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
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.
Читайте также: За сколько суток земля совершает один виток по орбите
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
Хемогенные горные породы формируются в результате осаждения из вод морей и озер растворенных в них веществ.
В толще земной коры из магмы образуются магматические горные породы (рис. 7), например гранит и базальт.
Осадочные и магматические породы при погружении на большие глубины под влиянием давления и высоких температур подвергаются значительным изменениям, превращаясь в метаморфические горные породы. Так, например, известняк превращается в мрамор, кварцевый песчаник — в кварцит.
В строении земной коры выделяют три слоя: осадочный, «гранитный», «базальтовый».
Осадочный слой (см. рис. 8) образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. Все они органического происхождения. Например, каменный уголь -это продукт преобразования растений древних времен. Мощность осадочного слоя колеблется в широких пределах — от полного отсутствия в некоторых районах суши до 20-25 км в глубоких впадинах.
» alt=»» width=»480″ height=»316.9111969112″/>
Рис. 7. Классификация горных пород по происхождению
«Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. Встречается гранитный слой не везде, но на континентах, где он хорошо выражен, его максимальная мощность может достигать нескольких десятков километров.
«Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.
Мощность и вертикальная структура земной коры различны. Выделяют несколько типов земной коры (рис. 8). Согласно наиболее простой классификации различают океаническую и материковую земную кору.
Континентальная и океаническая кора различны по толщине. Так, максимальная толщина земной коры наблюдается под горными системами. Она составляет около 70 км. Под равнинами мощность земной коры составляет 30-40 км, а под океанами она наиболее тонкая — всего 5-10 км.
» alt=»» width=»480″ height=»441.41176470588″/>
Рис. 8. Типы земной коры: 1 — вода; 2- осадочный слой; 3 — переслаивание осадочных пород и базальтов; 4 — базальты и кристаллические ультраосновные породы; 5 — гранитно-метаморфический слой; 6 — гранулитово-базитовый слой; 7 — нормальная мантия; 8 — разуплотненная мантия
Различие континентальной и океанической земной коры по составу пород проявляется в том, что гранитный слой в океанической коре отсутствует. Да и базальтовый слой океанической коры весьма своеобразен. По составу пород он отличен от аналогичного слоя континентальной коры.
Читайте также: Женщина которая стала земля
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.
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.
Недра планеты Земля
Недра представляют собой практически неизученную часть Земли, расположенную ниже поверхностного слоя (или дна водоёмов). Ведь земная кора представляет собой отнюдь не сплошной слой камня или почвы. Там присутствует множество пещер, тоннелей, трещин, отнорков. И большая их часть и по сей день остаётся неисследованной.
Вообще говоря, существует ещё одно определение понятия недр Земли, более приземлённое. Оно не расходится с первым и утверждает, что недра — это та часть земного слоя, где осуществляется добыча полезных ископаемых. Но мы рассмотрим недра планеты в более широком смысле, ведь ценность представляют не только добываемые ресурсы.
Жизнь глубоко под землёй
Солнечный свет не может достигнуть недр Земли, поэтому данное место представляет собой царство тьмы. Большинство людей, оказавшихся в таком месте, будут чувствовать себя как минимум неуютно. А некоторые и вовсе могут лишиться рассудка, ведь со всех сторон окружает тьма, а каждый шорох, кажется, разносится эхом вокруг.
И, тем не менее, под землёй также существует своя жизнь. Ведь где есть вода, там есть и живые организмы, а воды здесь хватает. В недрах нашей планеты находятся целые подземные озёра, и текут реки.
Читайте также: Недра земли глубина освоения
Подземный мир представляет собой удивительное место. Он завораживает своим необычным видом, своей мрачностью, своей фундаментальностью, надёжностью, а и иногда и хрупкостью. Я не представляю, что испытывают опытные спелеологи, спускаясь в недра планеты. Но спелеологи-любители, погружаясь в это царство тьмы, испытывают всплеск адреналина, любопытство, жажду стать первооткрывателем. и страх, прячущийся глубоко внутри. Ведь каждый понимает, что случись чего, и он, наверняка, навечно будет погребён под толщами земли. Хотя вероятность этого мала. И даже если случится обвал где-то, то один путь всегда остаётся. А поскольку многие ходы образованы водой, то куда-нибудь они да выведут.
Спелеологов-любителей постоянно становится больше. Многие желают испытать что-то новое, что-то удивительное, потому и спускаются под землю. И благодаря этому открываются новые пещеры, становятся известны новые факты о нашем мире. Но даже на сегодняшний день, самая глубокая пещера тянется вниз всего на 5 км. Нет, 5 километров вглубь — это очень много, если подумать, и особенно если спуститься. Но что находится на глубине в 10 километров? Там ведь такие же подземные реки, такие же пещеры и ходы, а может и живые существа.
Подземная жизнь на Земле
Учёные подтверждают, что условия на таких глубинах вполне пригодны для существования некоторых живых организмов. Ну а те же бактерии находились и на двадцатикилометровых глубинах, хоть там температура переваливает уже за сотню градусов по Цельсию.
Интересно, но группа учёных предположила существование в недрах Земли человекоподобных существ и даже смогла обосновать это. Конечно, это вряд ли правда, но кто знает? Люди приспособились жить в пустынях, где температура воздуха +40 °С считается обычным делом. Приспособились жить возле полюсов планеты, при тех же 40 градусах, только уже со знаком минус перед ними. Живут в горах, и на островах. И жили так с древности. Так почему бы не предположить, что ещё в те времена, когда люди жили в пещерах и даже не научились добывать огонь, нашлась группа людей, спустившихся под землю? Они вполне могли адаптироваться к тем условиям существования. Только что они ели бы? Рыбу из подземных рек и озёр? Или особый вид грибов, который существует лишь на больших глубинах и требует только наличия сырости? Такие грибы выращиваем и мы в своих подвалах.
Группа учёных, занимающаяся изучением земных недр, предположила, что в 10-15 километрах под земной поверхностью вполне могут жить целые народы человекоподобных живых организмов. Сделано было такое предположение исходя из того, что на такой глубине условия для жизни вполне подходящих для многих живых организмов. Разумеется, никаких подтверждений, ни прямых, ни косвенных, тому нет. Но и опровергнуть эту теорию никто не смог.
Всё это, разумеется, лишь предположения, и не существует никаких доказательств их правдивости. Но что мы знаем о подземном мире? В сущности, ничего.
Образование минералов
Минералы — это твёрдые природные тела, имеющие кристаллическую структуру и определённый химический состав. Но хоть по структуре они между собой и схожи, всё равно очень сильно различаются.
Земная кора
Внешней твёрдой оболочкой планеты является земная кора. Именно по ней мы ходим и на ней живём. Толщина земной коры, её состав и свойства сильно зависят от местности и климатических условий.
- Свежие записи
- Особенности стропильной системы крыши
- Гидроизоляция фундамента частного дома — нужна ли она вообще?
- Паркет – лучший вариант напольного покрытия для жилого помещения
- Как сэкономить на строительстве загородного дома
- Утепление дома пенополиуретаном и эковатой менее практично, чем полистиролом и минватой