De interne structuur van de aardkorsttekening van de aarde. De structuur van onze planeet

De bovenste laag van de aarde, die leven geeft aan de bewoners van de planeet, is slechts een dunne schil die vele kilometers aan binnenlagen bedekt. Er is weinig meer bekend over de verborgen structuur van de planeet dan over de ruimte. De diepste Kola-put, geboord in de aardkorst om de lagen te bestuderen, heeft een diepte van 11 duizend meter, maar dit is slechts vierhonderdste van de afstand tot het centrum de wereldbol. Alleen seismische analyse kan een idee krijgen van de processen die binnen plaatsvinden en een model van de structuur van de aarde creëren.

Binnenste en buitenste lagen van de aarde

De structuur van de planeet Aarde bestaat uit heterogene lagen van binnen- en buitenschillen, die verschillen in samenstelling en rol, maar nauw aan elkaar verwant zijn. De volgende concentrische zones bevinden zich binnen de wereldbol:

• De kern - met een straal van 3500 km.
• Mantel - ongeveer 2900 km.
• De aardkorst is gemiddeld 50 km.

De buitenste lagen van de aarde vormen een gasvormige schil, die de atmosfeer wordt genoemd.

Centrum van de planeet

De centrale geosfeer van de aarde is de kern. Als we de vraag stellen welke laag van de aarde praktisch het minst wordt bestudeerd, dan zal het antwoord zijn: de kern. Het is niet mogelijk om exacte gegevens te verkrijgen over de samenstelling, structuur en temperatuur. Alle informatie gepubliceerd in wetenschappelijke artikelen, bereikt door geofysische, geochemische methoden en wiskundige berekeningen en gepresenteerd aan het grote publiek met het voorbehoud "vermoedelijk". Zoals de resultaten van de analyse van seismische golven laten zien, bestaat de kern van de aarde uit twee delen: intern en extern. De binnenkern is het meest onontgonnen deel van de aarde, omdat seismische golven hun grenzen niet bereiken. De buitenste kern is een massa heet ijzer en nikkel, met een temperatuur van ongeveer 5000 graden, die constant in beweging is en een geleider van elektriciteit is. Het is met deze eigenschappen dat de oorsprong van het aardmagnetisch veld wordt geassocieerd. De samenstelling van de binnenkern is volgens wetenschappers diverser en wordt aangevuld met nog lichtere elementen - zwavel, silicium en mogelijk zuurstof.

Mantel

De geosfeer van de planeet, die de centrale en bovenste lagen van de aarde met elkaar verbindt, wordt de mantel genoemd. Het is deze laag die ongeveer 70% van de massa van de wereld uitmaakt. Het onderste deel van het magma is de schil van de kern, de buitenste grens. Seismische analyse toont hier een scherpe sprong in de dichtheid en snelheid van compressiegolven, wat wijst op een materiële verandering in de samenstelling van het gesteente. De samenstelling van het magma is een mengsel van zware metalen, gedomineerd door magnesium en ijzer. Bovenste deel laag, of asthenosfeer, is een mobiele, plastic, zachte massa met een hoge temperatuur. Het is deze stof die door de aardkorst breekt en tijdens vulkaanuitbarstingen naar de oppervlakte spat.

De dikte van de magmalaag in de mantel is van 200 tot 250 kilometer, de temperatuur is ongeveer 2000 ° C. De mantel is gescheiden van de onderste bol van de aardkorst door de Moho-laag, of de Mohorovichic-grens, door een Servische wetenschapper die een scherpe verandering in de snelheid van seismische golven in dit deel van de mantel vaststelde.

harde schaal

Hoe heet de laag van de aarde die het hardst is? Dit is de lithosfeer, een schil die de mantel en de aardkorst verbindt, het bevindt zich boven de asthenosfeer en reinigt de oppervlaktelaag van zijn hete invloed. Het grootste deel van de lithosfeer maakt deel uit van de mantel: van de totale dikte van 79 tot 250 km bedraagt ​​de aardkorst 5 tot 70 km, afhankelijk van de locatie. De lithosfeer is heterogeen, het is verdeeld in lithosferische platen, die constant in slow motion zijn, soms divergeren, soms elkaar naderen. dergelijke fluctuaties lithosferische platen tektonische beweging genoemd, het zijn hun snelle trillingen die aardbevingen veroorzaken, spleten in de aardkorst, en magma naar de oppervlakte spatten. De beweging van lithosferische platen leidt tot de vorming van troggen of heuvels, het bevroren magma vormt bergketens. Platen hebben geen permanente grenzen, ze komen samen en scheiden. Gebieden van het aardoppervlak, boven de breuken van tektonische platen, zijn plaatsen met verhoogde seismische activiteit, waar aardbevingen, vulkaanuitbarstingen vaker voorkomen dan in andere, en mineralen worden gevormd. Op dit moment zijn 13 lithosferische platen geregistreerd, de grootste: Amerikaanse, Afrikaanse, Antarctische, Stille, Indo-Australische en Euraziatische.

aardkorst

In vergelijking met andere lagen, aardkorst- de dunste en meest kwetsbare laag van het hele aardoppervlak. De laag waarin organismen leven, die het meest verzadigd is Chemicaliën en sporenelementen, is slechts 5% van de totale massa van de planeet. De aardkorst op planeet Aarde heeft twee varianten: continentaal of het vasteland en oceanisch. De continentale korst is harder, bestaat uit drie lagen: basalt, graniet en sedimentair. De oceaanbodem bestaat uit basalt (basis) en sedimentaire lagen.

• basaltrotsen- Dit zijn stollingsfossielen, de dichtste van de lagen van het aardoppervlak.
• granieten laag- afwezig onder de oceanen, kan het op het land een dikte van enkele tientallen kilometers van graniet, kristallijne en andere soortgelijke rotsen benaderen.
• sedimentaire laag gevormd tijdens de vernietiging van rotsen. Op sommige plaatsen bevat het afzettingen van mineralen van organische oorsprong: steenkool, keukenzout, gas, olie, kalksteen, krijt, kaliumzouten en andere.

hydrosfeer

Kenmerkend voor de lagen van het aardoppervlak, kan men niet anders dan de vitale waterschil van de planeet of de hydrosfeer noemen. De waterhuishouding op de planeet wordt in stand gehouden door oceaanwater (de belangrijkste watermassa), grondwater, gletsjers, binnenwateren van rivieren, meren en andere watermassa's. 97% van de gehele hydrosfeer valt op het zoute water van de zeeën en oceanen, en slechts 3% is zoet drinkwater, waarvan het grootste deel in gletsjers. Wetenschappers suggereren dat de hoeveelheid water op het oppervlak in de loop van de tijd zal toenemen als gevolg van diepe ballen. Hydrosferische massa's zijn constant in omloop, ze gaan van de ene toestand naar de andere en werken nauw samen met de lithosfeer en atmosfeer. De hydrosfeer heeft een grote invloed op alle aardse processen, de ontwikkeling en het leven van de biosfeer. Het was de waterschelp die de omgeving werd voor de oorsprong van het leven op de planeet.

De grond

De dunste vruchtbare laag van de aarde, aarde genaamd, of aarde, is samen met de waterschil van het grootste belang voor het bestaan ​​van planten, dieren en mensen. Deze bol is aan de oppervlakte ontstaan ​​als gevolg van erosie van gesteenten, onder invloed van organische afbraakprocessen. Door de overblijfselen van vitale activiteit te verwerken, hebben miljoenen micro-organismen een humuslaag gecreëerd - het meest gunstig voor gewassen van alle soorten landplanten. Een van de belangrijke indicatoren Van hoge kwaliteit bodemvruchtbaarheid. De meest vruchtbare gronden zijn die met een gelijk gehalte aan zand, klei en humus of leem. Klei-, rots- en zandgronden behoren tot de minst geschikte voor landbouw.

Troposfeer

De luchtschil van de aarde draait mee met de planeet en is onlosmakelijk verbonden met alle processen die in de aardlagen plaatsvinden. Het onderste deel van de atmosfeer dringt door de poriën diep door in het lichaam van de aardkorst, het bovenste deel sluit geleidelijk aan op de ruimte.

De lagen van de aardatmosfeer zijn heterogeen in samenstelling, dichtheid en temperatuur.

Op een afstand van 10 - 18 km van de aardkorst breidt de troposfeer zich uit. Dit deel van de atmosfeer wordt verwarmd door de aardkorst en water, dus het wordt kouder met de hoogte. De temperatuurdaling in de troposfeer vindt elke 100 meter ongeveer een halve graad plaats, en in hoogste punten bereikt van -55 tot -70 graden. Dit deel van het luchtruim neemt het grootste aandeel in - tot 80%. Het is hier dat het weer wordt gevormd, stormen, wolken samenpakken, neerslag en winden vormen.

hoge lagen

• Stratosfeer- de ozonlaag van de planeet, die de ultraviolette straling van de zon absorbeert en verhindert dat al het leven wordt vernietigd. De lucht in de stratosfeer is ijl. Ozon handhaaft een stabiele temperatuur in dit deel van de atmosfeer van -50 tot 55 ° C. In de stratosfeer is een onbeduidend deel van vocht daarom niet kenmerkend voor wolken en neerslag, in tegenstelling tot luchtstromen die aanzienlijk in snelheid zijn .
• Mesosfeer, thermosfeer, ionosfeer- de luchtlagen van de aarde boven de stratosfeer, waarin een afname van de dichtheid en temperatuur van de atmosfeer wordt waargenomen. De laag van de ionosfeer is de plaats waar de gloed van geladen gasdeeltjes optreedt, die de aurora wordt genoemd.
• exosfeer- een verspreidingsbol van gasdeeltjes, een vage grens met ruimte.

Shell-structuur van de aarde. Fysische toestand (dichtheid, druk, temperatuur), chemische samenstelling, beweging van seismische golven in de interne delen van de aarde. Aards magnetisme. Bronnen van interne energie van de planeet. Leeftijd van de aarde. Geochronologie.

De aarde heeft, net als andere planeten, een schelpstructuur. Wanneer seismische golven (longitudinaal en transversaal) door het lichaam van de aarde gaan, veranderen hun snelheden op sommige diepe niveaus merkbaar (en abrupt), wat wijst op een verandering in de eigenschappen van het medium dat door de golven wordt gepasseerd. Moderne ideeën over de verdeling van dichtheid en druk in de aarde worden gegeven in de tabel.

Verandering in dichtheid en druk met diepte in de aarde

(SV Kalesnik, 1955)

Uit de tabel blijkt dat in het centrum van de aarde de dichtheid 17,2 g/cm 3 bereikt en dat deze verandert met een bijzonder scherpe sprong (van 5,7 naar 9,4) op een diepte van 2900 km, en vervolgens op een diepte van 5 duizend kilometer. De eerste sprong maakt het mogelijk om een ​​dichte kern te onderscheiden, en de tweede stelt ons in staat om deze kern onder te verdelen in buitenste (2900-5000 km) en binnenste (van 5000 km naar het midden) delen.

De afhankelijkheid van de snelheid van longitudinale en schuifgolven van diepte

Er zijn dus in wezen twee scherpe snelheden: op een diepte van 60 km en op een diepte van 2900 km. Met andere woorden, de aardkorst en de binnenkern zijn duidelijk gescheiden. In de tussenliggende band daartussen, evenals in de kern, is er alleen een verandering in de snelheid waarmee de snelheden toenemen. Ook is te zien dat de aarde tot een diepte van 2900 km in vaste toestand is, omdat dwarse elastische golven (schuifgolven) gaan vrij door deze dikte, die alleen kan ontstaan ​​en zich voortplanten in een vast medium. De passage van transversale golven door de kern werd niet waargenomen, en dit gaf aanleiding om het als vloeibaar te beschouwen. De laatste berekeningen tonen echter aan dat de afschuifmodulus in de kern klein is, maar nog steeds niet gelijk aan nul (zoals typisch is voor een vloeistof), en daarom is de kern van de aarde dichter bij een vaste dan een vloeibare toestand. In dit geval kunnen de concepten 'vast' en 'vloeibaar' natuurlijk niet worden geïdentificeerd met soortgelijke concepten die worden toegepast op de geaggregeerde toestanden van materie op het grondoppervlak: hoge temperaturen en enorme drukken domineren in de aarde.

Zo worden in de interne structuur van de aarde de aardkorst, mantel en kern onderscheiden.

aardkorst - de eerste schil van een vast lichaam van de aarde, heeft een dikte van 30-40 km. In volume is het 1,2% van het volume van de aarde, in massa - 0,4%, de gemiddelde dichtheid is 2,7 g / cm 3. Bestaat voornamelijk uit graniet; sedimentaire gesteenten daarin zijn van ondergeschikt belang. De granieten schil, waarin silicium en aluminium een ​​grote rol spelen, wordt "sialic" ("sial") genoemd. De aardkorst wordt van de mantel gescheiden door een seismisch gedeelte genaamd Moho grens, naar de naam van de Servische geofysicus A. Mohorovichich (1857-1936), die deze "seismische sectie" ontdekte. Deze grens is duidelijk en wordt op alle plaatsen op aarde waargenomen op een diepte van 5 tot 90 km. De Moho-sectie is niet alleen een grens tussen verschillende soorten gesteenten, maar is een faseovergang tussen mantel-eclogieten en gabbro- en aardkorstbasalt. Bij het overgaan van de mantel naar de korst daalt de druk zo veel dat de gabbro verandert in basalt (silicium, aluminium + magnesium - "sima" - silicium + magnesium). De overgang gaat gepaard met een toename van het volume met 15% en dienovereenkomstig een afname van de dichtheid. Het Moho-oppervlak wordt beschouwd als de ondergrens van de aardkorst. Een belangrijk kenmerk van dit oppervlak is dat het in algemene termen Het is als het ware een spiegelreflectie van het reliëf van het aardoppervlak: het is hoger onder de oceanen, lager onder de continentale vlakten, lager dan alles onder de hoogste bergen (dit zijn de zogenaamde bergwortels).

Er zijn vier soorten aardkorst, ze komen overeen met de vier grootste vormen van het aardoppervlak. Het eerste type heet vasteland, de dikte is 30-40 km, onder jonge bergen neemt het toe tot 80 km. Dit type aardkorst komt in reliëf overeen met continentale uitsteeksels (de onderwaterrand van het vasteland is inbegrepen). De meest voorkomende indeling in drie lagen: sedimentair, graniet en basalt. sedimentaire laag, tot 15-20 km dik, complex gelaagde sedimenten(klei en leisteen overheersen, zand, carbonaat en vulkanisch gesteente zijn ruim vertegenwoordigd). granieten laag(dikte 10-15 km) bestaat uit metamorfe en stollingszure gesteenten met een silicagehalte van meer dan 65%, vergelijkbaar in eigenschappen met graniet; de meest voorkomende zijn gneis, granodiorieten en diorieten, graniet, kristallijne leisteen). De onderste laag, de dichtste, 15-35 km dik, heet basalt vanwege hun gelijkenis met basalt. Gemiddelde dichtheid continentale korst 2,7 g / cm 3. Tussen de graniet- en basaltlagen ligt de Konrad-grens, genoemd naar de Oostenrijkse geofysicus die hem ontdekte. De namen van de lagen - graniet en basalt - zijn voorwaardelijk, ze worden gegeven volgens de snelheden van seismische golven. De moderne naam van de lagen is iets anders (E.V. Khain, M.G. Lomize): de tweede laag wordt graniet-metamorf genoemd, omdat. er zit bijna geen graniet in, het is samengesteld uit gneis en kristallijne leisteen. De derde laag is granuliet-basiet, het wordt gevormd door sterk gemetamorfoseerde rotsen.

Het tweede type aardkorst - overgangs- of geosynclinale - komt overeen met overgangszones (geosynclines). Overgangszones bevinden zich voor de oostelijke kusten van het Euraziatische continent, in de buurt van de oostelijke en westelijke kusten Noord- en Zuid-Amerika. Ze hebben de volgende klassieke structuur: een bekken van de marginale zee, eilandbogen en een diepwatergeul. Onder de bekkens van de zeeën en diepzeetroggen is er geen granietlaag, de aardkorst bestaat uit een sedimentaire laag van verhoogde dikte en basalt. De granietlaag komt alleen voor in eilandbogen. De gemiddelde dikte van het geosynclinale type van de aardkorst is 15-30 km.

Het derde type is oceanisch de aardkorst, komt overeen met de bodem van de oceaan, de dikte van de korst is 5-10 km. Het heeft een tweelaagse structuur: de eerste laag is sedimentair, gevormd door klei-kiezelhoudende carbonaatgesteenten; de tweede laag bestaat uit volledig kristallijne stollingsgesteenten van basissamenstelling (gabbro). Tussen de sedimentaire en basaltlagen wordt een tussenlaag onderscheiden, bestaande uit basaltlava's met tussenlagen van sedimentair gesteente. Daarom praten ze soms over de drielaagse structuur van de oceanische korst.

Het vierde type riftogeen de aardkorst, het is kenmerkend voor mid-oceanische ruggen, de dikte is 1,5-2 km. In mid-oceanische ruggen komen mantelgesteenten dicht bij het oppervlak. De dikte van de sedimentaire laag is 1-2 km, de basaltlaag in de spleetvalleien wigt uit.

Er zijn concepten van "aardkorst" en "lithosfeer". Lithosfeer- de stenen schil van de aarde, gevormd door de aardkorst en een deel van de bovenmantel. De dikte is 150-200 km, het wordt beperkt door de asthenosfeer. Alleen het bovenste deel van de lithosfeer wordt de aardkorst genoemd.

Mantel in volume is het 83% van het volume van de aarde en 68% van zijn massa. De dichtheid van de stof neemt toe tot 5,7 g/cm3. Aan de grens met de kern stijgt de temperatuur tot 3800 0 C, de druk - tot 1,4 x 10 11 Pa. De bovenmantel onderscheidt zich tot een diepte van 900 km en de ondermantel tot een diepte van 2900 km. Er is een asthenosferische laag in de bovenmantel op een diepte van 150-200 km. asthenosfeer(Griekse asthenes - zwak) - een laag van verminderde hardheid en sterkte in de bovenste mantel van de aarde. De asthenosfeer is de belangrijkste bron van magma; het bevat vulkanische voedingscentra en de beweging van lithosferische platen.

Kern beslaat 16% van het volume en 31% van de massa van de planeet. De temperatuur daarin bereikt 5000 0 C, druk - 37 x 10 11 Pa, dichtheid - 16 g / cm 3. De kern is verdeeld in buitenste, tot een diepte van 5100 km, en binnenste. De buitenkern is gesmolten, bestaat uit ijzer of gemetalliseerde silicaten, de binnenkern is vast, ijzer-nikkel.

De massa van een hemellichaam is afhankelijk van de dichtheid van de materie, de massa bepaalt de grootte van de aarde en de zwaartekracht. Onze planeet heeft voldoende omvang en zwaartekracht, het heeft de hydrosfeer en atmosfeer behouden. Metallisatie van materie vindt plaats in de kern van de aarde, waardoor elektrische stromen en de magnetosfeer ontstaan.

Er zijn verschillende velden rond de aarde, de belangrijkste invloed op GO is zwaartekracht en magnetisch.

Zwaartekrachtveld op aarde is het het zwaartekrachtveld. Zwaartekracht is de resulterende kracht tussen de zwaartekracht en de middelpuntvliedende kracht die wordt gegenereerd door de rotatie van de aarde. De middelpuntvliedende kracht bereikt zijn maximum op de evenaar, maar ook hier is hij klein en bedraagt ​​1/288 van de zwaartekracht. De zwaartekracht op de aarde is voornamelijk afhankelijk van de aantrekkingskracht, die wordt beïnvloed door de verdeling van massa's in de aarde en op het oppervlak. De zwaartekracht werkt overal op aarde en is langs een loodlijn naar het oppervlak van de geoïde gericht. De intensiteit van het zwaartekrachtsveld neemt gelijkmatig af vanaf de polen tot aan de evenaar (de middelpuntvliedende kracht is groter bij de evenaar), vanaf het oppervlak naar boven (op 36.000 km hoogte is het nul) en vanaf het oppervlak naar beneden (in het midden van de aarde is de zwaartekracht nul).

normaal zwaartekrachtveld De aarde wordt zo genoemd dat de aarde zou hebben als deze de vorm had van een ellipsoïde met een uniforme verdeling van massa's. De intensiteit van het echte veld op een bepaald punt verschilt van het normale en er ontstaat een anomalie van het zwaartekrachtsveld. Anomalieën kunnen positief en negatief zijn: bergketens creëren extra massa en zouden positieve anomalieën moeten veroorzaken, oceanische depressies, integendeel, negatieve. Maar in feite is de aardkorst in isostatisch evenwicht.

isostasie (van het Griekse isostasios - gelijk in gewicht) - balanceren van de stevige, relatief lichte aardkorst met een zwaardere bovenmantel. De evenwichtstheorie werd in 1855 naar voren gebracht door de Engelse wetenschapper G.B. Luchtig. Als gevolg van isostasie komt een overmaat aan massa's boven het theoretische evenwicht overeen met een gebrek aan massa's daaronder. Dit komt tot uiting in het feit dat de stof op een bepaalde diepte (100-150 km) in de asthenosfeerlaag naar die plaatsen stroomt waar aan het oppervlak een gebrek aan massa is. Alleen onder de jonge bergen, waar de compensatie nog niet volledig heeft plaatsgevonden, worden zwakke positieve anomalieën waargenomen. Het evenwicht wordt echter voortdurend verstoord: sedimenten worden afgezet in de oceanen en onder hun gewicht zakt de bodem van de oceanen. Aan de andere kant worden bergen vernietigd, hun hoogte neemt af, wat betekent dat hun massa ook afneemt.

Zwaartekracht creëert de figuur van de aarde, het is een van de leidende endogene krachten. Dankzij haar vallen ze uit neerslag, rivieren stromen, grondwaterhorizons worden gevormd, hellingsprocessen worden waargenomen. Zwaartekracht is verantwoordelijk voor de maximale hoogte van bergen; men gelooft dat er op onze aarde geen bergen kunnen zijn die hoger zijn dan 9 km. Zwaartekracht houdt de gas- en waterschillen van de planeet vast. Alleen de lichtste moleculen, waterstof en helium, verlaten de atmosfeer van de planeet. De druk van de massa's materie, die wordt gerealiseerd in het proces van zwaartekrachtdifferentiatie in de lagere mantel, samen met radioactief verval, genereert thermische energie - de bron van interne (endogene) processen die de lithosfeer herbouwen.

Het thermische regime van de oppervlaktelaag van de aardkorst (tot gemiddeld 30 m) heeft een temperatuur die wordt bepaald door zonnewarmte. het heliometrische laag seizoensgebonden temperatuurschommelingen ervaren. Hieronder is een nog dunnere horizon met constante temperatuur (ongeveer 20 m), die overeenkomt met de gemiddelde jaarlijkse temperatuur van de waarnemingsplaats. Onder de constante laag neemt de temperatuur toe met de diepte geothermische laag. De omvang van deze toename kwantificeren in twee onderling gerelateerde concepten. De verandering in temperatuur als je 100 meter dieper de grond in gaat, wordt genoemd geothermische gradiënt(bereik van 0,1 tot 0,01 0 C/m en hangt af van de samenstelling van de rotsen, de omstandigheden waarin ze voorkomen) en de afstand langs de loodlijn, die verdiept moet worden om een ​​temperatuurstijging van 10 te krijgen, wordt genoemd geothermische fase(bereik van 10 tot 100 m / 0 ).

Aards magnetisme - een eigenschap van de aarde, die het bestaan ​​van een magnetisch veld eromheen bepaalt, veroorzaakt door processen die plaatsvinden op de kern-mantelgrens. Voor het eerst leerde de mensheid dat de aarde een magneet is dankzij het werk van W. Gilbert.

Magnetosfeer - een gebied nabij de aarde gevuld met geladen deeltjes die in het magnetische veld van de aarde bewegen. Het wordt gescheiden van de interplanetaire ruimte door de magnetopauze. Dit is de buitenste grens van de magnetosfeer.

De vorming van een magnetisch veld is gebaseerd op interne en externe oorzaken. Een constant magnetisch veld wordt gevormd door elektrische stromen die in de buitenste kern van de planeet ontstaan. Corpusculaire zonnestromen vormen een variabel magnetisch veld van de aarde. Een visuele weergave van de toestand van het aardmagnetisch veld wordt verschaft door magnetische kaarten. Magnetische kaarten worden opgesteld voor een periode van vijf jaar - het magnetische tijdperk.

De aarde zou een normaal magnetisch veld hebben als het een uniform gemagnetiseerde bal was. De aarde in de eerste benadering is een magnetische dipool - het is een staaf waarvan de uiteinden tegengestelde magnetische polen hebben. De snijpunten van de magnetische as van de dipool met het aardoppervlak worden genoemd geomagnetische polen. De geomagnetische polen vallen niet samen met de geografische en bewegen langzaam met een snelheid van 7-8 km/jaar. Afwijkingen van het echte magnetische veld van de normaal (theoretisch berekend) worden magnetische anomalieën genoemd. Ze kunnen globaal (Oost-Siberisch ovaal), regionaal (KMA) en lokaal zijn, geassocieerd met het dicht bij het oppervlak voorkomen van magnetische rotsen.

Het magnetische veld wordt gekenmerkt door drie grootheden: magnetische declinatie, magnetische helling en intensiteit. Magnetische declinatie- de hoek tussen de geografische meridiaan en de richting van de magnetische naald. De declinatie is oost (+) als het noordelijke uiteinde van de kompasnaald afwijkt naar het oosten van de geografische, en west (-) als de naald naar het westen afwijkt. Magnetische helling- de hoek tussen het horizontale vlak en de richting van de magnetische naald die op de horizontale as hangt. De helling is positief wanneer het noordelijke uiteinde van de pijl naar beneden wijst en negatief wanneer het noordelijke uiteinde naar boven wijst. De magnetische helling varieert van 0 tot 90 0. De sterkte van het magnetische veld wordt gekenmerkt spanning. De magnetische veldsterkte is klein bij de evenaar 20-28 A/m, bij de pool - 48-56 A/m.

De magnetosfeer heeft een druppelvorm. Aan de zijde die naar de zon is gericht, is de straal gelijk aan 10 radii van de aarde, aan de nachtzijde onder invloed van de "zonnewind" neemt deze toe tot 100 radii. De vorm is te danken aan de invloed van de zonnewind, die tegen de magnetosfeer van de aarde botst en eromheen stroomt. Geladen deeltjes die de magnetosfeer bereiken, beginnen magnetisch te bewegen krachtlijnen en vorm straling riemen. De binnenste stralingsgordel bestaat uit protonen en heeft een maximale concentratie op een hoogte van 3500 km boven de evenaar. De buitenste band wordt gevormd door elektronen en strekt zich uit tot 10 stralen. Bij de magnetische polen neemt de hoogte van de stralingsgordels af, hier ontstaan ​​gebieden waarin geladen deeltjes de atmosfeer binnendringen, atmosferische gassen ioniseren en poollicht veroorzaken.

De geografische betekenis van de magnetosfeer is zeer groot: het beschermt de aarde tegen corpusculaire zonne- en kosmische straling. De zoektocht naar mineralen wordt geassocieerd met magnetische anomalieën. Magnetische krachtlijnen helpen toeristen en schepen om door de ruimte te navigeren.

Leeftijd van de aarde. Geochronologie.

De aarde is ontstaan ​​als een koud lichaam uit een verzameling vaste deeltjes en lichamen zoals asteroïden. Onder de deeltjes waren radioactief. Eenmaal in de aarde vervielen ze daar met het vrijkomen van warmte. Hoewel de aarde klein was, ontsnapte warmte gemakkelijk naar de interplanetaire ruimte. Maar met de toename van het volume van de aarde, begon de productie van radioactieve warmte de lekkage te overschrijden, het verzamelde en verwarmde de ingewanden van de planeet, waardoor ze zacht werden. De plastic staat die de mogelijkheden opende voor zwaartekrachtdifferentiatie van materie- drijven van lichtere minerale massa's naar de oppervlakte en geleidelijke verlaging van zwaardere massa's - naar het centrum. De intensiteit van differentiatie vervaagde met de diepte, omdat in dezelfde richting nam door de toename van de druk de viscositeit van de stof toe. De kern van de aarde werd niet opgevangen door differentiatie en behield zijn oorspronkelijke silicaatsamenstelling. Maar het condenseerde scherp vanwege de hoogste druk, die een miljoen atmosfeer overschreed.

De leeftijd van de aarde wordt vastgesteld met behulp van de radioactieve methode, deze kan alleen worden toegepast op rotsen die radioactieve elementen bevatten. Als we aannemen dat al het argon op aarde een vervalproduct is van kalium-49, dan zal de leeftijd van de aarde minstens 4 miljard jaar zijn. O.Yu. Schmidt geeft een nog hoger cijfer - 7,6 miljard jaar. IN EN. Baranov nam de verhouding tussen de moderne hoeveelheden uranium-238 en actinouranium (uranium-235) in gesteenten en mineralen om de leeftijd van de aarde te berekenen en verkreeg de leeftijd van uranium (de stof waaruit de planeet later ontstond) 5-7 miljard jaar.

Zo wordt de leeftijd van de aarde bepaald in het bereik van 4-6 miljard jaar. Tot dusverre kan de geschiedenis van de ontwikkeling van het aardoppervlak direct in algemene termen worden hersteld, alleen vanaf de tijd dat de oudste gesteenten bewaard zijn gebleven, dat wil zeggen ongeveer 3-3,5 miljard jaar (Kalesnik S.V.).

De geschiedenis van de aarde wordt meestal in tweeën verdeeld: eon: cryptozoïcum(verborgen en leven: geen overblijfselen van skeletfauna) en Fanerozoïcum(expliciet en leven) . Cryptozoic omvat twee tijdperk: Archean en Proterozoïcum. Het Phanerozoïcum beslaat de laatste 570 miljoen jaar; Paleozoïcum, Mesozoïcum en Cenozoïcum tijdperken, die op hun beurt zijn onderverdeeld in periodes. Vaak wordt de hele periode tot aan het Phanerozoïcum genoemd Precambrium(Cambrium - de eerste periode van het Paleozoïcum).

Perioden van het Paleozoïcum:

Perioden van het Mesozoïcum:

Perioden van het Cenozoïcum:

Paleogeen (tijdperken - Paleoceen, Eoceen, Oligoceen)

Neogeen (tijdperken - Mioceen, Plioceen)

Kwartair (tijdperken - Pleistoceen en Holoceen).

conclusies:

1. De kern van alle manifestaties van het innerlijke leven van de aarde zijn de transformaties van thermische energie.

2. In de aardkorst neemt de temperatuur toe met de afstand tot het oppervlak (geothermische gradiënt).

3. De hitte van de aarde vindt zijn oorsprong in het verval van radioactieve elementen.

4. De dichtheid van de materie van de aarde neemt toe met de diepte van 2,7 op het oppervlak tot 17,2 in de centrale delen. De druk in het centrum van de aarde bereikt 3 miljoen atm. De dichtheid neemt abrupt toe op een diepte van 60 en 2900 km. Vandaar de conclusie: de aarde bestaat uit concentrische schillen die elkaar omsluiten.

5. De aardkorst bestaat voornamelijk uit rotsen zoals graniet, die worden bedekt door rotsen zoals basalt. De leeftijd van de aarde wordt bepaald op 4-6 miljard jaar.

Methoden voor het bestuderen van de interne structuur en samenstelling van de aarde kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdgroepen: geologische methoden en geofysische methoden. geologische methoden zijn gebaseerd op de resultaten van een directe studie van gesteentelagen in ontsluitingen, mijnwerkingen (mijnen, opgravingen, enz.) en boorgaten. Tegelijkertijd beschikken onderzoekers over het hele arsenaal aan methoden om de structuur en samenstelling te bestuderen, wat bepalend is voor de hoge mate van detail van de verkregen resultaten. Tegelijkertijd zijn de mogelijkheden van deze methoden bij het bestuderen van de diepten van de planeet zeer beperkt - de diepste put ter wereld heeft een diepte van slechts -12262 m (Kola superdeep in Rusland), zelfs kleinere diepten zijn bereikt bij het boren de oceaanbodem (ongeveer -1500 m, boren vanaf de zijkant van het Amerikaanse onderzoeksschip "Glomar Challenger"). Zo zijn diepten van niet meer dan 0,19% van de straal van de planeet beschikbaar voor directe studie.

Informatie over de diepe structuur is gebaseerd op de analyse van verkregen indirecte gegevens geofysische methoden, voornamelijk patronen van verandering met diepte van verschillende fysieke parameters (elektrische geleidbaarheid, mechanisch cijfer van verdienste, enz.) gemeten tijdens geofysische onderzoeken. De ontwikkeling van modellen van de interne structuur van de aarde is voornamelijk gebaseerd op de resultaten van seismische studies op basis van gegevens over de voortplantingspatronen van seismische golven. In de centra van aardbevingen en krachtige explosies ontstaan ​​seismische golven - elastische trillingen. Deze golven zijn verdeeld in volumegolven - die zich voortplanten in de ingewanden van de planeet en ze "doorschijnend" maken als röntgenstralen, en oppervlaktegolven - die zich evenwijdig aan het oppervlak voortplanten en de bovenste lagen van de planeet "aftasten" tot een diepte van tientallen of honderden kilometers.
Lichaamsgolven zijn op hun beurt verdeeld in twee typen - longitudinaal en transversaal. Longitudinale golven met een hoge voortplantingssnelheid zijn de eerste die worden geregistreerd door seismische ontvangers, ze worden primaire of P-golven genoemd ( van Engels. primair - primair), worden de "langzamere" transversale golven S-golven genoemd ( van Engels. secundair - secundair). Van transversale golven is bekend dat ze belangrijk kenmerk- ze verspreiden zich alleen in een vast medium.

Aan de grenzen van media met verschillende eigenschappen worden golven gebroken en aan de grenzen van scherpe veranderingen in eigenschappen ontstaan ​​naast gebroken, gereflecteerde en geconverteerde golven. Afschuifgolven kunnen loodrecht op het invalsvlak (SH-golven) of in het invalsvlak (SV-golven) worden verschoven. Wanneer de grens van media met verschillende eigenschappen wordt overschreden, ervaren de SH-golven gewone breking, en de SV-golven, behalve de gebroken en gereflecteerde SV-golven, wekken P-golven op. Dit is hoe een complex systeem van seismische golven ontstaat, die de ingewanden van de planeet "doorzien".

Door de patronen van golfvoortplanting te analyseren, is het mogelijk om inhomogeniteiten in de ingewanden van de planeet te identificeren - als op een bepaalde diepte een abrupte verandering in de voortplantingssnelheden van seismische golven, hun breking en reflectie wordt geregistreerd, kan worden geconcludeerd dat op dit punt diepte is er een grens van de binnenschillen van de aarde, die verschillen in hun fysieke eigenschappen.

De studie van de manieren en snelheid van voortplanting van seismische golven in de ingewanden van de aarde maakte het mogelijk om een ​​seismisch model van de interne structuur te ontwikkelen.

Seismische golven, die zich voortplanten van de bron van de aardbeving naar de diepten van de aarde, ervaren de meest significante sprongen in snelheid, breken en reflecteren op seismische secties op diepten 33 km en 2900 km vanaf het oppervlak (zie afb.). Deze scherpe seismische grenzen maken het mogelijk om de ingewanden van de planeet in 3 belangrijke interne geosferen te verdelen - de aardkorst, mantel en kern.

De aardkorst wordt van de mantel gescheiden door een scherpe seismische grens, waarop de snelheid van zowel longitudinale als transversale golven abrupt toeneemt. De snelheid van transversale golven neemt dus sterk toe van 6,7-7,6 km/s in het onderste deel van de korst tot 7,9-8,2 km/s in de mantel. Deze grens werd in 1909 ontdekt door de Joegoslavische seismoloog Mohorovičić en kreeg vervolgens de naam Mohorović grens(vaak afgekort als de Moho- of M-grens). De gemiddelde diepte van de grens is 33 km (opgemerkt moet worden dat dit een zeer geschatte waarde is vanwege de verschillende diktes in verschillende geologische structuren); tegelijkertijd, onder de continenten, kan de diepte van het Mohorovichich-gedeelte 75-80 km bereiken (die is gefixeerd onder jonge bergstructuren - de Andes, Pamir), onder de oceanen neemt het af en bereikt het een minimale dikte van 3-4 kilometer.

Een nog scherpere seismische grens tussen de mantel en de kern is op diepte vastgelegd 2900 km. Op dit seismische gedeelte daalt de snelheid van de P-golf abrupt van 13,6 km/s aan de basis van de mantel tot 8,1 km/s in de kern; S-golven - van 7,3 km / s tot 0. Het verdwijnen van transversale golven geeft aan dat het buitenste deel van de kern de eigenschappen van een vloeistof heeft. De seismische grens tussen de kern en de mantel werd in 1914 ontdekt door de Duitse seismoloog Gutenberg en wordt vaak aangeduid als Gutenberg grens, hoewel deze naam niet officieel is.

Scherpe veranderingen in de snelheid en aard van de passage van golven worden geregistreerd op een diepte van 670 km en 5150 km. Grens 670 km verdeelt de mantel in bovenmantel (33-670 km) en ondermantel (670-2900 km). Grens 5150 km verdeelt de kern in een externe vloeistof (2900-5150 km) en een interne vaste stof (5150-6371 km).

Significante veranderingen worden ook opgemerkt in het seismische gedeelte 410 km het verdelen van de bovenmantel in twee lagen.

De verkregen gegevens over wereldwijde seismische grenzen vormen een basis voor het overwegen van een modern seismisch model van de diepe structuur van de aarde.

De buitenste schil van de vaste aarde is aardkorst begrensd door de Mohorovichic grens. Dit is een relatief dunne schaal, waarvan de dikte varieert van 4-5 km onder de oceanen tot 75-80 km onder continentale bergstructuren. De bovenkorst is duidelijk te onderscheiden in de samenstelling van de sedimentaire laag, bestaande uit niet-gemetamorfoseerde sedimentaire gesteenten, waaronder vulkanen aanwezig kunnen zijn, en eronder geconsolideerd, of kristallijn,blaffen, gevormd door gemetamorfoseerde en stollingsgesteenten.Er zijn twee hoofdtypen van de aardkorst - continentaal en oceanisch, fundamenteel verschillend in structuur, samenstelling, oorsprong en leeftijd.

continentale korst ligt onder de continenten en hun onderwaterranden, heeft een dikte van 35-45 km tot 55-80 km, er worden 3 lagen onderscheiden in zijn sectie. De bovenste laag bestaat in de regel uit sedimentair gesteente, waaronder een kleine hoeveelheid zwak gemetamorfoseerde en stollingsgesteenten. Deze laag wordt sedimentair genoemd. Geofysisch wordt het gekenmerkt door een lage P-golfsnelheid in het bereik van 2-5 km/s. De gemiddelde dikte van de sedimentaire laag is ongeveer 2,5 km.
Hieronder is de bovenste korst (graniet-gneis of "graniet" laag), samengesteld uit stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten rijk aan silica (gemiddeld overeenkomend in chemische samenstelling met granodioriet). De snelheid van P-golven in deze laag is 5,9-6,5 km/s. Aan de basis van de bovenste korst wordt het seismische gedeelte van Konrad onderscheiden, wat een toename van de snelheid van seismische golven tijdens de overgang naar de onderste korst weerspiegelt. Maar deze sectie ligt niet overal vast: in de continentale korst wordt vaak een geleidelijke toename van golfsnelheden met diepte geregistreerd.
De onderste korst (granuliet-mafische laag) onderscheidt zich door een hogere golfsnelheid (6,7-7,5 km/s voor P-golven), die het gevolg is van een verandering in de gesteentesamenstelling tijdens de overgang van de bovenmantel. Volgens het meest geaccepteerde model komt de samenstelling overeen met granuliet.

Rotsen van verschillende geologische leeftijden nemen deel aan de vorming van de continentale korst, tot de oudste, ongeveer 4 miljard jaar oud.

oceanische korst heeft een relatief kleine dikte, gemiddeld 6-7 km. In zijn meest algemene vorm kunnen in zijn doorsnede twee lagen worden onderscheiden. De bovenste laag is sedimentair en wordt gekenmerkt door een lage dikte (gemiddeld ongeveer 0,4 km) en een lage snelheid van de P-golf (1,6-2,5 km/s). De onderste laag - "basalt" - bestaat uit basale stollingsgesteenten (boven - basalt, onder - basale en ultrabasische opdringerige gesteenten). De snelheid van longitudinale golven in de "basalt" laag neemt toe van 3,4-6,2 km/s in basalt tot 7-7,7 km/s in de laagste horizonten van de korst.

De oudste rotsen van de moderne oceanische korst zijn ongeveer 160 miljoen jaar oud.

Mantel Het is de grootste binnenschil van de aarde in termen van volume en massa, van bovenaf begrensd door de Moho-grens, van onderaf door de Gutenberg-grens. In de samenstelling worden de bovenmantel en de ondermantel onderscheiden, gescheiden door een grens van 670 km.

De bovenste manie is verdeeld in twee lagen volgens geofysische kenmerken. Bovenste laag - subcrustale mantel- strekt zich uit van de Moho-grens tot diepten van 50-80 km onder de oceanen en 200-300 km onder de continenten en wordt gekenmerkt door een geleidelijke toename van de snelheid van zowel longitudinale als transversale seismische golven, wat wordt verklaard door de verdichting van rotsen door de lithostatische druk van de bovenliggende lagen. Onder de subcrustale mantel naar het globale grensvlak van 410 km bevindt zich een laag van lage snelheden. Zoals uit de naam van de laag volgt, zijn de seismische golfsnelheden daarin lager dan in de subcrustalmantel. Bovendien worden in sommige gebieden lenzen onthuld die helemaal geen S-golven doorlaten, wat aanleiding geeft te stellen dat de mantelsubstantie in deze gebieden gedeeltelijk gesmolten is. Deze laag wordt de asthenosfeer genoemd ( uit het Grieks "asthenes" - zwak en "sphair" - bol); de term werd in 1914 geïntroduceerd door de Amerikaanse geoloog J. Burrell, in de Engelse literatuur vaak LVZ genoemd - Zone met lage snelheid. Op deze manier, asthenosfeer- dit is een laag in de bovenmantel (gelegen op een diepte van ongeveer 100 km onder de oceanen en ongeveer 200 km of meer onder de continenten), geïdentificeerd op basis van een afname van de doorgangssnelheid van seismische golven en met een verminderde sterkte en viscositeit. Het oppervlak van de asthenosfeer is goed ingeburgerd en Scherpe daling soortelijke weerstand (tot waarden van ongeveer 100 Ohm . m).

De aanwezigheid van een plastic asthenosferische laag, die verschilt in mechanische eigenschappen van de vaste bovenliggende lagen, geeft aanleiding tot isolatie lithosfeer- de vaste schil van de aarde, met inbegrip van de aardkorst en de subkorstmantel, die zich boven de asthenosfeer bevindt. De dikte van de lithosfeer is van 50 tot 300 km. Opgemerkt moet worden dat de lithosfeer geen monolithische stenen schaal van de planeet is, maar is verdeeld in afzonderlijke platen die constant langs de plastic asthenosfeer bewegen. De brandpunten van aardbevingen en modern vulkanisme zijn beperkt tot de grenzen van lithosferische platen.

Dieper dan 410 km in de bovenmantel, planten zowel P- als S-golven zich overal voort, en hun snelheid neemt relatief monotoon toe met de diepte.

BIJ onderste mantel, gescheiden door een scherpe globale grens van 670 km, neemt de snelheid van P- en S-golven monotoon toe, zonder abrupte veranderingen, tot respectievelijk 13,6 en 7,3 km/s tot aan het Gutenberg-gedeelte.

In de buitenste kern neemt de snelheid van P-golven sterk af tot 8 km/s, terwijl S-golven volledig verdwijnen. Het verdwijnen van transversale golven suggereert dat de buitenste kern van de aarde zich in een vloeibare toestand bevindt. Onder het gedeelte van 5150 km bevindt zich een binnenkern waarin de snelheid van P-golven toeneemt en S-golven zich weer beginnen voort te planten, wat de vaste toestand aangeeft.

De fundamentele conclusie van het hierboven beschreven snelheidsmodel van de aarde is dat onze planeet bestaat uit een reeks concentrische schillen die een ijzerhoudende kern, een silicaatmantel en een aluminosilicaatkorst voorstellen.

Geofysische kenmerken van de aarde

Verdeling van massa tussen de binnenste geosferen

Het grootste deel van de massa van de aarde (ongeveer 68%) valt op zijn relatief lichte, maar grote mantel, met ongeveer 50% op de onderste mantel en ongeveer 18% op de bovenste. De resterende 32% van de totale massa van de aarde valt voornamelijk op de kern, en het vloeibare buitenste deel (29% van de totale massa van de aarde) is veel zwaarder dan het binnenste vaste deel (ongeveer 2%). Slechts minder dan 1% van de totale massa van de planeet blijft op de korst.

Dikte

De dichtheid van de schelpen neemt van nature toe naar het centrum van de aarde toe (zie afb.). De gemiddelde dichtheid van de bast is 2,67 g/cm3; aan de Moho-grens neemt het abrupt toe van 2,9-3,0 tot 3,1-3,5 g/cm3. In de mantel neemt de dichtheid geleidelijk toe door de compressie van de silicaatstof en faseovergangen (herstructurering van de kristalstructuur van de stof in de loop van "aanpassing" aan toenemende druk) van 3,3 g/cm3 in het subcrustale deel naar 5,5 g/cm 3 in de onderste mantel. Bij de Gutenberg-grens (2900 km) verdubbelt de dichtheid bijna abrupt, tot 10 g/cm 3 in de buitenste kern. Een andere sprong in dichtheid - van 11,4 naar 13,8 g / cm 3 - vindt plaats op de grens van de binnen- en buitenkern (5150 km). Deze twee scherpe dichtheidssprongen hebben een ander karakter: bij de mantel/kerngrens treedt een verandering op in de chemische samenstelling van materie (overgang van een silicaatmantel naar een ijzeren kern), en een sprong bij de grens van 5150 km wordt geassocieerd met een verandering in de aggregatietoestand (overgang van een vloeibare buitenkern naar een vaste binnenkern). In het centrum van de aarde bereikt de dichtheid van materie 14,3 g/cm 3 .

Druk

De druk in het binnenste van de aarde wordt berekend op basis van het dichtheidsmodel. De toename van de druk als u zich van het oppervlak verwijdert, heeft verschillende redenen:

compressie door het gewicht van de bovenliggende schelpen (lithostatische druk);

faseovergangen in chemisch homogene schillen (met name in de mantel);

het verschil in de chemische samenstelling van de schelpen (korst en mantel, mantel en kern).

Aan de voet van de continentale korst is de druk ongeveer 1 GPa (precies 0,9 * 109 Pa). In de aardmantel neemt de druk geleidelijk toe tot 135 GPa aan de Gutenberg-grens. In de buitenkern neemt de drukgroeigradiënt toe, terwijl deze in de binnenkern juist afneemt. De berekende drukwaarden op de grens tussen de binnenste en buitenste kernen en nabij het centrum van de aarde zijn respectievelijk 340 en 360 GPa.

Temperatuur. Bronnen van thermische energie

De geologische processen die plaatsvinden op het oppervlak en in de ingewanden van de planeet zijn voornamelijk te wijten aan thermische energie. Energiebronnen zijn verdeeld in twee groepen: endogene (of interne bronnen), geassocieerd met de opwekking van warmte in de ingewanden van de planeet, en exogeen (of extern in relatie tot de planeet). De intensiteit van de stroom thermische energie van de diepten naar het oppervlak wordt weerspiegeld in de grootte van de geothermische gradiënt. geothermische gradiënt is de temperatuurstijging met de diepte, uitgedrukt in 0 C/km. Het "inverse" kenmerk is geothermische fase- diepte in meters, bij onderdompeling tot waar de temperatuur zal stijgen met 10 ° C. gebieden met een kalm tektonische regime. Met de diepte neemt de waarde van de geothermische gradiënt aanzienlijk af, tot een gemiddelde van ongeveer 10 0 /km in de lithosfeer en minder dan 10 С/km in de mantel. De reden hiervoor ligt in de verdeling van thermische energiebronnen en de aard van warmteoverdracht.

Bronnen van endogene energie zijn het volgende.
1. Energie van diepe zwaartekrachtdifferentiatie, d.w.z. warmteafgifte tijdens de herverdeling van materie in dichtheid tijdens zijn chemische en fasetransformaties. De belangrijkste factor bij dergelijke transformaties is druk. De kern-mantelgrens wordt beschouwd als het belangrijkste niveau van deze energieafgifte.
2. Radiogene warmte geproduceerd door het verval van radioactieve isotopen. Volgens sommige berekeningen bepaalt deze bron ongeveer 25% hittegolf uitgezonden door de aarde. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat verhoogde gehalten van de belangrijkste langlevende radioactieve isotopen - uranium, thorium en kalium alleen worden waargenomen in het bovenste deel van de continentale korst (zone voor isotopenverrijking). De concentratie van uranium in graniet bereikt bijvoorbeeld 3,5 10 -4%, in sedimentair gesteente - 3,2 10 -4%, terwijl het in de oceanische korst verwaarloosbaar is: ongeveer 1,66 10 -7%. Radiogene warmte is dus een extra warmtebron in het bovenste deel van de continentale korst, die de hoge waarde van de geothermische gradiënt in dit deel van de planeet bepaalt.
3. Restwarmte, bewaard in de diepte sinds de vorming van de planeet.
4. Stevige getijden, door de aantrekkingskracht van de maan. De overgang van kinetische getijdenenergie in warmte vindt plaats door interne wrijving in de rotsmassa's. Het aandeel van deze bron in de totale warmtebalans is klein - ongeveer 1-2%.

In de lithosfeer overheerst het geleidende (moleculaire) mechanisme van warmteoverdracht; in de sublithosferische mantel van de aarde vindt een overgang plaats naar een overwegend convectief mechanisme van warmteoverdracht.

Berekeningen van temperaturen in de ingewanden van de planeet geven de volgende waarden: in de lithosfeer op een diepte van ongeveer 100 km is de temperatuur ongeveer 1300 0 C, op een diepte van 410 km - 1500 0 C, op een diepte van 670 km - 1800 0C, op de grens van kern en mantel - 2500 0 C, op een diepte van 5150 km - 3300 0 C, in het centrum van de aarde - 3400 0 C. In dit geval alleen de belangrijkste (en meest waarschijnlijke voor diepe zones) werd rekening gehouden met de warmtebron, de energie van diepe zwaartekrachtdifferentiatie.

Endogene warmte bepaalt het verloop van mondiale geodynamische processen. inclusief de beweging van lithosferische platen

Op het oppervlak van de planeet wordt de belangrijkste rol gespeeld door exogene bron warmte - zonnestraling. Onder het oppervlak wordt het effect van zonnewarmte sterk verminderd. Al op een ondiepe diepte (tot 20-30 m) is er een zone met constante temperaturen - een dieptegebied waar de temperatuur constant blijft en gelijk is aan de gemiddelde jaartemperatuur van de regio. Onder de gordel van constante temperaturen wordt warmte geassocieerd met endogene bronnen.

Aardmagnetisme

De aarde is een gigantische magneet met een magnetisch krachtveld en magnetische polen die geografisch dicht bij elkaar liggen, maar er niet mee samenvallen. Daarom worden in de aflezingen van de magnetische naald van het kompas magnetische declinatie en magnetische helling onderscheiden.

Magnetische declinatie- dit is de hoek tussen de richting van de magnetische naald van het kompas en de geografische meridiaan op een bepaald punt. Deze hoek is het grootst bij de polen (tot 90 0) en het kleinst bij de evenaar (7-8 0).

Magnetische helling- de hoek gevormd door de helling van de magnetische naald naar de horizon. Bij het naderen van de magnetische pool zal de kompasnaald een verticale positie innemen.

Aangenomen wordt dat het optreden van een magnetisch veld te wijten is aan systemen van elektrische stromen die ontstaan ​​tijdens de rotatie van de aarde, in verband met convectieve bewegingen in de vloeibare buitenkern. Het totale magnetische veld bestaat uit de waarden van het hoofdveld van de aarde en het veld door ferromagnetische mineralen in de gesteenten van de aardkorst. Magnetische eigenschappen zijn kenmerkend voor mineralen - ferromagneten, zoals magnetiet (FeFe 2 O 4), hematiet (Fe 2 O 3), ilmeniet (FeTiO 2), pyrrhotiet (Fe 1-2 S), enz., Die mineralen zijn en vastgesteld door magnetische anomalieën. Deze mineralen worden gekenmerkt door het fenomeen remanentie, dat de oriëntatie van het aardmagnetisch veld erft dat bestond op het moment van de vorming van deze mineralen. De reconstructie van de locatie van de magnetische polen van de aarde in verschillende geologische tijdperken geeft aan dat het magnetische veld periodiek ervaren inversie- een verandering waarbij de magnetische polen worden omgekeerd. Het proces van het veranderen van het magnetische teken van het aardmagnetische veld duurt van enkele honderden tot enkele duizenden jaren en begint met een intensieve afname van de intensiteit van het magnetische hoofdveld van de aarde tot bijna nul, daarna wordt de omgekeerde polariteit vastgesteld en na een terwijl een snel herstel van intensiteit volgt, maar van het tegenovergestelde teken. De Noordpool nam de plaats in van de Zuidpool en omgekeerd, met een geschatte frequentie van 5 keer in 1 miljoen jaar. De huidige oriëntatie van het magnetische veld werd ongeveer 800 duizend jaar geleden vastgesteld.

Onze planeet heeft verschillende schelpen, is de derde vanaf de zon en staat op de vijfde plaats in grootte. We nodigen je uit om onze planeet beter te leren kennen, om het in een sectie te bestuderen. Om dit te doen, zullen we elk van zijn lagen afzonderlijk analyseren.

Schelpen

Het is bekend dat de aarde drie schillen heeft:

• Atmosfeer.
• Lithosfeer.
• Hydrosfeer.

Zelfs bij de naam is het gemakkelijk te raden dat de eerste van lucht is, de tweede een harde schaal en de derde water.

Atmosfeer

Dit is de gasvormige schil van onze planeet. Het bijzondere is dat het zich duizenden kilometers boven het maaiveld uitstrekt. De samenstelling ervan wordt uitsluitend door de mens veranderd en niet ten goede. Wat is de betekenis van atmosfeer? Het is als het ware onze beschermende koepel, die de planeet beschermt tegen verschillende ruimtepuin, die in deze laag in grotere mate opbrandt.

Beschermt tegen de schadelijke effecten van ultraviolette straling. Maar zoals u weet, zijn er die uitsluitend als gevolg van menselijke activiteit zijn verschenen. Dankzij deze schaal hebben we comfortabele temperatuur en vochtigheid. Grote verscheidenheid levende wezens - dit is ook haar verdienste. Laten we de structuur in lagen bekijken. Laten we de belangrijkste en belangrijkste ervan benadrukken.

Troposfeer

Dit is de onderste laag, het is de meest dichte. Op dit moment zit je er middenin. Geonomy, de wetenschap van de structuur van de aarde, houdt zich bezig met de studie van deze laag. De bovengrens varieert van zeven tot twintig kilometer, hoe hoger de temperatuur, hoe breder de laag. Als we de structuur van de aarde bekijken in een sectie aan de polen en aan de evenaar, dan zal het aanzienlijk verschillen, op de evenaar is het veel breder.

Wat is er nog meer belangrijk te zeggen over deze laag? Het is hier dat de waterkringloop plaatsvindt, cyclonen en anticyclonen worden gevormd, wind wordt gegenereerd, in het algemeen vinden alle processen met betrekking tot weer en klimaat plaats. Zeer interessant pand, die zich alleen uitstrekt tot de troposfeer, als je honderd meter stijgt, daalt de luchttemperatuur met ongeveer één graad. Buiten deze schil werkt de wet precies het tegenovergestelde. Er is één plaats tussen de troposfeer en de stratosfeer waar de temperatuur niet verandert - de tropopauze.

Stratosfeer

Aangezien we de oorsprong en structuur van de aarde beschouwen, kunnen we de laag van de stratosfeer niet overslaan, waarvan de naam in vertaling "laag" of "vloer" betekent.

Het is in deze laag dat passagiersschepen en supersonische vliegtuigen vliegen. Merk op dat de lucht hier erg ijl is. De temperatuur verandert met de klim van min zesenvijftig naar nul, dit gaat door tot de stratopauze zelf.

Is daar leven?

Hoe paradoxaal het ook klinkt, in 2005 werden levensvormen ontdekt in de stratosfeer. Dit is een soort bewijs van de theorie van het ontstaan ​​van leven op onze planeet, meegebracht vanuit de ruimte.

Maar misschien zijn dit gemuteerde bacteriën die zulke recordhoogten hebben bereikt. Wat de waarheid ook is, één ding is verrassend: ultraviolet is op geen enkele manier schadelijk voor bacteriën, hoewel zij het zijn die in de eerste plaats sterven.

Ozonlaag en mesosfeer

Als we de structuur van de aarde in een sectie bestuderen, kunnen we de bekende ozonlaag opmerken. Zoals eerder vermeld, is hij het die ons schild is tegen ultraviolette straling. Laten we eens kijken waar hij vandaan kwam. Vreemd genoeg, maar het is gemaakt door de bewoners van de planeet zelf. We weten dat planten de zuurstof produceren die we nodig hebben om te ademen. Het stijgt door de atmosfeer wanneer het elkaar tegenkomt ultraviolette straling, reageert vervolgens, waardoor ozon wordt verkregen uit zuurstof. Eén ding is verrassend: ultraviolet is betrokken bij de productie van ozon en beschermt de bewoners van de planeet Aarde ertegen. Bovendien wordt als gevolg van de reactie de atmosfeer rondom verwarmd. Het is ook heel belangrijk om te weten dat de ozonlaag grenst aan de mesosfeer, er is geen leven buiten en kan er ook niet zijn.

Wat betreft de volgende laag, deze is minder bestudeerd, omdat alleen raketten of vliegtuigen met raketmotoren door deze ruimte kunnen bewegen. De temperatuur loopt hier op tot min honderdveertig graden Celsius. Bij het bestuderen van de structuur van de aarde in een sectie, is deze laag het meest interessant voor kinderen, omdat we daardoor fenomenen zoals starfall zien. Een interessant feit is dat er elke dag tot honderd ton kosmisch stof op aarde valt, maar het is zo klein en licht dat het tot een maand kan duren voordat het is neergedaald.

Er is een mening dat dit stof regen kan veroorzaken, zoals emissies na nucleaire explosie of vulkanische as.

Thermosfeer

We zullen het vinden op een hoogte van vijfentachtig tot achthonderd kilometer. Onderscheidend kenmerk- hoge temperatuur, toch is de lucht erg ijl, dit is wat een persoon gebruikt bij het lanceren van satellieten. Luchtmoleculen zijn gewoon niet genoeg om het fysieke lichaam te verwarmen.

De thermosfeer is de bron van het noorderlicht. Heel belangrijk: honderd kilometer is de officiële grens van de atmosfeer, hoewel er geen duidelijke tekenen zijn. Buiten deze lijn vliegen is niet onmogelijk, maar wel erg moeilijk.

exosfeer

Als we in een sectie kijken, zullen we deze shell als de laatste externe zien. Het ligt op een hoogte van meer dan achthonderd kilometer boven de grond. Deze laag wordt gekenmerkt door het feit dat atomen gemakkelijk en ongehinderd in de uitgestrekte ruimte kunnen vliegen. Er wordt aangenomen dat de atmosfeer van onze planeet eindigt met deze laag, de hoogte vanaf ongeveer twee tot drieduizend kilometer. Onlangs is het volgende ontdekt: deeltjes die uit de exosfeer zijn ontsnapt, vormen een koepel, die zich op zo'n twintigduizend kilometer hoogte bevindt.

Lithosfeer

Dit is de vaste schil van de aarde, heeft een dikte van vijf tot negentig kilometer. Net als de atmosfeer wordt het gecreëerd door stoffen die vrijkomen uit de bovenmantel. Het is de moeite waard aandacht te schenken aan het feit dat de vorming ervan tot op de dag van vandaag voortduurt, voornamelijk op de bodem van de oceaan. De basis van de lithosfeer zijn de kristallen die worden gevormd na het afkoelen van het magma.

hydrosfeer

Dit is de waterschil van onze aarde, het is vermeldenswaard dat water meer dan zeventig procent van de hele planeet bedekt. Al het water op aarde is meestal verdeeld in:

• Wereld Oceaan.
• oppervlaktewateren.
• Het grondwater.

In totaal is er meer dan 1300 miljoen kubieke kilometer water op planeet Aarde.

aardkorst

Dus wat is de structuur van de aarde? Het heeft drie componenten: atmosfeer, lithosfeer en hydrosfeer. Laten we eens kijken hoe de aardkorst eruitziet. De interne structuur van de aarde wordt weergegeven door de volgende lagen:

• Blaffen.
• Geosfeer.
• Kern.

Bovendien heeft de aarde zwaartekracht, magnetische en elektrische velden. Geosferen kunnen worden genoemd: kern, mantel, lithosfeer, hydrosfeer, atmosfeer en magnetosfeer. Ze verschillen in de dichtheid van de stoffen waaruit ze bestaan.

Kern

Merk op dat hoe dichter de samenstellende substantie, hoe dichter bij het centrum van de planeet het is. Dat wil zeggen, men kan stellen dat de kern van de dichtste materie van onze planeet de kern is. Zoals u weet, bestaat het uit twee delen:

• Intern (stevig).
• Extern (vloeibaar).

Als we de hele kern nemen, is de straal ongeveer drie en een half duizend kilometer. De binnenkant is stevig omdat er meer druk is. De temperatuur bereikt vierduizend graden Celsius. De samenstelling van de binnenste kern is een mysterie voor de mensheid, maar er wordt aangenomen dat het bestaat uit puur nikkelijzer, maar het vloeibare deel (buitenste) bestaat uit ijzer met onzuiverheden van nikkel en zwavel. Het is het vloeibare deel van de kern dat ons de aanwezigheid van een magnetisch veld verklaart.

Mantel

Net als de kern bestaat het uit twee delen:

• Onderste mantel.
• Bovenmantel.

Het mantelmateriaal kan worden bestudeerd dankzij krachtige tektonische opheffingen. Men kan stellen dat het zich in een kristallijne toestand bevindt. De temperatuur bereikt twee en een half duizend graden Celsius, maar waarom smelt het niet? Dankzij de sterke druk.

Alleen de asthenosfeer is in vloeibare toestand, terwijl de lithosfeer in deze laag drijft. Het heeft een geweldige eigenschap: bij korte ladingen is het solide en bij lange ladingen is het plastic.

Herinneren! Wat weet je over de interne structuur van de aarde, over de soorten structuur van de aardkorst? Wat zijn platforms en geosynclines? Wat zijn de verschillen tussen oude en jonge platforms? Bepaal met behulp van de kaart "De structuur van de aardkorst" in de atlas "Geografie van continenten en oceanen", de locatiepatronen van oude platforms en gevouwen riemen van verschillende leeftijden. Wat weet je over het reliëf, bergen en vlaktes, onder invloed van welke processen wordt het reliëf van de aarde gevormd?

De aarde heeft een complexe interne structuur. De structuur van de aarde wordt voornamelijk beoordeeld op basis van seismische gegevens - door de snelheid van de golven die optreden tijdens aardbevingen. Directe waarnemingen zijn alleen mogelijk op geringe diepte: de diepste putten zijn doorgedrongen tot iets meer dan 12 km van de aarddikte (Kola Superdeep).

In de structuur van de aarde worden drie hoofdlagen onderscheiden (Fig. 15): de aardkorst, mantel en kern.

Rijst. 15. De interne structuur van de aarde:

1 - aardkorst, 2 - mantel, 3 - asthenosfeer, 4 - kern

aardkorst op de schaal van de aarde is het een dunne film. De gemiddelde dikte is ongeveer 35 km.

Mantel strekt zich uit tot een diepte van 2900 km. Binnen in de mantel, op een diepte van 100-250 km onder de continenten en 50-100 km onder de oceanen, begint een laag van verhoogde plasticiteit van materie, die bijna smelt, de zogenaamde asthenosfeer. De basis van de asthenosfeer bevindt zich op een diepte van ongeveer 400 km. De aardkorst, samen met de bovenste vaste laag van de mantel boven de asthenosfeer, wordt de lithosfeer genoemd (van het Griekse lithos - steen). De lithosfeer is, in tegenstelling tot de asthenosfeer, een relatief fragiel omhulsel. Het wordt gebroken door diepe fouten in grote blokken genaamd lithosferische platen. Platen bewegen langzaam in horizontale richting langs de asthenosfeer.

Kern bevindt zich op een diepte van 2900 tot 6371 km, d.w.z. de straal van de kern beslaat meer dan de helft van de straal van de aarde. Volgens seismologische gegevens wordt aangenomen dat in het buitenste deel van de kern de stoffen zich in een gesmolten mobiele toestand bevinden en dat door de rotatie van de planeet, elektrische stromen die creëren magnetisch veld van de aarde; het binnenste deel van de kern is hard.

Druk en temperatuur nemen toe met de diepte, die volgens berekeningen in de kern ongeveer 5000°C is.

De lagen van de aarde hebben een andere materiaalsamenstelling, die wordt geassocieerd met de differentiatie van de primaire koude materie van de planeet onder omstandigheden van sterke verwarming en gedeeltelijk smelten. Aangenomen wordt dat in dit geval zwaardere elementen (ijzer, nikkel, enz.) "zonken", en relatief lichte (silicium, aluminium) "drijven". De eerste vormde de kern, de tweede - de aardkorst. Gassen en waterdamp kwamen gelijktijdig vrij uit de smelt, die de primaire atmosfeer en hydrosfeer vormde.

De leeftijd van de aarde en de geologische berekening

De absolute leeftijd van de aarde, volgens moderne concepten, wordt genomen op 4,6 miljard jaar. De leeftijd van de oudste rotsen van de aarde - granietgneis gevonden op het land, is ongeveer 3,8-4,0 miljard jaar.

Over de gebeurtenissen uit het geologische verleden in hun chronologische volgorde geeft een idee van een enkele internationale geochronologische schaal(Tafel 1). De belangrijkste tijdsindelingen zijn tijdperken: Archean, Proterozoïcum, Paleozoïcum, Mesozoïcum, Cenozoïcum. Het oudste interval van de geologische tijd, inclusief het Archeïsche en Proterozoïcum, wordt genoemd Precambrium. Het beslaat een enorme periode - bijna 90% van de gehele geologische geschiedenis van de aarde. Volgende gemarkeerd paleozoïcum (« het oude leven”) tijdperk (van 570 tot 225-230 miljoen jaar geleden), Mesozoïcum("middenleven") tijdperk (van 225-230 tot 65-67 miljoen jaar geleden) en Cenozoïcum("nieuw leven") tijdperk (van 65-67 miljoen jaar geleden tot heden). Binnen de tijdperken worden kleinere tijdsintervallen onderscheiden - periodes.

N. Kelder geeft in het boek "Restless Earth" (M., 1975), voor een visuele weergave van de geologische tijd, zo'n interessante vergelijking: "Als we conventioneel een mega-eeuw (108 jaar) als één jaar beschouwen, dan van onze planeet gelijk zal zijn aan 46 jaar. Biografen weten niets over de eerste zeven jaar van haar leven. Informatie met betrekking tot latere "jeugd" is vastgelegd in de oudste rotsen van Groenland en Zuid-Afrika ... De meeste informatie uit de geschiedenis van de aarde, waaronder dergelijke belangrijk punt, als de opkomst van het leven, verwijst naar de laatste zes jaar ... Tot de leeftijd van 42 waren de continenten praktisch levenloos. Op 45-jarige leeftijd - nog maar een jaar geleden - was de aarde versierd met weelderige vegetatie. Op dat moment onder

Tafel 1.

geologische schaal

dieren werden gedomineerd door gigantische reptielen, in het bijzonder dinosaurussen. Rond dezelfde periode valt ook het begin van de ineenstorting van het laatste gigantische supercontinent.

Dinosaurussen verdwenen acht maanden geleden van de aardbodem. Ze werden vervangen door beter georganiseerde dieren - zoogdieren. Ergens halverwege vorige week in Afrika was er een transformatie van enkele mensapen in aapachtige mensen, en aan het einde van dezelfde week trof een reeks van laatste grootse ijstijden de aarde. Iets meer dan vier uur zijn verstreken sinds een nieuw geslacht van goed georganiseerde dieren, later bekend als Homo sapiens, begon zijn brood te verdienen door op wilde dieren te jagen; en slechts een uur is de totale ervaring van zijn doen landbouw en de overgang naar een zittend leven. De hoogtijdagen van de industriële macht van de menselijke samenleving vallen op het laatste moment ... ".

De samenstelling en structuur van de aardkorst

De aardkorst bestaat uit stollingsgesteenten, sedimentaire en metamorfe gesteenten. Stollingsgesteenten worden gevormd tijdens de uitbarsting van magma uit de diepe zones van de aarde en het stollen ervan. Als magma de aardkorst binnendringt en onder omstandigheden langzaam stolt hoge druk op diepte, gevormd opdringerige rotsen(graniet, gabbro, enz.), wanneer het wordt uitgegoten en snel uithardt op het oppervlak - uitbundig(basalt, vulkanische tufsteen, enz.). Veel mineralen worden geassocieerd met stollingsgesteenten: titanium-magnesium, chroom, koper-nikkel en andere ertsen, apatieten, diamanten, enz.

Sedimentair gesteente worden op verschillende manieren direct op het aardoppervlak gevormd: ofwel door de vitale activiteit van organismen - organogene rotsen(kalksteen, krijt, steenkool, enz.), of tijdens de vernietiging en daaropvolgende afzetting van verschillende rotsen - klastische rotsen(klei, zand, keileem, etc.), of op kosten van chemische reacties die meestal in het aquatisch milieu voorkomen, - gesteenten van chemische oorsprong(bauxieten, fosforieten, zouten, ertsen van sommige metalen, enz.). Veel afzettingsgesteenten zijn waardevolle mineralen: olie, gas, steenkool, turf, bauxieten, fosforieten, zouten, ijzer- en mangaanertsen, verschillende bouwmaterialen, enz.

metamorfe gesteenten ontstaan ​​als gevolg van de verandering (metamorfose) van verschillende op diepte gevonden gesteenten, onder invloed van hoge temperaturen en druk, evenals hete oplossingen en gassen die uit de mantel opstijgen (gneis, marmer, kristallijne leisteen, enz.). Tijdens het metamorfisme van gesteenten worden verschillende mineralen gevormd: ijzer, koper, polymetaal, uranium en andere ertsen, goud, grafiet, edelstenen, vuurvaste materialen, enz.

De aardkorst bestaat voornamelijk uit kristallijne gesteenten van stollings- en metamorfe oorsprong. Het is echter heterogeen in samenstelling, structuur en kracht. Onderscheiden twee hoofdtypen aardkorst: continentaal en oceanisch. De eerste is kenmerkend voor continenten (continenten), inclusief hun onderwatermarges tot een diepte van 3,5-4,0 km onder het niveau van de Wereldoceaan, de tweede - voor oceanische bekkens (oceaanbodem).

continentale korst bestaat uit drie lagen: sedimentair met een dikte van 20-25 km, graniet (graniet-gneis) en basalt. De totale dikte is ongeveer 60-75 km in bergachtige gebieden, 30-40 km in de vlaktes.

oceanische korst ook drie lagen. Een dunne (gemiddeld ongeveer 1 km) laag van losse mariene sedimenten met een siliciumhoudende carbonaatsamenstelling ligt er overheen. Daaronder is een laag basaltlava's. Er is geen granietlaag tussen de sedimentaire en basaltlagen (in tegenstelling tot de continentale korst), wat wordt bevestigd door talrijke boorgaten. De derde laag (volgens baggergegevens) bestaat uit stollingsgesteenten - voornamelijk gabbro. De totale dikte van de oceanische korst is gemiddeld 5-7 km. Op sommige plaatsen op de bodem van de Wereldoceaan (meestal langs grote breuklijnen) steken zelfs de rotsen van de bovenmantel naar de oppervlakte en vormen ze het eiland São Paulo voor de kust van Brazilië.

Zo verschilt de oceanische korst, zowel qua samenstelling en dikte als qua leeftijd (hij is niet ouder dan 160-180 miljoen jaar), significant van de continentale korst. Naast deze twee hoofdtypen van de aardkorst zijn er verschillende varianten overgangsschors.

continenten, inclusief hun onderwaterranden, en oceanen zijn de grootste structurele elementen van de aardkorst. Binnen hun grenzen behoort het hoofdgebied tot rustige platformgebieden, het kleinere tot mobiele geosynclinale gordels (geosynclinale gebieden). De evolutie van de structuur van de aardkorst verliep voornamelijk van geosynclines naar platforms. Maar dit proces is gedeeltelijk omkeerbaar vanwege de vorming van kloven (rift - Engels, barst, fout) op de platforms, hun verdere opening (bijvoorbeeld de Rode Zee) en veranderen in een oceaan.

Geosynclijnen - enorme mobiele sterk ontlede gebieden van de aardkorst met tektonische bewegingen van verschillende intensiteit en richting. Er zijn twee belangrijke stadia in de ontwikkeling van geosynclines.

De eerste - het hoofdpodium qua duur - gekenmerkt door onderdompeling en maritiem regime. Tegelijkertijd hoopt zich een dikke (tot 15-20 km) dikte van sedimentair en vulkanisch gesteente op in het diepzeebekken, vooraf bepaald door diepe breuken. De uitstorting van lava, evenals het binnendringen en stollen van magma op verschillende diepten, is het meest kenmerkend voor de binnenste delen van geosynclines. Metamorfisme, en vervolgens vouwen, manifesteert zich hier ook krachtiger. In de marginale delen van de geosyncline accumuleren voornamelijk sedimentaire lagen, magmatisme is verzwakt of zelfs afwezig.

De tweede fase in de ontwikkeling van geosynclines is: korter in duur - gekenmerkt door intense opwaartse bewegingen, die de nieuwste tektonische hypothesen associëren met de convergentie en botsing van lithosferische platen. Door de zijdelingse druk worden de rotsen krachtig verpletterd tot complexe plooien en wordt magma geïntroduceerd om voornamelijk graniet te vormen. Tegelijkertijd verandert de primaire dunne oceanische korst, als gevolg van verschillende vervormingen van rotsen, magmatisme, metamorfisme en andere processen, in een complexere samenstelling, krachtig en rigide continentale (vasteland) korst. Als gevolg van de opheffing van het grondgebied, trekt de zee zich terug, worden eerst archipels van vulkanische eilanden gevormd en vervolgens een complex gevouwen bergachtig land.

In de toekomst, over tientallen - honderden miljoenen jaren, worden de bergen vernietigd, een deel van de aardkorst over een groot gebied wordt bedekt met een laag sedimentair gesteente en verandert in een platform.

Platformen - uitgebreide meest stabiele, meestal platte blokken van de aardkorst. Ze hebben meestal een onregelmatige veelhoekige vorm als gevolg van grote fouten. Platforms hebben een typisch continentale of oceanische korst en zijn dienovereenkomstig onderverdeeld in: vasteland en oceanisch. Ze komen overeen met de belangrijkste, vlakke treden van het reliëf van het aardoppervlak op het land en de oceaanbodem. Continentale platforms hebben een structuur met twee niveaus. De onderste laag wordt de fundering genoemd. Het bestaat uit metamorfe gesteenten die in plooien zijn verfrommeld, doordrongen van gestold magma en door breuken in blokken zijn gebroken. De basis werd gevormd in de geosynclinale ontwikkelingsfase. Bovenste laag - sedimentair deksel - Het is voornamelijk samengesteld uit sedimentair gesteente van een latere leeftijd, relatief horizontaal voorkomend. De vorming van het omhulsel komt overeen met de ontwikkelingsfase van het platform.

Platformsecties waar de fundering is ondergedompeld tot een diepte onder de sedimentaire bedekking worden genoemd platen. Ze bezetten het belangrijkste gebied op de platforms. De plaatsen waar het kristallijne fundament aan de oppervlakte komt heten schilden. Er zijn oude en jonge platforms. Ze verschillen in de eerste plaats in de leeftijd van de gevouwen kelder: in de oude platforms werd het gevormd in het Precambrium, meer dan 1,5 miljard jaar geleden, in de jongeren - in het Paleozoïcum.

Er zijn negen grote oude Precambrische platforms op aarde. De Noord-Amerikaanse, Oost-Europese en Siberische platforms vormen de noordelijke rij, de Zuid-Amerikaanse, Afrikaans-Arabische, Hindoestaanse, Australische en Antarctische - de zuidelijke rij. Tot het midden van het Mesozoïcum maakten de platforms van de zuidelijke rij deel uit van een enkel supercontinent. Gondwana. Tussenpositie is bezet Chinees platform. Er is een mening dat alle oude platforms fragmenten zijn van een enorm enkel Precambrium-massief van de continentale korst - Pangaea.

Oude platforms zijn de meest stabiele blokken in de samenstelling van de continenten, daarom vormen ze hun basis, een stijf skelet. Ze zijn gescheiden vijf geosynclinale riemen, ontstond aan het einde van het Precambrium in verband met de splitsing van Pangea. Drie van hen - Noord-Atlantische Oceaan, Arctische en Oeral-Okhotsk - voltooiden hun ontwikkeling voornamelijk in het Paleozoïcum. Twee - Middellandse Zee (Alpine-Himalaya) en Stille Oceaan - zetten hun ontwikkeling gedeeltelijk voort in de moderne tijd.

Binnen geosynclinale gordels voltooiden de verschillende onderdelen hun ontwikkeling in verschillende tektonische tijdperken. In de geologische geschiedenis van de laatste miljard jaar zijn er verschillende tektonische cycli (tijdperken): Baikal een cyclus gedateerd op het einde van het Proterozoïcum - het begin van het Paleozoïcum (1000-550 miljoen jaar in absolute chronologie), Caledonisch - vroeg Paleozoïcum (550-400 miljoen jaar), Hercynisch- laat Paleozoïcum (400-210 miljoen jaar), Mesozoïcum(210-100 miljoen jaar) en cenozoïcum, of alpine(100 miljoen jaar - tot op heden). Dienovereenkomstig stoten ze op het land uit gebieden van de Baikal, Caledonian, Hercynian, Mesozoic en Cenozoic (Alpine) plooien. Vaak worden ze de Baikal, Caledonian en andere gevouwen riemen genoemd.

De omstandigheden voor het voorkomen van gesteenten in de aardkorst worden weerspiegeld in het onderzoek tektonische kaart van de wereld. Er worden gebieden op geïdentificeerd, waarvan de vorming van de gevouwen structuur werd voltooid in verschillende stadia van vouwen. Ze zijn beter bestudeerd en betrouwbaarder weergegeven in het land. Oude platforms en gevouwen riemen (regio's) van verschillende leeftijden die ze omlijsten, worden in bepaalde kleuren afgebeeld. Oude platforms (negen grote en verschillende kleine) zijn geschilderd in roodachtige tinten: helderdere op schilden, minder heldere op platen, in geel.

In de gebieden van de Baikal-, Caledonische en Hercynische plooien werden bergstructuren vervolgens aanzienlijk vernietigd. Over grote gebieden bleken hun gevouwen structuren van bovenaf bedekt te zijn met continentale en ondiepe mariene sedimentaire gesteenten en werden ze stabiel. In het reliëf worden ze uitgedrukt door vlaktes. Dit zijn de zogenaamde jonge platformen(bijvoorbeeld West-Siberisch, Turan, enz.). Op de tektonische kaart worden ze afgebeeld als lichtere tinten van de hoofdkleur van de gevouwen riem waarin ze zich bevinden. Jonge platforms vormen, in tegenstelling tot de oude, geen geïsoleerde massieven, maar zijn vastgemaakt aan de oude platforms.

Uit een vergelijking van de fysieke en tektonische kaarten van de wereld volgt dat de bergen voornamelijk overeenkomen met mobiele gevouwen riemen van verschillende leeftijden, de vlaktes komen overeen met oude en jonge platforms.

Het concept van opluchting. Geologische reliëfvormende processen

Modern reliëf - een reeks onregelmatigheden van het aardoppervlak van verschillende schalen. Ze worden landvormen genoemd. Het reliëf is ontstaan ​​door de interactie van interne (endogene) en externe (exogene) geologische processen.

Landvormen zijn verschillend in grootte, structuur, oorsprong, ontwikkelingsgeschiedenis, enz. Onderscheid: convexe (positieve) landvormen(bergketen, heuvel, heuvel, enz.) en concave (negatieve) vormen(intermountain basin, laagland, ravijnen, enz.).

De grootste landvormen - continenten en oceanische depressies en grote vormen - bergen en vlaktes, werden voornamelijk gevormd door de activiteit van de interne krachten van de aarde. Middelgrote en kleine reliëfvormen - rivierdalen, heuvels, ravijnen, duinen en andere, bovenop grotere vormen, werden gecreëerd door verschillende externe krachten.

Geologische processen zijn gebaseerd op verschillende energiebronnen. De bron van interne processen is warmte die wordt gegenereerd tijdens radioactief verval en zwaartekrachtdifferentiatie van stoffen in de aarde. Energiebron van externe processen - zonnestraling, die op aarde verandert in de energie van water, ijs, wind, enz.

Interne (endogene) processen

Verschillende tektonische bewegingen van de aardkorst worden geassocieerd met interne processen, waardoor de belangrijkste vormen van aardreliëf, magmatisme en aardbevingen ontstaan. Tektonische bewegingen manifesteren zich in langzame verticale trillingen van de aardkorst, in de vorming van rotsplooien en breuken.

Langzame verticale oscillerende bewegingen - opheffingen en verzakkingen van de aardkorst - komen continu en overal voor en veranderen in tijd en ruimte gedurende de geologische geschiedenis. Ze zijn platformspecifiek. Ze worden geassocieerd met de opmars van de zee en, dienovereenkomstig, een verandering in de contouren van de continenten en oceanen. Zo stijgt het Scandinavisch schiereiland momenteel langzaam, maar zinkt de zuidkust van de Noordzee. De snelheid van deze bewegingen loopt op tot enkele millimeters per jaar.

Onder gevouwen tektonische verstoringen van gesteentelagen de buigingen van de lagen zonder hun continuïteit te verstoren worden geïmpliceerd. Vouwen variëren in grootte, en kleine bemoeilijken vaak grote, in vorm, oorsprong, enz.

Tot discontinue tektonische verstoringen van gesteentelagen betrekking hebben fouten. Ze kunnen verschillen in diepte (hetzij in de aardkorst, hetzij snijden en tot 700 km in de mantel gaan), in lengte, duur van ontwikkeling, zonder verplaatsing van delen van de aardkorst of met verplaatsing van blokken van de aardkorst korst in horizontale en verticale richting, enz. d.

Gevouwen en discontinue vervormingen (verstoringen) van de lagen van de aardkorst tegen de achtergrond van de algemene tektonische opheffing van het grondgebied leiden tot de vorming van bergen. Daarom worden gevouwen en onderbroken bewegingen gecombineerd onder gemeenschappelijke naam orogeen(van het Grieks. th - berg, genos - geboorte), d.w.z. bewegingen die creëren bergen (orogenen).

Tijdens het bouwen van bergen is de snelheid van opheffing altijd intenser dan de processen van vernietiging en afbraak van materiaal.

Vouwen en discontinue tektonische bewegingen gaan, vooral in de bergen, gepaard met magmatisme, gesteentemetamorfose en aardbevingen.

Magmatisme wordt voornamelijk geassocieerd met diepe breuken die de aardkorst doorkruisen en in de mantel gaan. Afhankelijk van de mate van penetratie van magma uit de mantel in de aardkorst, is het verdeeld in twee soorten: opdringerig, wanneer magma, voordat het het aardoppervlak bereikt, op een diepte bevriest, en uitbundig, of vulkanisme, wanneer magma door de aardkorst breekt en op het aardoppervlak uitstort. Tegelijkertijd komen er veel gassen uit, verandert de oorspronkelijke samenstelling en verandert het in lava. De samenstelling van de lava's is zeer divers. Uitbarstingen vinden plaats langs spleten (dit type uitbarsting heerste tijdens de beginfasen van de vorming van de aarde), of door smalle kanalen op de kruising van fouten, genaamd ventilatieopeningen.

Met spleetuitstortingen, uitgebreid lavaplaten(op het Deccan-plateau, op de Armeense en Ethiopische hooglanden, op het Centraal Siberische plateau, enz.). In historische tijden vonden er significante uitstortingen van lava plaats op de Hawaiiaanse eilanden, in IJsland, ze zijn zeer kenmerkend voor de mid-oceanische ruggen.

Als magma langs de ventilatieopening stijgt, worden tijdens uitstortingen, meestal meerdere, verhogingen gevormd - vulkanen met een trechtervormige verlenging aan de bovenkant, genaamd krater. De meeste vulkanen zijn kegelvormig en bestaan ​​uit losse uitbarstingen met daartussen gestolde lava. Bijvoorbeeld Klyuchevskaya Sopka, Fujiyama, Elbrus, Ararat, Vesuvius, Krakatau, Chimbaraso, enz. Vulkanen zijn onderverdeeld in actieve(er zijn er meer dan 600) en uitgestorven. Meerderheid actieve vulkanen gelegen tussen de jonge bergen van Cenozoïcum vouwen. Er zijn er veel langs grote breuken in tektonisch mobiele gebieden, ook op de bodem van de oceanen langs de assen van mid-oceanische ruggen. Langs de kust van de Stille Oceaan is de belangrijkste zone van vulkanen - vreedzame ring van vuur waar meer dan 370 actieve vulkanen zijn (in het oosten van Kamtsjatka, enz.).

Op plaatsen van verzwakking van vulkanische activiteit zijn warmwaterbronnen kenmerkend, waaronder periodiek stromende - geisers, emissies van gassen uit kraters en scheuren, die wijzen op: actieve processen in de diepten van de darmen.

Door vulkaanuitbarstingen kunnen wetenschappers tientallen kilometers diep in de aarde kijken om de geheimen van de vorming van vele soorten mineralen te begrijpen. Medewerkers van vulkanologische stations houden de klok rond om het begin van vulkaanuitbarstingen tijdig te voorspellen en daarmee samenhangende natuurrampen te voorkomen. Meestal wordt de grootste schade niet zozeer veroorzaakt door lavastromen als wel door modderstromen. Ze ontstaan ​​door het snel smelten van gletsjers en sneeuw op de toppen van vulkanen en hevige regenval van krachtige wolken op verse vulkanische "as" bestaande uit puin en stof. De snelheid van modderstromen kan oplopen tot 70 km/u en zich uitstrekken over een afstand tot 180 km. Dus als gevolg van de uitbarsting van de Ruiz-vulkaan in Colombia op 13 november 1985, smolt lava honderdduizenden kubieke meters sneeuw. De resulterende modderstromen slokten de stad Armero met een bevolking van 23 duizend mensen op.

Ook geassocieerd met endogene processen aardbevingen - plotselinge ondergrondse schokken, schudden en verplaatsing van lagen en blokken van de aardkorst. Aardbevingsbronnen zijn beperkt tot breukzones. In de meeste gevallen bevinden aardbevingscentra zich op een diepte van enkele tientallen kilometers in de aardkorst. Soms liggen ze echter in de bovenmantel op een diepte tot 600-700 km, bijvoorbeeld langs de Pacifische kust, in de Caribische Zee en andere gebieden. Elastische golven die in de bron ontstaan ​​en het oppervlak bereiken, veroorzaken de vorming van scheuren, de oscillatie op en neer, verplaatsing in horizontale richting. Dus langs de meest bestudeerde San Andreas-breuk in Californië (meer dan 1000 km lang, loopt langs de Golf van Californië naar San Francisco), wordt de totale horizontale verplaatsing van rotsen vanaf het moment van ontstaan ​​in het Jura tot heden geschat op 580 kilometer. De gemiddelde verplaatsingssnelheid bedraagt ​​nu maximaal 1,5 cm/jaar. Het wordt geassocieerd met frequente aardbevingen. De intensiteit van aardbevingen wordt geschat op een twaalfpuntsschaal op basis van de vervorming van de aardlagen en de mate van schade aan gebouwen. Er worden elk jaar honderdduizenden aardbevingen op aarde geregistreerd, dat wil zeggen dat we op een rusteloze planeet leven. Tijdens catastrofale aardbevingen verandert het terrein in een kwestie van seconden, instorten en aardverschuivingen in de bergen, steden worden vernietigd, mensen sterven. Aardbevingen aan de kusten en de bodem van de oceanen veroorzaken golven - tsunami. Tot de catastrofale aardbevingen van de afgelopen decennia behoren: Ashgabat (1948), Chileens (1960), Tasjkent (1966), Mexico-Stad (1985), Armeens (1988). Vulkaanuitbarstingen gaan ook gepaard met aardbevingen, maar deze aardbevingen zijn beperkt.

Externe (exogene) processen

Naast interne processen wordt het reliëf van het aardoppervlak tegelijkertijd beïnvloed door verschillende externe krachten. De activiteit van elke externe factor bestaat uit de processen van vernietiging en afbraak van gesteenten (denudatie) en de afzetting van materiaal in depressies (accumulatie). Dit wordt voorafgegaan door verwering - proces van steenvernietiging onder invloed van een sterke temperatuurschommeling en bevriezing van water in de scheuren van het gesteente, evenals een chemische verandering in hun samenstelling onder invloed van lucht en water dat zuren, logen en zouten bevat. Levende organismen nemen ook deel aan verwering. Er zijn twee hoofdtypen verwering: fysiek en chemisch. Als gevolg van gesteenteverwering worden losse afzettingen gevormd die gemakkelijk kunnen worden verplaatst door water, ijs, wind, enz.

Het belangrijkste externe proces op het aardoppervlak is de activiteit van stromend water. . Het is vrijwel alomtegenwoordig, behalve in de poolgebieden en bergen bedekt met gletsjers, en is beperkt tot woestijnen. Door stromend water vindt een algemene verlaging van het oppervlak plaats onder invloed van de afbraak van grond en rotsen, zoals erosie-reliëfvormen zoals ravijnen, balken, rivierdalen, evenals accumulatieve vormen - alluviale waaiers van balken en ravijnen, rivierdelta's worden gevormd.

Ravijnen zijn langgerekte depressies met steile, ondrassige hellingen en een groeiende top. Ze worden gemaakt door tijdelijke streams. Hun vorming, naast natuurlijke factoren (aanwezigheid van hellingen, gemakkelijk geërodeerde bodems, zware regenval, snel smelten van sneeuw, enz.), wordt vergemakkelijkt door mensen met hun irrationele activiteiten (het kappen van bossen en weiden, ploegen van hellingen, vooral van boven naar beneden, enz.).

Balken zijn, in tegenstelling tot ravijnen, niet meer gegroeid, hun hellingen zijn meestal minder steil, bezet door weiden en bossen. Het reliëf van de ravijnbalken is zeer kenmerkend voor de Centraal-Russische, Wolga en andere hooglanden. Het domineert de High Plains in de VS, het Ordos-plateau in China, enz. Ravijnen en geulen creëren problemen voor de landbouwontwikkeling van het gebied, wegen en andere constructies, verlagen het niveau grondwater andere negatieve gevolgen veroorzaken.

In de bergen stroomt tijdelijke moddersteen, genaamd modderstromen. Het gehalte aan vast materiaal daarin kan 75% van de totale massa van de stroom bereiken. Modderstromen verplaatsen een enorme hoeveelheid afvalmateriaal naar de uitlopers van de bergen. Modderstromen worden geassocieerd met catastrofale vernietiging van dorpen, wegen, dammen.

Groot permanent, destructief werk, zowel in de bergen als op de vlakten, wordt uitgevoerd door rivieren. In de bergen vormen ze met behulp van intermountain valleien en tektonische breuken diepe smalle rivierdalen met steile hellingen zoals kloven, waarop zich verschillende hellingprocessen ontwikkelen die bergen verkleinen. Op de vlakten zijn de rivieren ook actief aan het werk, spoelen de hellingen weg en breiden de vallei uit tot tientallen kilometers breed. In tegenstelling tot bergrivieren hebben ze overstromingsvlakte. De hellingen van rivierdalen in de vlakten hebben meestal uiterwaarden terrassen - voormalige uiterwaarden, wat wijst op de periodieke insnijding van rivieren. Uiterwaarden en rivierbeddingen dienen als de niveaus waaraan ravijnen en geulen zijn “vastgemaakt”. Daarom veroorzaakt hun verlaging de groei en incisie van ravijnen, een toename van de steilheid van de aangrenzende hellingen, bodemerosie, enz.

Aan de oppervlakte stromende wateren zijn gedurende een lange geologische tijd in staat om enorm vernietigend werk te verrichten in de bergen en op de vlakten. Het is met hen dat de vorming van vlaktes in de plaats van de eens bergachtige landen in de eerste plaats wordt geassocieerd.

Een zeker destructief werk in de bergen en op de vlakten wordt uitgevoerd door gletsjers. Ze bezetten ongeveer 11% van het land. Meer dan 98% van de moderne ijstijd vindt plaats op de gletsjers van Antarctica, Groenland en de pooleilanden, en slechts ongeveer 2% op berggletsjers. De dikte van de gletsjers is maximaal 2-3 km en meer. In de bergen bezetten gletsjers vlakke toppen, depressies op de hellingen en valleien tussen de bergen. Vallei-gletsjers verwijderen uit de bergen al het materiaal dat van de hellingen naar de oppervlakte komt en datgene dat het omploegt wanneer het langs de subglaciale bodem beweegt. Het materiaal dat door de gletsjer wordt vervoerd in de vorm van ongesorteerde leem en zandleem met keien, de zogenaamde morene, wordt aan de rand van de gletsjer afgezet en vervolgens door rivieren vanaf de rand van de gletsjer naar de voet van de bergen vervoerd. gletsjers.

Tijdens de maximale Kwartaire ijstijd was het gebied van gletsjers op de vlakten drie keer groter dan nu, en berggletsjers in subpolaire en gematigde breedtegraden daalden af ​​naar de uitlopers.

Tijdens de ijstijden van het Kwartair waren de Scandinavische bergen, de pool-Oeral, het noorden van de Rocky Mountains, evenals de hooglanden van het Kola-schiereiland, Karelië, het schiereiland Labrador, enz., de centra en gebieden van de gletsjerverschuiving. lam voorhoofden, langwerpig in de bewegingsrichting van de gletsjer kuilen ploegen en anderen.In het zuiden, op een afstand van 1000-2000 km van de centra van ijstijd, zijn er gebieden met gletsjerafzettingen in de vorm van wanordelijke heuvel- en bergkammen die tot op heden bewaard zijn gebleven. Bijgevolg verrichtten de gletsjers op de vlakten niet alleen destructief, maar ook creatief werk.

Wind is een alomtegenwoordige factor op aarde. Zijn destructieve en creatieve werk komt echter het meest tot uiting in de woestijnen. Het is er droog, er is bijna geen vegetatie, er zijn veel losse losse deeltjes - producten van intense fysieke verwering veroorzaakt door een scherpe temperatuurdaling gedurende de dag. Landvormen die door de wind zijn gemaakt, worden eolisch(vernoemd naar de Griekse god Aeol - de heer van de wind). In steenachtige woestijnen blaast de wind niet alleen kleine deeltjes uit die zijn gevormd door vernietigingsprocessen. De wind-zandstroom maalt de rotsen, geeft ze bizarre vormen en vernietigt ze uiteindelijk en egaliseert het oppervlak.

In zandwoestijnen vormt zich de wind duinen - halvemaanvormige heuvels die met snelheden tot 50 m/jaar bewegen, evenals richels, heuvels en andere door vegetatie gefixeerde eolische vormen. Aan de kusten van zeeën en rivieren vormt de dagbries zandheuvels - duinen(bijvoorbeeld aan de kust van de Golf van Biskaje in Frankrijk, volgens zuidkust Oostzee, waar ze begroeid zijn met dennenbossen en heide).

In geploegde steppe- en halfwoestijngebieden met onstabiel vocht, stof stormen, waarbij de bovenste laag grond, samen met zaden, soms scheuten, door harde wind wordt afgerukt en tientallen kilometers van de plaats van sloop wordt getransporteerd en afgezet voor obstakels of in depressies waar de windkracht afneemt.

Een zekere bijdrage aan de verandering van het aardoppervlak wordt geleverd door het grondwater, sommige stenen oplossen, permafrost, golvende activiteit aan zeekusten, net zoals menselijk.

Zo wordt het reliëf van de aarde gevormd door interne en externe krachten - eeuwige antagonisten. Interne processen creëren de belangrijkste onregelmatigheden op het aardoppervlak, en externe processen, als gevolg van de vernietiging van convexe vormen en de ophoping van materiaal in concave vormen, hebben de neiging ze te vernietigen, om het aardoppervlak waterpas te maken.