Визначення літосфери схема внутрішньої будови землі. Схеми внутрішньої будови землі

Земля, так само, як і багато інших планет, має шаруватий внутрішню будову. Наша планета складається із трьох основних шарів. Внутрішній шар – це ядро, зовнішній – земна кора, а з-поміж них розміщена мантія.

Ядро є центральною частиною Землі і розташоване на глибині 3000-6000 км. Радіус ядра складає 3500 км. На думку вчених, ядро ​​складається з двох частин: зовнішньої – ймовірно, рідкої та внутрішньої – твердої. Температура ядра становить близько 5000 градусів. Сучасні уявлення про ядру нашої планети отримані в ході тривалих досліджень та аналізу отриманих даних. Так, доведено, що у ядрі планети вміст заліза сягає 35%, що зумовлює його характерні сейсмічні властивості. Зовнішня частина ядра представлена ​​потоками нікелю і заліза, що обертаються, які добре проводять електричний струм. Походження магнітного поля Землі пов'язане саме з цією частиною ядра, так як глобальне магнітне поле створюється електричними струмами, що протікають в рідкій речовині зовнішнього ядра. Через дуже високу температуру зовнішнє ядро ​​значно впливає на стикаються з ним ділянки мантії. У деяких місцях виникають величезні тепломасопотоки, спрямовані до Землі. Внутрішнє ядро ​​Землі тверде також має високу температуру. Вчені вважають, що такий стан внутрішньої частини ядра забезпечується дуже високим тиском у центрі Землі, що сягає 3 млн. атмосфер. При збільшенні відстані від Землі підвищується стиск речовин, у своїй багато з яких переходять у металевий стан.

Проміжний шар – мантія – покриває ядро. Мантія займає близько 80% обсягу нашої планети, це найбільша частина Землі. Мантія розташована вгору від ядра, але не досягає поверхні Землі, зовні вона стикається із земною корою. В основному, речовина мантії знаходиться у твердому стані, крім верхнього в'язкого шару завтовшки приблизно 80 км. Це астеносфера, що в перекладі з грецької означає «слабку кулю». На думку вчених, речовина мантії безперервно рухається. При збільшенні відстані від земної кори у бік ядра відбувається перехід речовини мантії у щільніший стан.

Зовні мантію покриває земна кора – зовнішня міцна оболонка. Її товщина варіює від кількох кілометрів під океанами до кількох десятків кілометрів у гірських масивах. Перед земної кори припадає лише 0,5% загальної маси нашої планети. До складу кори входять оксиди кремнію, заліза, алюмінію, лужних металів. Континентальна земна кора ділиться на три шари: осадовий, гранітний та базальтовий. Океанічна земна кора складається з осадового та базальтового шарів.

Літосферу Землі формує земна кора разом із верхнім шаром мантії. Літосфера складається з тектонічних літосферних плит, які ніби «ковзають» астеносферою зі швидкістю від 20 до 75 мм на рік. Літосферні плити, що рухаються один щодо одного, різні за величиною, а кінематику пересування визначає тектоніка плит.

Відео презентація "Внутрішня будова Землі":

Презентація "Географія як наука"

Схожі матеріали:

Внутрішня будова Землі – одна з найцікавіших і найменш вивчених тем сучасних учених. На сьогоднішній день, у нас є в десятки разів більше інформації про космос, ніж про те, що відбувається в самому серці нашої планети. Вся справа в тому, що верхній шар усієї Земної кулі – це досить щільна за своїм складом земна кора. І щоб пробурити в ній свердловину, маючи найсучасніше обладнання, потрібно витратити кілька місяців, а глибина її складатиме лише кілька кілометрів.

А що таке кілька кілометрів порівняно з кількома тисячами? Основну роль вивчення внутрішніх верств Землі віддають сейсмології. В ідеалі це наука, яка вивчає землетруси. Але саме завдяки сейсмічним методам (природні землетруси або штучні вибухи) вдалося з'ясувати, що вся внутрішня частина планети умовно ділиться на три частини - земна кора, в'язка мантія і ядро.

Земна кора

Земна кора є твердою оболонкою Землі і є верхньою частиною літосфери. Більшість її перебувати під Світовим океаном і звідси походить кори на океанічну (займає 21%) і континентальну (79%). Якщо взяти загальну масу планети за 100%, то на кору доводиться лише 0,47%. Для земної кори характерні постійні горизонтальні та вертикальні рухи, що призводить до утворення різних форм рельєфу. Розподіл кори на материкову та океанічну обґрунтовано її відрізняємо у будові.

Материкова частина набагато товщі за океанічну, а її кордон не збігається з береговою лінією Світового океану. З географічної погляду вважається, що прибережні зони, дрібні моря, затоки з глибиною до 200 метрів є продовженням континентальної частини. Адже, як свідчать дослідження, знаходження невеликих водних об'єктів на тій чи іншій території – явище не постійне. Океанічна частина кори починається там, де глибина води сягає 4 км.

Материкову кору формують три шари:

• Осадовий - його товщина в деяких місцях досягає 15 км. А свою назву шар отримав через те, що він складається з опадів різного типу, які протягом мільйонів років накопичувалися за шаром. Вивчення цього шару дає можливість вченим спостерігати за різними геологічними процесами, простежити етапи підняття та опускання кори.
• Гранітний шар отримав свою назву внаслідок однакової швидкості сейсмічних хвиль у ньому та у самому граніті. Складається він із порід кристалічного походження, які утворилися в результаті підняття магми з глибин Землі.
• Базальтовий шар отримав свою назву також завдяки швидкості сейсмічних хвиль у ньому. Нижня межа цього шару може досягати 70 км у глибину і відповідно точний склад його ніхто не знає. За одними припущеннями він складається з базальтів, за іншими – з метаморфічних порід із високим ступенем метаморфізму.

Океанічна частина земної кори відрізняється за складом від материкової, хоча у своїй будові вона також має три шари. Осадовий шар в океанічній частині завширшки досягає всього 1 км. Гранітний шар відсутня, але в його місці знаходиться маловивчена частина, яку найчастіше називають як другий чи проміжний шар. Ну і третій - це базальтовий шар, який за своєю будовою нагадує материковий. Слід зазначити, що товщина земної кори океанічного типу лише 3-7 км, що набагато менше, ніж материкового.

Мантія

Частина Землі, що розташувалася під земною корою, називається мантією. Це найбільша частина, на її масу припадає 67%. Верхня межа мантії знаходиться на глибині 30 км., а нижня – 2900 км. від поверхні. Проміжок між корою і мантією називають зоною Мохоровичича. Своєю чергою сама мантія ділиться на кілька сфер: верхню (глибина до 900 км) та нижню мантії. Процеси, що відбуваються в мантії, суттєво впливають на поверхню Землі та на саму кору. Саме завдяки в'язкому складу мантії відбувається рух літосферних плит, виверження вулканів, землетруси та формування різних рудних родовищ.

За однією з думок вчених вважається, що мантія складається з елементів, які під час утворення планети перебували у твердому стані. Залізо та магній об'єдналися з діоксидом кремнію та сформували силікати. Силікати магнію знаходяться у верхній частині мантії, а з глибиною збільшується кількість силікатів заліза. У нижній частині мантії вони розкладаються на оксиди. Зі збільшенням глибини відбувається значне збільшення температури та тиску. Вивчення мантії тривалий час викликає величезний інтерес серед вчених усієї планети. Дослідження порід, які, на думку вчених, входять до складу верхньої та нижньої мантії, привело їх до висновку, що в нижній її частині знаходиться значна кількість кремнію. А для верхнього шару характерні запаси води, що проникають туди через земну кору, а також здатні підніматися назад.

Ядро земної кулі

У центрі нашої планети розташувалося ядро, яке займає 31,5% від усієї маси Землі. Як і інші внутрішні складові планети, ядро ​​складається з кількох частин – зовнішнє і внутрішнє ядро. За проведеними дослідженнями було з'ясовано, що у складі ядра переважає залізно-нікелевий метал. Зовнішня частина ядра має радіус близько 2200 км, а за складом воно рідкіше. Внутрішня частина менша за розміром, її радіус 1300 км і вона щільніша. Наша планета має магнітне поле, створення якого безпосередній вплив надають внутрішні структури Землі.

Це свідчить, що ядро ​​має бути електропровідником. Середня щільність речовини, що входить до складу ядра, становить 11 т/м3. Така густина може бути тільки у металу. Точний склад ядра не може з'ясувати жоден учений, оскільки отримати зразки із центру Землі просто нереально. А вся інформація, яка є, є лише здогадками і припущеннями.

Аналізуючи все вищесказане, можна дійти невтішного висновку, що внутрішнє будова Землі дуже складне. З одного боку, все просто – кора, мантія, ядро. Але з іншого боку – заглянути всередину ми не можемо, щоб бути 100% впевненими в тому, що там відбувається. Доведено, що планета утворилася зі скупчення різних шматків метеоритів, астероїдів, комет, пилу та бруду. Всі ці частинки утворювали Землю без певного порядку. А говорить це про те, що спочатку у всіх сферах були шматки одного й того самого складу. Щоб утворилися географічні оболонки, щоб відбулося виділення внутрішніх шарів Земної кулі, мали відбуватися гігантські процеси.

Аналізуючи динаміку розвитку земної кори, ми вкотре переконуємось, що ці процеси не згасають і зараз. Мільярди років відбувається рух літосферних плит, утворення величезних западин, вилив лави, формування гір. Потім все це руйнується і зводиться заново. Все це можливо тільки за наявності величезної енергії та речовини, які не перестають виділятися з надр Землі. З'ясувати причини всіх цих процесів і розгадати їхнє взаємини між собою – це головне завдання вчених, на розгадку якого піде ще не одне десятиліття.

Вивчення внутрішньої будови планет, зокрема нашої Землі, — надзвичайно складне завдання. Ми не можемо фізично «пробурити» земну кору аж до ядра планети, тому всі знання, отримані нами на даний момент, — це знання, отримані «на дотик», причому буквально.

Як працює сейсморозвідка з прикладу розвідки нафтових родовищ. «Продзвонюємо» землю і «слухаємо», що принесе нам відбитий сигнал

Справа в тому, що найбільш простий і надійний спосіб дізнатися, що ж знаходиться під поверхнею планети і входить до складу її кори - це вивчення швидкості поширення сейсмічних хвильу надрах планети.

Відомо, що швидкість поздовжніх сейсмічних хвиль зростає в щільніших середовищах і навпаки, зменшується в пухких ґрунтах. Відповідно, знаючи параметри різних типів породи і маючи розрахункові дані про тиск і т.п., «слухаючи» отриману відповідь, можна зрозуміти через які шари земної кори пройшов сейсмічний сигнал і як вони знаходяться під поверхнею.

Вивчення будови земної кори за допомогою сейсмохвиль

Сейсмічні коливання можуть бути спричинені джерелами двох видів: природнимиі штучними. Природними джерелами коливань є землетруси, хвилі яких мають необхідну інформацію про щільність порід, крізь які вони проникають.

Арсенал штучних джерел коливань ширший, але насамперед штучні коливання викликаються звичайним вибухом, проте є й «тонкі» методи роботи — генератори спрямованих імпульсів, сейсмовибраторов тощо.

Проведенням вибухових робіт та вивченням швидкостей сейсмічних хвиль займається сейсморозвідка- Одна з найважливіших галузей сучасної геофізики.

Що дало вивчення сейсмічних хвиль усередині Землі? Аналіз їх поширення виявив кілька стрибків зміни швидкості під час проходження через надра планети.

Земна кора

Перший стрибок, за якого швидкості зростають з 6,7 до 8,1 км/с, як вважають геологи, реєструє підошву земної кори. Ця поверхня розташовується у різних місцях планети різних рівнях, від 5 до 75 км. Кордон земної кори та нижньої оболонки - мантії, отримала назву «поверхні Мохоровичича», на ім'я югославського вченого А. Мохоровичича, що вперше встановив її.

Мантія

Мантіязалягає на глибинах до 2900 км і ділиться на дві частини: верхню та нижню. Кордон між верхньою та нижньою мантією також фіксується по стрибку швидкості поширення поздовжніх сейсмічних хвиль (11,5 км/с) і розташовується на глибинах від 400 до 900 км.

Верхня мантія має складну будову. У її верхній частині є шар розташований на глибинах 100-200 км, де відбувається загасання поперечних сейсмічних хвиль на 0,2-0,3 км/с, а швидкості поздовжніх хвиль, по суті, не змінюються. Цей шар названий хвилеводом. Його товщина зазвичай дорівнює 200-300 км.

Частина верхньої мантії та кора, що залягають над хвилеводом, називаються літосферою, а сам шар знижених швидкостей - астеносферою.

Таким чином, літосфера є жорсткою твердою оболонкою, що підстилається пластичною астеносферою. Передбачається, що у астеносфері виникають процеси, викликають рух літосфери.

Внутрішня будова нашої планети

Ядро Землі

У підошві мантії відбувається різке зменшення швидкості поширення поздовжніх хвиль із 13,9 до 7,6 км/с. На цьому рівні лежить кордон між мантією та ядром Землі, Глибше якої поперечні сейсмічні хвилі вже не поширюються.

Радіус ядра досягає 3500 км, його об'єм: 16% об'єму планети, а маса: 31% маси Землі.

Багато вчених вважають, що ядро ​​знаходиться в розплавленому стані. Його зовнішня частина характеризується різко зниженими значеннями швидкостей поздовжніх хвиль, у внутрішній частині (радіусом 1200 км) швидкості сейсмічних хвиль знову зростають до 11 км/с. Щільність порід ядра дорівнює 11 г/см 3 і вона обумовлюється наявністю важких елементів. Таким тяжким елементом може бути залізо. Найімовірніше, залізо є складовою ядра, оскільки ядро ​​чисто залізного чи залізо-нікелевого складу повинно мати щільність, що на 8-15% перевищує існуючу щільність ядра. Тому до заліза в ядрі, мабуть, приєднані кисень, сірка, вуглець та водень.

Геохімічний метод вивчення будови планет

Є ще один шлях вивчення глибинної будови планет - геохімічний спосіб. Виділення різних оболонок Землі та інших планет земної групи за фізичними параметрами знаходить досить чітке геохімічне підтвердження, засноване на теорії гетерогенної акреції, згідно з якою склад ядер планет та їх зовнішніх оболонок в основній своїй частині є різним і залежить від раннього етапу їх розвитку.

В результаті цього процесу в ядрі концентрувалися найважчі ( залізо-нікелеві) компоненти, а у зовнішніх оболонках - легші силікатні ( хондритові), збагачені у верхній мантії летючими речовинами та водою.

Найважливішою особливістю планет земної групи ( , Земля, ) і те, що й зовнішня оболонка, так звана кора, і двох типів речовини: « материкового» - польовошпатового та « океанічного»- базальтового.

Материкова (континентальна) кора Землі

Материкова (континентальна) кора Землі складена гранітами чи породами, близькими їм у складі, т. е. породами з великою кількістю польових шпатів. Утворення «гранітного» шару Землі обумовлено перетворенням більш давніх опадів у процесі гранітизації.

