Форма и размеры Земли. Внутреннее строение Земли

Строение Земли

Наша планета относится к планетам земной группы. В отличие от таких планет как Юпитер, поверхность Земли твердая, она не состоит из газов.

Земля – самая крупная планета земной группы в Солнечной системе, также она имеет самое сильное магнитное поле и поверхностную гравитацию.

Форма и химический состав Земли

Форма нашей планеты – геоид (сплюснутый эллипсоид). Экваториальную выпуклость создается за счет вращения Земли, именно поэтому экваториальный диаметр превышает диаметр между полюсами на 43 км.

Приблизительные показатели массы земли становят 5,98•1024 кг. Наша планета состоит из атомов железа (32%), кремния (15%), кислорода (390%), серы (3%), магния (14%), никеля, алюминия и кальция (по 1.3 %).

Внутреннее строение Земли

Как и все другие планеты земной группы, Земля имеет слоистое внутреннее строение. Основными элементами строения Земли являются металлическое ядро и твердые силикатные оболочки (мантия и кора).

Земная кора – это верхняя твердая часть Земли. Толщина Земной коры варьируется в зависимости от места расположения тех или иных территорий. Так толщина коры океанического дна становит всего лишь 6 км, в то время как континентальная кора достигает 40-50 км.

Континентальная кора состоит из трех слоев: гранитного, базальтового и осадочного чехла. Осадочный чехол в океанической коре примитивный, порой отсутствует полностью.

Мантия – это силикатная оболочка планеты, которая состоит преимущественно из силикатов кальция, железа и магния. Мантия занимает огромный объем глубины, ее толщина становит 2500 км.

Мантия составляет около 80% объема нашей планеты, и 68% ее общей массы. Центральной и самой глубокой частью Земли является ядро. Ядро – это геосфера, которая расположена под мантией, предположительно состоящая из сплава железа и никеля.

Глубина залегания ядра равна приблизительно 3000 км. Средний радиус ядра – 3 тыс. км2. Ядро состоит из внешнего и внутреннего слоя. Центр земного ядра имеет очень высокую температуру – она достигает 5000°С.

Тектонические платформы

Внешняя часть земной коры (литосфера) состоит из тектонических плит. Тектонические плиты могут перемещаться, провоцируя, таким образом, изменения в земном рельефе.

В географии выделяют три типа перемещения тектонических плит: дивергенция, конвергенция и сдвиговые перемещения по разломам. В местах разломов тектонических плит часто возникают горообразовующие процессы, землетрясения, вулканическая активность, образования океанических впадин.

К числу самых крупных тектонических плит относят арабскую, карибскую, индостанскую плиту, плиту Скотия и Наска.

Форма и размеры Земли. Внутреннее строение Земли

Земля обладает сложноорганизованным магнитным полем, которое можно описать полем, создаваемым намагниченным шаром или маг­нитным диполем.

Поверхность земного шара на 70,8% (361,1 млн. км 2 ) занята поверхностными водами (океанами, морями, озерами, водохранили­щами, реками и т. д.). Суша составляет 29,2 % (148,9 млн. км 2 ). 12

В общем виде, как установлено современными геофизическими исследованиями на основании, в частности, оценок скоростей распро­странения сейсмических волн, изучения плотности земного вещества, массы Земли, результатов космических экспериментов по определению распределения воздушного и водного пространств и другими данными, Земля сложена как бы несколькими концентрическими оболочками: внешними—атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная обо­лочка), биосфера (область распространения живого вещества, по В.И. Вернадскому) и внутренними, которые называют собственно геосферами (ядро, мантия и литосфера).

Непосредственному наблюдению доступны атмосфера, гидросфера, биосфера и самая верхняя часть земной коры. С помощью буровых скважин человеку удается изучать глубины в основном до 8 км. Проходка сверхглубоких скважин, которая осуществляется в научных целях в нашей стране, США и Канаде (в России на Кольской сверхглубокой скважине достигнута глубина более 12 км, что позволило отобрать образцы горных пород для непосредственного прямого изучения). Основной целью сверхглубокого бурения является достижение глубинных слоев земной коры — границ «гранитного» и «базальтового» слоев или верхних границ мантии. Строение более глубоких недр Земли изучается геофизическими методами, из которых наибольшее значение имеют сейсмические и гравиметрические. Изучение вешества, подня­того с границ мантии, должно внести ясность в проблему строения Земли. Особый интерес представляет собой мантия, так как земная кора со всеми полезными ископаемыми образовалась в конечном счете из ее вещества.

Читать еще:  Skyrim мод атмосферные патрули. Разнообразный скайрим

Атмосфера по распределенной в ней температуре снизу вверх подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Тропосфера составляет около 80 % всей массы атмосферы и достигает высоты 16—18 км в экваториальной части и 8—10 км в полярных областях. Стратосфера простирается до высоты 55 км и имеет у верхней границы слой озона. Далее идут до высоты 80 км мезосфера, до 800—1000 км термосфера и выше располагается экзосфера (сфера рассеивания), составляющая не более 0,5 % массы земной атмосферы (см. рис. 1). В состав атмосферы входит азот (75,51 %), кислород (23,3 %), аргон (1,28 %), углекислота (0,04 %) и другие газы и почти весь водяной пар. Содержание озона (03) равно 3,1 х 10 IS г, а кислорода (03) 1,192 х х10 21 г. С удалением от поверхности Земли температура атмосферы резко понижается и на высоте 10—12 км она уже составляет около —50 «С. В тропосфере происходит образование облаков и сосредота­чиваются тепловые движения воздуха. У поверхности Земли наиболее высокая температура была отмечена в Ливии (+ 58 «С в тени), на территории бывшего СССР в районе г. Термез (+ 50 °С в тени).

Земное ядро состоит из внешнего (жидкого) и внутреннего (твер­дого) ядра. Радиус внутреннего ядра (так называемый слой G) примерно равен 1200—1250 км, переходный слой (F) между внутренним и внешним ядром имеет мощность около 300—400 км, а радиус внешнего ядра равен 3450—3500 км (соответственно глубина 2870—2920 км). Плотность вещества во внешнем ядре с глубиной возрастает с 9,5 до 12,3 г/см 3 . В центральной части внутреннего ядра плотность вещества достигает почти 14 г/см 3 . Все это показывает, что масса земного ядра составляет до 32 % всей массы Земли, в то время как объем всего примерно 16 % от объема Земли. Современные специалисты считают, что земное ядро почти на 90 % представляет собой железо с примесью кислорода, серы, углерода и водорода, причем внутреннее ядро имеет железо-никелевый состав, что полностью отвечает составу ряда мете­оритов.

Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Масса мантии составляет 67,8 % от обшей массы Земли (О.Г. Сорохтин, 1994). Геофизическими исследо­ваниями установлено, что мантия, в свою очередь, может быть под­разделена на верхнюю (слой В) (рис. 1 ) (до глубины 400 км), переходный слой Голицына (слой С на глубине от 400 до 1000 км) и нижнюю мантию (слой Д с подошвой на глубине примерно 2900 км). Под океанами в верхней мантии выделяется слой, в котором мантийное вещество находится в частично расплавленном состоянии. Весьма важным эле­ментом в строении мантии является зона, подстилающая подошву литосферы. Физически она представляет собой поверхность перехода сверху вниз от охлажденных жестких пород к частично расплавленному мантийному веществу, находящемуся в пластическом состоянии и составляющему астеносферу.

По современным представлениям мантия имеет ультраосновной состав (пиролита, как смеси 75 % перидотита и 25 % толеитового базальта или лериолита), в связи с чем ее часто называют перидотитовой или -каменной» оболочкой. Содержание радиоактивных элементов в мантии весьма низки. Так в среднем 10″ к % U; 10″ 7 % Th, 10

*% ^К. Мантия в настоящее время оценивается как источник сейсмических и вулканических явлении, горообразовательных процессов, а также зона реализации магматизма.

Земная кора представляет собой верхний слой Земли, который имеет нижнюю границу или подошву по сейсмическим данным по слою Мохоровичича, где отмечено скачкообразное увеличение скоро­стей распространения упругих (сейсмических) волн до 8,2 км/с.

Для инженера-геолога земная кора является основным объектом исследований, именно на ее поверхности и в ее недрах возводятся инженерные сооружения, т. е. осуществляется строительная деятель­ность В частности, для решения многих практических задач важным является выяснение процессов формирования поверхности земной коры, истории этого формирования.

Читать еще:  28 панфиловцев был совершен. Панфиловцы

В целом поверхность земной коры формируется пол воздействием направленных противоположно друг другу процессов:

эндогенных, включающих в себя тектонические и магматические процессы, которые ведут к вертикальным перемещениям в земной коре — поднятиям и опусканиям, т. е. создают «неровности» рельефа;

экзогенных, вызывающих денудацию (выполаживание, выравни­вание) рельефа за счет выветривания, эрозии различных видов и гравитационных сил;

«седиментационных (осадконакопление), как «выполняющих» осадками все созданные при эндогенезе неровности.

В настоящее время выделяются два типа земной коры: «базальто­вая)’ океаническая и «гранитная» континентальная, is

Океаническая кора достаточно проста по составу и представляет некое трехслойное формирование. Верхний слой, мощность которого колеблется от 0,5 км в срединной части океана до L5 км у 1 чубоководных дельт рек и материковых склонов, где накапливается практически ьесьтерригеннын материал, в то время как в других зонах пксэна осадочный матерпач представлен карбонатными осадками и (юскарбонатными красными глубоководными глинами. Второй слой сложен подушечными лавами базальтов океанического типа, подсти­лаемый долеритовыми дайками того же состава; общая мощность этого слоя составляет 1,5—2 км. Третий слой в верхней части разряда представлен слоем габбро, который вблизи от срединных океанических хребтов подстилается серпентинитами; общая мощность третьего слоя лежит в пределах от 4,7 до 5 км.

Средняя плотность океанической коры (без осадков) равна 2,9 г/см 1 , ее масса —6,4 х 10 24 г, объем осадков 323 млн. km j . Океаническая кора образуется в рифтовых эонах среди нно-о конических хребтов за счет происходящего под ними выделения базальтовых расплавов из асте-посферного слоя Земли и излияния толеитовых базальтов на океанское дно. Установлено, что ежегодно из растеносферы поступает 12 км 3 базальтов. Все эти грандиозные гекгоно-магматические процессы со­провождаются повышенной сейсмичностью и не имеют себе равных на континентах.

Континентальная кора резко отличается от океанической по мощ­ности, строению и составу. Ее мощность меняется от 20—25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до Я0 км под молодыми складчатыми поясами Земли, например, под Андами или Альп и йско-Гималайским поясом. Мощность континентальной коры под древними платформами составляет в среднем 40 км. Конти­нентальная кора сложена тремя слоями, верхний из которых осадоч­ный, а два нижних представлены кристаллическими породами. Осадочный слой сложен глинистыми осадками и карбонатами мелко­водных морских бассейнов и имеет весьма различную мощность от 0 на древних щитах до 15 км в краевых прогибах платформ. Под осадочным слоем залегают докембрийские «гранитные» породы, зача­стую преобразованные процессами регионального метаморфизма. Под этим слоем залегает базальтовый. Отличием океанической коры от континентальной является наличие в ней гранитного слоя. Далее океаническая и континентальная кора подстилается породами верхней мантии.

Земная кора имеет алюмосиликатный состав, представленный, главным образом, легкоплавкими соединениями. Из химических эле­ментов преобладающими являются кислород (43,13%), кремний (26 %) и алюминий (7,45 %) (табл. 2) в форме силикатов и оксидов.

Химический состав земной коры. %, следующий: кислород—46,8; кремний—27,3; алюминий—8,7; железо — 5,1;^кальций—3,6; натрий—2,6; калий—2,6; магний—2.L; другие

Как показывают последние данные, состав океанической коры настолько постоянен, что его можно считать одной из глобальных констант, так же как состав атмосферного воздуха или средняя соле­ность морской воды, Это является свидетельством единства механизма ее образования.

Важным обстоятельством, отличающим земную кору от других внутренних геосфер, является наличие в ней повышенного содержания долгоживущих радиоактивных изотопов урана 232 U, тория 237 Th, калия К, причем их наибольшая концентрация отмечена для «гранитного» слоя континентальной коры, в океанической же коре радиоактивных элементов ничтожно мало.

Литосфера —это каменная оболочка Земли, объединяющая зем­ную кору, подкоровую часть верхней мантии и подстилаемая астенос­ферой. Характерным признаком литосферы является то, что в нее входят породы в твердом кристаллическом состоянии и она обладает жесткостью и прочностью. Вниз по разрезу от поверхности Земли наблюдается рост температуры. Расположенная под литосферой пла­стичная оболочка мантии—астеносфера, в которой при высоких температурах вещество частично расплавлено, и вследствие этого в отличие от литосферы астеносфера не обладает прочностью и может пластично деформироваться, вплоть до способности течь даже под действием очень малых избыточных давлений. В свете современных представлений согласно теории тектоники литосферных плит установ­лено, что литосферные плиты, которые слагают внешнюю оболочку Земли, образуются за счет остывания и полной кристаллизации частично расплавленного вещества астеносферы, подобно тому, как это происходит, например, на реке при замерзании воды и образовании льда в морозный день. Следует отметить, что слагающий верхнюю мантию лерцолит обладает сложным составом, в связи с чем вещество астеносферы, находясь в твердом состоянии, механически ослаблено настолько, что способно проявлять ползучесть. Это показывает, что астеносфера в масштабах геологического времени ведет себя как вязкая жидкость. Таким образом, литосфера способна к движению относи­тельно нижней мантии за счет ослабленности астеносферы. Важным фактом, подтверждающим возможность перемещения литосферных плит, является то, что астеносфера выражена глобально, хотя ее глубина, мощность и физические свойства варьируют в широких пределах. Мощность литосферы меняется от нескольких километров под рифтовыми долинами срединных океанических хребтов до 100 км под периферией океанов, апод древними щитами мощность литосферы достигает 300—350 км.

Читать еще:  Обряды на лунное затмение. Загадки лунного затмения: старинные приметы

Форма и строение Земли

По форме Земля похожа на шар, сплющенную у полюсов. Такую форму называют сфероидом, но, поскольку поверхность Земли затруднена глубокими океаническими впадинами и высокими горными системами на материках, эту настоящую, присущую только Земли форму, называют геоидом. Длина земного меридиана составляет 40008,548 км, длина экватора — 40075,7 км. Расстояние от полюса к центру Земли — 6356км, от экватора — 6378км, средний радиус шара, равновеликой Земли, равна 6371,11 км. Разница между экваториальным и полярным радиусом составляет 21,5 км. Общая площадь поверхности Земли — 510 млн. км2, из них площадь суши — 149 млн. км2 (28,8%), площадь воды — 361 млн. км2 (71,2%). Объем Земли — 1,083 х1012км3. Возраст Земли по данным радиологических методов составляет 4,5 млрд. лет.

Форма и строение Земли

Знание внутреннего строения Земли имеет большое научное и практическое значение, основываясь на изучении землетрясений, определении массы и плотности Земли считают, что наша планета имеет концентрическую строение и состоит из ядра, мантии и литосферы (см. рис. 1). На поверхности Земли находится водная оболочка (гидросфера), сфера жизнедеятельности организмов (биосфера) и газовая оболочка (атмосфера). Плотность внутренних геосфер растет в направлении к ядру.

Ядро Земли занимает около 17% ее объема и 34% ее массы. Считается, что ядро Земли исполнится железом и никелем. Оно имеет внешнюю и внутреннюю сферы. Внешнее ядро ​​не пропускает поперечные сейсмические волны, то есть ведет себя как жидкость. В условиях высоких температур и давления это, конечно, не жидкость, но вещество обладает свойствами жидкости. Радиус ядра составляет около 3470 км, плотность достигает 9 — 11 гр/см3. Внутреннее ядро находится в переуплотненном, металлизированной состоянии, что приводит магнитное поле вокруг Земли. Температура достигает 2000 … 2500 ° С, давление — до 3,5 млн. ат.

Мантия — наибольший элемент Земли, занимает 83% ее объема и около 63% ее массы. Верхняя мантия располагается в пределах от 80 до 400 км, переходная зона — 400 … 900 км, нижняя мантия — 900 … 2900 км, средняя плотность мантии 5,3 … 6,5 гр/см3. Особый интерес вызывает состав мантии, поскольку земная кора со всеми полезными ископаемыми образовалась из вещества мантии. Заполненная она преимущественно из кремния, железа, магния, никеля. Верхняя мантия характеризуется наличием в ней астеносферы («геосфера» без прочности) — интервала с размягченным, пластическим состоянием вещества. В верхней мантии содержатся ячейки расплавленной магмы, зарождаются сейсмические и вулканические явления, происходят процессы горообразования.

Источники:

http://www.nado5.ru/e-book/stroenie-zemli

http://studfile.net/preview/2194224/page:2/

Форма и строение Земли

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector