Поиск

Строение Земли
15.06.2015

В строении Земли принимают участие твердые, жидкие и газообразные вещества, распределяющиеся в некоторой последовательности. Ядро и оболочки планеты — это более или менее правильные концентрические слои, обладающие каждый характерными для него свойствами и составом. Наименьшую плотность имеет внешняя (газовая) оболочка Земли — атмосфера. При определении размеров и средней плотности Земли эта оболочка во внимание не принимается.
Средняя плотность планеты — 5,52 г/см3 (по И.Д. Жонголовичу). От средней плотности и размеров зависит масса Земли, составляющая 5,98*10в27 г. Масса Земли обусловливает силу тяжести. Если бы Земля была менее массивна, она не могла бы удержать воздушную и водную оболочки. Если бы масса Земли была значительно больше, на ней удержались бы в большем количестве такие газы, как водород, метан; состав атмосферы был бы иным, иной была бы и ее мощность. Под действием силы тяжести на земную поверхность падают атмосферные осадки, в соответствии с уклоном поверхности стекают по ней, оказывая при этом механическое воздействие, скатываются со склонов гор частицы разрушенных пород, образуются осадочные породы. Изменение величины силы тяжести приведет к изменению интенсивности всех этих (и многих других) процессов в географической оболочке.
Плотность пород, слагающих верхние (наружные) слои земной коры, значительно меньше (2,7 г/см3) средней плотности Земли. Соответственно плотность внутренних частей Земли должна быть выше средней. О распределении плотности внутри Земли судят по распространению сейсмических волн, возникающих при землетрясениях и вызываемых искусственно. Из фокуса землетрясения, представляющего собой обычно более или менее длинную полосу, исходят волны сжатия — растяжения (продольные) и волны сдвига (поперечные). В первом случае частицы вещества смещаются поперек направления, в котором распространяется волна; во втором — вдоль этого направления. Встречая на своем пути среду с различными физическими свойствами, сейсмические волны преломляются, изгибаются, изменяют скорость распространения. По поверхности Земли распространяются поверхностные волны, имеющие наименьшую скорость.

Строение Земли

На основании скачкообразного изменения скорости распространения сейсмических волн выделяются три основные части Земли: земная кора (литосфера), мантия (оболочка ядра) и ядро. Границы между ними неровные, но по сравнению с размерами Земли эти неровности весьма незначительны.
Земная кора (литосфера) отделена от нижележащей мантии поверхностью раздела, установленной югославским ученым Мохоровичичем и названной его именем. В земной коре три слоя: осадочный (очень маломощный), гранитный и базальтовый. Породы земной коры богаты кремнием (Si) и соединениями алюминия (Al), поэтому применительно к ним французский ученый Э. Зюсс в 1899 г. употребил термин «сиаль» (Sial). В составе земной коры преобладают 8 элементов: О, Si, Al, Fe, Ca, Na, К, Mg.
Мощность земной коры и ее строение не везде одинаковые. Существуют два типа земной коры: материковый и океанский. Под дном Океана земная кора большей частью двухслойная. Гранитный слой отсутствует (или он очень маломощный), и осадочные породы мощностью менее 1 км залегают непосредственно на базальтовом слое. Мощность базальтового слоя — в среднем 4 км, причем под глубокими частями Океана она меньше, чем под мелкими.
Материковая кора трехслойная и более мощная. Поверхность раздела Мохоровичича лежит под Океаном на глубине всего 4—5 км от дна, под материками она опускается на глубину в среднем 35 км. На границе материков и океанов земная кора постепенно выклинивается в сторону Океана. Наблюдениями установлено, что кора имеет материковый тип, если она не покрыта водой или если слой воды над ней не более 1820 м. При мощности слоя воды более 3640 м кора имеет океанский тип. В промежуточной полосе она носит характер, переходный от материкового типа к океанскому.
Земная кора постепенно выплавлялась из вещества мантии в процессе длительной физико-химической и гравитационной его дифференциации. При этом выделились гранитный и базальтовый слои земной коры, осадочный же слой возник позднее в результате их разрушения. Возраст земной коры в различных ее участках неодинаков.
По объему (приблизительно 3 млн. км3) земная кора составляет не более 1,2% объема Земли и 1,5% объема мантии; по массе — 0,7% «сей массы Земли и 1 % массы мантии.
Мантия состоит из соединений окиси кремния с окислами магния и железа, по Э. Зюссу — это «сима» (Sima). Вследствие большого давления атомы вещества мантии очень плотно прижаты друг к другу. Давление в мантии с глубиной возрастает, достигая на границе ядра 1 300 000 атмосфер. Плотность в верхних слоях мантии 3,5 г/см3, на границе ядра — 5,5 г/см3.
Предполагают, что температура вещества мантии на глубине 100 км +500°, на глубине 500 км более 2000°, на границе ядра около 3800°. Несмотря на очень высокую температуру, вещество мантии находится в твердом состоянии.
Мантия подразделяется на нижнюю и верхнюю. Граница между верхней и нижней мантиями находится на глубине 900—1000 км от земной поверхности. Нижняя мантия, по всей вероятности, наиболее «спокойная» часть Земли. В верхней мантии возникают разрывы, сопровождающиеся сдвигами: именно в верхней мантии происходят еще не изученные процессы, определяющие поведение и развитие земной коры; стабильность одних участков и подвижность других, вулканические процессы и процессы, вызывающие землетрясения.
Вещество самого верхнего слоя мантии, так называемой астеносферы, лежащего на глубине 80—200 км от поверхности, находится в размягченном, близком к расплавленному, состоянии. Достаточно небольшого снижения давления, чтобы вещество астеносферы расплавилось, образуя магму, и устремилось вверх. Близ поверхности возникают вторичные очаги магмы, уже изменившейся по своему составу. Постепенно в результате неоднократного продвижения магмы вверх она может излиться на поверхность.
Земное ядро занимает 16% объема всей Земли. Масса ядра составляет 34% массы Земли. Температура в ядре достигает 4000°. Вещество ядра находится под колоссальным давлением — более 3,5 млн. атмосфер. Независимо от состава химических элементов вещество при давлении 1,4 млн. атмосфер (давление на границе ядра) переходит в металлическую фазу, электронные оболочки атомов «сминаются» и совсем разрушаются, образуется электронная плазма («электронный газ») отдельных химических элементов. Вещество становится более плотным и насыщенным свободными электронами. Огромные кольцевые вихри свободных электронов, возникающие в ядре, порождают, вероятно, постоянное магнитное поле Земли. Уплотнение земного ядра могло произойти скачкообразно при достижении Землей определенной (критической) массы и плотности, необходимой для металлизации вещества в ее недрах. Скачкообразное уплотнение ядра не могло не отразиться на земной поверхности.
Строение Земли