Гранітний шар слід розглядати як специфічнуоболонку кори Землі - єдиної планети, на якій набули широкого розвитку процеси диференціації речовини за участю води та має гідросферу, кисневу атмосферу та біосферу. На Місяці і, мабуть, планетах земної групи континентальна кора складається габро-анортозитами - породами, що з великої кількості польового шпату, щоправда, трохи іншого складу, ніж у гранітах.

Цими породами складено найдавніші (4,0-4,5 млрд. років) поверхні планет.

Океанічна (базальтова) кора Землі

Океанічна (базальтова) кораЗемлі утворена в результаті розтягування і пов'язана із зонами глибинних розломів, що зумовили проникнення до базальтових осередків верхньої мантії. Базальтовий вулканізм накладається на раніше сформовану континентальну кору і є щодо молодшим геологічним освітою.

Прояви базальтового вулканізму усім планетах земного типу, очевидно, аналогічні. Широкий розвиток базальтових «морів» на Місяці, Марсі, Меркурії, очевидно, пов'язане з розтягуванням та утворенням внаслідок цього процесу зон проникності, якими базальтові розплави мантії прямували до поверхні. Цей механізм прояву базальтового вулканізму є більш-менш подібним всім планет земної групи.

Супутниця Землі - Місяць також має оболонкову будову, що загалом повторює земну, хоча і має разючу відмінність за складом.

Тепловий потік Землі. Найгаряче в районі розломів земної кори, а холодніше — в районах стародавніх материкових плит

Метод вимірювання теплового потоку вивчення будови планет

Ще один шлях вивчення глибинної будови Землі – це вивчення її теплового потоку. Відомо, що Земля гаряча зсередини віддає своє тепло. Про нагрів глибоких горизонтів свідчать виверження вулканів, гейзери, гарячі джерела. Тепло – головне енергетичне джерело Землі.

Приріст температури з поглибленням від Землі загалом становить близько 15° З на 1 км. Це означає, що на межі літосфери та астеносфери, розташованої приблизно на глибині 100 км, температура має бути близькою до 1500° С. Встановлено, що за такої температури відбувається плавлення базальтів. Це означає, що астеносферна оболонка може бути джерелом магми базальтового складу.

З глибиною зміна температури відбувається за складнішим законом і залежить від зміни тиску. Згідно з розрахунковими даними, на глибині 400 км температура не перевищує 1600 ° С і на межі ядра та мантії оцінюється в 2500-5000 ° С.

Встановлено, що виділення тепла відбувається постійно на всій поверхні планети. Тепло – найважливіший фізичний параметр. Від ступеня нагрівання гірських порід залежать деякі їх властивості: в'язкість, електропровідність, магнітність, фазовий стан. Тому за термічним станом можна судити про глибинну будову Землі.

Вимірювання температури нашої планети великої глибині - завдання технічно складна, оскільки вимірам доступні лише перші кілометри земної кори. Однак внутрішня температура Землі може бути вивчена непрямим шляхом вимірювання теплового потоку.

Незважаючи на те, що основним джерелом тепла на Землі є Сонце, сумарна потужність теплового потоку нашої планети перевищує 30 разів потужність всіх електростанцій Землі.

Вимірювання показали, що середній тепловий потік на континентах та океанах однаковий. Цей результат пояснюється тим, що в океанах більша частина тепла (до 90%) надходить з мантії, де інтенсивніше відбувається процес перенесення речовини потоками, що рухаються. конвекцією.

Конвекція - процес, у якому розігріта рідина розширюється, стаючи легше, і піднімається, а холодніші шари опускаються. Оскільки мантійна речовина ближча за своїм станом до твердого тіла, конвекція в ньому протікає в особливих умовах при невисоких швидкостях перебігу матеріалу.

Яка ж теплова історія нашої планети? Її початковий розігрів, мабуть, пов'язані з теплом, утвореним при зіткненні частинок та його ущільненні у своїй полі сили тяжкості. Потім тепло стало результатом радіоактивного розпаду. Під впливом тепла виникла шарувата структура Землі та планет земної групи.

Радіоактивне тепло у Землі виділяється і зараз. Існує гіпотеза, згідно з якою на межі розплавленого ядра Землі продовжуються і досі процеси розщеплення речовини з виділенням величезної кількості теплової енергії, що розігріває мантію.

Дуже загадковими та практично недоступними є надра Землі. На жаль, ще не існує такого апарату, за допомогою якого можна проникнути і вивчити внутрішню будову Землі. Дослідниками встановлено, що на даний момент найглибша шахта у світі має глибину 4 км, а найглибша свердловина знаходиться на Кольському півострові і становить 12 км.

Проте певні знання про глибини нашої планети встановлені. Вчені вивчили її внутрішню будову за допомогою сейсмічного методу. Основою даного методу є вимірювання коливань під час землетрусу або штучних вибухів вироблених у надрах Землі. Речовини з різною щільністю і складом пропускали через себе коливання з певною швидкістю. Що дозволило за допомогою спеціальних приладів виміряти цю швидкість та проаналізувати отримані результати.

Думка вчених

Дослідниками було встановлено, що наша планета має кілька оболонок: земну кору, мантію та ядро. Вчені вважають, що приблизно 4,6 млрд. років тому почалося розшарування надр Землі і продовжує розшаровуватися донині. На їхню думку, всі важкі речовини спускаються до центру Землі, приєднуючись до ядра планети, а легші речовини піднімаються вгору і стають земною корою. Коли внутрішнє розшарування закінчиться, наша планета перетвориться на холодну та мертву.

Земна кора

Є найтоншою оболонкою планети. Її частка становить 1% загальної маси Землі. На поверхні земної кори мешкають люди і добувають із неї все необхідне виживання. У земній корі, у багатьох місцях, є шахти та свердловини. Її склад та будова вивчається за допомогою зразків зібраних з поверхні.

Мантія

Являє собою найбільшу оболонку землі. Її обсяг і маса становить 70 - 80% всієї планети. Мантія складається з твердої речовини, але менш щільної, ніж речовина ядра. Чим глибше розташовується мантія, тим більше стає її температура та тиск. Мантія має частково розплавлений шар. За допомогою цього шару тверді речовини переміщуються до ядра землі.

Ядро

Це центр землі. Воно має дуже високу температуру (3000 - 4000 о С) та тиск. Складається ядро ​​з найщільніших і найважчих речовин. Воно становить приблизно 30% загальної маси. Тверда частина ядра плаває у його рідкому шарі, створюючи цим магнітне полі землі. Воно є захисником життя на планеті, оберігаючи його від космічних променів.

Науково-популярний фільм про формування нашого світу

Оболонкова будова Землі. Фізичний стан (щільність, тиск, температура), хімічний склад, рух сейсмічних хвиль у внутрішніх частинах Землі. Земний магнетизм. Джерела внутрішньої енергії планети. Вік Землі. Геохронологія.

Земля, як та інші планети, має оболонкову будову. При проходженні крізь тіло Землі сейсмічних хвиль (подовжніх і поперечних) швидкості їх на деяких глибинних рівнях помітно змінюються (причому стрибкоподібно), що свідчить про зміну властивостей середовища, що проходить хвилями. Сучасні уявлення про розподіл густини та тиску всередині Землі дано в таблиці.

Зміна щільності та тиску з глибиною всередині Землі

(С.В Калесник, 1955)

З таблиці видно, що у центрі Землі щільність сягає 17,2 г/см 3 і що особливо різким стрибком (від 5,7 до 9,4) змінюється на глибині 2900 км, та був на глибині 5 тис. км. Перший стрибок дозволяє виділити щільне ядро, а другий - підрозділити це ядро ​​на зовнішню (2900-5000 км) та внутрішню (від 5 тис. км до центру) частини.

Залежність швидкості поздовжніх та поперечних хвиль від глибини

Таким чином, є по суті два різкі переломи швидкостей: на глибині 60 км і на глибині 2900 км. Іншими словами чітко відокремлюються земна кора та внутрішнє ядро. У проміжному з-поміж них поясі, і навіть усередині ядра очевидна лише зміна темпу збільшення швидкостей. Видно також, що Земля до глибини 2900 км. перебуває у твердому стані, т.к. через цю товщу вільно проходять поперечні пружні хвилі (хвилі зсуву), які тільки можуть виникати і поширяться в твердій середовищі. Проходження поперечних хвиль крізь ядро ​​не спостерігалося і це давало підстави вважати його рідким. Однак нові розрахунки показують, що модуль зсуву в ядрі невеликий, але все ж таки не дорівнює нулю (як це характерно для рідини) і, отже, ядро ​​Землі ближче до твердого, ніж рідкого стану. Вочевидь, у разі поняття «твердого» і «рідкого» не можна ототожнювати з аналогічними поняттями, застосовуваними до агрегатним станам речовини наземної поверхні: всередині Землі панують високі температури і величезні тиску.

Таким чином, у внутрішній будові Землі виділяють земну кору, мантію та ядро.

Земна кора – перша оболонка твердого тіла Землі має потужність 30-40 км. За обсягом вона становить 1,2% обсягу Землі, масою – 0,4%, середня щільність дорівнює 2,7 г/см 3 . Складається переважно із гранітів; осадові породи у ній мають підлегле значення. Гранітна оболонка, у складі якої величезну роль відіграють кремній та алюміній, називається «сіалічною» («сіаль»). Від мантії земна кора відділена сейсмічним розділом, названим кордоном Мохо, Від прізвища сербського геофізика А. Мохоровичіча (1857-1936), який відкрив цей «сейсмічний розділ». Цей кордон чіткий і спостерігається у всіх місцях Землі на глибинах від 5 до 90 км. Розділ Мохо не є просто кордоном між породами різного типу, а є площиною фазового переходу між еклогітами і габро мантії та базальтами земної кори. При переході з мантії в кору тиск падає так, що габро переходять у базальти (кремній, алюміній + магній – «сима» - силіцій + магній). Перехід супроводжується збільшенням обсягу на 15% і відповідно зменшенням щільності. Поверхня Мохо вважають нижньою межею земної кори. Важлива особливість цієї поверхні полягає в тому, що вона в загальних рисах є дзеркальним відображенням рельєфу земної поверхні: під океанами вона вище, під континентальними рівнинами нижче, під найбільш високими горами опускається найнижче (це так звані коріння гір).

Виділяють чотири типи земної кори, вони відповідають чотирьом найбільшим формам поверхні Землі. Перший тип називається материковим,його потужність 30-40 км., під молодими горами вона збільшується до 80 км. Цей тип земної кори відповідає у рельєфі материковим виступам (включається підводна окраїна материка). Найбільш поширений поділ її на три шари: осадовий, гранітний та базальтовий. Осадовий шартовщиною до 15-20 км, складний шаруватими опадами(переважають глини та глинисті сланці, широко представлені піщані, карбонатні та вулканогенні породи). Гранітний шар(потужність 10-15 км) складається з метаморфічних та вивержених кислих порід із вмістом кремнезему понад 65 %, близьких за своїми властивостями до граніту; найбільш поширені гнейси, гранодіорити та діорити, граніти, кристалічні сланці). Нижній шар, найбільш щільний, завтовшки 15-35 км, отримав назву базальтовогоза схожість із базальтами. Середня густина материкової кори 2,7 г/см 3 . Між гранітним і базальтовим шарами лежить кордон Конрада, названа на прізвище австрійського геофізика, що її відкрив. Назва шарів – гранітний та базальтовий – умовні, вони дані за швидкостями проходження сейсмічних хвиль. Сучасна назва верств дещо інша (Е.В. Хаїн, М.Г. Ломізе): другий шар називається гранітно-метаморфічним, т.к. власне гранітів у ньому майже немає, складний він гнейсами та кристалічними сланцями. Третій шар - гранулитобазитовий, його утворюють сильнометаморфізовані гірські породи.

Другий тип земної кори - Перехідний, або геосинклінальний -відповідає перехідним зонам (геосинкліналям). Розташовані перехідні зони біля східних берегів материка Євразії, східних і західних берегів Північної та Південної Америки. Мають таку класичну будову: улоговина окраїнного моря, острівні дуги та глибоководний жолоб. Під улоговинами морів та глибоководними жолобами немає гранітного шару, земна кора складається з осадового шару підвищеної потужності та базальтового. Гранітний шар утворюється тільки в острівних дугах. Середня потужність геосинклінального типу земної кори 15-30 км.

Третій тип – океанічназемна кора відповідає ложу океану, потужність кори 5-10 км. Має двошарову будову: перший шар – осадовий, утворений глинисто-кремністо-карбонатними породами; другий шар складається з повнокристалічних магматичних порід основного складу (габро). Між осадовим та базальтовим шарами виділяється проміжний шар, що складається з базальтових лав з прошарками осадових порід. Тому іноді говорять про тришарову будову океанічної кори.

Четвертий тип рифтогенназемна кора, вона притаманна серединно-океанічних хребтів, її потужність 1,5-2 км. У серединно-океанічних хребтах близько поверхні підходять породи мантії. Потужність осадового шару 1-2 км, базальтовий шар рифтових долинах виклинюється.

Існують поняття «земна кора» та «літосфера». Літосфера- Кам'яна оболонка Землі, утворена земною корою та частиною верхньої мантії. Потужність її становить 150-200 км, обмежена астеносферою. Лише верхня частина літосфери називається земною корою.

Мантія за обсягом становить 83% обсягу Землі та 68% її маси. Щільність речовини зростає до 5,7 г/см3. На кордоні з ядром температура збільшується до 3800 0 С, тиск – до 1,4 х 1011 Па. Виділяють верхню мантію до глибини 900 км та нижню – до 2900 км. У верхній мантії на глибині 150-200 км є астеносферний шар. Астеносфера(грец. asthenes – слабкий) – шар зниженої твердості та міцності у верхній мантії Землі. Астеносфера – основне джерело магми, у ній розташовуються осередки живлення вулканів і відбувається переміщення літосферних плит.

Ядро займає 16% обсягу та 31% маси планети. Температура в ньому досягає 5000 0 С, тиск – 37 х 10 11 Па, густина – 16 г/см 3 . Ядро ділиться на зовнішнє, до глибини 5100 км, та внутрішнє. Зовнішнє ядро ​​– розплавлене, складається із заліза або металізованих силікатів, внутрішнє – тверде, залізонікелеве.

Від густини речовини залежить маса небесного тіла, маса визначає розміри Землі та силу тяжіння. Наша планета має достатні розміри та силу тяжкості, вона втримала гідросферу та атмосферу. У ядрі Землі відбувається металізація речовини, зумовлюючи утворення електричних струмів та магнітосфери.

Навколо Землі існують різноманітні поля, найбільший вплив на ГО надають гравітаційне і магнітне.

Гравітаційне поле Землі – це полі сили тяжкості. Сила тяжіння – рівнодіюча сила між силою тяжіння та відцентровою силою, що виникає при обертанні Землі. Відцентрова сила досягає максимуму на екваторі, але й тут вона мала і становить 1/288 від сили тяжіння. Сила тяжіння землі переважно залежить від сили тяжіння, яку впливає розподіл мас всередині Землі і поверхні. Сила тяжіння діє повсюдно землі і спрямована на схилі до поверхні геоїду. Напруженість гравітаційного поля поступово зменшується від полюсів до екватора (на екваторі більша відцентрова сила), від поверхні вгору (на висоті 36 000 км дорівнює нулю) і поверхні вниз (у центрі Землі сила тяжкості дорівнює нулю).

Нормальним гравітаційним полемЗемлі називається таке, яке було б у Землі, якби вона мала форму еліпсоїда з рівномірним розподілом мас. Напруженість реального поля у конкретній точці відрізняється від нормального, виникає аномалія гравітаційного поля. Аномалії можуть бути позитивними та негативними: гірські хребти створюють додаткову масу і повинні викликати позитивні аномалії, океанічні западини, навпаки – негативні. Але насправді земна кора знаходиться в ізостатичній рівновазі.

Ізостазія (від грец. isostasios - рівний за вагою) - врівноважування твердої, відносно легкої земної кори більш важкої мантією. Теорія рівноваги було висунуто 1855 р. англійським ученим Г.Б. Ейрі. Завдяки ізостазії надлишку мас вище теоретичного рівня рівноваги відповідає недолік їх унизу. Це виявляється у тому, що у певної глибині (100-150 км) у шарі астеносфери речовина перетікає у місця, де є недолік мас лежить на поверхні. Тільки під молодими горами, де ще повністю компенсації не відбулося, спостерігаються слабкі позитивні аномалії. Однак рівновага безперервно порушується: в океанах відбувається відкладення наносів, під їхньою вагою дно океанів прогинається. З іншого боку, гори руйнуються, висота їх зменшується, отже, зменшується і маса.

Сила тяжіння створює фігуру Землі, вона є однією з провідних ендогенних сил. Завдяки їй випадають атмосферні опади, течуть річки, формуються горизонти підземних вод, спостерігаються схилові процеси. Силою тяжкості пояснюється максимальна висота гір; вважається, що на Землі не може бути гір вище 9 км. Сила тяжіння утримує газову та водну оболонки планети. Атмосферу планети залишають лише найлегші молекули – водню та гелію. Тиск мас речовини, що реалізується в процесі гравітаційної диференціації в нижній мантії, поряд із радіоактивним розпадом породжує теплову енергію - джерело внутрішніх (ендогенних) процесів, що перебудовують літосферу.

Тепловий режим поверхневого шару земної кори (в середньому до 30 м) має температуру, що визначається сонячним теплом. Це геліометричний шар, що зазнає сезонних коливань температури. Нижче ще більш тонкий горизонт постійної температури (близько 20 м), що відповідає середньорічній температурі місця спостереження. Нижче за постійний шар температура з глибиною наростає – геотермічний шар. Для кількісного визначення величини цього наростання двома взаємопов'язаними поняттями. Зміна температури при заглибленні в землю на 100 м називається геотермічним градієнтом(Коливається від 0,1 до 0,01 0 С/м і залежить від складу гірських порід, умов їх залягання), а відстань по схилу, на яку необхідно поглибитися, щоб отримати підвищення температури на 1 0 , називається геотермічним щаблем(Коливається від 10 до 100 м / 0 С).

Земний магнетизм - Властивість Землі, що зумовлює існування навколо неї магнітного поля, викликаного процесами, що відбуваються на межі ядро-мантія. Вперше у тому, що Земля – магніт, людство дізналося завдяки роботам У. Гільберта.

Магнітосфера – область навколоземного простору, заповнена зарядженими частинками, які у магнітному полі Землі. Вона відокремлена від міжпланетного простору магнітопаузою. Це зовнішня межа магнітосфери.

В основі утворення магнітного поля лежать внутрішні та зовнішні причини. Постійне магнітне поле утворюється завдяки електричним струмам, що виникають у зовнішньому ядрі планети. Сонячні корпускулярні потоки утворюють змінне магнітне поле Землі. Наочне уявлення про стан магнітного поля Землі дають магнітні карти. Магнітні карти складаються п'ятирічний термін – магнітну епоху.

Нормальне магнітне поле було б у Землі, якби вона була однорідно намагніченою кулею. Земля у першому наближенні є магнітний диполь – це стрижень, кінці якого мають протилежні магнітні полюса. Місця перетину магнітної осі диполя із земною поверхнею називаються геомагнітними полюсами. Геомагнітні полюси не збігаються з географічними та повільно рухаються зі швидкістю 7-8 км/год. Відхилення реального магнітного поля від нормального (теоретично розрахованого) називають магнітними аномаліями. Вони можуть бути світовими (Східно-Сибірський овал), регіональними (КМА) та локальними, пов'язаними з близьким заляганням до поверхні магнітних порід.

Магнітне поле характеризується трьома величинами: магнітним відхиленням, магнітним нахилом та напруженістю. Магнітне відмінювання- Кут між географічним меридіаном та напрямом магнітної стрілки. Відмінювання буває східним (+), якщо північний кінець стрілки компаса відхиляється на схід від географічного, і західним (-), коли стрілка відхиляється на захід. Магнітний спосіб- Кут між горизонтальною площиною та напрямком магнітної стрілки, підвішеної на горизонтальній осі. Нахилення позитивне, коли північний кінець стрілки дивиться вниз і негативне, якщо північний кінець спрямований вгору. Магнітний спосіб змінюється від 0 до 90 0 . Сила магнітного поля характеризується напруженістю.Напруженість магнітного поля невелика становить на екваторі 20-28 А/м, на полюсі – 48-56 А/м.

Магнітосфера має краплеподібну форму. На боці, зверненій до Сонця, її радіус дорівнює 10 радіусів Землі, на нічному боці під впливом «сонячного вітру» збільшується до 100 радіусів. Форма обумовлена ​​впливом сонячного вітру, який натрапляючи на магнітосферу Землі, обтікає її. Заряджені частинки, досягаючи магнітосфери, починають рухатися магнітними силовими лініями і утворюють радіаційні пояси.Внутрішній радіаційний пояс складається з протонів, що має максимальну концентрацію на висоті 3500 км над екватором. Зовнішній пояс утворений електронами, тягнеться до 10 радіусів. У магнітних полюсів висота радіаційних поясів зменшується, тут виникають області, в яких заряджені частинки вторгаються в атмосферу, іонізуючи атмосферні гази і викликаючи полярні сяйва.

Географічне значення магнітосфери дуже велике: вона захищає Землю від корпускулярного сонячного та космічного випромінювання. З магнітними аномаліями пов'язаний пошук корисних копалин. Магнітні силові лінії допомагають орієнтуватися у просторі туристам, кораблям.

Вік Землі. Геохронологія.

Земля виникла як холодне тіло із скупчення твердих частинок і тіл, подібних до астероїдів. Серед частинок були радіоактивні. Потрапивши всередину Землі, вони розпадалися з виділенням тепла. Поки розміри Землі були невеликі, тепло легко йшло у міжпланетний простір. Але з наростанням обсягу Землі виробництво радіоактивного тепла почало перевищувати його витік, воно накопичувалося і розігрівало надра планети, наводячи в розм'якшене. Пластичний стан, який і відкрив можливості для гравітаційної диференціації речовини- Спливання більш легких мінеральних мас до поверхні і поступового опускання більш важких - до центру. Інтенсивність диференціації із глибиною згасала, т.к. у цьому напрямку у зв'язку зі збільшенням тиску зростала в'язкість речовини. Земне ядро ​​був захоплене диференціацією, зберегло свій первозданний силікатний склад. Але різко ущільнилося через високий тиск, що перевищив мільйон атмосфер.

Вік Землі встановлюється за допомогою радіоактивного методу, застосовувати його можна лише до пород, що містять радіоактивні елементи. Якщо вважати, що весь аргон Землі – продукт розпаду калію-49, то вік Землі буде щонайменше 4 млрд. років. Підрахунки О.Ю. Шмідта дають ще більшу цифру – 7,6 млрд. років. В.І. Баранов для обчислення віку Землі взяв відношення між сучасними кількостями урану-238 та актиноурану (урану-235) у гірських породах та мінералах і отримав вік урану (речовини, з якого потім виникла планета) 5-7 млрд. років.

Отже, вік Землі визначається інтервалі 4-6 млрд. років. Історію розвитку земної поверхні вдається поки безпосередньо відновити загалом лише з тих часів, яких збереглися найдавніші гірські породи, тобто приблизно 3 – 3,5 млрд. років (Калесник С.В.).

Історію Землі зазвичай поділяють на два еона: криптозою(прихований і життя: немає останків скелетної фауни) та фанерозою(явний і життя) . Криптозою включає дві ери: архей та протерозою.Фанерозою охоплює останні 570 млн. років, у ньому виділяють палеозойську, мезозойську та кайнозойську ери,які, у свою чергу, поділяються на періоди.Часто весь період до фанерозою називають докембрієм(Кембрій - перший період палеозойської ери).

Періоди палеозойської ери:

Періоди мезозойської ери:

Періоди кайнозойської ери:

Палеоген (епохи – палеоцен, еоцен, олігоцен)

Неоген (епохи – міоцен, пліоцен)

Четвертинний (епохи – плейстоцен та голоцен).

Висновки:

1.В основі всіх проявів внутрішнього життя Землі лежать перетворення теплової енергії.

2.У земній корі температура з віддаленням від поверхні зростає (геотермічний градієнт).

3.Теплота Землі має своїм джерелом розпад радіоактивних елементів.

4.Щільність речовини Землі з глибиною збільшується від 2,7 на поверхні до 17,2 у центральних частинах. Тиск у центрі Землі сягає 3 млн. атм. Щільність збільшується стрибкоподібно на глибинах 60 та 2900 км. Звідси висновок - Земля складається з концентричних оболонок, що обіймають один одного.

5.Земна кора складається переважно породами типу гранітів, що підстилаються породами типу базальтів. Вік землі визначається 4-6 млрд. років.