Struktur internal bumi, gambar kerak bumi. Struktur planet kita

Lapisan atas bumi, yang memberi kehidupan bagi penghuni planet ini, hanyalah cangkang tipis yang menutupi lapisan dalam berkilo-kilometer. Tidak banyak yang diketahui tentang struktur tersembunyi planet ini selain tentang luar angkasa. Sumur Kola terdalam, yang dibor di kerak bumi untuk mempelajari lapisannya, memiliki kedalaman 11 ribu meter, namun jaraknya ke pusat hanya seperseratus. bola dunia. Hanya analisis seismik yang dapat memperoleh gambaran tentang proses yang terjadi di dalamnya dan membuat model struktur bumi.

Lapisan dalam dan luar bumi

Struktur planet bumi terdiri dari lapisan-lapisan cangkang dalam dan luar yang heterogen, yang berbeda dalam komposisi dan perannya, tetapi berkaitan erat satu sama lain. Di dalam bumi terdapat zona konsentris berikut:

• Inti memiliki radius 3500 km.
• Mantel - sekitar 2900 km.
• Kerak bumi rata-rata memiliki panjang 50 km.

Lapisan luar bumi membentuk selubung gas yang disebut atmosfer.

Pusat planet ini

Geosfer pusat bumi adalah intinya. Jika Anda bertanya pada lapisan bumi mana yang paling sedikit dipelajari, maka jawabannya adalah - intinya. Tidak mungkin memperoleh data akurat mengenai komposisi, struktur, dan suhunya. Semua informasi dipublikasikan di karya ilmiah, dicapai melalui metode geofisika, geokimia dan perhitungan matematis dan disajikan kepada masyarakat umum dengan klausa “seharusnya”. Berdasarkan hasil analisis gelombang seismik, inti bumi terdiri dari dua bagian: bagian dalam dan bagian luar. Inti bagian dalam adalah bagian bumi yang paling belum dijelajahi, karena gelombang seismik tidak mencapai batasnya. Inti luar merupakan massa besi dan nikel panas, bersuhu sekitar 5 ribu derajat, yang terus bergerak dan merupakan penghantar listrik. Dengan sifat-sifat inilah asal usul medan magnet bumi dikaitkan. Komposisi inti bagian dalam, menurut para ilmuwan, lebih beragam dan dilengkapi dengan unsur-unsur yang lebih ringan - belerang, silikon, dan mungkin oksigen.

Mantel

Geosfer planet yang menghubungkan lapisan tengah dan atas bumi disebut mantel. Lapisan inilah yang membentuk sekitar 70% massa bumi. Bagian bawah magma adalah cangkang inti, batas luarnya. Analisis seismik di sini menunjukkan lonjakan tajam kepadatan dan kecepatan gelombang longitudinal, yang menunjukkan adanya perubahan signifikan pada komposisi batuan. Komposisi magma merupakan campuran logam berat yang didominasi oleh magnesium dan besi. Bagian atas lapisan, atau astenosfer, adalah massa lunak yang bergerak, plastis, dan bersuhu tinggi. Zat inilah yang menembus kerak bumi dan terciprat ke permukaan saat terjadi letusan gunung berapi.

Ketebalan lapisan magma di dalam mantel berkisar antara 200 hingga 250 kilometer, suhu sekitar 2000 o C. Mantel dipisahkan dari bagian bawah kerak bumi oleh lapisan Moho, atau batas Mohorovicic, seorang ilmuwan Serbia yang menentukan perubahan tajam kecepatan gelombang seismik di bagian mantel ini.

Cangkang keras

Apa nama lapisan bumi yang paling keras? Inilah litosfer, cangkang yang menghubungkan mantel dan kerak bumi, terletak di atas astenosfer, dan membersihkan lapisan permukaan dari pengaruh panasnya. Bagian utama litosfer adalah bagian dari mantel: dari total ketebalan 79 hingga 250 km, kerak bumi menyumbang 5-70 km, tergantung lokasinya. Litosfer bersifat heterogen; terbagi menjadi lempeng-lempeng litosfer, yang bergerak lambat secara konstan, terkadang menyimpang, terkadang saling mendekat. Getaran lempeng litosfer seperti itu disebut gerakan tektonik; guncangannya yang cepat itulah yang menyebabkan gempa bumi, terbelahnya kerak bumi, dan tercipratnya magma ke permukaan. Pergerakan lempeng litosfer menyebabkan terbentuknya parit atau bukit, dan magma yang memadat membentuk barisan pegunungan. Lempeng-lempeng tersebut tidak memiliki batas permanen; mereka terhubung dan terpisah. Area permukaan bumi yang berada di atas patahan lempeng tektonik- ini adalah tempat dengan peningkatan aktivitas seismik, di mana gempa bumi, letusan gunung berapi lebih sering terjadi daripada tempat lain, dan mineral terbentuk. Saat ini tercatat 13 lempeng litosfer, yang terbesar adalah: Amerika, Afrika, Antartika, Pasifik, Indo-Australia, dan Eurasia.

kerak bumi

Dibandingkan lapisan lainnya, kerak bumi merupakan lapisan yang paling tipis dan rapuh. permukaan bumi. Lapisan tempat hidup organisme yang paling jenuh bahan kimia dan unsur mikro hanya 5% massa total planet. Kerak bumi di planet bumi memiliki dua jenis: benua atau benua dan samudera. Kerak benua lebih keras dan terdiri dari tiga lapisan: basal, granit, dan sedimen. Dasar laut terdiri dari lapisan basal (utama) dan sedimen.

• Batuan basal- Ini adalah fosil beku, lapisan terpadat di permukaan bumi.
• Lapisan granit- tidak ada di bawah lautan, di darat ketebalannya bisa mendekati beberapa puluh kilometer granit, kristal, dan batuan serupa lainnya.
• Formasi sedimen terbentuk selama penghancuran batu. Di beberapa tempat mengandung endapan mineral asal organik: batu bara, garam meja, gas, minyak, batu kapur, kapur, garam kalium dan lain-lain.

Hidrosfer

Saat mengkarakterisasi lapisan permukaan bumi, tidak ada salahnya untuk menyebutkan cangkang air atau hidrosfer yang penting di planet ini. Keseimbangan air di planet ini dipertahankan oleh perairan samudera (perairan utama), air tanah, gletser, perairan benua seperti sungai, danau, dan perairan lainnya. 97% dari seluruh hidrosfer terdiri dari air asin di laut dan samudera, dan hanya 3% yang merupakan air tawar. air minum, yang sebagian besarnya ditemukan di gletser. Para ilmuwan berasumsi bahwa jumlah air di permukaan akan meningkat seiring waktu karena adanya bola yang dalam. Massa hidrosfer berada dalam sirkulasi yang konstan, berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain dan berinteraksi erat dengan litosfer dan atmosfer. Hidrosfer mempunyai pengaruh besar terhadap semua proses terestrial, perkembangan dan aktivitas vital biosfer. Cangkang air itulah yang menjadi lingkungan munculnya kehidupan di planet ini.

Tanah

Lapisan bumi yang paling subur dan tertipis, yang disebut tanah, atau tanah, bersama dengan cangkang air, sangat penting bagi keberadaan tumbuhan, hewan, dan manusia. Bola ini muncul ke permukaan akibat erosi batuan, akibat pengaruh proses penguraian organik. Dengan mengolah sisa-sisa aktivitas vital, jutaan mikroorganisme menciptakan lapisan humus - yang paling cocok untuk menabur semua jenis tanaman darat. Salah satu indikator penting berkualitas tinggi tanah - kesuburan. Tanah yang paling subur adalah tanah dengan kandungan pasir, tanah liat dan humus, atau lempung yang sama. Tanah liat, berbatu dan berpasir termasuk yang paling tidak cocok untuk pertanian.

Troposfer

Cangkang udara bumi berputar bersama planet dan terkait erat dengan semua proses yang terjadi di lapisan bumi. Atmosfer bagian bawah menembus jauh ke dalam kerak bumi melalui pori-pori, sedangkan bagian atas lambat laun menyatu dengan ruang angkasa.

Lapisan atmosfer bumi memiliki komposisi, kepadatan dan suhu yang heterogen.

Troposfer terbentang pada jarak 10 – 18 km dari kerak bumi. Bagian atmosfer ini dipanaskan oleh kerak bumi dan air, sehingga semakin dingin seiring dengan ketinggian. Suhu di troposfer menurun sekitar setengah derajat setiap 100 meter, dan seterusnya poin tertinggi mencapai -55 hingga -70 derajat. Bagian wilayah udara ini menempati bagian paling signifikan - hingga 80%. Di sinilah cuaca terbentuk, badai dan awan berkumpul, curah hujan dan angin terbentuk.

Lapisan tinggi

• Stratosfir - lapisan ozon planet, yang menyerap radiasi ultraviolet dari Matahari, mencegahnya menghancurkan semua makhluk hidup. Udara di stratosfer tipis. Ozon mempertahankan suhu stabil di bagian atmosfer ini dari -50 hingga 55 o C. Terdapat sedikit kelembapan di stratosfer, sehingga awan dan curah hujan bukanlah tipikalnya, berbeda dengan arus udara dengan kecepatan yang signifikan.
• Mesosfer, termosfer, ionosfer- lapisan udara bumi di atas stratosfer, di mana terjadi penurunan kepadatan dan suhu atmosfer. Lapisan ionosfer adalah tempat terjadinya pancaran partikel gas bermuatan yang disebut aurora.
• Eksosfer- lingkup dispersi partikel gas, mengaburkan batas dengan ruang.

Struktur cangkang bumi. Keadaan fisik (massa jenis, tekanan, suhu), komposisi kimia, pergerakan gelombang seismik di bagian dalam bumi. Magnetisme terestrial. Sumber energi internal planet ini. Usia Bumi. Geokronologi.

Bumi, seperti planet lain, memiliki struktur cangkang. Ketika gelombang seismik (membujur dan melintang) melewati tubuh bumi, kecepatannya pada beberapa tingkat dalam berubah secara nyata (dan tiba-tiba), yang menunjukkan adanya perubahan sifat medium yang dilewati gelombang. Ide-ide modern tentang distribusi kepadatan dan tekanan di dalam bumi diberikan dalam tabel.

Perubahan kepadatan dan tekanan dengan kedalaman di dalam bumi

(S.V. Kalesnik, 1955)

Tabel tersebut menunjukkan bahwa di pusat bumi kepadatannya mencapai 17,2 g/cm 3 dan berubah dengan lompatan yang sangat tajam (dari 5,7 menjadi 9,4) pada kedalaman 2900 km, dan kemudian pada kedalaman 5 ribu km. Lompatan pertama memungkinkan untuk mengisolasi inti padat, dan lompatan kedua memungkinkan untuk membagi inti ini menjadi bagian luar (2900-5000 km) dan bagian dalam (dari 5 ribu km ke pusat).

Ketergantungan kecepatan memanjang dan gelombang geser dari kedalaman

Jadi, pada dasarnya ada dua perubahan kecepatan yang tajam: pada kedalaman 60 km dan pada kedalaman 2900 km. Dengan kata lain, kerak bumi dan inti bumi terpisah dengan jelas. Di sabuk perantara di antara mereka, serta di dalam inti, hanya ada perubahan laju peningkatan kecepatan. Terlihat juga Bumi dalam keadaan padat hingga kedalaman 2.900 km, sebab Gelombang elastik transversal (gelombang geser) melewati ketebalan ini dengan bebas, dan merupakan satu-satunya gelombang yang dapat timbul dan merambat dalam medium padat. Lintasan gelombang transversal melalui inti tidak diamati, dan ini memberi alasan untuk menganggapnya cair. Namun, perhitungan terbaru menunjukkan bahwa modulus geser pada inti bumi kecil, namun masih belum sama dengan nol (seperti yang biasa terjadi pada zat cair) dan oleh karena itu, inti bumi lebih mendekati wujud padat daripada wujud cair. Tentu saja, dalam hal ini, konsep “padat” dan “cair” tidak dapat disamakan dengan konsep serupa yang diterapkan pada keadaan agregat materi di permukaan bumi: suhu tinggi dan tekanan yang sangat besar terjadi di dalam bumi.

Dengan demikian, struktur internal bumi terbagi menjadi kerak, mantel, dan inti.

kerak bumi – cangkang pertama padat Bumi, mempunyai ketebalan 30-40 km. Berdasarkan volumenya adalah 1,2% volume bumi, berdasarkan massa - 0,4%, kepadatan rata-rata adalah 2,7 g / cm 3. Sebagian besar terdiri dari granit; batuan sedimen kurang penting di dalamnya. Cangkang granit, di mana silikon dan aluminium memainkan peran besar, disebut “sialic” (“sial”). Kerak bumi dipisahkan dari mantel oleh bagian seismik yang disebut Perbatasan Moho, dari nama ahli geofisika Serbia A. Mohorovicic (1857-1936), yang menemukan “bagian seismik” ini. Batas ini jelas dan diamati di semua tempat di Bumi pada kedalaman 5 hingga 90 km. Bagian Moho bukan sekadar batas antara batuan dari jenis yang berbeda, tetapi mewakili bidang transisi fase antara eklogit dan gabbros pada mantel dan basal kerak bumi. Selama transisi dari mantel ke kerak bumi, tekanan turun drastis sehingga gabbro berubah menjadi basal (silikon, aluminium + magnesium - "sima" - silikon + magnesium). Transisi ini disertai dengan peningkatan volume sebesar 15% dan, karenanya, penurunan kepadatan. Permukaan Moho dianggap sebagai batas bawah kerak bumi. Fitur penting dari permukaan ini adalah adanya garis besar umum Ini seolah-olah merupakan cerminan dari relief permukaan bumi: di bawah lautan lebih tinggi, di bawah dataran benua lebih rendah, di bawah gunung tertinggi turun paling rendah (inilah yang disebut akar dari pegunungan).

Ada empat jenis kerak bumi; semuanya sesuai dengan empat bentuk terbesar permukaan bumi. Tipe pertama disebut daratan, ketebalannya 30-40 km; di bawah pegunungan muda meningkat hingga 80 km. Jenis kerak bumi ini sesuai dengan relief tonjolan benua (termasuk tepi bawah air benua). Pembagian yang paling umum adalah menjadi tiga lapisan: sedimen, granit dan basal. Lapisan sedimen, tebalnya hingga 15-20 km, kompleks sedimen berlapis(tanah liat dan serpih mendominasi, batuan berpasir, karbonat dan vulkanik terwakili secara luas). Lapisan granit(ketebalan 10-15 km) terdiri dari batuan metamorf dan beku asam dengan kandungan silika lebih dari 65%, sifatnya mirip dengan granit; yang paling umum adalah gneis, granodiorit dan diorit, granit, sekis kristal). Lapisan paling bawah, paling padat, tebalnya 15-35 km disebut basal karena kemiripannya dengan basal. Kepadatan rata-rata kerak benua 2,7 g/cm3. Di antara lapisan granit dan basal terdapat batas Conrad, dinamai sesuai nama ahli geofisika Austria yang menemukannya. Nama-nama lapisannya - granit dan basal - bersifat arbitrer; diberikan sesuai dengan kecepatan perjalanan gelombang seismik. Nama modern dari lapisan tersebut agak berbeda (E.V. Khain, M.G. Lomize): lapisan kedua disebut granit-metamorf, karena Hampir tidak ada granit di dalamnya; ia terdiri dari gneisses dan sekis kristal. Lapisan ketiga adalah granulit-basit, dibentuk dengan sangat bermetamorfosis batu.

Jenis kerak bumi yang kedua – transisi, atau geosinklinal – sesuai dengan zona transisi (geosinklin). Zona transisi terletak di lepas pantai timur benua Eurasia, di sebelah timur dan pantai barat Amerika Utara dan Selatan. Mereka memiliki struktur klasik berikut: cekungan laut marginal, busur pulau, dan palung laut dalam. Di bawah cekungan laut dan palung laut dalam tidak terdapat lapisan granit; kerak bumi terdiri dari lapisan sedimen dengan ketebalan yang meningkat dan basal. Lapisan granit hanya muncul di busur pulau. Ketebalan rata-rata kerak bumi tipe geosinklinal adalah 15-30 km.

Tipe ketiga - samudera kerak bumi sesuai dengan dasar laut, ketebalan kerak bumi 5-10 km. Ia memiliki struktur dua lapisan: lapisan pertama adalah sedimen, dibentuk oleh batuan lempung-silika-karbonat; lapisan kedua terdiri dari batuan beku holokristalin komposisi dasar (gabbro). Di antara lapisan sedimen dan basaltik terdapat lapisan perantara yang terdiri dari lava basaltik dengan lapisan batuan sedimen. Oleh karena itu, terkadang mereka berbicara tentang struktur tiga lapisan kerak samudera.

Tipe keempat - riftogenik kerak bumi, ciri khas pegunungan tengah laut, ketebalannya 1,5-2 km. Di pegunungan tengah laut, batuan mantel mendekati permukaan. Ketebalan lapisan sedimen 1-2 km, lapisan basal di lembah retakan menyempit.

Ada konsep “kerak bumi” dan “litosfer”. Litosfer– cangkang bumi yang berbatu, dibentuk oleh kerak bumi dan bagian mantel atas. Ketebalannya 150-200 km, dibatasi oleh astenosfer. Hanya bagian atas litosfer yang disebut kerak bumi.

Mantel berdasarkan volume, itu adalah 83% volume bumi dan 68% massanya. Massa jenis zat meningkat menjadi 5,7 g/cm3. Di perbatasan dengan inti, suhu meningkat menjadi 3800 0 C, tekanan - menjadi 1,4 x 10 11 Pa. Terdapat mantel atas hingga kedalaman 900 km dan mantel bawah hingga 2900 km. Pada mantel atas pada kedalaman 150-200 km terdapat lapisan astenosfer. Astenosfer(Yunani asthenes - lemah) - lapisan kekerasan dan kekuatan yang berkurang di mantel atas bumi. Astenosfer adalah sumber utama magma, tempat pusat makan vulkanik berada dan lempeng litosfer bergerak.

Inti menempati 16% volume dan 31% massa planet. Suhu di dalamnya mencapai 5000 0 C, tekanan – 37 x 10 11 Pa, kepadatan – 16 g/cm 3. Inti terbagi menjadi inti luar, hingga kedalaman 5.100 km, dan inti dalam. Inti luarnya cair dan terdiri dari besi atau logam silikat, inti dalamnya padat, besi-nikel.

Massa benda langit bergantung pada kepadatan materi; massa menentukan ukuran bumi dan gaya gravitasi. Planet kita memiliki ukuran dan gravitasi yang cukup; ia mampu mempertahankan hidrosfer dan atmosfer. Metalisasi materi terjadi di inti bumi sehingga menyebabkan terbentuknya arus listrik dan magnetosfer.

Terdapat berbagai medan di sekitar Bumi, pengaruh paling signifikan terhadap GO adalah gravitasi dan magnet.

Bidang gravitasi di Bumi itu adalah medan gravitasi. Gravitasi merupakan gaya resultan antara gaya tarik menarik dengan gaya sentrifugal yang terjadi pada saat bumi berputar. Gaya sentrifugal mencapai maksimumnya di ekuator, tetapi bahkan di sini gaya sentrifugalnya kecil dan berjumlah 1/288 gaya gravitasi. Gaya gravitasi di bumi terutama bergantung pada gaya tarik menarik yang dipengaruhi oleh distribusi massa di dalam bumi dan di permukaan. Gaya gravitasi bekerja di seluruh permukaan bumi dan diarahkan tegak lurus ke permukaan geoid. Kuat medan gravitasi berkurang secara merata dari kutub ke ekuator (di ekuator gaya sentrifugal lebih besar), dari permukaan ke atas (pada ketinggian 36.000 km nol) dan dari permukaan ke bawah (di pusat bumi). bumi gaya gravitasinya nol).

Medan gravitasi normal Bentuk Bumi adalah seperti apa Bumi jika berbentuk ellipsoid dengan sebaran massa yang seragam. Kuat medan sebenarnya pada suatu titik tertentu berbeda dari biasanya, dan terjadi anomali medan gravitasi. Anomali dapat bersifat positif dan negatif: pegunungan menciptakan massa tambahan dan seharusnya menyebabkan anomali positif, sedangkan palung laut, sebaliknya, menyebabkan anomali negatif. Namun faktanya, kerak bumi berada dalam keseimbangan isostatik.

isostatis (dari bahasa Yunani isostasios - sama beratnya) - menyeimbangkan kerak bumi yang padat dan relatif ringan dengan mantel atas yang lebih berat. Teori keseimbangan dikemukakan pada tahun 1855 oleh ilmuwan Inggris G.B. lapang. Berkat isostasi, kelebihan massa di atas tingkat kesetimbangan teoretis sama dengan kekurangan di bawahnya. Hal ini terungkap dalam kenyataan bahwa pada kedalaman tertentu (100-150 km) di lapisan astenosfer, materi mengalir ke tempat-tempat yang permukaannya kekurangan massa. Hanya di bawah pegunungan muda, dimana kompensasi belum sepenuhnya terjadi, anomali positif lemah teramati. Namun, keseimbangannya terus-menerus terganggu: sedimen mengendap di lautan, dan dasar laut membengkok karena beratnya. Sebaliknya gunung-gunung hancur, ketinggiannya berkurang, yang berarti massanya berkurang.

Gravitasi menciptakan bentuk bumi; gravitasi merupakan salah satu gaya endogen yang utama. Berkat dia, mereka rontok pengendapan, aliran sungai, cakrawala air tanah terbentuk, dan proses kemiringan diamati. Gravitasi menjelaskan ketinggian maksimum gunung; Dipercaya bahwa di Bumi kita tidak boleh ada gunung yang tingginya lebih dari 9 km. Gravitasi menyatukan lapisan gas dan air di planet ini. Hanya molekul paling ringan - hidrogen dan helium - yang meninggalkan atmosfer planet. Tekanan massa materi, yang diwujudkan dalam proses diferensiasi gravitasi di mantel bawah, bersama dengan peluruhan radioaktif, menghasilkan energi panas - sumber proses internal (endogen) yang membangun kembali litosfer.

Rezim termal lapisan permukaan kerak bumi (rata-rata hingga 30 m) memiliki suhu yang ditentukan oleh panas matahari. Ini lapisan heliometri mengalami fluktuasi suhu musiman. Di bawah ini adalah cakrawala yang lebih tipis dengan suhu konstan (sekitar 20 m), sesuai dengan suhu tahunan rata-rata di lokasi pengamatan. Di bawah lapisan permanen, suhu meningkat seiring dengan kedalaman - lapisan panas bumi. Untuk mengukur besarnya peningkatan ini, dua konsep yang saling terkait digunakan. Perubahan suhu ketika masuk ke dalam tanah sedalam 100 m disebut gradien panas bumi(bervariasi dari 0,1 hingga 0,01 0 S/m dan bergantung pada komposisi batuan, kondisi kemunculannya), dan jarak tegak lurus yang perlu diperdalam untuk memperoleh peningkatan suhu sebesar 1 0 disebut tahap panas bumi(bervariasi dari 10 hingga 100 m/ 0 C).

Magnetisme terestrial - sifat bumi yang menentukan adanya medan magnet disekitarnya yang disebabkan oleh proses yang terjadi pada batas inti-mantel. Untuk pertama kalinya, umat manusia mengetahui bahwa Bumi adalah magnet berkat karya W. Gilbert.

Magnetosfer – wilayah ruang dekat Bumi yang dipenuhi partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnet bumi. Ia dipisahkan dari ruang antarplanet oleh magnetopause. Ini adalah batas luar magnetosfer.

Di jantung pendidikan medan magnet ada alasan internal dan eksternal. Medan magnet konstan terbentuk karena arus listrik yang timbul di inti luar planet. Aliran sel darah matahari membentuk medan magnet bolak-balik bumi. Peta magnetik memberikan gambaran visual tentang keadaan medan magnet bumi. Peta magnetik disusun untuk periode lima tahun - era magnet.

Bumi akan memiliki medan magnet normal jika bumi berbentuk bola bermagnet seragam. Sebagai perkiraan pertama, Bumi adalah dipol magnet - berupa batang yang ujung-ujungnya mempunyai kutub magnet yang berlawanan. Tempat perpotongan sumbu dipol magnet dengan permukaan bumi disebut kutub geomagnetik. Kutub geomagnetik tidak bertepatan dengan kutub geografis dan bergerak lambat dengan kecepatan 7-8 km/tahun. Penyimpangan medan magnet nyata dari normal (dihitung secara teoritis) disebut anomali magnetik. Mereka bisa bersifat global (Oval Siberia Timur), regional (KMA) dan lokal, terkait dengan kedekatan batuan magnetis dengan permukaan.

Medan magnet dicirikan oleh tiga besaran: deklinasi magnet, kemiringan dan kekuatan magnet. Deklinasi magnetik- sudut antara meridian geografis dan arah jarum magnet. Deklinasinya adalah timur (+), jika ujung utara jarum kompas menyimpang ke timur dari geografis, dan barat (-), jika panah menyimpang ke barat. Kecenderungan magnetik- sudut antara bidang horizontal dan arah jarum magnet yang digantung pada sumbu horizontal. Kemiringannya positif jika ujung utara panah mengarah ke bawah, dan negatif jika ujung utara panah mengarah ke atas. Kecenderungan magnet bervariasi dari 0 hingga 90 0 . Kekuatan medan magnet ditandai dengan ketegangan. Kuat medan magnet rendah di ekuator 20-28 A/m, di kutub – 48-56 A/m.

Magnetosfer memiliki bentuk tetesan air mata. Di sisi yang menghadap Matahari, jari-jarinya sama dengan 10 jari-jari Bumi; di sisi malam, di bawah pengaruh “angin matahari”, ia meningkat menjadi 100 jari-jari. Bentuknya disebabkan pengaruh angin matahari yang bertabrakan dengan magnetosfer bumi dan mengalir di sekitarnya. Partikel bermuatan, setelah mencapai magnetosfer, mulai bergerak sepanjang magnet saluran listrik dan bentuk sabuk radiasi. Sabuk radiasi bagian dalam terdiri dari proton dan memiliki konsentrasi maksimum pada ketinggian 3500 km di atas garis khatulistiwa. Sabuk terluar dibentuk oleh elektron dan memanjang hingga 10 jari-jari. Di kutub magnet, ketinggian sabuk radiasi berkurang, dan muncul area di mana partikel bermuatan menyerang atmosfer, mengionisasi gas atmosfer, dan menyebabkan aurora.

Signifikansi geografis magnetosfer sangat besar: ia melindungi bumi dari radiasi sel surya dan kosmik. Anomali magnetik berhubungan dengan pencarian mineral. Garis gaya magnet membantu wisatawan dan kapal bernavigasi di luar angkasa.

Usia Bumi. Geokronologi.

Bumi muncul sebagai benda dingin dari akumulasi partikel padat dan benda seperti asteroid. Di antara partikel-partikel itu juga ada partikel radioaktif. Begitu berada di dalam bumi, mereka hancur di sana, melepaskan panas. Meskipun ukuran bumi kecil, panas dengan mudah keluar ke ruang antarplanet. Namun seiring bertambahnya volume bumi, produksi panas radioaktif mulai melebihi kebocorannya, terakumulasi dan memanaskan perut planet, menyebabkan pelunakannya. Keadaan plastik yang membuka peluang untuk diferensiasi gravitasi materi– mengambangnya massa mineral yang lebih ringan ke permukaan dan turunnya massa mineral yang lebih berat secara bertahap ke tengah. Intensitas diferensiasi memudar seiring dengan kedalaman, karena dalam arah yang sama, karena peningkatan tekanan, viskositas zat meningkat. Inti bumi tidak ditangkap oleh diferensiasi dan mempertahankan komposisi silikat aslinya. Namun menebal tajam karena tekanan tertinggi, melebihi satu juta atmosfer.

Penentuan umur bumi dilakukan dengan metode radioaktif; metode ini hanya dapat diterapkan pada batuan yang mengandung unsur radioaktif. Jika kita berasumsi bahwa semua argon di Bumi adalah produk peluruhan kalium-49, maka usia Bumi setidaknya akan mencapai 4 miliar tahun. Perhitungan oleh O.Yu. Schmidt memberikan angka yang lebih tinggi lagi - 7,6 miliar tahun. V.I. Untuk menghitung usia Bumi, Baranov mengambil rasio antara jumlah modern uranium-238 dan aktinouranium (uranium-235) dalam batuan dan mineral dan memperoleh usia uranium (zat yang kemudian membentuk planet ini) sebesar 5- 7 miliar tahun.

Dengan demikian, umur bumi ditentukan pada kisaran 4-6 miliar tahun. Sejarah perkembangan permukaan bumi selama ini dapat langsung direkonstruksi secara umum hanya dimulai dari masa dimana batuan tertua masih terpelihara, yaitu selama kurang lebih 3 - 3,5 miliar tahun (Kalesnik S.V.).

Sejarah bumi biasanya terbagi menjadi dua kalpa: kriptozoikum(tersembunyi dan hidup: tidak ada sisa kerangka fauna) dan Fanerozoikum(eksplisit dan hidup) . Cryptose berisi dua era: Archean dan Proterozoikum. Fanerozoikum berlangsung selama 570 juta tahun terakhir, dan meliputi: Era Paleozoikum, Mesozoikum, dan Kenozoikum, yang, pada gilirannya, dibagi menjadi periode. Seringkali seluruh periode sebelum Fanerozoikum disebut Prakambrium(Kambrium - periode pertama era Paleozoikum).

Periode era Paleozoikum:

Periode era Mesozoikum:

Periode era Kenozoikum:

Paleogen (zaman – Paleosen, Eosen, Oligosen)

Neogen (zaman – Miosen, Pliosen)

Kuarter (zaman - Pleistosen dan Holosen).

Kesimpulan:

1. Atas dasar semua manifestasi kehidupan batin Bumi bertanggung jawab atas transformasi energi panas.

2. Di kerak bumi, suhu meningkat seiring dengan bertambahnya jarak dari permukaan (gradien panas bumi).

3. Panas bumi bersumber dari peluruhan unsur radioaktif.

4. Massa jenis materi bumi bertambah seiring dengan kedalaman dari 2,7 di permukaan menjadi 17,2 di bagian tengah. Tekanan di pusat bumi mencapai 3 juta atm. Kepadatan meningkat secara tiba-tiba pada kedalaman 60 dan 2900 km. Oleh karena itu kesimpulannya - Bumi terdiri dari cangkang konsentris yang saling berpelukan.

5. Kerak bumi terutama terdiri dari batuan seperti granit, yang didasari oleh batuan seperti basal. Usia bumi ditentukan 4-6 miliar tahun.

Metode mempelajari struktur internal dan komposisi bumi dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: metode geologi dan metode geofisika. Metode geologi didasarkan pada hasil kajian langsung terhadap strata batuan pada singkapan, pekerjaan tambang (tambang, adit, dll) dan sumur. Pada saat yang sama, para peneliti memiliki seluruh metode untuk mempelajari struktur dan komposisi, yang menentukan tingkat detail yang tinggi dari hasil yang diperoleh. Pada saat yang sama, kemampuan metode ini dalam mempelajari kedalaman planet ini sangat terbatas - sumur terdalam di dunia hanya memiliki kedalaman -12262 m (Kola Superdeep di Rusia), bahkan kedalaman yang lebih kecil dapat dicapai saat mengebor dasar laut (sekitar -1500 m, pengeboran dari kapal penelitian Amerika Glomar Challenger). Dengan demikian, kedalaman yang tidak melebihi 0,19% radius planet tersedia untuk dipelajari secara langsung.

Informasi mengenai struktur dalam didasarkan pada analisis data tidak langsung yang diperoleh metode geofisika, terutama pola perubahan terhadap kedalaman dalam berbagai parameter fisik (konduktivitas listrik, faktor kualitas mekanik, dll.) yang diukur selama penelitian geofisika. Pengembangan model struktur internal bumi terutama didasarkan pada hasil penelitian seismik, berdasarkan data pola rambat gelombang seismik. Sumber gempa bumi dan ledakan dahsyat adalah gelombang seismik—getaran elastis—yang muncul. Gelombang ini dibagi menjadi gelombang volume - merambat di perut planet dan “transparan” seperti sinar-X, dan gelombang permukaan - merambat sejajar dengan permukaan dan “menyelidiki” lapisan atas planet hingga kedalaman puluhan hingga ratusan kilometer.
Gelombang tubuh, pada gilirannya, dibagi menjadi dua jenis - memanjang dan melintang. Gelombang longitudinal, yang mempunyai kecepatan rambat tinggi, pertama kali direkam oleh penerima seismik, disebut gelombang primer atau gelombang P ( dari bahasa Inggris primer - primer), gelombang transversal yang lebih lambat disebut gelombang S ( dari bahasa Inggris sekunder - sekunder). Gelombang transversal diketahui memiliki fitur penting– mereka hanya menyebar di media padat.

Pada batas-batas media yang sifat-sifatnya berbeda, gelombang dibiaskan, dan pada batas-batas perubahan sifat yang tajam, selain sifat-sifat yang dibiaskan, timbullah gelombang pantulan dan pertukaran. Gelombang geser dapat mempunyai perpindahan tegak lurus terhadap bidang datang (gelombang SH) atau perpindahan terletak pada bidang datang (gelombang SV). Ketika melintasi batas-batas media dengan sifat berbeda, gelombang SH mengalami pembiasan normal, dan gelombang SV, selain gelombang SV yang dibiaskan dan dipantulkan, menggairahkan gelombang P. Ini adalah bagaimana sistem gelombang seismik yang kompleks muncul, “transparan” isi perut planet ini.

Dengan menganalisis pola perambatan gelombang, dimungkinkan untuk mengidentifikasi ketidakhomogenan di perut planet - jika pada kedalaman tertentu terjadi perubahan mendadak dalam kecepatan rambat gelombang seismik, refraksi dan refleksinya terekam, kita dapat menyimpulkan bahwa pada pada kedalaman ini terdapat batas cangkang bagian dalam bumi, yang berbeda sifat fisiknya.

Studi tentang jalur dan kecepatan rambat gelombang seismik di perut bumi memungkinkan untuk mengembangkan model seismik dari struktur internalnya.

Gelombang seismik, yang merambat dari sumber gempa jauh ke dalam bumi, mengalami perubahan kecepatan mendadak yang paling signifikan, dibiaskan dan dipantulkan pada bagian seismik yang terletak di kedalaman. 33 km Dan 2900 km dari permukaan (lihat gambar). Batasan seismik yang tajam ini memungkinkan interior planet dibagi menjadi 3 geosfer internal utama - kerak bumi, mantel, dan inti bumi.

Kerak bumi dipisahkan dari mantel oleh batas seismik yang tajam, di mana kecepatan gelombang longitudinal dan transversal meningkat secara tiba-tiba. Dengan demikian, kecepatan gelombang geser meningkat tajam dari 6,7-7,6 km/s di bagian bawah kerak bumi menjadi 7,9-8,2 km/s di mantel. Batas ini ditemukan pada tahun 1909 oleh seismolog Yugoslavia Mohorovicic dan kemudian diberi nama Perbatasan Mohorovicic(sering disebut batas Moho, atau batas M). Kedalaman rata-rata batas adalah 33 km (perlu dicatat bahwa ini adalah nilai yang sangat mendekati karena perbedaan ketebalan pada struktur geologi yang berbeda); Pada saat yang sama, di bawah benua, kedalaman bagian Mohorovichichi dapat mencapai 75-80 km (yang tercatat di bawah struktur pegunungan muda - Andes, Pamir), di bawah lautan berkurang, mencapai ketebalan minimum 3-4 km.

Batas seismik yang lebih tajam yang memisahkan mantel dan inti terekam di kedalaman 2900 km. Pada bagian seismik ini, kecepatan gelombang P turun secara tiba-tiba dari 13,6 km/s di dasar mantel menjadi 8,1 km/s di inti; Gelombang S - dari 7,3 km/s hingga 0. Hilangnya gelombang transversal menunjukkan bahwa bagian luar inti mempunyai sifat cair. Batas seismik yang memisahkan inti dan mantel ditemukan pada tahun 1914 oleh ahli seismologi Jerman Gutenberg dan sering disebut Perbatasan Gutenberg, meski nama ini tidak resmi.

Perubahan tajam kecepatan dan sifat lintasan gelombang tercatat pada kedalaman 670 km dan 5150 km. Perbatasan 670 km membagi mantel menjadi mantel atas (33-670 km) dan mantel bawah (670-2900 km). Perbatasan 5150 km membagi inti menjadi cairan luar (2900-5150 km) dan padat dalam (5150-6371 km).

Perubahan signifikan juga terjadi pada bagian seismik 410 km, membagi mantel atas menjadi dua lapisan.

Data yang diperoleh tentang batas-batas seismik global memberikan dasar untuk mempertimbangkan model seismik modern dari struktur dalam bumi.

Kulit terluar dari bumi padat adalah kerak bumi, dibatasi oleh perbatasan Mohorovicic. Ini adalah cangkang yang relatif tipis, ketebalannya berkisar antara 4-5 km di bawah lautan hingga 75-80 km di bawah struktur pegunungan kontinental. Kerak bagian atas terlihat jelas pada susunan kerak bagian tengah. lapisan sedimen, terdiri dari batuan sedimen yang tidak bermetamorfosis, di antaranya mungkin terdapat gunung berapi, dan mendasarinya terkonsolidasi, atau kristal,kulit pohon, dibentuk oleh batuan intrusif yang bermetamorfosis dan beku. Ada dua jenis utama kerak bumi - benua dan samudera, yang secara fundamental berbeda dalam struktur, komposisi, asal usul, dan usia.

Kerak benua terletak di bawah benua dan batas bawah airnya, memiliki ketebalan 35-45 km sampai 55-80 km, dibedakan 3 lapisan pada bagiannya. Lapisan atas biasanya terdiri dari batuan sedimen, termasuk sejumlah kecil batuan beku dan bermetamorfosis lemah. Lapisan ini disebut sedimen. Secara geofisika dicirikan oleh kecepatan gelombang P yang rendah pada kisaran 2-5 km/s. Ketebalan rata-rata lapisan sedimen sekitar 2,5 km.
Di bawah ini adalah kerak bagian atas (lapisan granit-gneiss atau “granit”), terdiri dari batuan beku dan metamorf yang kaya akan silika (rata-rata, komposisi kimianya sesuai dengan granodiorit). Kecepatan gelombang P pada lapisan ini adalah 5,9-6,5 km/s. Di dasar kerak atas, bagian seismik Conrad dibedakan, yang mencerminkan peningkatan kecepatan gelombang seismik selama transisi ke kerak bawah. Namun bagian ini tidak tercatat di semua tempat: di kerak benua, peningkatan kecepatan gelombang secara bertahap seiring dengan kedalaman sering tercatat.
Kerak bagian bawah (lapisan granulit-mafik) dicirikan oleh kecepatan gelombang yang lebih tinggi (6,7-7,5 km/s untuk gelombang P), yang disebabkan oleh perubahan komposisi batuan selama transisi dari mantel atas. Menurut model yang paling diterima, komposisinya sesuai dengan granulit.

Batuan dari berbagai umur geologi, hingga yang paling kuno berumur sekitar 4 miliar tahun, berperan dalam pembentukan kerak benua.

Kerak samudera memiliki ketebalan yang relatif kecil, rata-rata 6-7 km. Berdasarkan penampangnya, dalam bentuk paling umum, dua lapisan dapat dibedakan. Lapisan atas bersifat sedimen, bercirikan daya rendah(rata-rata sekitar 0,4 km) dan kecepatan gelombang P yang rendah (1,6-2,5 km/s). Lapisan bawah adalah "basaltik" - terdiri dari batuan beku dasar (di atas - basal, di bawah - batuan intrusi dasar dan ultrabasa). Kecepatan gelombang longitudinal di lapisan “basal” meningkat dari 3,4-6,2 km/s di basal menjadi 7-7,7 km/s di cakrawala kerak terendah.

Usia batuan tertua di kerak samudera modern adalah sekitar 160 juta tahun.

Mantel Ini adalah cangkang bagian dalam bumi terbesar dalam hal volume dan massa, dibatasi di bagian atas oleh batas Moho dan di bawah oleh batas Gutenberg. Terdiri dari mantel atas dan mantel bawah, dipisahkan oleh batas sejauh 670 km.

Menurut ciri geofisika, mania atas terbagi menjadi dua lapisan. Lapisan atas - mantel subcrustal- memanjang dari batas Moho hingga kedalaman 50-80 km di bawah lautan dan 200-300 km di bawah benua dan ditandai dengan peningkatan halus dalam kecepatan gelombang seismik memanjang dan melintang, yang dijelaskan oleh pemadatan batuan. karena tekanan litostatik dari lapisan atasnya. Di bawah mantel subcrustal hingga antarmuka global sepanjang 410 km terdapat lapisan berkecepatan rendah. Sesuai dengan namanya lapisan tersebut, kecepatan gelombang seismik di dalamnya lebih rendah dibandingkan di mantel subcrustal. Selain itu, di beberapa daerah terungkap lensa yang tidak memancarkan gelombang S sama sekali, hal ini memberikan alasan untuk menyatakan bahwa bahan mantel di daerah tersebut berada dalam keadaan cair sebagian. Lapisan ini disebut astenosfer ( dari bahasa Yunani "asthenes" - lemah dan "sphair" - bola); istilah ini diperkenalkan pada tahun 1914 oleh ahli geologi Amerika J. Burrell, dalam literatur berbahasa Inggris sering disebut sebagai LVZ - Zona Kecepatan Rendah. Dengan demikian, astenosfer- Ini adalah lapisan di mantel atas (terletak pada kedalaman sekitar 100 km di bawah lautan dan sekitar 200 km atau lebih di bawah benua), diidentifikasi berdasarkan penurunan kecepatan gelombang seismik dan berkurangnya kekuatan dan viskositas. Permukaan astenosfer terbentuk dengan baik dan penurunan tajam resistivitas (hingga nilai sekitar 100 Ohm . M).

Kehadiran lapisan astenosfer plastik, berbeda sifat mekanik dari lapisan padat di atasnya, memberikan dasar untuk penyorotan litosfer- cangkang padat bumi, termasuk kerak bumi dan mantel subkerak yang terletak di atas astenosfer. Ketebalan litosfer berkisar antara 50 hingga 300 km. Perlu dicatat bahwa litosfer bukanlah cangkang batuan monolitik planet ini, tetapi terbagi menjadi lempeng-lempeng terpisah yang terus-menerus bergerak di sepanjang astenosfer plastis. Fokus gempa bumi dan vulkanisme modern terbatas pada batas lempeng litosfer.

Di bawah bagian 410 km, gelombang P dan S merambat ke seluruh bagian mantel atas, dan kecepatannya meningkat secara monoton seiring bertambahnya kedalaman.

DI DALAM mantel bawah, dipisahkan oleh batas global yang tajam sepanjang 670 km, kecepatan gelombang P dan S secara monoton, tanpa perubahan mendadak, masing-masing meningkat menjadi 13,6 dan 7,3 km/s hingga bagian Gutenberg.

Di inti terluar, kecepatan gelombang P menurun tajam hingga 8 km/s, dan gelombang S menghilang sama sekali. Hilangnya gelombang transversal menunjukkan bahwa inti luar bumi berada dalam keadaan cair. Di bawah bagian 5150 km terdapat inti dalam yang kecepatan gelombang P meningkat dan gelombang S mulai merambat kembali, menunjukkan keadaan padatnya.

Kesimpulan mendasar dari model kecepatan Bumi yang dijelaskan di atas adalah bahwa planet kita terdiri dari serangkaian cangkang konsentris yang mewakili inti besi, mantel silikat, dan kerak aluminosilikat.

Karakteristik geofisika bumi

Distribusi massa antar geosfer bagian dalam

Sebagian besar massa bumi (sekitar 68%) berada di mantelnya yang relatif ringan namun bervolume besar, dengan sekitar 50% di mantel bawah dan sekitar 18% di mantel atas. Sisanya sebesar 32% dari total massa bumi sebagian besar berasal dari inti bumi, dengan bagian luarnya yang cair (29% dari total massa bumi) jauh lebih berat daripada bagian dalamnya yang padat (sekitar 2%). Hanya kurang dari 1% total massa planet yang tersisa di kerak bumi.

Kepadatan

Kepadatan cangkang secara alami meningkat menuju pusat bumi (lihat gambar). Kepadatan rata-rata kulit kayu adalah 2,67 g/cm3; di perbatasan Moho meningkat secara tiba-tiba dari 2,9-3,0 menjadi 3,1-3,5 gram/cm 3 . Di dalam mantel, kepadatan secara bertahap meningkat karena kompresi zat silikat dan transisi fase (penataan ulang struktur kristal zat selama “adaptasi” terhadap peningkatan tekanan) dari 3,3 g/cm 3 di bagian subkerak menjadi 5,5 g/cm 3 di bagian bawah mantel bawah. Di batas Gutenberg (2900 km), kepadatannya tiba-tiba meningkat dua kali lipat - hingga 10 g/cm 3 di inti luar. Lompatan kepadatan lainnya - dari 11,4 menjadi 13,8 g/cm 3 - terjadi pada batas inti dalam dan inti luar (5150 km). Kedua lompatan kepadatan yang tajam ini memiliki sifat yang berbeda: pada batas mantel/inti, terjadi perubahan komposisi kimia zat (transisi dari mantel silikat ke inti besi), dan lompatan pada batas 5.150 km dikaitkan dengan a perubahan keadaan agregasi (transisi dari inti luar yang cair ke inti dalam yang padat) . Di pusat bumi, massa jenis materi mencapai 14,3 g/cm 3 .

Tekanan

Tekanan di bagian dalam bumi dihitung berdasarkan model kepadatannya. Peningkatan tekanan seiring bertambahnya jarak dari permukaan disebabkan oleh beberapa alasan:

kompresi karena berat cangkang di atasnya (tekanan litostatik);

transisi fase pada cangkang dengan komposisi kimia yang homogen (khususnya, pada mantel);

perbedaan dalam komposisi kimia cangkang (kerak dan mantel, mantel dan inti).

Di dasar kerak benua, tekanannya sekitar 1 GPa (lebih tepatnya 0,9 * 10 9 Pa). Di mantel bumi tekanannya meningkat secara bertahap; di batas Gutenberg mencapai 135 GPa. Di inti luar, gradien tekanan meningkat, dan di inti dalam, sebaliknya, menurun. Nilai tekanan yang dihitung pada batas antara inti dalam dan luar serta dekat pusat bumi masing-masing adalah 340 dan 360 GPa.

Suhu. Sumber energi panas

Proses geologi yang terjadi di permukaan dan di dalam planet ini terutama disebabkan oleh energi panas. Sumber energi dibagi menjadi dua kelompok: endogen (atau sumber internal), terkait dengan pembentukan panas di dalam perut planet, dan bersifat eksogen (atau di luar planet). Intensitas aliran energi panas dari bawah permukaan ke permukaan tercermin dari besarnya gradien panas bumi. Gradien panas bumi– kenaikan suhu seiring kedalaman, dinyatakan dalam 0 C/km. Karakteristik “terbalik” adalah tahap panas bumi– kedalaman dalam meter, saat direndam suhu akan meningkat sebesar 1 0 C. Nilai rata-rata gradien panas bumi di bagian atas kerak bumi adalah 30 0 C/km dan berkisar antara 200 0 C/km di wilayah modern magmatisme aktif hingga 5 0 C/km di daerah dengan rezim tektonik tenang. Dengan bertambahnya kedalaman, nilai gradien panas bumi menurun secara signifikan, rata-rata sekitar 10 0 C/km di litosfer, dan kurang dari 1 0 C/km di mantel. Alasannya terletak pada distribusi sumber energi panas dan sifat perpindahan panas.

Sumber energi endogen adalah sebagai berikut.
1. Energi diferensiasi gravitasi yang dalam, yaitu pelepasan panas selama redistribusi suatu zat berdasarkan kepadatan selama transformasi kimia dan fasa. Faktor utama dalam transformasi tersebut adalah tekanan. Batas inti-mantel dianggap sebagai tingkat utama pelepasan energi ini.
2. Panas radiogenik, yang terjadi selama peluruhan isotop radioaktif. Menurut beberapa perhitungan, sumber ini menyumbang sekitar 25% aliran panas, dipancarkan oleh Bumi. Namun, harus diingat bahwa peningkatan kandungan isotop radioaktif utama berumur panjang - uranium, torium, dan kalium - hanya diamati di bagian atas kerak benua (zona pengayaan isotop). Misalnya, konsentrasi uranium dalam granit mencapai 3,5 · 10 -4%, pada batuan sedimen - 3,2 · 10 -4%, sedangkan di kerak samudera dapat diabaikan: sekitar 1,66 · 10 -7%. Dengan demikian, panas radiogenik merupakan sumber panas tambahan di bagian atas kerak benua, yang menentukan tingginya nilai gradien panas bumi di wilayah planet ini.
3. Sisa panas, terpelihara di kedalaman sejak pembentukan planet ini.
4. Pasang surut yang padat, disebabkan oleh daya tarik Bulan. Peralihan energi kinetik pasang surut menjadi panas terjadi akibat gesekan internal pada lapisan batuan. Porsi sumber ini dalam total keseimbangan panas kecil - sekitar 1-2%.

Di litosfer, mekanisme perpindahan panas konduktif (molekuler) mendominasi; di mantel sublitosfer bumi, terjadi transisi ke mekanisme perpindahan panas yang didominasi konvektif.

Perhitungan suhu di bagian dalam planet memberikan nilai sebagai berikut: di litosfer pada kedalaman sekitar 100 km suhunya sekitar 1300 0 C, pada kedalaman 410 km - 1500 0 C, pada kedalaman 670 km - 1800 0 C, di perbatasan inti dan mantel - 2500 0 C, pada kedalaman 5150 km - 3300 0 C, di pusat bumi - 3400 0 C. Dalam hal ini, hanya yang utama (dan yang paling mungkin) untuk zona dalam) sumber panas diperhitungkan - energi diferensiasi gravitasi dalam.

Panas endogen menentukan jalannya proses geodinamik global. termasuk pergerakan lempeng litosfer

Di permukaan planet ini peran penting memiliki sumber eksogen panas - radiasi matahari. Di bawah permukaan, pengaruh panas matahari berkurang tajam. Sudah di kedalaman yang dangkal (hingga 20-30 m) terdapat zona suhu konstan - wilayah kedalaman di mana suhunya tetap konstan dan sama dengan suhu tahunan rata-rata di wilayah tersebut. Di bawah sabuk suhu konstan, panas berasosiasi dengan sumber endogen.

Magnetisme Bumi

Bumi merupakan suatu magnet raksasa yang mempunyai medan gaya magnet dan kutub magnet yang letaknya berdekatan dengan geografi, tetapi tidak bertepatan dengannya. Oleh karena itu, dalam pembacaan jarum kompas magnet, dibedakan antara deklinasi magnet dan kemiringan magnet.

Deklinasi magnetik adalah sudut antara arah jarum kompas magnet dan meridian geografis pada suatu titik tertentu. Sudut ini paling besar di kutub (hingga 90 0) dan terkecil di ekuator (7-8 0).

Kecenderungan magnetik– sudut yang dibentuk oleh kemiringan jarum magnet terhadap cakrawala. Saat mendekati kutub magnet, jarum kompas akan mengambil posisi vertikal.

Diasumsikan munculnya medan magnet disebabkan oleh sistem arus listrik, timbul selama rotasi bumi, sehubungan dengan gerakan konvektif pada inti luar cair. Medan magnet total terdiri dari nilai medan utama bumi dan medan akibat mineral feromagnetik pada batuan kerak bumi. Sifat kemagnetan merupakan ciri-ciri mineral feromagnetik, seperti magnetit (FeFe 2 O 4), hematit (Fe 2 O 3), ilmenit (FeTiO 2), pirhotit (Fe 1-2 S), dll, yang merupakan mineral dan terbentuk oleh anomali magnetik. Mineral-mineral tersebut dicirikan oleh fenomena magnetisasi sisa yang mewarisi orientasi medan magnet bumi yang ada pada masa pembentukan mineral-mineral tersebut. Rekonstruksi letak kutub magnet bumi pada zaman geologi yang berbeda menunjukkan bahwa medan magnet yang dialami secara periodik inversi- perubahan dimana kutub magnet berpindah tempat. Proses perubahan tanda magnet bidang geomagnetik berlangsung dari beberapa ratus hingga beberapa ribu tahun dan dimulai dengan penurunan drastis kekuatan medan magnet utama bumi hingga hampir nol, kemudian polaritas terbalik terjadi dan setelah beberapa waktu terjadi pemulihan ketegangan yang cepat, tetapi sebaliknya tanda. Kutub Utara menggantikan Kutub Selatan dan, sebaliknya, dengan frekuensi perkiraan 5 kali setiap 1 juta tahun. Orientasi medan magnet saat ini ditetapkan sekitar 800 ribu tahun yang lalu.

Planet kita memiliki beberapa cangkang, merupakan cangkang ketiga dari Matahari, dan menempati peringkat kelima dalam ukuran. Kami mengundang Anda untuk mengenal planet kita lebih baik dan mempelajarinya secara menyeluruh. Untuk melakukan ini, kami akan menganalisis setiap lapisannya secara terpisah.

Kerang

Diketahui bahwa bumi mempunyai tiga cangkang:

• Suasana.
• Litosfer.
• Hidrosfer.

Dari namanya pun tidak sulit untuk menebak bahwa yang pertama berasal dari udara, yang kedua berasal dari cangkang keras, dan yang ketiga berasal dari air.

Suasana

Ini adalah lapisan gas planet kita. Keunikannya adalah letaknya ribuan kilometer di atas permukaan tanah. Komposisinya diubah secara eksklusif oleh manusia dan bukan menjadi lebih baik. Apa pentingnya atmosfer? Ini seperti kubah pelindung kita, melindungi planet ini dari berbagai sampah luar angkasa, yang sebagian besar terbakar di lapisan ini.

Melindungi dari efek berbahaya radiasi ultraviolet. Namun, seperti yang Anda ketahui, ada pula yang muncul semata-mata karena ulah manusia. Berkat cangkang yang kami miliki suhu nyaman dan kelembaban. Variasi yang luar biasa makhluk hidup - ini juga kelebihannya. Mari kita lihat strukturnya berlapis-lapis. Mari kita soroti yang paling penting dan signifikan di antaranya.

Troposfer

Ini adalah lapisan paling bawah, juga yang paling padat. Saat ini kamu sedang berada di dalamnya. Geonomi, ilmu tentang struktur bumi, mempelajari lapisan ini. Batas atasnya bervariasi dari tujuh hingga dua puluh kilometer, dan semakin tinggi suhunya, semakin lebar lapisannya. Jika kita perhatikan struktur bumi pada penampang di kutub dan di ekuator, maka akan sangat berbeda; di ekuator akan jauh lebih luas.

Apa lagi yang penting untuk dikatakan tentang lapisan ini? Di sinilah terjadi siklus air, terbentuknya siklon dan antisiklon, terbentuknya angin, dan secara umum semua proses yang berkaitan dengan cuaca dan iklim terjadi. Sangat properti yang menarik, yang hanya berlaku di Troposfer, jika naik seratus meter, suhu udara akan turun sekitar satu derajat. Di luar cangkang ini, hukum berlaku justru sebaliknya. Ada satu tempat antara troposfer dan stratosfer di mana suhunya tidak berubah - tropopause.

Stratosfir

Karena kita sedang mempertimbangkan asal usul dan struktur bumi, kita tidak dapat melewatkan lapisan stratosfer, yang namanya dalam terjemahan berarti “lapisan” atau “lantai”.

Di lapisan inilah pesawat penumpang dan pesawat supersonik terbang. Perhatikan bahwa udara di sini sangat tipis. Suhu berubah seiring ketinggian dari minus lima puluh enam menjadi nol, hal ini berlanjut hingga stratopause.

Apakah ada kehidupan di sana?

Meski terdengar paradoks, pada tahun 2005 bentuk kehidupan ditemukan di stratosfer. Itulah beberapa bukti teori asal usul kehidupan di planet kita yang dibawa dari luar angkasa.

Tapi mungkin bakteri yang bermutasilah yang mencapai rekor tertinggi. Apapun kebenarannya, ada satu hal yang mengejutkan: radiasi ultraviolet sama sekali tidak membahayakan bakteri, meskipun merekalah yang mati lebih dulu.

Lapisan ozon dan mesosfer

Mempelajari struktur bumi secara penampang, kita dapat melihat lapisan ozon yang terkenal. Seperti disebutkan sebelumnya, ini adalah perisai kita dari radiasi ultraviolet. Mari kita cari tahu dari mana asalnya. Anehnya, hal itu diciptakan oleh penghuni planet itu sendiri. Kita tahu bahwa tumbuhan menghasilkan oksigen yang kita perlukan untuk bernafas. Ia muncul melalui atmosfer saat bertemu radiasi ultraviolet, kemudian bereaksi, akhirnya menghasilkan ozon dari oksigen. Satu hal yang mengejutkan: sinar ultraviolet terlibat dalam produksi ozon dan melindungi penghuni planet bumi darinya. Selain itu, akibat reaksi tersebut, suasana di sekitarnya menjadi panas. Penting juga untuk mengetahui bahwa lapisan ozon berbatasan dengan mesosfer; tidak ada dan tidak mungkin ada kehidupan di luarnya.

Sedangkan untuk lapisan berikutnya kurang dipelajari karena hanya roket atau pesawat bermesin roket yang dapat bergerak melalui ruang ini. Suhu di sini mencapai minus seratus empat puluh derajat Celcius. Saat mempelajari struktur penampang bumi, lapisan ini paling menarik bagi anak-anak, karena melalui lapisan itulah kita melihat fenomena seperti bintang jatuh. Fakta menarik lainnya adalah hingga seratus ton debu kosmik jatuh ke Bumi setiap hari, namun debu tersebut sangat halus dan ringan sehingga memerlukan waktu hingga satu bulan untuk mengendap.

Debu ini diyakini dapat menyebabkan hujan, serupa dengan emisi setelahnya ledakan nuklir atau abu vulkanik.

Termosfer

Kita akan menemukannya di ketinggian delapan puluh lima hingga delapan ratus kilometer. Ciri khas- suhu tinggi, namun udaranya sangat tipis, inilah yang digunakan orang saat meluncurkan satelit. Molekul udara tidak cukup untuk memanaskan tubuh fisik.

Termosfer adalah sumber cahaya utara. Sangat penting: seratus kilometer adalah batas resmi atmosfer, meski tidak ada tanda-tanda yang jelas. Penerbangan melewati jalur ini bukannya tidak mungkin, tapi sangat sulit.

Eksosfer

Melihat bagian tersebut, bagian eksternal terakhir yang akan kita lihat adalah shell ini. Letaknya di ketinggian lebih dari delapan ratus kilometer di atas bumi. Lapisan ini dicirikan oleh fakta bahwa atom dapat dengan mudah dan tanpa hambatan terbang ke luar angkasa yang luas. Lapisan ini diyakini mengakhiri atmosfer planet kita, yang ketinggiannya kira-kira dua hingga tiga ribu kilometer. Baru-baru ini ditemukan hal-hal berikut: partikel-partikel yang keluar dari eksosfer membentuk kubah, yang terletak pada ketinggian kira-kira hingga dua puluh ribu kilometer.

Litosfer

Ini adalah cangkang keras Bumi, tebalnya lima hingga sembilan puluh kilometer. Seperti halnya atmosfer, atmosfer juga tercipta oleh zat-zat yang dilepaskan dari mantel atas. Perlu diperhatikan fakta bahwa pembentukannya berlanjut hingga hari ini, terutama terjadi di dasar laut. Dasar litosfer adalah kristal yang terbentuk setelah magma mendingin.

Hidrosfer

Ini adalah cangkang air di bumi kita; perlu dicatat bahwa air menutupi lebih dari tujuh puluh persen seluruh planet. Semua air di Bumi biasanya dibagi menjadi:

• Lautan dunia.
• Perairan permukaan.
• Air tanah.

Secara total, terdapat lebih dari 1.300 juta kilometer kubik air di planet Bumi.

kerak bumi

Lalu bagaimana struktur bumi? Ia memiliki tiga komponen: atmosfer, litosfer, dan hidrosfer. Kami mengusulkan untuk menganalisis seperti apa kerak bumi. Struktur internal bumi diwakili oleh lapisan-lapisan berikut:

• Kulit pohon.
• Geosfer.
• Inti.

Selain itu, bumi memiliki medan gravitasi, magnet, dan listrik. Geosfer dapat disebut: inti, mantel, litosfer, hidrosfer, atmosfer, dan magnetosfer. Mereka berbeda dalam kepadatan zat penyusunnya.

Inti

Perhatikan bahwa semakin padat zat penyusunnya, semakin dekat letaknya ke pusat planet. Artinya, dapat dikatakan bahwa materi terpadat di planet kita adalah intinya. Seperti yang Anda ketahui, ini terdiri dari dua bagian:

• Dalam (padat).
• Eksternal (cair).

Jika kita mengambil seluruh inti, radiusnya kira-kira tiga setengah ribu kilometer. Bagian dalamnya keras karena ada lebih banyak tekanan di sana. Suhunya mencapai empat ribu derajat Celcius. Susunan inti bagian dalam masih menjadi misteri bagi umat manusia, namun ada anggapan terdiri dari besi nikel murni, namun bagian cairnya (luar) terdiri dari besi dengan pengotor nikel dan belerang. Bagian cair dari inti inilah yang menjelaskan kepada kita adanya medan magnet.

Mantel

Seperti intinya, ia terdiri dari dua bagian:

• Mantel bawah.
• Mantel atas.

Materi mantel dapat dipelajari berkat pengangkatan tektonik yang kuat. Dapat dikatakan bahwa ia berada dalam keadaan kristal. Suhunya mencapai dua setengah ribu derajat Celcius, tapi kenapa tidak meleleh? Berkat tekanan yang kuat.

Hanya astenosfer yang berwujud cair, sedangkan litosfer mengapung di lapisan ini. Ia mempunyai keistimewaan yang luar biasa: di bawah beban jangka pendek ia berbentuk padat, dan di bawah beban jangka panjang ia berbentuk plastik.

Ingat! Apa yang anda ketahui tentang struktur internal bumi, tentang jenis-jenis struktur kerak bumi? Apa itu platform dan geosynclines? Apa perbedaan antara platform kuno dan muda? Dengan menggunakan peta “Struktur Kerak Bumi” dalam atlas “Geografi Benua dan Lautan”, tentukan pola lokasi platform kuno dan sabuk terlipat dari berbagai usia. Apa yang anda ketahui tentang relief, pegunungan dan dataran, di bawah pengaruh proses apa relief bumi terbentuk?

Bumi memiliki struktur internal yang kompleks. Struktur bumi dinilai terutama berdasarkan data seismik - berdasarkan kecepatan gelombang yang terjadi selama gempa bumi. Pengamatan langsung hanya mungkin dilakukan pada kedalaman yang dangkal: sumur terdalam menembus lebih dari 12 km ketebalan bumi (Kola superdeep).

Ada tiga lapisan utama dalam struktur bumi (Gbr. 15): kerak bumi, mantel dan inti bumi.

Beras. 15. Struktur internal Bumi:

1 - kerak bumi, 2 - mantel, 3 - astenosfer, 4 - inti

kerak bumi pada skala bumi itu adalah film tipis. Ketebalan rata-ratanya sekitar 35 km.

Mantel memanjang hingga kedalaman 2900 km. Di dalam mantel, pada kedalaman 100-250 km di bawah benua dan 50-100 km di bawah lautan, lapisan materi dengan plastisitas yang meningkat dimulai, hampir mencair, yang disebut astenosfer. Dasar astenosfer terletak pada kedalaman sekitar 400 km. Kerak bumi, bersama dengan lapisan padat atas mantel di atas astenosfer, disebut litosfer (dari bahasa Yunani lithos - batu). Litosfer, tidak seperti astenosfer, merupakan cangkang yang relatif rapuh. Hal ini dibagi oleh patahan dalam menjadi blok-blok besar yang disebut lempeng litosfer. Lempeng-lempeng tersebut perlahan-lahan bergerak secara horizontal di sepanjang astenosfer.

Inti terletak di kedalaman 2900 hingga 6371 km, yaitu jari-jari inti menempati lebih dari setengah jari-jari Bumi. Diasumsikan, menurut data seismologi, bahwa di bagian luar inti zat berada dalam keadaan bergerak cair dan karena rotasi planet, arus listrik yang membuat medan magnet bumi; bagian dalam kernelnya keras.

Dengan bertambahnya kedalaman, tekanan dan suhu, yang di dalam inti, menurut perhitungan, adalah sekitar 5000°C.

Lapisan-lapisan bumi memiliki komposisi material yang berbeda, yang dikaitkan dengan diferensiasi materi dingin utama planet ini dalam kondisi pemanasan yang kuat dan pencairan sebagian. Diasumsikan bahwa dalam hal ini unsur-unsur yang lebih berat (besi, nikel, dll.) “tenggelam”, dan unsur-unsur yang relatif ringan (silikon, aluminium) “mengambang”. Yang pertama membentuk inti, yang kedua - kerak bumi. Gas dan uap air secara bersamaan dilepaskan dari lelehan, yang membentuk atmosfer primer dan hidrosfer.

Usia Bumi dan kronologi geologi

Usia absolut Bumi, menurut konsep modern, diasumsikan 4,6 miliar tahun. Usia batuan tertua di Bumi - granit gneisses yang ditemukan di darat - adalah sekitar 3,8-4,0 miliar tahun.

Peristiwa masa lalu geologis dalam urutan kronologisnya diwakili oleh satu internasional skala geokronologis(Tabel 1). Pembagian waktu utamanya adalah era: Archean, Proterozoikum, Paleozoikum, Mesozoikum, Kenozoikum. Interval waktu geologi tertua, termasuk Arkean dan Proterozoikum, disebut Prakambrium Ini mencakup periode waktu yang sangat lama - hampir 90% dari seluruh sejarah geologi Bumi. Selanjutnya disorot Paleozoikum (« kehidupan kuno era "") (dari 570 hingga 225-230 juta tahun yang lalu), Mesozoikum era (“kehidupan rata-rata”) (dari 225-230 hingga 65-67 juta tahun yang lalu) dan Kenozoikum era (“kehidupan baru”) (dari 65-67 juta tahun yang lalu hingga saat ini). Dalam era, periode waktu yang lebih kecil dibedakan - periode.

N. Kelder dalam buku “Restless Earth” (Moscow, 1975) memberikan perbandingan menarik berikut untuk gambaran yang jelas tentang waktu geologi: “Jika kita secara konvensional menganggap megaabad (10 8 tahun) sebagai satu tahun, maka usia planet kita akan sama dengan 46 tahun. Para penulis biografi tidak tahu apa-apa tentang tujuh tahun pertama hidupnya. Informasi yang berkaitan dengan “masa kanak-kanak” kemudian tercatat di bebatuan paling kuno di Greenland dan Afrika Selatan... Sebagian besar informasi berasal dari sejarah bumi, termasuk tentang ini poin penting, seiring munculnya kehidupan, dimulai sejak enam tahun terakhir... Hingga usia 42 tahun, benuanya praktis tidak bernyawa. Pada tahun ke-45 kehidupan - setahun yang lalu - Bumi dihiasi dengan tumbuh-tumbuhan yang subur. Saat itu di antara

Tabel 1.

Skala geokronologis

Hewan didominasi oleh reptil raksasa, khususnya dinosaurus. Kira-kira periode yang sama menandai dimulainya keruntuhan benua super raksasa terakhir.

Dinosaurus menghilang dari muka bumi delapan bulan lalu. Mereka digantikan oleh hewan yang lebih terorganisir - mamalia. Pada pertengahan minggu lalu, beberapa kera berubah menjadi manusia mirip kera di Afrika, dan pada akhir minggu yang sama, serangkaian glasiasi besar terakhir menghantam Bumi. Sedikit lebih dari empat jam telah berlalu sejak genus baru hewan yang sangat terorganisir, yang selanjutnya dikenal sebagai Homo sapiens, mulai mencari makan sendiri dengan berburu binatang liar; dan hanya satu jam total pengalamannya dalam memimpin pertanian dan transisi ke gaya hidup yang tidak banyak bergerak. Berkembangnya kekuatan industri masyarakat manusia terjadi pada menit-menit terakhir…”

Komposisi dan struktur kerak bumi

Kerak bumi terdiri dari batuan beku, sedimen, dan metamorf. Batuan beku terbentuk selama letusan magma dari lapisan dalam bumi dan pengerasannya. Jika magma menembus kerak bumi dan perlahan membeku dalam kondisi tertentu tekanan tinggi di kedalaman, terbentuk batuan intrusif(granit, gabbro, dll.), ketika dituangkan dan dengan cepat mengeras di permukaan - berlebihan(basal, tufa vulkanik, dll.). Banyak mineral yang berasosiasi dengan batuan beku: titanium-magnesium, kromium, tembaga-nikel dan bijih lainnya, apatit, berlian, dll.

Batuan sedimen terbentuk langsung di permukaan bumi dengan berbagai cara: baik karena aktivitas vital organisme - batuan organogenik(batu kapur, kapur, batu bara, dll.), atau selama penghancuran dan pengendapan selanjutnya dari berbagai batuan - batuan klastik(tanah liat, pasir, lempung bongkahan batu, dll), atau karena reaksi kimia, biasanya terjadi di lingkungan perairan, - batuan asal kimia(bauksit, fosfor, garam, bijih logam tertentu, dll.). Banyak batuan sedimen merupakan mineral berharga: minyak, gas, batu bara, gambut, bauksit, fosfor, garam, bijih besi dan mangan, berbagai bahan bangunan, dll.

Batuan metamorf muncul sebagai akibat dari perubahan (metamorfisme) berbagai batuan yang ditemukan di kedalaman, di bawah pengaruh suhu tinggi dan tekanan, serta larutan panas dan gas yang naik dari mantel (gneiss, marmer, sekis kristal, dll.). Dalam proses metamorfosis batuan terbentuk berbagai mineral: besi, tembaga, polimetalik, uranium dan bijih lainnya, emas, grafit, permata, refraktori, dll.

Kerak bumi sebagian besar terdiri dari batuan kristal asal beku dan metamorf. Namun, komposisi, struktur dan kekuasaannya heterogen. Membedakan dua jenis utama kerak bumi: benua Dan samudera. Yang pertama merupakan ciri benua (continents), termasuk batas bawah airnya hingga kedalaman 3,5-4,0 km di bawah permukaan Samudera Dunia, yang kedua - cekungan samudera (dasar samudera).

Kerak benua terdiri dari tiga lapisan: sedimen dengan ketebalan 20-25 km, granit (granit-gneiss) dan basal. Ketebalan totalnya sekitar 60-75 km di daerah pegunungan, 30-40 km di dataran.

Kerak samudera juga tiga lapis. Di atasnya terdapat lapisan tipis (rata-rata sekitar 1 km) sedimen laut lepas dengan komposisi silika-karbonat. Di bawahnya ada lapisan lava basal. Tidak ada lapisan granit di antara lapisan sedimen dan basal (tidak seperti kerak benua), hal ini dibuktikan dengan banyaknya lubang bor. Lapisan ketiga (menurut data pengerukan) terdiri dari batuan beku - terutama gabbro. Ketebalan total kerak samudera rata-rata 5-7 km. Di beberapa tempat di dasar Samudra Dunia (biasanya di sepanjang patahan besar), bahkan bebatuan di mantel atas juga menonjol ke permukaan.

Dengan demikian, kerak samudera, baik dalam komposisi dan ketebalan, serta umurnya (tidak lebih tua dari 160-180 juta tahun), berbeda secara signifikan dengan kerak benua. Selain dua jenis utama kerak bumi ini, ada beberapa pilihan kerak tipe transisi.

benua, termasuk pinggiran bawah airnya, dan lautan adalah yang terbesar elemen struktural kerak bumi. Dalam batas-batasnya, wilayah utama termasuk dalam wilayah platform tenang, wilayah yang lebih kecil termasuk dalam sabuk geosinklinal bergerak (geosinklin). Evolusi struktur kerak bumi terutama berlangsung dari geosinklin ke platform. Namun sebagian proses ini ternyata dapat dibalik karena terbentuknya keretakan (rift - English, crack, patahan) pada platform, pembukaannya lebih lanjut (misalnya, Laut Merah) dan transformasi menjadi lautan.

Geosinklin - bagian kerak bumi yang sangat bergerak dan terbedah dengan pergerakan tektonik dengan intensitas dan arah yang bervariasi. Ada dua tahap utama dalam pengembangan geosinklin.

Yang pertama - tahap utama dalam hal durasi - ditandai dengan mode perendaman dan laut. Pada saat yang sama, di cekungan laut dalam, yang ditentukan oleh patahan dalam, terakumulasi ketebalan batuan sedimen dan vulkanik yang tebal (hingga 15-20 km). Pencurahan lava, serta intrusi dan pemadatan magma pada kedalaman yang berbeda, merupakan ciri paling umum dari bagian dalam geosinklin. Metamorfisme, dan selanjutnya pelipatan, juga memanifestasikan dirinya dengan lebih energik di sini. Di bagian marginal geosinklin, sebagian besar lapisan sedimen terakumulasi, magmatisme melemah atau bahkan tidak ada.

Tahap kedua dalam pengembangan geosinklin - durasinya lebih pendek - ditandai dengan pergerakan ke atas yang intens, yang menurut hipotesis tektonik terbaru dikaitkan dengan konvergensi dan tumbukan lempeng litosfer. Karena tekanan lateral, penghancuran batuan secara energik menjadi lipatan kompleks dan intrusi magma terjadi dengan pembentukan sebagian besar granit. Pada saat yang sama, kerak samudera primer yang tipis, akibat berbagai deformasi batuan, magmatisme, metamorfisme, dan proses lainnya, berubah menjadi komposisi yang lebih kompleks, tebal dan keras. kerak benua (daratan). Sebagai akibat dari pengangkatan wilayah tersebut, laut surut, pertama-tama terbentuklah kepulauan pulau-pulau vulkanik, dan kemudian sebuah negara pegunungan yang terlipat secara kompleks.

Selanjutnya, selama puluhan hingga ratusan juta tahun, gunung-gunung hancur, sebagian besar kerak bumi ditutupi lapisan batuan sedimen dan berubah menjadi platform.

Platform - blok kerak bumi yang luas, paling stabil, dan sebagian besar datar. Mereka biasanya memiliki bentuk poligonal tidak beraturan yang disebabkan oleh patahan besar. Platform tersebut biasanya memiliki kerak benua atau samudera, dan karenanya dibagi menjadi daratan Dan samudera. Mereka sesuai dengan tahap-tahap utama dan datar dari relief permukaan bumi di darat dan dasar lautan. Platform kontinental memiliki struktur dua tingkat. Tingkat yang lebih rendah disebut pondasi. Terdiri dari batuan metamorf yang diremas menjadi lipatan, ditembus magma beku, dipecah menjadi balok-balok karena patahan. Fondasi tersebut dibentuk pada tahap perkembangan geosinklinal. Tingkat atas - penutup sedimen - sebagian besar terdiri dari batuan sedimen berumur lanjut, letaknya relatif horizontal. Pembentukan sampul sesuai dengan tahap pengembangan platform.

Daerah platform tempat pondasi terbenam sampai kedalaman di bawah penutup sedimen disebut lempengan. Mereka menempati area utama di platform. Tempat munculnya dasar kristal ke permukaan disebut perisai. Ada platform kuno dan muda. Mereka berbeda, pertama-tama, dalam usia fondasi terlipat: pada platform kuno, itu terbentuk pada Prakambrium, lebih dari 1,5 miliar tahun yang lalu, pada platform muda - pada Paleozoikum.

Ada sembilan platform Prakambrium kuno yang besar di Bumi. Platform Amerika Utara, Eropa Timur, dan Siberia membentuk barisan utara, platform Amerika Selatan, Afrika-Arab, India, Australia, dan Antartika membentuk barisan selatan. Hingga pertengahan Mesozoikum, platform rangkaian selatan merupakan bagian dari satu benua super Gondwana. Menempati posisi perantara platform Tiongkok. Ada pendapat bahwa semua platform kuno adalah fragmen dari satu kesatuan besar kerak benua Prakambrium - Pangaea.

Platform kuno adalah blok paling stabil dalam komposisi benua, oleh karena itu platform tersebut adalah basisnya, kerangka kakunya. Mereka terpisah lima sabuk geosinklinal, muncul pada akhir Prakambrium sehubungan dengan perpecahan Pangaea. Tiga di antaranya - Atlantik Utara, Arktik, dan Ural-Okhotsk - menyelesaikan perkembangannya terutama pada Paleozoikum. Dua - Mediterania (Alpine-Himalaya) dan Pasifik - sebagian melanjutkan perkembangannya di era modern.

Di dalam sabuk geosinklinal, berbagai bagiannya menyelesaikan perkembangannya pada zaman tektonik yang berbeda. Dalam sejarah geologis miliaran tahun terakhir, ada beberapa siklus tektonik (zaman): Baikal siklus terbatas pada akhir Proterozoikum - awal Paleozoikum (1000-550 juta tahun secara absolut), Kaledonia - Paleozoikum awal (550-400 juta tahun), Hercynian- Paleozoikum akhir (400-210 juta tahun), Mesozoikum(210-100 juta tahun) dan Kenozoikum, atau pegunungan Alpen(100 juta tahun - sampai sekarang). Oleh karena itu, di darat mereka membedakannya wilayah lipatan Baikal, Kaledonia, Hercynian, Mesozoikum, dan Kenozoikum (Alpine). Mereka sering disebut sabuk lipat Baikal, Caledonian, dan lainnya.

Kondisi keberadaan batuan di dalam kerak bumi tercermin dalam gambaran tersebut peta tektonik dunia. Ini menyoroti area yang pembentukan struktur lipatannya diselesaikan pada berbagai tahap pelipatan. Mereka dipelajari dengan lebih baik dan ditampilkan dengan lebih andal di wilayah tersebut. Platform kuno dan sabuk terlipat (area) yang membingkainya dari berbagai usia digambarkan dalam warna tertentu. Platform kuno (sembilan besar dan beberapa kecil) dicat dengan warna kemerahan: lebih terang pada perisai, kurang terang pada lempengan. Area lipatan Baikal ditampilkan dalam warna biru-biru, Caledonian - ungu, Hercynian - coklat, Mesozoikum - hijau dan Kenozoikum - kuning.

Di daerah lipatan Baikal, Caledonian, dan Hercynian, struktur pegunungan kemudian hancur secara signifikan. Di wilayah yang luas, struktur lipatannya ditutupi di bagian atas oleh batuan sedimen benua dan laut dangkal dan memperoleh stabilitas. Dalam relief, mereka dinyatakan sebagai dataran. Inilah yang disebut platform muda(misalnya, Siberia Barat, Turanian, dll.). Pada peta tektonik, mereka digambarkan sebagai warna yang lebih terang dari warna utama sabuk lipatan di mana mereka berada. Platform muda, tidak seperti platform kuno, tidak membentuk kumpulan yang terisolasi, tetapi melekat pada platform kuno.

Dari perbandingan peta fisik dan tektonik dunia, dapat disimpulkan bahwa pegunungan pada dasarnya berhubungan dengan sabuk lipatan bergerak dari berbagai usia, dataran - dengan platform kuno dan muda.

Konsep bantuan. Proses pembentukan relief geologi

Relief modern adalah sekumpulan ketidakteraturan permukaan bumi dengan skala yang berbeda-beda. Ini disebut bentang alam. Relief tersebut terbentuk sebagai hasil interaksi proses geologi internal (endogen) dan eksternal (eksogen).

Bentuk lahan bervariasi dalam ukuran, struktur, asal usul, sejarah perkembangan, dll. Ada bentang alam cembung (positif).(pegunungan, bukit, bukit, dll) dan bentuk cekung (negatif).(cekungan antar gunung, dataran rendah, jurang, dll).

Bentang alam terbesar - benua dan cekungan samudra, serta bentang alam besar - pegunungan dan dataran, terbentuk terutama karena aktivitas kekuatan internal Bumi. Bentang alam berukuran sedang dan kecil - lembah sungai, bukit, jurang, bukit pasir, dan lain-lain, yang ditumpangkan pada bentuk yang lebih besar, diciptakan oleh berbagai kekuatan eksternal.

Proses geologi didasarkan pada sumber energi yang berbeda. Sumber proses internal adalah panas yang dihasilkan selama peluruhan radioaktif dan diferensiasi gravitasi zat-zat di dalam bumi. Sumber energi untuk proses eksternal - radiasi matahari, yang diubah di Bumi menjadi energi air, es, angin, dll.

Proses internal (endogen).

Berbagai pergerakan tektonik kerak bumi berhubungan dengan proses internal sehingga menimbulkan bentuk-bentuk utama relief bumi, magmatisme, dan gempa bumi. Pergerakan tektonik memanifestasikan dirinya dalam getaran vertikal lambat kerak bumi, dalam pembentukan lipatan dan patahan batuan.

Gerakan osilasi vertikal lambat - pengangkatan dan penurunan kerak bumi terjadi secara terus menerus dan dimana-mana, bergantian dalam ruang dan waktu sepanjang sejarah geologi. Mereka khusus untuk platform. Mereka terkait dengan kemajuan laut dan, karenanya, perubahan garis besar benua dan lautan. Misalnya, Semenanjung Skandinavia saat ini perlahan-lahan naik, namun pantai selatan Laut Utara sedang tenggelam. Kecepatan pergerakan ini mencapai beberapa milimeter per tahun.

Di bawah gangguan tektonik terlipat pada lapisan batuan Ini berarti membengkokkan lapisan tanpa mengganggu kontinuitasnya. Lipatan bervariasi dalam ukuran, dengan lipatan kecil seringkali menyulitkan lipatan besar, bentuk, asal, dll.

KE pecahnya gangguan tektonik lapisan batuan termasuk kesalahan. Kedalamannya bisa berbeda-beda (baik di dalam kerak bumi, atau membedahnya dan masuk ke dalam mantel hingga 700 km), panjangnya, durasi perkembangannya, tanpa perpindahan bagian kerak bumi atau dengan perpindahan balok-balok bumi. kerak dalam arah horizontal dan vertikal, dll. d.

Deformasi (gangguan) lipatan dan retakan pada lapisan kerak bumi dengan latar belakang pengangkatan tektonik umum di wilayah tersebut menyebabkan pembentukan pegunungan. Oleh karena itu, gerakan melipat dan merobek digabungkan di bawah nama umum orogenik(dari bahasa Yunani ogo - gunung, genos - kelahiran), yaitu gerakan yang mencipta pegunungan (orogen).

Selama pembangunan gunung, laju pengangkatan selalu lebih intens dibandingkan proses penghancuran dan pemindahan material.

Pergerakan tektonik yang terlipat dan patah, terutama di pegunungan, disertai dengan magmatisme, metamorfisme batuan, dan gempa bumi.

Magmatisme terutama terkait dengan patahan dalam yang melintasi kerak bumi dan meluas hingga ke mantel. Tergantung pada tingkat penetrasi magma dari mantel ke kerak bumi, magma dibagi menjadi dua jenis: mengganggu, ketika magma, sebelum mencapai permukaan bumi, membeku di kedalaman, dan berlebihan, atau vulkanisme, ketika magma menembus kerak bumi dan mengalir ke permukaan bumi. Pada saat yang sama, banyak gas yang dilepaskan darinya, komposisi aslinya berubah, dan berubah menjadi lahar. Komposisi lava sangat beragam. Letusan terjadi di sepanjang celah (letusan jenis ini lazim terjadi pada tahap awal pembentukan bumi) atau melalui saluran sempit di persimpangan patahan, yang disebut ventilasi.

Selama letusan fisura, luas lembaran lava(di dataran tinggi Dekkan, di dataran tinggi Armenia dan Etiopia, di dataran tinggi Siberia Tengah, dll.). Dalam sejarah, pencurahan lava yang signifikan terjadi di Kepulauan Hawaii dan Islandia; hal ini merupakan ciri khas pegunungan tengah laut.

Jika magma naik melalui lubang, maka selama pencurahan, biasanya banyak, ketinggian terbentuk - gunung berapi dengan perpanjangan berbentuk corong di bagian atas disebut kawah. Sebagian besar gunung berapi berbentuk kerucut dan terdiri dari produk letusan lepas yang diselingi lava yang mengeras. Misalnya Klyuchevskaya Sopka, Fuji, Elbrus, Ararat, Vesuvius, Krakatau, Chimbarazo, dll. Gunung berapi terbagi menjadi aktif(ada lebih dari 600 di antaranya) dan punah. Mayoritas gunung berapi aktif terletak di antara pegunungan muda lipatan Kenozoikum. Terdapat juga banyak di antaranya di sepanjang patahan besar di wilayah yang bergerak secara tektonik, termasuk di dasar laut di sepanjang sumbu punggung tengah laut. Zona vulkanik utama terletak di sepanjang pantai Pasifik - Cincin Api Pasifik di mana terdapat lebih dari 370 gunung berapi aktif (di timur Kamchatka, dll.).

Di tempat-tempat di mana aktivitas gunung berapi mereda, terdapat sumber air panas yang khas, termasuk yang memancar secara berkala - geyser, emisi gas dari kawah dan retakan, yang mengindikasikan proses aktif di kedalaman perut

Letusan gunung berapi memungkinkan para ilmuwan untuk melihat puluhan kilometer ke dalam bumi dan memahami rahasia pembentukan berbagai jenis mineral. Karyawan stasiun vulkanologi terus berjaga sepanjang waktu untuk memprediksi dengan cepat timbulnya letusan gunung berapi dan mencegah bencana alam yang terkait dengannya. Biasanya kerusakan terbesar bukan disebabkan oleh aliran lava melainkan aliran lumpur. Hal ini timbul dari pencairan gletser dan salju yang cepat di puncak gunung berapi dan curah hujan dari awan yang kuat ke “abu” vulkanik segar, yang terdiri dari puing-puing dan debu. Kecepatan aliran lumpur bisa mencapai 70 km/jam dan tersebar dalam jarak hingga 180 km. Jadi, akibat letusan gunung berapi Ruiz di Kolombia pada 13 November 1985, lahar melelehkan ratusan ribu meter kubik salju. Aliran lumpur yang diakibatkannya menelan kota Armero yang berpenduduk 23 ribu jiwa.

DENGAN proses endogen juga terkait gempa bumi adalah guncangan bawah tanah yang tiba-tiba, getaran dan perpindahan lapisan dan blok kerak bumi. Sumber gempa terbatas pada zona sesar. Dalam kebanyakan kasus, pusat gempa bumi terletak pada kedalaman puluhan kilometer pertama di kerak bumi. Namun terkadang mereka terletak di mantel atas pada kedalaman 600-700 km, misalnya di sepanjang pantai Pasifik, di Laut Karibia dan wilayah lainnya. Terjadi di perapian gelombang elastis mencapai permukaan menyebabkan terbentuknya retakan, osilasi ke atas dan ke bawah, dan perpindahan ke arah horizontal. Jadi, di sepanjang patahan San Andreas yang paling banyak dipelajari di California (panjangnya lebih dari 1000 km, membentang di sepanjang Teluk California hingga kota San Francisco), total perpindahan horizontal batuan dari saat pembentukannya di Jurassic hingga saat ini diperkirakan 580 km. Tingkat perpindahan rata-rata saat ini mencapai 1,5 cm/tahun. Gempa bumi yang sering terjadi dikaitkan dengannya. Intensitas gempa diperkirakan pada skala dua belas berdasarkan deformasi lapisan bumi dan tingkat kerusakan bangunan. Ratusan ribu gempa bumi tercatat terjadi di Bumi setiap tahunnya, yang berarti kita hidup di planet yang penuh kegelisahan. Saat gempa bumi dahsyat, topografi berubah dalam hitungan detik, tanah longsor dan tanah longsor terjadi di pegunungan, kota-kota hancur, dan banyak orang meninggal. Gempa bumi di pantai dan dasar laut menyebabkan gelombang - tsunami. Gempa bumi dahsyat dalam beberapa dekade terakhir meliputi: Ashgabat (1948), Chili (1960), Tashkent (1966), Mexico City (1985), Armenia (1988). Letusan gunung berapi juga disertai dengan gempa bumi, namun gempa tersebut sifatnya terbatas.

Proses eksternal (eksogen).

Selain proses internal, relief permukaan bumi juga dipengaruhi oleh berbagai kekuatan eksternal. Aktivitas faktor eksternal terdiri dari proses penghancuran dan pembongkaran batuan (denudasi) dan pengendapan material dalam cekungan (akumulasi). Ini didahului oleh pelapukan - proses penghancuran batu di bawah pengaruh fluktuasi suhu yang tajam dan pembekuan air di retakan batuan, serta perubahan kimia komposisinya di bawah pengaruh udara dan air yang mengandung asam, basa dan garam. Organisme hidup juga mengambil bagian dalam pelapukan. Ada dua jenis utama pelapukan: fisik Dan kimia. Sebagai hasil dari pelapukan batuan, terbentuk endapan lepas yang nyaman untuk pergerakan air, es, angin, dll.

Proses eksternal terpenting di permukaan bumi adalah aktivitas aliran air . Hal ini hampir bersifat universal, kecuali di daerah kutub dan pegunungan glasier, dan terbatas di gurun. Akibat aliran air, terjadi penurunan permukaan secara umum di bawah pengaruh pemindahan tanah dan batuan, dan bentuk relief erosi seperti jurang, selokan, lembah sungai, serta bentuk akumulatif - kerucut aluvial selokan dan jurang, delta sungai terbentuk.

Selokan adalah cekungan memanjang dengan lereng curam dan tidak beralas serta puncak yang terus meningkat. Mereka diciptakan oleh aliran air sementara. Pembentukannya, selain faktor alam (keberadaan lereng, tanah yang mudah terkikis, curah hujan yang tinggi, pencairan salju yang cepat, dll), juga difasilitasi oleh masyarakat melalui aktivitasnya yang tidak rasional (membabat hutan dan padang rumput, membajak lereng, terutama dari atas ke bawah. , dll.).

Balki, tidak seperti jurang, telah berhenti tumbuh; lerengnya biasanya tidak terlalu curam, ditutupi oleh padang rumput dan hutan. Relief selokan-selokan sangat khas di Rusia Tengah, Volga, dan dataran tinggi lainnya. Ini mendominasi Dataran Tinggi di AS, Dataran Tinggi Ordos di Cina, dll. Selokan dan selokan menimbulkan kesulitan bagi pengembangan pertanian di wilayah tersebut, jalan dan konstruksi lainnya, serta menurunkan tingkat air tanah, menimbulkan akibat negatif lainnya.

Di pegunungan, aliran lumpur dan batu sementara disebut Selami. Kandungan material padat di dalamnya bisa mencapai 75% dari total massa aliran. Semburan lumpur memindahkan sejumlah besar puing ke kaki pegunungan. Semburan lumpur dikaitkan dengan kerusakan besar pada desa, jalan, dan bendungan.

Banyak pekerjaan destruktif yang terus-menerus dilakukan baik di pegunungan maupun di dataran sungai. Di pegunungan, menggunakan lembah antar gunung dan sesar tektonik, membentuk lembah sungai sempit yang dalam dengan lereng curam seperti ngarai, di mana berkembang berbagai proses kemiringan yang menurunkan pegunungan. Di dataran, sungai juga aktif bekerja, mengikis lereng dan melebarkan lembah hingga lebarnya puluhan kilometer. Tidak seperti sungai pegunungan, mereka punya dataran banjir Lereng lembah sungai di dataran biasanya memiliki teras di atas dataran banjir - bekas dataran banjir, yang menunjukkan sayatan sungai secara berkala. Dataran banjir dan dasar sungai berfungsi sebagai tempat “melekatnya” jurang dan selokan. Oleh karena itu, penurunannya menyebabkan tumbuhnya dan sayatan jurang, peningkatan kecuraman lereng yang berdekatan, erosi tanah, dll.

Perairan yang mengalir di permukaan dalam jangka waktu geologis yang lama mampu menghasilkan pekerjaan destruktif yang sangat besar di pegunungan dan dataran. Dengan merekalah pembentukan dataran di lokasi negara-negara yang dulunya pegunungan dikaitkan.

Pekerjaan destruktif tertentu dilakukan di pegunungan dan dataran gletser. Mereka menempati sekitar 11% lahan. Lebih dari 98% glasiasi modern terjadi di lapisan es Antartika, Greenland, dan pulau-pulau kutub, dan hanya sekitar 2% di gletser pegunungan. Ketebalan lapisan gletser mencapai 2-3 km atau lebih. Di pegunungan, gletser menempati puncak datar, cekungan di lereng, dan lembah antar gunung. Gletser lembah menghilangkan dari pegunungan semua material yang muncul ke permukaannya dari lereng, dan material yang dibajaknya saat bergerak di sepanjang lapisan subglasial. Material yang diangkut oleh gletser berupa lempung yang tidak disortir dan lempung berpasir dengan bongkahan batu besar yang disebut moraine diendapkan di tepi gletser, kemudian dibawa ke kaki gunung melalui sungai yang bermula dari tepi gletser. gletser.

Selama glasiasi Kuarter maksimum, luas gletser di dataran tiga kali lebih besar dari sekarang, dan gletser pegunungan di garis lintang subkutub dan sedang turun ke kaki bukit.

Pada masa glasiasi Kuarter, pusat dan wilayah penghancuran glasial adalah Pegunungan Skandinavia, Ural Kutub, Pegunungan Rocky utara, serta dataran tinggi Semenanjung Kola, Karelia, Semenanjung Labrador, dll. Di sini terdapat tepian yang dipoles secara glasial dari batuan kristal keras yang berbentuk bukit-bukit yang disebut dahi domba, lonjong searah dengan pergerakan gletser membajak cekungan dan lain-lain.Di sebelah selatan, pada jarak 1000-2000 km dari pusat glasiasi, terdapat kawasan sedimen glasial berupa timbunan perbukitan dan punggung bukit acak yang masih bertahan hingga saat ini. Akibatnya, di dataran gletser penutup tidak hanya melakukan pekerjaan yang merusak, tetapi juga kreatif.

Angin- faktor yang ada di mana-mana di Bumi. Namun, karya destruktif dan kreatifnya paling jelas terlihat di gurun pasir. Kering, hampir tidak ada tumbuh-tumbuhan, banyak terdapat partikel lepas - hasil pelapukan fisik yang intens yang disebabkan oleh perubahan suhu yang tajam pada siang hari. Bentuk lahan yang diciptakan oleh angin disebut aeolian(dinamai menurut dewa Yunani Aeolus, penguasa angin). Di gurun berbatu, angin tidak hanya menerbangkan partikel-partikel kecil yang terbentuk akibat proses penghancuran. Aliran angin-pasir menggiling bebatuan, memberinya bentuk yang aneh dan akhirnya menghancurkannya serta meratakan permukaannya.

Di gurun berpasir, angin terbentuk bukit pasir - perbukitan berbentuk bulan sabit yang bergerak dengan kecepatan hingga 50 m/tahun, serta punggung bukit, gundukan, dan bentuk aeolian lainnya yang ditentukan oleh vegetasi. Di tepi laut dan sungai, angin siang hari membentuk perbukitan berpasir - bukit pasir(misalnya; di pantai Teluk Biscay di Perancis, menurut pantai selatan Laut Baltik, ditumbuhi hutan pinus dan heather).

Di daerah stepa dan semi-gurun yang dibajak dengan kelembapan yang tidak stabil, hal ini biasa terjadi badai debu, di mana lapisan atas tanah, bersama dengan benih, dan kadang-kadang bibit, terkoyak oleh angin kencang dan terbawa puluhan kilometer dari lokasi pembongkaran dan disimpan di depan rintangan atau di cekungan di mana kekuatan angin mereda.

Kontribusi tertentu terhadap perubahan permukaan bumi diberikan oleh air tanah, melarutkan beberapa batu, permafrost, aktivitas gelombang di pantai laut, dan juga Manusia.

Dengan demikian, topografi bumi terbentuk karena kekuatan internal dan eksternal – antagonis abadi. Proses internal menciptakan ketidakteraturan utama pada permukaan bumi, dan proses eksternal, akibat rusaknya bentuk cembung dan penimbunan material dalam bentuk cekung, cenderung merusaknya dan meratakan permukaan bumi.