Радиус земного ядра — около 3500 км. В нем выделяют внутреннее ядро («ядрышко») радиусом 1280 км. Вопрос о состоянии земного ядра окончательно не решен, по-видимому, оно находится в жидком, состоянии.
Разделение вещества Земли на три части (кору, мантию, ядро) — сложный процесс, продолжающийся и в настоящее время. Предполагается, что первичным является вещество мантии, из которого вследствие совершенно различных процессов формировались кора и ядро.
Изостазия. Неодинаковая мощность земной коры на континентах и под Океаном неоспорима. Этот факт хорошо согласуется с принципом равновесия земной коры — с принципом изостазии. На поверхности однородной вращающейся фигуры сила тяжести должна равномерно убывать от полюса к экватору. Неоднородность масс, различия в их плотности вызывают отклонение величины силы тяжести от теоретически вычисленной для данной широты. Логично предположить, что сила тяжести на суше всегда больше, чем на Океане, так как плотность земной коры больше плотности воды. Предположение это не оправдывается: аномалии силы тяжести обычно не зависят от характера поверхности. В распределении масс в земной коре существует равновесие, при котором избытку их у поверхности соответствует недостаток на глубине и, наоборот, недостаток масс вверху компенсируется избытком их внизу (см. рис. 22 — приближенный уровень равного давления).
В результате давление на поверхность, расположенную на постоянной глубине (по отношению к поверхности геоида), оказывается одинаковым.
Перемещения масс с суши в Океан, с гор на низменности (в результате процессов разрушения пород, таяния ледников и пр.) должны вызывать поднятие облегченных участков и прогиб участков, получивших добавочную нагрузку. Это возможно только в том случае, если одновременно происходит перемещение вещества мантии, т. е. возникнет подкорковое течение. Существование подкорковых течений — необходимое условие изостатического выравнивания. Так как изостазия вызывается перемещением вещества на большой глубине, она проявляется только в крупных масштабах — при диаметре участков в сотни километров — и не может объяснить перемещений, происходящих на небольших участках. Положение, соответствующее принципу изостазии, могут принимать спокойные участки земной коры; в областях быстрых поднятий и опусканий, вызванных другими причинами, принцип изостазии нарушается.
Строение Земли


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *