой модели выделяются верхний осадочный слой с четкой скоростной границей — K0. Ниже расположены три слоя консолидированной коры: верхний, промежуточный и нижний, разделенные границами K1 и K2. Граница K1 устанавливается на глубине 10—15 км, над ней находятся породы со скоростями V = 5,9—6,3 км/с. Граница K2 проходит на глубине порядка 30 км и породы между K1 и K2 характеризуются Vр = 6,4—6,5 км/с. В нижнем слое V достигают 6,8—7,0 км/с.

Вещественный состав нижнего слоя представлен породами гранулитовой фации метаморфизма и основными, и ультраосновными магматическими породами. Средний и верхний слои считаются сложенными магматическими и метаморфическими породами кислого состава.

Таким образом, предложенная трехслойная модель консолидированной части континентальной коры основывается лишь на сейсмических данных, а петрографический состав фактически соответствует двухслойной модели: гранулито-гнейсовому и гранулито-базитовому слоям.

Океаническая кора. Раньше считалось, что океаническая кора состоит из двух слоев: верхнего осадочного и нижнего базальтового. Многолетние исследования океанического дна путем бурения, драгирования и сейсмических работ установили, что океаническая кора имеет трехслойное строение при средней мощности 5—7 км.

1. Осадочный, верхний, слой состоит из рыхлых осадков разного состава и мощности, варьирующей в очень широком диапазоне, от нескольких сотен метров до 6—7 км. Максимальной мощности осадочный слой достигает в океанических желобах (6,5 км на юго-западе Японии) или в подводных конусах выноса (например, Бенгальский конус на продолжении рек Ганга и Брахмапутры, Амазонский, Миссисипский, где мощность осадков достигает 3—5 км). Скорость распространения Vр = 1,0—2,5 км/с.

2. Второй слой, расположенный ниже, сложен преимущественно базальтовыми лавами подушечного и покровного типов. Соотношение различных типов лав на дне кальдеры горы Осевой (хребет Хуан де Фука) были детально закартированы в одной из экспедиций НИС «Мстислав Келдыш» в 1985 г. (рис. 5.3).

3. Третий, нижний, слой, по данным драгирования и глубоководного бурения, сложен основными магматическими породами типа габбро и ультраосновными (перидотитами, пироксенитами). Разрез океанической коры, вскрытый во впадине Хесса в Галапагосском рифте Тихого океана, опробован драгированием и исследован с французского спускаемого аппарата «Наутилус» (рис. 5.4). В основании разреза залегают габбро с K = 6,8 км/с, которые выше сменяются долеритами мощностью до 1 км и F = 5,5 км/с, а заканчивается разрез подушечными и покровными лавами толеитовых базальтов мощностью около 1 км. В основании разреза находятся перидотиты. Слоистое строение океанической коры прослеживается на большие расстояния, что подтверждается данными многоканального сейсмического профилирования.

Результатами геофизических исследований последних десятилетий явилось выделение еще двух, промежуточных (переходных) типов земной коры: субконтинентального и субокеанического.

Субконтинентальный тип земной коры по своему строению близок континентальной коре, имеет меньшую мощность 20—30 км и нечетко выраженную границу Конрада. Характерен для островных дуг и окраин материков.

Субокеанический тип земной коры выделяется в глубоководных котловинах окраинных и внутренних морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и др.). Этот тип от океанической коры отличается повышенными мощностями осадочного слоя (4—10 км и более), а его общая мощность составляет 10—20, местами 25—30 км.

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.

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:

• 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.

Строение Земли – ядро, оболочка, недра, сферы, типы земной коры

СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ЗЕМЛИ

Представления о строении и составе внутренних оболочек Земли основывается на комплексных геофизических исследованиях недр. Главным из них является сейсмический метод (от греч « сейсма » – сотрясение).

По данным сейсмического зондирования, исходя из скоростей прохождения сейсмических волн, выделяют три главные сферы Земли: земной коры, мантии и внешнего и внутреннего ядра. И сферы отделены одна от другой поверхностями раздела, в которых резко меняются величины скоростей прохождения сейсмических волн. Разрез земного шара с указанием мощности оболочек представлен на рис. 2.

Земля состоит из нескольких оболочек – геосфер, причинами расслоения Земли послужили:

А) ее размеры – происходило гравитационное сжатие, расплавление вещества Земли и его перераспределение по удельному весу;

Б) вращение – вследствие этого возникли силы притяжения и отталкивания (центробежные и центростремительные силы)

Как следствие этих двух процессов, вещество Земли расслоилось, образовались внешние (литосфера, атмосфера, гидросфера, биосфера) и внутренние (земная кора, мантия, ядро) оболочки Земли (рис. 2).

Рис . . 2 . . Внутреннее строение Земли

Земная кора имеет толщину 5–40 км, мантия – 2900 км, внешнее ядро – 2220 км, радиус внутреннего ядра равен 1255 км.

Земная кора – это верхний твердый слой Земли, который располагается между поверхностью и верхней мантией. Земная кора представляет собой наиболее активный слой твердого тела Земли – сферу деятельности внешних (экзогенных) и внутренних (эндогенных) процессов.

Земная кора, тонкая в планетарном масштабе, но важная как источник минеральных ресурсов или полезных ископаемых. Земная кора в классическом варианте отождествляется с понятием литосферы, т.е. самой верхней каменной оболочкой Земли. Ее верхняя граница проводится по поверхности суши и дну морей и океанов, а нижняя – по поверхности Мохоровичича (названа в честь югославского геофизика-сейсмолога) или Мохо (рис. 3). Граница эта находится на глубинах 30–80 км в области континентов, 15–5 км в области океанов.

Земная кора, располагающаяся выше границы Мохо , слагается всеми известными горными породами – магматическими, осадочными и метаморфическими. Средняя мощность земной коры примерно около 20 км; под океанами 10 км, а под материками 43 км (табл. 2, рис. 2,3).

Строение земной коры

Континентальная земная кора

Океаническая земная кора

Площадь – 28% (149,2 млн км² )

Состоит из трех слоев:

Осадочный – 1- 10 км

Гранитный – 10- 15 км

Базальтовый – 15- 35 км

Итого: 30- 60 км (иногда до 80 км )

Ср. плотность – 2,7 г/см³

Максимальный возраст – 3,5 млрд лет

Площадь – 72% (365 млн км² )

Состоит из двух слоев:

осадочный – 2- 5 км

базальтовый – 5- 10 км

Ср. плотность – 3 г/см³

Максимальный возраст – 100-300 млн лет

По последним научным данным принято считать, что земная кора является лишь частью литосферы. Литосфера включает земную кору и самую верхнюю, наиболее упругую часть мантии мощностью около 100 км

Литосфера – каменная оболочка Земли, включает земную кору и верхнюю мантию. В пределах литосферы идут одновременно два разнонаправленных процесса: на дне океана вещество перемещается в верхнюю мантию, а под континентами вещество перемещается вверх.

Литосферу непосредственно подстилает более пластичный и подвижный слой верхней мантии – астеносфера (от греч . « а стенос » – «слабый». Здесь породы находятся в расплавленном состоянии, которые могут медленно течь. Глубина ее залегания 150 км. Именно литосфера и астеносфера являются главными проявлениями тектонических процессов.

Движение литосферы выражаются в перемещении отдельных ее участков в вертикальном (поднятия и опускания) или горизонтальном направлении по пластичному слою мантии – астеносфере. В связи с этим получает признание новейшая геологическая теория, рассматривающая литосферу Земли как систему подвижных блоков – литосферных плит.

Земная кора в горизонтальном направлении, в свою очередь, делится на два типа: континентальную и океаническую (рис. 3). Первая состоит из трех слоев: «осадочного», «гранитного» и «базальтового». Океаническая кора рассматривается как двухслойная (без «гранитной» части) мощностью 10 км. Земная кора состоит на 95% из изверженных пород (базальтов и гранитов), на 5 % – из осадочных пород. Наиболее важной формой химических элементов в земной коре являются минералы. Накопление какого-либо элемента выше его среднего содержания ведет к образованию месторождения полезного ископаемого.

Рис. 3. Разрез земной коры (литосферы)

Как в пределах континентов, так и под дном морей и океанов выделяются подвижные участки и относительно устойчивые площади земной коры.

К подвижным поясам континентов относятся молодые горные сооружения, такие как Альпы, Карпаты, Кавказ, Памир, Гималаи и т.д. В океанах подвижными поясами называют срединно-океанические хребты, а также островные дуги (Курильская, Японская) и глубоководные желоба. В их пределах зафиксированы самые глубокие области Земли, глубина которых превышает 8000 м.

На континентах к устойчивым областям относятся платформы – Восточно-европейская, Сибирская Африканская, Австралийская и другие платформы.

Мантия занимает до 82% объема нашей планеты. О на также делится на слои:

верхняя мантия состоит из силикатных пород (соединения кремния), железа ( Fe ) и магния ( Mg ),здесь находится источник вещества земной коры и корни вулканов.

средняя мантия – в химическом отношении она состоит из тех же элементов, что и верхняя, но вследствие увеличения давления с глубиной, происходит уплотнение вещества мантии;

нижняя мантия – здесь электроны атомов химических элементов настолько сближаются, что вещество мантии металлизируется и постепенно переходит в вещество ядра.

Ядро – оно делится на две части, внешнее ядро находится на глубине 2900 км , оно состоит из железа ( Fe ) и магния ( Mg ) и внутреннее ядро начинается на глубине 4980 км и состоит целиком из неизвестного пока науке вещества – кристаллического железа ( Fe ), оно универсально металлическое, сверхтвердое, вследствие чего обладает магнитными свойствами;

По современным оценкам, в ядре Земли при давлениях свыше 1,5 Мбар железо, никель и сера находятся в жидкой форме, но это только во внешней части ядра. А его внутренняя часть, как бы «желток» планеты, состоит из железоникелевого сплава и ведет себя как «твердь». Температура здесь около 10 000 0 С , а давление в центре достигает 3 млн. атмосфер. На внешнюю часть ядра приходиться около 30% всей массы планеты, а на внутреннюю 1,7% массы.

Вывод о дифференцировании (расслоении) вещества, а также представления о формировании земной коры и атмосферы в процессе выплавления и дегазации можно считать общим принципом формирования планет Земной группы.

Гравитационное поле. Гравитация (от лат. gravitas – тяжесть), явление взаимодействия любых материальных масс (обычным веществом, любыми физическими полями и т.д.). Если сила взаимодействия относительно слабая, а тела движутся ме д- ленно по сравнению со скоростью света в вакууме, то справедлив закон все- мирного тяготения Ньютона. В случае сильных полей и скоростей пользуются общей теорией относительности А. Эйнштейна.

Закон всемирного тяготения Ньютона определяет форму и законы движения небесных тел и связан по теории относительности с пространственно- временным масштабом Вселенной. Гравитация связывает все тела во Вс е- ленной. Космический корабль, на котором господствует невесомость, все равно притягивается Землей. Сила земного притяжения удерживает его на орбите вокруг Земли. Гравитационное поле Земли обусловило сферическую форму Земли, существование атмосферы.

Рассмотрим изменение силы тяжести в пространстве. Мы знаем из физики, что ускорение свободного падения на экваторе меньше, чем на полюсах. По современным данным его значение на экваторе составляет 978 Гал , а на полюсах – 983 Гал ( Гал – единица измерения ускорение свободного падения, названная в честь Галилео Галилея; 1 Гал = 1 см/с 2 ). Причина этого в том, что Земля немного сплюснута у полюсов. Ускорение силы тяжести на поверхности Луны равно 162, 2 Гал .

Все, что обладает массой, должно испытывать действие гравитации. Пр е- град для всемирного тяготения не существует. Физики называют гравитационные силы дальнодействующими.

Мы не ощущаем притяжения большинства тел. Например, сила притяжения самых высоких гор (восьми тысячники в Азии – Эверест, Чогори и т.д.) составляет тысячные доли процента притяжения Земли.

Нужна ли растению сила тяжести? Для развития растений тяготение, пусть даже малое, жизненно необходимо. О силах природы, заставляющих корень стремиться к центру планеты, а стебель – в противоположном направлении, думали многие ученые. Они признавали, что единственной причиной этого является земное притяжение.

Сила тяжести изменяется и во времени. Самое простое и общеизвестное изменение силы тяжести связано с гравитационным влиянием Луны и Солнца. Близость крупного спутника оказывает на Землю сильное и благотворное влияние. Например, Луна вызывает приливы, которые своим трением замедляют вращение Земли вокруг собственной оси.

Океанические приливы: луна притягивает воду океанов, вызывая ее подъем с ближайшей к себе стороны – прилив. Одновременно притягивается и наша планета, поэтому с обратной от Луны стороны тоже наступает прилив. Выше всего приливы во время полнолуния и новолуния (эти фазы называют сизигиями), ниже всего – во время четвертей Луны (квадратур).

Ежедневные приливные колебания уровня моря на Земле определяются Луной и в меньшей степени Солнцем. Их гравитационное притяжение приводит в движение всю массу воды на планете. Но амплитуда прилива зависит от места и времени взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. В Средиземном море вода поднимается и опускается всего на несколько см, а в заливе Фанди на востоке Канады – на 20 м: это мировой рекорд.

Закон всемирного тяготения стал основой гравиметрии – одного из методов современной геофизики при поисках полезных ископаемых. Гравиметрия основана на изучении аномального гравитационного поля, обусловленного геологическим строением и разной плотностью пород земной коры.

До конца XIX столетия средством измерения силы тяжести были маятниковые приборы. Сейчас используют гравиметры – высокоточные пружинные весы. Наиболее широко применяется этот прибор при поисках нефти и газа, рудных месторождений. С помощью гравиразведки можно определить толщину льда – это делается при исследовании ледников Антарктиды и Гренландии. Она используется для определения границ между осадочным чехлом и кристаллическим фундаментом на платформах, а также глубину залегания нижней границы земной коры – поверхности Мохо . Метод сравнительно дешев, оперативен в безвреден в применении, но его следует для точности применять вместе с другими методами.

Магнитное поле . У Земли, также как и Меркурия – планет земной группы – есть магнитное поле. Магнитное поле Земли простирается на 20–25 радиусов (радиус Земного шара: экваториальный – 6 378 км, полярный – 6 357 км) и образует третий, «броневой», пояс, окружающей нашу планету наряду с атмосферой и ионосферой.

Магнитное поле защищает нашу Землю от мощного потока космических частиц – протонов, альфа-частиц, небольшого количества электронов и других.

Все населяющие землю живые существа возникли и постоянно находятся под воздействием магнитного поля Земли. Известно, что магнитное поле Земли пульсирует с частотой от 8 до 16 колебаний в секунду. Ученые считают, что с такой пульсаций связан головной ритм биопотенциалов головного мозга человека. Хаотически изменяющаяся частота колебаний магнитного поля Земли, например, в период магнитных бурь на Солнце, может навязывать биологическим процессам несвойственные им ритмы.

Представим магнитное поле Земли в виде геоцентрического диполя с н а- клоном оси в 11,5 градусов.

Диполь – это маленький магнитик, смещенный в восточном полушарии от центра Земли на 430 км (рис.4).Силовые линии магнитного поля «входят» в планету вблизи Северного географического полюса и «выходят» вблизи Южного. Напряженность современного магнитного поля Земли составляет около 0,1 А /м.

Проблема происхождения магнитного поля Земли не может считаться решенной. Общепризнанной является современная гипотеза «магнитного гидродинамо » – возникновения геомагнитного поля за счет конвекции жидкого вещества во внешнем ядре Земли. Она основана на признании существования жидкого внешнего ядра. Внутреннее ядро с глубины 5120 км и до центра (6371 км) сложены твердым веществом.

Тепловая конвекция, т.е. перемешивание вещества во внешнем ядре способствует образованию кольцевых электрических потоков. Скорость перемещения вещества в верхней части жидкого ядра меньше, а в нижних слоях – больше относительно мантии в первом случае и твердого ядра – во втором. Подобные медленные течения вызывают формирование тороидальных, замкнутых по форме электрических полей. Благодаря взаимодействию то роидальных электрических полей с конвективными течениями во внешнем ядре возникает суммарное магнитное поле дипольного характера.