Wewnętrzna struktura rysunku skorupy ziemskiej. Struktura naszej planety

Górna warstwa Ziemi, która daje życie mieszkańcom planety, to tylko cienka powłoka pokrywająca wiele kilometrów wewnętrznych warstw. Niewiele więcej wiadomo o ukrytej strukturze planety niż o kosmosie. Najgłębsza studnia Kola, wywiercona w skorupie ziemskiej w celu zbadania jej warstw, ma głębokość 11 tysięcy metrów, ale to tylko cztery setne odległości do środka Globus. Dopiero analiza sejsmiczna pozwala zorientować się w procesach zachodzących we wnętrzu i stworzyć model budowy Ziemi.

Wewnętrzne i zewnętrzne warstwy Ziemi

Struktura planety Ziemia to niejednorodne warstwy wewnętrznych i zewnętrznych powłok, które różnią się składem i rolą, ale są ze sobą ściśle powiązane. Wewnątrz kuli ziemskiej znajdują się następujące koncentryczne strefy:

• Rdzeń - o promieniu 3500 km.
• Płaszcz - około 2900 km.
• Skorupa ziemska ma średnio 50 km.

Zewnętrzne warstwy ziemi tworzą powłokę gazową, zwaną atmosferą.

Centrum planety

Centralna geosfera Ziemi jest jej jądrem. Jeśli postawimy pytanie, która warstwa Ziemi jest praktycznie najmniej zbadana, to odpowiedź będzie brzmiała – jądro. Nie ma możliwości uzyskania dokładnych danych dotyczących jego składu, struktury i temperatury. Wszystkie informacje opublikowane w publikacje naukowe, osiągnięte metodami geofizycznymi, geochemicznymi i obliczeniami matematycznymi i przedstawione do publicznej wiadomości z zastrzeżeniem „przypuszczalnie”. Jak pokazują wyniki analizy fal sejsmicznych, jądro Ziemi składa się z dwóch części: wewnętrznej i zewnętrznej. Jądro wewnętrzne jest najbardziej niezbadaną częścią Ziemi, ponieważ fale sejsmiczne nie osiągają swoich granic. Zewnętrzny rdzeń to masa gorącego żelaza i niklu o temperaturze około 5 tys. stopni, która jest w ciągłym ruchu i jest przewodnikiem elektryczności. To właśnie z tymi właściwościami wiąże się pochodzenie ziemskiego pola magnetycznego. Według naukowców skład jądra wewnętrznego jest bardziej zróżnicowany i uzupełniany przez jeszcze lżejsze pierwiastki - siarkę, krzem i być może tlen.

Płaszcz

Geosfera planety, która łączy centralną i górną warstwę Ziemi, nazywana jest płaszczem. To właśnie ta warstwa stanowi około 70% masy kuli ziemskiej. Dolna część magmy to powłoka jądra, jej zewnętrzna granica. Analiza sejsmiczna wskazuje tutaj na gwałtowny skok gęstości i prędkości fal kompresyjnych, co wskazuje na materialną zmianę składu skały. Skład magmy to mieszanina metali ciężkich z przewagą magnezu i żelaza. Górna część warstwa, czyli astenosfera, to ruchoma, plastyczna, miękka masa o wysokiej temperaturze. To właśnie ta substancja przebija się przez skorupę ziemską i rozpryskuje się na powierzchnię w procesie erupcji wulkanicznych.

Grubość warstwy magmy w płaszczu wynosi od 200 do 250 kilometrów, temperatura wynosi około 2000 ° C. Płaszcz jest oddzielony od dolnego globu skorupy ziemskiej warstwą Moho, czyli granicą Mohorovichic, przez serbskiego naukowca który określił gwałtowną zmianę prędkości fal sejsmicznych w tej części płaszcza.

twarda skorupa

Jak nazywa się najtrudniejsza warstwa Ziemi? To litosfera, powłoka łącząca płaszcz i skorupę ziemską, znajduje się nad astenosferą i oczyszcza warstwę powierzchniową z gorącego wpływu. Główna część litosfery jest częścią płaszcza: z całej miąższości od 79 do 250 km skorupa ziemska ma w zależności od położenia 5-70 km. Litosfera jest niejednorodna, podzielona jest na płyty litosfery, które są w ciągłym zwolnionym tempie, czasem rozbieżne, czasem zbliżające się do siebie. Takie wahania płyty litosferyczne zwane ruchem tektonicznym, to ich szybkie wstrząsy powodują trzęsienia ziemi, pęknięcia w skorupie ziemskiej, wyrzucanie magmy na powierzchnię. Ruch płyt litosferycznych prowadzi do powstawania koryt lub wzniesień, zamarznięta magma tworzy pasma górskie. Płyty nie mają stałych granic, łączą się i rozdzielają. Terytoria powierzchni Ziemi, powyżej uskoków płyt tektonicznych, są miejscami wzmożonej aktywności sejsmicznej, gdzie częściej niż w innych występują trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów i powstają minerały. W tym czasie zarejestrowano 13 płyt litosferycznych, z których największe: amerykańskie, afrykańskie, antarktyczne, pacyficzne, indoaustralijskie i euroazjatyckie.

skorupa Ziemska

W porównaniu z innymi warstwami, skorupa Ziemska- najcieńsza i najdelikatniejsza warstwa całej powierzchni ziemi. Warstwa, w której żyją organizmy, która jest najbardziej nasycona środki chemiczne i pierwiastki śladowe, to tylko 5% całkowitej masy planety. Skorupa ziemska na planecie Ziemia ma dwie odmiany: kontynentalną lub kontynentalną i oceaniczną. Skorupa kontynentalna jest twardsza, składa się z trzech warstw: bazaltowej, granitowej i osadowej. Dno oceaniczne składa się z warstw bazaltowych (podstawowych) i osadowych.

• Skały bazaltowe- To skamieliny magmowe, najgęstsza z warstw powierzchni ziemi.
• warstwa granitu- nieobecny pod oceanami, na lądzie może zbliżyć się do grubości kilkudziesięciu kilometrów skał granitowych, krystalicznych i innych podobnych.
• Warstwa osadowa powstały podczas niszczenia skał. W niektórych miejscach zawiera złoża minerałów pochodzenia organicznego: węgla, soli kuchennej, gazu, ropy naftowej, wapienia, kredy, soli potasowych i innych.

Hydrosfera

Charakteryzując warstwy powierzchni Ziemi, nie można nie wspomnieć o żywotnej skorupie wodnej planety, czyli hydrosferze. Bilans wodny na planecie utrzymują wody oceaniczne (główna masa wodna), wody gruntowe, lodowce, wody śródlądowe rzek, jezior i innych zbiorników wodnych. 97% całej hydrosfery przypada na słone wody mórz i oceanów, a tylko 3% jest świeże woda pitna, z czego większość znajduje się w lodowcach. Naukowcy sugerują, że ilość wody na powierzchni będzie z czasem wzrastać ze względu na głębokie kule. Masy hydrosferyczne są w ciągłym obiegu, przechodzą z jednego stanu do drugiego i ściśle oddziałują z litosferą i atmosferą. Hydrosfera ma ogromny wpływ na wszystkie ziemskie procesy, rozwój i życie biosfery. To właśnie skorupa wodna stała się środowiskiem dla powstania życia na planecie.

Gleba

Najcieńsza żyzna warstwa Ziemi zwana glebą lub glebą wraz ze skorupą wodną ma największe znaczenie dla istnienia roślin, zwierząt i ludzi. Kula ta powstała na powierzchni w wyniku erozji skał pod wpływem procesów rozkładu organicznego. Przetwarzając resztki życiowej aktywności, miliony mikroorganizmów stworzyły warstwę próchnicy - najkorzystniejszą dla upraw wszelkiego rodzaju roślin lądowych. Jeden z ważne wskaźniki Wysoka jakośćżyzność gleby. Najbardziej żyzne są gleby o jednakowej zawartości piasku, gliny i próchnicy lub gliny. Gleby gliniaste, kamieniste i piaszczyste należą do najmniej odpowiednich dla rolnictwa.

Troposfera

Powłoka powietrzna Ziemi obraca się razem z planetą i jest nierozerwalnie związana ze wszystkimi procesami zachodzącymi w warstwach Ziemi. Dolna część atmosfery przez pory wnika w głąb skorupy ziemskiej, górna część stopniowo łączy się z przestrzenią.

Warstwy atmosfery ziemskiej są niejednorodne pod względem składu, gęstości i temperatury.

W odległości 10 - 18 km od skorupy ziemskiej rozciąga się troposfera. Ta część atmosfery jest ogrzewana przez skorupę ziemską i wodę, więc wraz z wysokością robi się coraz zimniejsza. Spadek temperatury w troposferze następuje o około pół stopnia na każde 100 metrów, a in najwyższe punkty sięga od -55 do -70 stopni. Ta część przestrzeni powietrznej zajmuje największy udział – do 80%. To tutaj kształtuje się pogoda, gromadzą się burze, chmury, tworzą się opady i wiatry.

wysokie warstwy

• Stratosfera- warstwa ozonowa planety, która pochłania promieniowanie ultrafioletowe słońca, zapobiegając zniszczeniu wszelkiego życia. Powietrze w stratosferze jest rozrzedzone. Ozon utrzymuje stabilną temperaturę w tej części atmosfery od -50 do 55 ° C. W stratosferze nieznaczna część wilgoci, dlatego chmury i opady nie są dla niego charakterystyczne, w przeciwieństwie do prądów powietrza, które są znaczące pod względem prędkości .
• Mezosfera, termosfera, jonosfera- warstwy powietrza Ziemi nad stratosferą, w których obserwuje się spadek gęstości i temperatury atmosfery. Warstwa jonosfery to miejsce, w którym występuje poświata naładowanych cząstek gazu, czyli zorza polarna.
• Egzosfera- kula dyspersji cząstek gazu, rozmyta granica z przestrzenią.

Struktura powłoki Ziemi. Stan fizyczny (gęstość, ciśnienie, temperatura), skład chemiczny, ruch fal sejsmicznych w wewnętrznych częściach Ziemi. Magnetyzm ziemski. Źródła energii wewnętrznej planety. Wiek Ziemi. Geochronologia.

Ziemia, podobnie jak inne planety, ma strukturę skorupową. Kiedy fale sejsmiczne (wzdłużne i poprzeczne) przechodzą przez ciało Ziemi, ich prędkości na niektórych głębokich poziomach zmieniają się zauważalnie (i gwałtownie), co wskazuje na zmianę właściwości ośrodka, przez który przepływają fale. W tabeli podano współczesne koncepcje dotyczące rozkładu gęstości i ciśnienia wewnątrz Ziemi.

Zmiana gęstości i ciśnienia wraz z głębokością wewnątrz Ziemi

(S.V. Kalesnik, 1955)

Z tabeli widać, że w centrum Ziemi gęstość dochodzi do 17,2 g/cm3 i zmienia się ze szczególnie ostrym skokiem (od 5,7 do 9,4) na głębokości 2900 km, a następnie na głębokości 5 tys. km. Pierwszy skok umożliwia wyodrębnienie gęstego rdzenia, a drugi pozwala podzielić ten rdzeń na część zewnętrzną (2900-5000 km) i wewnętrzną (od 5 tys. km do środka).

Zależność prędkości wzdłużnej i fale ścinające z głębokości

Tak więc w istocie występują dwie ostre przerwy w prędkościach: na głębokości 60 km i na głębokości 2900 km. Innymi słowy, skorupa ziemska i wewnętrzne jądro są wyraźnie oddzielone. W pasie pośrednim między nimi, a także wewnątrz rdzenia, następuje jedynie zmiana tempa wzrostu prędkości. Widać też, że Ziemia do głębokości 2900 km jest w stanie stałym, ponieważ poprzeczne fale sprężyste (fale poprzeczne) swobodnie przechodzą przez tę grubość, które same mogą powstawać i rozprzestrzeniać się w stałym ośrodku. Nie zaobserwowano przejścia fal poprzecznych przez rdzeń, co dawało podstawy do uznania go za płynny. Jednak najnowsze obliczenia pokazują, że moduł sprężystości poprzecznej w jądrze jest mały, ale wciąż nie równy zeru (co jest typowe dla cieczy), a zatem jądro Ziemi jest bliżej stanu stałego niż ciekłego. Oczywiście w tym przypadku pojęcia „ciało stałe” i „ciecz” nie mogą być utożsamiane z podobnymi pojęciami stosowanymi do skupienia się materii na powierzchni ziemi: wewnątrz Ziemi dominują wysokie temperatury i ogromne ciśnienia.

Tak więc w wewnętrznej strukturze Ziemi wyróżnia się skorupa ziemska, płaszcz i rdzeń.

skorupa Ziemska - pierwsza skorupa ciała stałego Ziemi ma grubość 30-40 km. Objętościowo jest to 1,2% objętości Ziemi, masowo - 0,4%, średnia gęstość wynosi 2,7 g / cm 3. Składa się głównie z granitów; skały osadowe mają w nim podrzędne znaczenie. Granitowa skorupa, w której ogromną rolę odgrywa krzem i aluminium, nazywana jest „sialem” („sial”). Skorupa ziemska jest oddzielona od płaszcza sekcją sejsmiczną zwaną Granica Moho, od nazwiska serbskiego geofizyka A. Mohorovichicha (1857-1936), który odkrył tę „sekcję sejsmiczną”. Granica ta jest wyraźna i występuje we wszystkich miejscach na Ziemi na głębokościach od 5 do 90 km. Sekcja Moho to nie tylko granica między skałami różnych typów, ale jest płaszczyzną przejścia fazowego między eklogitami płaszczowymi a bazaltami gabro i skorupy ziemskiej. Podczas przechodzenia z płaszcza do skorupy ciśnienie spada tak bardzo, że gabro zamienia się w bazalty (krzem, aluminium + magnez - „sima” - krzem + magnez). Przejściu towarzyszy wzrost objętości o 15% i odpowiednio zmniejszenie gęstości. Powierzchnia Moho jest uważana za dolną granicę skorupy ziemskiej. Ważną cechą tej powierzchni jest to, że jest W ogólnych warunkach Jest jakby lustrzanym odbiciem rzeźby powierzchni ziemi: jest wyżej pod oceanami, niżej pod równinami kontynentalnymi, niżej niż wszystko pod najwyższymi górami (są to tak zwane korzenie górskie).

Istnieją cztery rodzaje skorupy ziemskiej, odpowiadają one czterem największym formom powierzchni Ziemi. Pierwszy typ to kontynent, jego miąższość wynosi 30-40 km, pod młodymi górami wzrasta do 80 km. Ten rodzaj skorupy ziemskiej odpowiada reliefem występom kontynentalnym (włącznie z podwodnym brzegiem lądu stałego). Jego najczęstszy podział na trzy warstwy: osadową, granitową i bazaltową. Warstwa osadowa, do 15-20 km miąższości, złożone osady warstwowe(przeważają iły i łupki, licznie reprezentowane są skały piaszczyste, węglanowe i wulkaniczne). warstwa granitu(grubość 10-15 km) składa się ze skał metamorficznych i magmowych kwaśnych o zawartości krzemionki ponad 65%, podobnych właściwościami do granitu; najczęściej spotykane są gnejsy, granodioryty i dioryty, granity, łupki krystaliczne). Warstwa dolna, najgęstsza, o grubości 15-35 km, nosi nazwę bazalt za ich podobieństwo do bazaltów. Średnia gęstość skorupa kontynentalna 2,7 g/cm3. Pomiędzy warstwami granitu i bazaltu znajduje się granica Konrad, nazwana na cześć austriackiego geofizyka, który ją odkrył. Nazwy warstw - granit i bazalt - są warunkowe, podawane są według prędkości fal sejsmicznych. Współczesna nazwa warstw jest nieco inna (E.V. Khain, MG Lomize): druga warstwa nazywa się granitowo-metamorficzna, ponieważ. prawie nie ma w nim granitów, składa się z gnejsów i łupków krystalicznych. Trzecia warstwa to granulitowo-bazytowa, utworzona przez silnie przeobrażoną skały.

Drugi rodzaj skorupy ziemskiej - przejściowy lub geosynclinalny - odpowiada strefom przejściowym (geosynkliny). Strefy przejściowe znajdują się u wschodnich wybrzeży kontynentu euroazjatyckiego, w pobliżu wschodniego i zachodnie wybrzeża Ameryka Północna i Południowa. Posiadają one następującą klasyczną budowę: basen brzeżnego morza, łuki wyspowe i głębokowodny rów. Pod basenami mórz i głębinowych rowów nie ma warstwy granitu, skorupa ziemska składa się z warstwy osadowej o zwiększonej grubości i bazaltu. Warstwa granitu pojawia się tylko w łukach wyspowych. Średnia grubość skorupy ziemskiej typu geosynclinalnego wynosi 15-30 km.

Trzeci typ to oceaniczny skorupa ziemska odpowiada dnie oceanu, grubość skorupy wynosi 5-10 km. Ma budowę dwuwarstwową: pierwsza warstwa jest osadowa, utworzona przez skały ilasto-krzemowo-węglanowe; druga warstwa to pełnokrystaliczne skały magmowe o podstawowym składzie (gabro). Pomiędzy warstwami osadową i bazaltową wyróżnia się warstwę pośrednią, składającą się z law bazaltowych z przekładkami skał osadowych. Dlatego czasami mówią o trójwarstwowej strukturze skorupy oceanicznej.

Czwarty typ ryftogeniczny skorupa ziemska, charakterystyczna dla grzbietów śródoceanicznych, jej grubość wynosi 1,5-2 km. W grzbietach śródoceanicznych skały płaszcza zbliżają się do powierzchni. Miąższość warstwy osadowej wynosi 1-2 km, warstwa bazaltowa w dolinach ryftowych jest wyklinowana.

Istnieją pojęcia „skorupy ziemskiej” i „litosfery”. litosfera- kamienna skorupa Ziemi, utworzona przez skorupę ziemską i część górnego płaszcza. Jej miąższość wynosi 150-200 km, ogranicza ją astenosfera. Tylko górna część litosfery nazywana jest skorupą ziemską.

Płaszcz objętościowo stanowi 83% objętości Ziemi i 68% jej masy. Gęstość substancji wzrasta do 5,7 g/cm3. Na granicy z rdzeniem temperatura wzrasta do 3800 0 C, ciśnienie do 1,4 x 10 11 Pa. Górny płaszcz wyróżnia się do głębokości 900 km, a dolny do głębokości 2900 km. W górnym płaszczu na głębokości 150–200 km znajduje się warstwa astenosferyczna. Astenosfera(greckie asteny - słabe) - warstwa o zmniejszonej twardości i wytrzymałości w górnym płaszczu Ziemi. Głównym źródłem magmy jest astenosfera, w której znajdują się ośrodki żywienia wulkanicznego oraz ruch płyt litosferycznych.

Rdzeń zajmuje 16% objętości i 31% masy planety. Temperatura w nim osiąga 5000 0 C, ciśnienie - 37 x 10 11 Pa, gęstość - 16 g/cm3. Rdzeń dzieli się na zewnętrzny, do głębokości 5100 km, oraz wewnętrzny. Zewnętrzny rdzeń jest stopiony, składa się z żelaza lub metalizowanych krzemianów, wewnętrzny rdzeń jest lity, żelazowo-niklowy.

Masa ciała niebieskiego zależy od gęstości materii, masa określa wielkość Ziemi i siłę grawitacji. Nasza planeta ma wystarczającą wielkość i grawitację, zachowała hydrosferę i atmosferę. Metalizacja materii zachodzi w jądrze Ziemi, powodując powstawanie prądów elektrycznych i magnetosfery.

Na Ziemi istnieją różne pola, z których najbardziej znaczący wpływ na GO ma grawitacja i magnetyzm.

Pole grawitacyjne na Ziemi jest to pole grawitacyjne. Grawitacja to siła wypadkowa między siłą grawitacji a siłą odśrodkową generowaną przez obrót Ziemi. Siła odśrodkowa osiąga maksimum na równiku, ale nawet tutaj jest niewielka i wynosi 1/288 siły grawitacji. Siła grawitacji na ziemi zależy głównie od siły przyciągania, na którą wpływa rozkład mas wewnątrz ziemi i na powierzchni. Siła grawitacji działa wszędzie na Ziemi i jest skierowana wzdłuż pionu na powierzchnię geoidy. Natężenie pola grawitacyjnego maleje równomiernie od biegunów do równika (siła odśrodkowa jest większa na równiku), od powierzchni w górę (na wysokości 36 000 km wynosi zero) i od powierzchni w dół (w środku grawitacja Ziemi wynosi zero).

normalne pole grawitacyjne Ziemia nazywana jest taką, jaką miałaby Ziemia, gdyby miała kształt elipsoidy o równomiernym rozkładzie mas. Natężenie pola rzeczywistego w określonym punkcie różni się od normalnego i powstaje anomalia pola grawitacyjnego. Anomalie mogą być pozytywne i negatywne: pasma górskie tworzą dodatkową masę i powinny powodować anomalie pozytywne, depresje oceaniczne, przeciwnie, negatywne. Ale w rzeczywistości skorupa ziemska jest w równowadze izostatycznej.

izostazy (od greckiego isostasios - równy wagowo) - równoważący solidną, stosunkowo lekką skorupę ziemską cięższym górnym płaszczem. Teorię równowagi przedstawił w 1855 r. angielski naukowiec G.B. Przewiewny. Z powodu izostazy nadmiar mas powyżej teoretycznego poziomu równowagi odpowiada ich brakowi poniżej. Wyraża się to tym, że na pewnej głębokości (100-150 km) w warstwie astenosfery substancja spływa do tych miejsc, w których na powierzchni brakuje masy. Jedynie pod młodymi górami, gdzie kompensacja nie nastąpiła jeszcze w pełni, obserwuje się słabe dodatnie anomalie. Jednak równowaga jest ciągle zaburzona: w oceanach odkładają się osady, a pod ich ciężarem dno oceanów ugina się. Z drugiej strony góry ulegają zniszczeniu, ich wysokość maleje, co oznacza, że ​​zmniejsza się również ich masa.

Grawitacja tworzy figurę Ziemi, jest jedną z wiodących sił endogenicznych. Dzięki niej wypadają opad atmosferyczny, rzeki płyną, tworzą się poziomy wód gruntowych, obserwuje się procesy stokowe. Grawitacja odpowiada za maksymalną wysokość gór; uważa się, że na naszej Ziemi nie może być gór wyższych niż 9 km. Grawitacja utrzymuje skorupy gazowe i wodne planety. Tylko najlżejsze cząsteczki, wodór i hel, opuszczają atmosferę planety. Napór mas materii realizowany w procesie różnicowania grawitacyjnego w dolnym płaszczu wraz z rozpadem promieniotwórczym generuje energię cieplną – źródło wewnętrznych (endogennych) procesów odbudowujących litosferę.

Reżim termiczny warstwy powierzchniowej skorupy ziemskiej (średnio do 30 m) ma temperaturę określaną przez ciepło słoneczne. To jest warstwa heliometryczna doświadcza sezonowych wahań temperatury. Poniżej znajduje się jeszcze cieńszy horyzont o stałej temperaturze (około 20 m), odpowiadający średniej rocznej temperaturze miejsca obserwacji. Poniżej warstwy stałej temperatura wzrasta wraz z głębokością warstwa geotermalna. Aby określić ilościowo wielkość tego wzrostu w dwóch powiązanych ze sobą koncepcjach. Nazywa się zmianę temperatury w miarę zagłębiania się w ziemię o 100 metrów gradient geotermalny(zakres od 0,1 do 0,01 0 C/m i zależy od składu skał, warunków ich występowania) oraz odległości w pionie, którą należy pogłębić, aby uzyskać wzrost temperatury o 1 0, jest nazywany etap geotermalny(zakres od 10 do 100 m / 0 С).

Magnetyzm ziemski - właściwość Ziemi, która decyduje o istnieniu wokół niej pola magnetycznego, wywołanego procesami zachodzącymi na granicy rdzeń-płaszcz. Po raz pierwszy ludzkość dowiedziała się, że Ziemia jest magnesem dzięki pracom W. Gilberta.

Magnetosfera - region przestrzeni bliskiej Ziemi wypełnionej naładowanymi cząstkami poruszającymi się w ziemskim polu magnetycznym. Jest oddzielona od przestrzeni międzyplanetarnej magnetopauzą. To jest zewnętrzna granica magnetosfery.

Powstawanie pola magnetycznego opiera się na przyczynach wewnętrznych i zewnętrznych. W wyniku prądów elektrycznych powstających w zewnętrznym jądrze planety powstaje stałe pole magnetyczne. Strumienie korpuskularne Słońca tworzą zmienne pole magnetyczne Ziemi. Wizualną reprezentację stanu pola magnetycznego Ziemi zapewniają mapy magnetyczne. Mapy magnetyczne sporządzane są na okres pięciu lat - epoka magnetyczna.

Ziemia miałaby normalne pole magnetyczne, gdyby była jednolicie namagnesowaną kulą. Ziemia w pierwszym przybliżeniu jest dipolem magnetycznym - jest to pręt, którego końce mają przeciwne bieguny magnetyczne. Nazywa się miejsca przecięcia osi magnetycznej dipola z powierzchnią ziemi bieguny geomagnetyczne. Bieguny geomagnetyczne nie pokrywają się z biegunami geograficznymi i poruszają się powoli z prędkością 7-8 km/rok. Odchylenia rzeczywistego pola magnetycznego od normalnego (obliczonego teoretycznie) nazywane są anomaliami magnetycznymi. Mogą mieć charakter globalny (owalny wschodniosyberyjski), regionalny (KMA) i lokalny, związany z bliskim występowaniem skał magnetycznych na powierzchni.

Pole magnetyczne charakteryzuje się trzema wielkościami: deklinacją magnetyczną, inklinacją magnetyczną i natężeniem. Deklinacja magnetyczna- kąt między południkiem geograficznym a kierunkiem igły magnetycznej. Deklinacja to wschód (+), jeśli północny koniec igły kompasu odchyla się na wschód od geograficznego, a zachód (-), gdy igła odchyla się na zachód. Nachylenie magnetyczne- kąt pomiędzy płaszczyzną poziomą a kierunkiem igły magnetycznej zawieszonej na osi poziomej. Nachylenie jest dodatnie, gdy północny koniec strzałki jest skierowane w dół i ujemne, gdy północny koniec jest skierowany w górę. Nachylenie magnetyczne waha się od 0 do 90 0 . Charakteryzuje się siłę pola magnetycznego napięcie. Natężenie pola magnetycznego na równiku jest niewielkie 20-28 A/m, na biegunie 48-56 A/m.

Magnetosfera ma kształt łzy. Po stronie zwróconej ku Słońcu jego promień jest równy 10 promieniom Ziemi, po stronie nocnej pod wpływem „wiatru słonecznego” wzrasta do 100 promieni. Kształt powstał pod wpływem wiatru słonecznego, który wpadając na ziemską magnetosferę, opływa ją. Naładowane cząstki, docierając do magnetosfery, zaczynają poruszać się wzdłuż pola magnetycznego linie siły i forma pasy radiacyjne. Wewnętrzny pas promieniowania składa się z protonów i ma maksymalne stężenie na wysokości 3500 km nad równikiem. Pas zewnętrzny jest utworzony przez elektrony i rozciąga się do 10 promieni. Na biegunach magnetycznych wysokość pasów promieniowania maleje, tutaj powstają obszary, w których naładowane cząstki wdzierają się do atmosfery, jonizując gazy atmosferyczne i powodując zorze polarne.

Geograficzne znaczenie magnetosfery jest bardzo duże: chroni Ziemię przed korpuskularnym promieniowaniem słonecznym i kosmicznym. Poszukiwanie minerałów wiąże się z anomaliami magnetycznymi. Magnetyczne linie sił pomagają turystom i statkom poruszać się w kosmosie.

Wiek Ziemi. Geochronologia.

Ziemia powstała jako zimne ciało ze zbioru stałych cząstek i ciał takich jak asteroidy. Wśród cząstek były radioaktywne. Będąc wewnątrz Ziemi, rozpadły się tam z uwolnieniem ciepła. Chociaż wielkość Ziemi była niewielka, ciepło łatwo uciekało w przestrzeń międzyplanetarną. Ale wraz ze wzrostem objętości Ziemi produkcja radioaktywnego ciepła zaczęła przekraczać jego wyciek, gromadziła i ogrzewała wnętrzności planety, doprowadzając je do zmiękczonego. Stan plastyczny, który otworzył nowe możliwości do grawitacyjnego różnicowania materii- wynoszenie lżejszych mas mineralnych na powierzchnię i stopniowe opuszczanie cięższych - do środka. Intensywność zróżnicowania zanikała wraz z głębią, ponieważ w tym samym kierunku, ze względu na wzrost ciśnienia, wzrosła lepkość substancji. Jądro Ziemi nie zostało uchwycone przez zróżnicowanie i zachowało swój pierwotny skład krzemianowy. Ale gwałtownie się skondensował z powodu najwyższego ciśnienia, które przekroczyło milion atmosfer.

Wiek Ziemi ustala się metodą radioaktywną, można ją stosować tylko do skał zawierających pierwiastki promieniotwórcze. Jeśli założymy, że cały argon na Ziemi jest produktem rozpadu potasu-49, to wiek Ziemi wyniesie co najmniej 4 miliardy lat. O.Yu. Schmidt podaje jeszcze wyższą liczbę - 7,6 miliarda lat. W I. Baranow przyjął stosunek współczesnych ilości uranu-238 i aktynouranu (uranu-235) w skałach i minerałach, aby obliczyć wiek Ziemi i uzyskał wiek uranu (substancji, z której później powstała planeta) 5-7 miliardów lat.

Tak więc wiek Ziemi określany jest w przedziale 4-6 miliardów lat. Dotychczas historię rozwoju powierzchni ziemi można bezpośrednio odtworzyć w ujęciu ogólnym dopiero od czasów, z których zachowały się najstarsze skały, czyli około 3–3,5 mld lat (Kalesnik S.V.).

Dzieje ziemi zwykle dzieli się na dwie części eon: kryptozoik(ukryty i żywy: brak pozostałości fauny szkieletowej) i fanerozoik(wyraźne i życie) . Kryptozoik obejmuje dwa era: archaiczna i proterozoiczna. Fanerozoik obejmuje ostatnie 570 milionów lat; Ery paleozoiku, mezozoiku i kenozoiku, które z kolei dzielą się na okresy. Często nazywa się cały okres do fanerozoiku prekambryjczyk(kambr - pierwszy okres ery paleozoicznej).

Okresy ery paleozoicznej:

Okresy ery mezozoicznej:

Okresy ery kenozoicznej:

Paleogen (epoki - paleocen, eocen, oligocen)

Neogen (epoki - miocen, pliocen)

Czwartorzęd (epoki - plejstocen i holocen).

Wyniki:

1. Sednem wszystkich przejawów życia wewnętrznego Ziemi są przemiany energii cieplnej.

2. W skorupie ziemskiej temperatura wzrasta wraz z odległością od powierzchni (gradient geotermalny).

3. Ciepło Ziemi ma swoje źródło w rozpadzie pierwiastków promieniotwórczych.

4. Gęstość materii Ziemi wzrasta wraz z głębokością od 2,7 na powierzchni do 17,2 w partiach centralnych. Ciśnienie w centrum Ziemi sięga 3 milionów atmosfer. Gęstość gwałtownie wzrasta na głębokościach 60 i 2900 km. Stąd wniosek - Ziemia składa się z koncentrycznych powłok otaczających się nawzajem.

5. Skorupa ziemska składa się głównie ze skał, takich jak granity, pod którymi znajdują się skały, takie jak bazalty. Wiek Ziemi określa się na 4-6 miliardów lat.

Metody badania struktury wewnętrznej i składu Ziemi można podzielić na dwie główne grupy: metody geologiczne i metody geofizyczne. Metody geologiczne opierają się na wynikach badań bezpośrednich warstw skalnych w wychodniach, wyrobiskach górniczych (kopalnie, chodniki itp.) oraz otworach wiertniczych. Jednocześnie badacze mają do dyspozycji cały arsenał metod badania struktury i składu, co decyduje o wysokim stopniu szczegółowości uzyskanych wyników. Jednocześnie możliwości tych metod w badaniu głębin planety są bardzo ograniczone - najgłębsza studnia na świecie ma głębokość zaledwie -12262 m (supergłębokość Kola w Rosji), nawet mniejsze głębokości osiągnięto podczas wiercenia dno oceanu (około -1500 m, odwierty od burty amerykańskiego statku badawczego „Glomar Challenger”). W ten sposób do bezpośredniego badania dostępne są głębokości nieprzekraczające 0,19% promienia planety.

Informacje o głębokiej strukturze oparte są na analizie uzyskanych danych pośrednich metody geofizyczne, głównie wzorce zmian wraz z głębokością różnych parametrów fizycznych (przewodność elektryczna, mechaniczna wartość merytoryczna itp.) mierzonych podczas badań geofizycznych. Opracowanie modeli struktury wewnętrznej Ziemi opiera się przede wszystkim na wynikach badań sejsmicznych opartych na danych dotyczących praw propagacji fal sejsmicznych. W centrach trzęsień ziemi i potężnych eksplozji powstają fale sejsmiczne - wibracje sprężyste. Fale te dzielą się na fale objętościowe – rozchodzące się w trzewiach planety i „przepuszczające” je jak promienie rentgenowskie oraz fale powierzchniowe – rozchodzące się równolegle do powierzchni i „sondujące” górne warstwy planety na głębokość dziesiątek lub setki kilometrów.
Z kolei fale ciała dzielą się na dwa typy - podłużne i poprzeczne. Fale podłużne o dużej prędkości propagacji są pierwszymi rejestrowanymi przez odbiorniki sejsmiczne, nazywane są falami pierwotnymi lub falami P ( z angielskiego. podstawowy - podstawowy), „wolniejsze” fale poprzeczne nazywane są falami S ( z angielskiego. drugorzędny - drugorzędny). Wiadomo, że fale poprzeczne mają ważna cecha– rozprzestrzeniają się tylko w stałym podłożu.

Na granicach mediów o różnych właściwościach fale są załamywane, a na granicach ostrych zmian właściwości oprócz fal załamanych, odbitych i przekształconych powstają fale. Fale poprzeczne mogą być przesunięte prostopadle do płaszczyzny padania (fale SH) lub przesunięte w płaszczyźnie padania (fale SV). Podczas przekraczania granicy mediów o różnych właściwościach fale SH doświadczają zwykłego załamania, a fale SV, z wyjątkiem załamanych i odbitych fal SV, wzbudzają fale P. W ten sposób powstaje złożony system fal sejsmicznych „przeglądających” trzewia planety.

Analizując wzorce propagacji fal można zidentyfikować niejednorodności w trzewiach planety - jeśli na pewnej głębokości nastąpi nagła zmiana prędkości propagacji fal sejsmicznych, ich załamanie i odbicie, można wnioskować, że przy tym głębokość istnieje granica wewnętrznych powłok Ziemi, różniących się właściwościami fizycznymi.

Badanie sposobów i szybkości propagacji fal sejsmicznych w jelicie Ziemi umożliwiło opracowanie sejsmicznego modelu jej budowy wewnętrznej.

Fale sejsmiczne, rozchodzące się od źródła trzęsienia ziemi w głąb Ziemi, doświadczają największych skoków prędkości, załamują się i odbijają od sekcji sejsmicznych znajdujących się na głębokościach 33 km oraz 2900 km z powierzchni (patrz rys.). Te ostre granice sejsmiczne umożliwiają podział wnętrzności planety na 3 główne wewnętrzne geosfery - skorupę ziemską, płaszcz i jądro.

Skorupa ziemska jest oddzielona od płaszcza ostrą granicą sejsmiczną, na której gwałtownie wzrasta prędkość zarówno fal podłużnych, jak i poprzecznych. W ten sposób prędkość fal poprzecznych gwałtownie wzrasta z 6,7-7,6 km/sw dolnej części skorupy do 7,9-8,2 km/s w płaszczu. Granica ta została odkryta w 1909 roku przez jugosłowiańskiego sejsmologa Mohorovičicia i została nazwana Granica Mohorovića(często skracane jako granica Moho lub M). Średnia głębokość granicy to 33 km (należy zauważyć, że jest to wartość bardzo przybliżona ze względu na różne grubości w różnych strukturach geologicznych); jednocześnie pod kontynentami głębokość odcinka Mohorovichicha może osiągnąć 75-80 km (co jest ustalone pod młodymi strukturami górskimi - Andy, Pamir), pod oceanami zmniejsza się, osiągając minimalną grubość 3-4 km.

Jeszcze ostrzejsza granica sejsmiczna oddzielająca płaszcz i rdzeń jest ustalona na głębokości 2900 km. Na tej sekcji sejsmicznej prędkość fali pionowej gwałtownie spada z 13,6 km/s u podstawy płaszcza do 8,1 km/s w jądrze; Fale S - od 7,3 km/s do 0. Zanik fal poprzecznych wskazuje, że zewnętrzna część jądra ma właściwości cieczy. Granica sejsmiczna oddzielająca jądro i płaszcz została odkryta w 1914 roku przez niemieckiego sejsmologa Gutenberga i często określana jest jako Granica Gutenberga, chociaż nazwa ta nie jest oficjalna.

Na głębokościach 670 km i 5150 km odnotowuje się gwałtowne zmiany prędkości i charakteru przejścia fal. granica 670 km dzieli płaszcz na górny (33-670 km) i dolny (670-2900 km). granica 5150 km dzieli rdzeń na zewnętrzną ciecz (2900-5150 km) i wewnętrzną substancję stałą (5150-6371 km).

Istotne zmiany odnotowuje się również w sekcji sejsmicznej 410 km dzieląc górny płaszcz na dwie warstwy.

Uzyskane dane dotyczące globalnych granic sejsmicznych stanowią podstawę do rozważenia współczesnego modelu sejsmicznego głębokiej budowy Ziemi.

Zewnętrzna powłoka stałej ziemi to skorupa Ziemska ograniczony granicą Mohorovichic. Jest to stosunkowo cienka skorupa, której grubość waha się od 4-5 km pod oceanami do 75-80 km pod kontynentalnymi strukturami górskimi. Górna skorupa jest wyraźnie wyróżniona w składzie warstwa osadowa, składający się z niezmetamorfizowanych skał osadowych, wśród których mogą występować wulkany, i leżący pod nim skonsolidowany, lub krystaliczny,szczekać, utworzone przez przeobrażone i natrętne skały magmowe.Istnieją dwa główne typy skorupy ziemskiej - kontynentalna i oceaniczna, zasadniczo różniące się budową, składem, pochodzeniem i wiekiem.

skorupa kontynentalna leży pod kontynentami i ich podwodnymi obrzeżami, ma miąższość od 35-45 km do 55-80 km, na jej przekroju wyróżnia się 3 warstwy. Górna warstwa z reguły składa się ze skał osadowych, w tym niewielkiej ilości słabo przeobrażonych i magmowych. Ta warstwa nazywa się osadową. Geofizycznie charakteryzuje się niską prędkością fali P w zakresie 2-5 km/s. Średnia miąższość warstwy osadowej wynosi około 2,5 km.
Poniżej znajduje się górna skorupa (warstwa granitowo-gnejsowa lub „granitowa”) złożona ze skał magmowych i metamorficznych bogatych w krzemionkę (średnio odpowiadająca w składzie chemicznym granodiorytowi). Prędkość fal P w tej warstwie wynosi 5,9-6,5 km/s. U podstawy górnej skorupy wyodrębniono sekcję sejsmiczną Konrada, odzwierciedlającą wzrost prędkości fal sejsmicznych podczas przejścia do skorupy dolnej. Ale ta sekcja nie jest wszędzie ustalona: w skorupie kontynentalnej często odnotowuje się stopniowy wzrost prędkości fal wraz z głębokością.
Dolna skorupa (warstwa mafijno-granulitowa) wyróżnia się większą prędkością fal (6,7-7,5 km/s dla fal P), co jest spowodowane zmianą składu skał podczas przechodzenia z górnego płaszcza. Według najbardziej akceptowanego modelu jego skład odpowiada granulitowi.

W tworzeniu się skorupy kontynentalnej biorą udział skały w różnym wieku geologicznym, aż do najstarszych, liczących około 4 miliardów lat.

skorupa oceaniczna ma stosunkowo niewielką miąższość, średnio 6-7 km. W swojej najbardziej ogólnej postaci w jej przekroju można wyróżnić dwie warstwy. Warstwa górna ma charakter osadowy, charakteryzuje się niewielką miąższością (średnio ok. 0,4 km) i małą prędkością fali pionowej (1,6-2,5 km/s). Warstwa dolna – „bazalt” – zbudowana jest z podstawowych skał magmowych (nad poziomem bazalty, poniżej – podstawowe i ultrazasadowe skały natrętne). Prędkość fal podłużnych w warstwie „bazaltowej” wzrasta od 3,4-6,2 km/s w bazaltach do 7-7,7 km/s w najniższych poziomach skorupy.

Najstarsze skały współczesnej skorupy oceanicznej mają około 160 milionów lat.

Płaszcz Jest to największa pod względem objętości i masy wewnętrzna powłoka Ziemi, ograniczona od góry granicą Moho, od dołu granicą Gutenberga. W jego składzie wyróżnia się górny i dolny płaszcz, oddzielone granicą 670 km.

Górna mania jest podzielona na dwie warstwy zgodnie z cechami geofizycznymi. Górna warstwa - płaszcz podskorupowy- rozciąga się od granicy Moho do głębokości 50-80 km pod oceanami i 200-300 km pod kontynentami i charakteryzuje się płynnym wzrostem prędkości zarówno podłużnych, jak i poprzecznych fal sejsmicznych, co tłumaczy się zagęszczeniem skał ze względu na ciśnienie litostatyczne warstw leżących. Poniżej płaszcza podskorupowego do globalnej granicy 410 km znajduje się warstwa o niskich prędkościach. Jak wynika z nazwy warstwy, prędkości fal sejsmicznych w niej są mniejsze niż w płaszczu podskorupowym. Co więcej, w niektórych obszarach ujawniają się soczewki, które w ogóle nie przenoszą fal S, co daje podstawy do stwierdzenia, że ​​substancja płaszcza w tych obszarach jest w stanie częściowo stopionym. Ta warstwa nazywa się astenosferą ( z greckiego "astenes" - słaby i "sphair" - kula); termin ten został wprowadzony w 1914 roku przez amerykańskiego geologa J. Burrella, często określanego w literaturze angielskiej jako LVZ - Strefa niskiej prędkości. Zatem, astenosfera- jest to warstwa w górnym płaszczu (położona na głębokości ok. 100 km pod oceanami i ok. 200 km lub więcej pod kontynentami), identyfikowana na podstawie spadku prędkości przejścia fal sejsmicznych i posiadająca zmniejszona wytrzymałość i lepkość. Powierzchnia astenosfery jest dobrze ugruntowana i Gwałtowny spadek rezystywność (do wartości około 100 Ohm . m).

Obecność plastycznej warstwy astenosferycznej, która różni się właściwości mechaniczne ze stałych warstw leżących, daje podstawę do izolacji litosfera- solidna skorupa Ziemi, w tym skorupa ziemska i płaszcz podskorupowy, znajdująca się nad astenosferą. Miąższość litosfery wynosi od 50 do 300 km. Należy zauważyć, że litosfera nie jest monolityczną kamienną powłoką planety, ale podzielona jest na oddzielne płyty, stale poruszające się po plastikowej astenosferze. Ogniska trzęsień ziemi i współczesnego wulkanizmu ograniczają się do granic płyt litosferycznych.

Głębiej niż 410 km w górnym płaszczu fale P i S rozchodzą się wszędzie, a ich prędkość wzrasta stosunkowo monotonnie wraz z głębokością.

W dolny płaszcz, oddzielone ostrą globalną granicą 670 km, prędkość fal P i S wzrasta monotonicznie, bez nagłych zmian, odpowiednio do 13,6 i 7,3 km/s, aż do odcinka Gutenberg.

W jądrze zewnętrznym prędkość fal P gwałtownie spada do 8 km/s, podczas gdy fale S całkowicie znikają. Zanik fal poprzecznych sugeruje, że zewnętrzne jądro Ziemi znajduje się w stanie ciekłym. Poniżej odcinka o długości 5150 km znajduje się rdzeń wewnętrzny, w którym prędkość fal P wzrasta, a fale S zaczynają się ponownie rozprzestrzeniać, co wskazuje na ich stan stały.

Podstawowym wnioskiem z opisanego powyżej modelu prędkości Ziemi jest to, że nasza planeta składa się z szeregu koncentrycznych powłok reprezentujących żelaziste jądro, płaszcz krzemianowy i skorupę glinokrzemianową.

Charakterystyka geofizyczna Ziemi

Rozkład masy między geosferami wewnętrznymi

Większość masy Ziemi (około 68%) przypada na jej stosunkowo lekki, ale duży płaszcz, przy czym około 50% przypada na dolny płaszcz, a około 18% na górny. Pozostałe 32% całkowitej masy Ziemi przypada głównie na jądro, a jego płynna część zewnętrzna (29% całkowitej masy Ziemi) jest znacznie cięższa niż wewnętrzna część stała (około 2%). Tylko mniej niż 1% całkowitej masy planety pozostaje na skorupie.

Gęstość

Gęstość muszli naturalnie wzrasta w kierunku środka Ziemi (patrz rys.). Średnia gęstość kory wynosi 2,67 g/cm3; na granicy Moho gwałtownie wzrasta z 2,9-3,0 do 3,1-3,5 g/cm3. W płaszczu gęstość stopniowo wzrasta na skutek ściskania substancji krzemianowej i przemian fazowych (przebudowy struktury krystalicznej substancji w trakcie „adaptacji” do wzrastającego ciśnienia) od 3,3 g/cm3 w części podskorupowej do 5,5 g/cm3 w dolnym płaszczu . Na granicy Gutenberg (2900 km) gęstość prawie gwałtownie się podwaja, do 10 g/cm3 w jądrze zewnętrznym. Kolejny skok gęstości - z 11,4 do 13,8 g/cm 3 - występuje na granicy rdzenia wewnętrznego i zewnętrznego (5150 km). Te dwa gwałtowne skoki gęstości mają inny charakter: na granicy płaszcz/rdzeń następuje zmiana składu chemicznego materii (przejście z płaszcza krzemianowego do jądra żelaznego), a skok na granicy 5150 km wiąże się z zmiana stanu skupienia (przejście od płynnego rdzenia zewnętrznego do stałego rdzenia wewnętrznego) . W centrum Ziemi gęstość materii sięga 14,3 g/cm 3 .

Nacisk

Ciśnienie we wnętrzu Ziemi obliczane jest na podstawie jej modelu gęstości. Wzrost ciśnienia w miarę oddalania się od powierzchni wynika z kilku powodów:

kompresja spowodowana ciężarem nakładających się skorup (ciśnienie litostatyczne);

przemiany fazowe w chemicznie jednorodnych powłokach (w szczególności w płaszczu);

różnica w składzie chemicznym muszli (skorupa i płaszcz, płaszcz i rdzeń).

U podnóża skorupy kontynentalnej ciśnienie wynosi około 1 GPa (dokładniej 0,9 * 10 9 Pa). W płaszczu Ziemi ciśnienie stopniowo wzrasta, osiągając 135 GPa na granicy Gutenberga. W rdzeniu zewnętrznym gradient wzrostu ciśnienia wzrasta, natomiast w rdzeniu wewnętrznym maleje. Obliczone wartości ciśnienia na granicy między rdzeniem wewnętrznym i zewnętrznym oraz w pobliżu środka Ziemi wynoszą odpowiednio 340 i 360 GPa.

Temperatura. Źródła energii cieplnej

Procesy geologiczne zachodzące na powierzchni iw trzewiach planety są spowodowane przede wszystkim energią cieplną. Źródła energii dzielą się na dwie grupy: endogenne (lub wewnętrzne), związane z wytwarzaniem ciepła w trzewiach planety oraz egzogenne (lub zewnętrzne w stosunku do planety). Intensywność przepływu energii cieplnej z głębin na powierzchnię znajduje odzwierciedlenie w wielkości gradientu geotermalnego. gradient geotermalny to przyrost temperatury wraz z głębokością, wyrażony w 0 C/km. Cechą „odwrotną” jest etap geotermalny- głębokość w metrach, po zanurzeniu, do której temperatura wzrośnie o 10 ° C. obszary o spokojnym reżimie tektonicznym. Wraz z głębokością wartość gradientu geotermalnego znacznie spada, osiągając średnio około 100 С/km w litosferze i mniej niż 10 С/km w płaszczu. Powodem tego jest rozkład źródeł energii cieplnej i charakter wymiany ciepła.

Źródła energii endogennej są następujące.
1. Energia głębokiego zróżnicowania grawitacyjnego, tj. wydzielanie ciepła podczas redystrybucji gęstości materii podczas jej przemian chemicznych i fazowych. Głównym czynnikiem w takich przemianach jest presja. Granica rdzeń-płaszcz jest uważana za główny poziom uwalniania tej energii.
2. Radiogeniczne ciepło wytwarzane przez rozpad izotopów promieniotwórczych. Według niektórych obliczeń źródło to określa około 25% Przepływ ciepła emitowane przez ziemię. Należy jednak wziąć pod uwagę, że podwyższone zawartości głównych długożyciowych izotopów promieniotwórczych - uranu, toru i potasu obserwuje się tylko w górnej części skorupy kontynentalnej (strefa wzbogacenia izotopowego). Np. stężenie uranu w granitach sięga 3,5-10-4%, w skałach osadowych 3,2-10-4%, natomiast w skorupie oceanicznej jest znikome: około 1,66-10-7%. Ciepło radiogeniczne jest więc dodatkowym źródłem ciepła w górnej części skorupy kontynentalnej, co determinuje wysoką wartość gradientu geotermalnego w tym rejonie planety.
3. Ciepło resztkowe, zachowany w głębinach od powstania planety.
4. Stałe pływy, ze względu na przyciąganie księżyca. Przemiana energii kinetycznej pływów w ciepło następuje w wyniku tarcia wewnętrznego w masach skalnych. Udział tego źródła w całkowitym bilansie ciepła jest niewielki – ok. 1-2%.

W litosferze dominuje przewodzący (molekularny) mechanizm przenoszenia ciepła, w sublitosferycznym płaszczu Ziemi następuje przejście do głównie konwekcyjnego mechanizmu przenoszenia ciepła.

Obliczenia temperatur w trzewiach planety dają następujące wartości: w litosferze na głębokości ok. 100 km temperatura ok. 1300 0 C, na głębokości 410 km - 1500 0 C, na głębokości 670 km - 1800 0C, na granicy jądra i płaszcza - 2500 0 C, na głębokości 5150 km - 3300 0 C, w środku Ziemi - 3400 0 C. W tym przypadku tylko główny (i najbardziej prawdopodobny dla stref głębokich) uwzględniono źródło ciepła, energię głębokiego zróżnicowania grawitacyjnego.

Ciepło endogeniczne determinuje przebieg globalnych procesów geodynamicznych. w tym ruch płyt litosferycznych

Na powierzchni planety najważniejszą rolę odgrywa źródło egzogenne ciepło - Promieniowanie słoneczne. Pod powierzchnią wpływ ciepła słonecznego jest znacznie zmniejszony. Już na płytkiej głębokości (do 20-30 m) istnieje strefa stałych temperatur - region głębokości, w którym temperatura pozostaje stała i jest równa średniej rocznej temperaturze regionu. Poniżej pasa stałych temperatur ciepło związane jest ze źródłami endogenicznymi.

Magnetyzm Ziemi

Ziemia jest gigantycznym magnesem z polem magnetycznym i biegunami magnetycznymi, które są zbliżone do geograficznego, ale się z nimi nie pokrywają. Dlatego w odczytach igły magnetycznej kompasu rozróżnia się deklinację magnetyczną i inklinację magnetyczną.

Deklinacja magnetyczna- jest to kąt między kierunkiem igły magnetycznej kompasu a południkiem geograficznym w danym punkcie. Kąt ten będzie największy na biegunach (do 90 0), a najmniejszy na równiku (7-8 0).

Nachylenie magnetyczne- kąt utworzony przez pochylenie igły magnetycznej do horyzontu. Zbliżając się do bieguna magnetycznego, igła kompasu przyjmie pozycję pionową.

Przyjmuje się, że za występowanie pola magnetycznego odpowiedzialne są układy prądów elektrycznych, które powstają podczas obrotu Ziemi, w związku z ruchami konwekcyjnymi w ciekłym jądrze zewnętrznym. Całkowite pole magnetyczne składa się z wartości głównego pola Ziemi i pola wywołanego przez minerały ferromagnetyczne w skałach skorupy ziemskiej. Właściwości magnetyczne są charakterystyczne dla minerałów - ferromagnetyków, takich jak magnetyt (FeFe 2 O 4), hematyt (Fe 2 O 3), ilmenit (FeTiO 2), pirotyn (Fe 1-2 S) itp., które są minerałami i są ustanowione przez anomalie magnetyczne. Minerały te charakteryzują się zjawiskiem remanencji, które dziedziczy orientację ziemskiego pola magnetycznego, która istniała w czasie powstawania tych minerałów. Rekonstrukcja położenia biegunów magnetycznych Ziemi w różnych epokach geologicznych wskazuje, że pole magnetyczne okresowo doświadczało inwersja- zmiana polegająca na odwróceniu biegunów magnetycznych. Proces zmiany znaku magnetycznego pola geomagnetycznego trwa od kilkuset do kilku tysięcy lat i rozpoczyna się intensywnym spadkiem natężenia głównego pola magnetycznego Ziemi do prawie zera, następnie ustala się odwrotna polaryzacja, a po podczas gdy następuje szybkie przywrócenie intensywności, ale o przeciwnym znaku. Biegun północny zajął miejsce bieguna południowego i odwrotnie, z przybliżoną częstotliwością 5 razy w ciągu 1 miliona lat. Obecna orientacja pola magnetycznego została ustalona około 800 tysięcy lat temu.

Nasza planeta ma kilka muszli, jest trzecią od Słońca i piątą pod względem wielkości. Zapraszamy do bliższego poznania naszej planety, do przestudiowania jej w dziale. Aby to zrobić, przeanalizujemy każdą z jego warstw osobno.

Muszle

Wiadomo, że Ziemia ma trzy muszle:

• Atmosfera.
• Litosfera.
• Hydrosfera.

Nawet z nazwy łatwo się domyślić, że pierwsza ma pochodzenie z powietrza, druga to twarda skorupa, a trzecia to woda.

Atmosfera

To jest gazowa powłoka naszej planety. Jego osobliwością jest to, że rozciąga się tysiące kilometrów nad poziomem gruntu. Jej skład zmienia wyłącznie człowiek, a nie na lepsze. Jakie jest znaczenie atmosfery? To niejako nasza kopuła ochronna, chroniąca planetę przed różnymi kosmicznymi śmieciami, które w większym stopniu wypalają się w tej warstwie.

Chroni przed szkodliwym działaniem promieniowania ultrafioletowego. Ale, jak wiadomo, są takie, które pojawiły się wyłącznie w wyniku działalności człowieka. Dzięki tej powłoce mamy komfortowa temperatura i wilgotność. Duża różnorodnośćżywe istoty - to także jej zasługa. Przyjrzyjmy się strukturze warstwami. Podkreślmy najważniejsze i najważniejsze z nich.

Troposfera

To jest warstwa dolna, jest najbardziej gęsta. Teraz jesteś w tym. Geonomia, nauka o budowie Ziemi, zajmuje się badaniem tej warstwy. Jego górna granica waha się od siedmiu do dwudziestu kilometrów, przy czym im wyższa temperatura, tym szersza warstwa. Jeśli weźmiemy pod uwagę budowę Ziemi w przekroju na biegunach i na równiku, to będzie się ona znacznie różnić, na równiku jest znacznie szersza.

Co jeszcze warto powiedzieć o tej warstwie? To tutaj odbywa się cykl wodny, powstają cyklony i antycyklony, generowany jest wiatr, ogólnie rzecz biorąc, zachodzą wszystkie procesy związane z pogodą i klimatem. Wysoko ciekawa nieruchomość, rozciągając się tylko do Troposfery, jeśli wzniesiesz się o sto metrów, temperatura powietrza spadnie o około jeden stopień. Poza tą powłoką prawo działa dokładnie odwrotnie. Pomiędzy troposferą a stratosferą jest jedno miejsce, w którym temperatura się nie zmienia - tropopauza.

Stratosfera

Ponieważ zastanawiamy się nad pochodzeniem i budową Ziemi, nie możemy pominąć warstwy stratosfery, której nazwa w tłumaczeniu oznacza „warstwę” lub „podłogę”.

To w tej warstwie latają liniowce pasażerskie i samoloty naddźwiękowe. Zwróć uwagę, że powietrze tutaj jest bardzo rozrzedzone. Temperatura zmienia się wraz ze wzrostem od minus pięćdziesiąt sześć do zera i trwa aż do samej stratopauzy.

Czy tam jest życie?

Bez względu na to, jak paradoksalnie to zabrzmi, w 2005 roku w stratosferze odkryto formy życia. To rodzaj dowodu teorii pochodzenia życia na naszej planecie, przywiezionej z kosmosu.

Ale być może są to zmutowane bakterie, które wspięły się na tak rekordowe wysokości. Niezależnie od prawdy, jedno jest zaskakujące: ultrafiolet w żaden sposób nie szkodzi bakteriom, chociaż to one umierają w pierwszej kolejności.

Warstwa ozonowa i mezosfera

Badając strukturę Ziemi w przekroju, możemy zauważyć dobrze znaną warstwę ozonową. Jak wspomniano wcześniej, to on jest naszą tarczą przed promieniowaniem ultrafioletowym. Zobaczmy, skąd pochodzi. Co dziwne, ale został stworzony przez samych mieszkańców planety. Wiemy, że rośliny produkują tlen, którego potrzebujemy do oddychania. Unosi się przez atmosferę, gdy napotyka promieniowanie ultrafioletowe, a następnie reaguje, w wyniku czego z tlenu otrzymuje się ozon. Jedno jest zaskakujące: ultrafiolet bierze udział w produkcji ozonu i chroni przed nim mieszkańców Ziemi. Ponadto w wyniku reakcji następuje podgrzanie otaczającej atmosfery. Bardzo ważne jest również, aby wiedzieć, że warstwa ozonowa graniczy z mezosferą, poza nią nie ma życia i nie może być.

Jeśli chodzi o kolejną warstwę, jest ona mniej zbadana, ponieważ tylko rakiety lub samoloty z silnikami rakietowymi mogą poruszać się po tej przestrzeni. Temperatura dochodzi tu do minus stu czterdziestu stopni Celsjusza. Badając strukturę Ziemi w przekroju, ta warstwa jest najbardziej interesująca dla dzieci, ponieważ to dzięki niej widzimy takie zjawiska jak np. opad gwiazd. Ciekawostką jest to, że na Ziemię codziennie spada nawet sto ton kosmicznego pyłu, ale jest on tak mały i lekki, że osiadanie może zająć nawet miesiąc.

Istnieje opinia, że ​​ten pył może powodować deszcz, podobnie jak emisje po wybuch jądrowy lub popiół wulkaniczny.

Termosfera

Znajdziemy go na wysokości od osiemdziesięciu pięciu do ośmiuset kilometrów. Osobliwość- wysoka temperatura, jednak powietrze jest bardzo rozrzedzone, z tego korzysta człowiek podczas wystrzeliwania satelitów. Cząsteczki powietrza po prostu nie wystarczają do ogrzania ciała fizycznego.

Źródłem zorzy polarnej jest termosfera. Bardzo ważne: sto kilometrów to oficjalna granica atmosfery, choć nie ma żadnych wyraźnych znaków. Lot poza tę linię nie jest niemożliwy, ale bardzo trudny.

Egzosfera

Rozważając w sekcji, zobaczymy tę powłokę jako ostatnią zewnętrzną. Znajduje się na wysokości ponad ośmiuset kilometrów nad ziemią. Warstwa ta charakteryzuje się tym, że atomy mogą łatwo i bez przeszkód wlatywać w przestrzeń kosmiczną. Uważa się, że atmosfera naszej planety kończy się tą warstwą, której wysokość wynosi około dwóch do trzech tysięcy kilometrów. Niedawno odkryto, co następuje: cząstki, które uciekły z egzosfery, tworzą kopułę, która znajduje się na wysokości około dwudziestu tysięcy kilometrów.

litosfera

To jest solidna skorupa Ziemi, ma grubość od pięciu do dziewięćdziesięciu kilometrów. Podobnie jak atmosfera jest tworzony przez substancje uwalniane z górnego płaszcza. Warto zwrócić uwagę na fakt, że jego powstawanie trwa do dziś, głównie występuje na dnie oceanu. Podstawą litosfery są kryształy powstałe po ochłodzeniu magmy.

Hydrosfera

To jest powłoka wodna naszej ziemi, warto zauważyć, że woda pokrywa ponad siedemdziesiąt procent całej planety. Cała woda na Ziemi zwykle dzieli się na:

• Ocean świata.
• wody powierzchniowe.
• Wody gruntowe.

W sumie na Ziemi znajduje się ponad 1300 milionów kilometrów sześciennych wody.

skorupa Ziemska

Jaka jest więc struktura ziemi? Składa się z trzech elementów: atmosfery, litosfery i hydrosfery. Przyjrzyjmy się, jak wygląda skorupa ziemska. Wewnętrzną strukturę Ziemi reprezentują następujące warstwy:

• Szczekać.
• Geosfera.
• Rdzeń.

Ponadto Ziemia ma pola grawitacyjne, magnetyczne i elektryczne. Geosfery można nazwać: jądrem, płaszczem, litosferą, hydrosferą, atmosferą i magnetosferą. Różnią się gęstością tworzących je substancji.

Rdzeń

Zauważ, że im gęstsza substancja składowa, tym bliżej środka planety jest. Oznacza to, że można argumentować, że najgęstsza materia naszej planety jest jądrem. Jak wiesz, składa się on z dwóch części:

• Wewnętrzny (solidny).
• Zewnętrzny (ciecz).

Jeśli weźmiemy cały rdzeń, promień wyniesie około trzech i pół tysiąca kilometrów. Wnętrze jest solidne, ponieważ ciśnienie jest większe. Temperatura sięga czterech tysięcy stopni Celsjusza. Skład rdzenia wewnętrznego jest dla ludzkości tajemnicą, ale zakłada się, że składa się on z czystego żelaza niklowego, natomiast jego płynna część (zewnętrzna) składa się z żelaza z domieszkami niklu i siarki. To właśnie ciekła część jądra wyjaśnia nam obecność pola magnetycznego.

Płaszcz

Podobnie jak rdzeń składa się z dwóch części:

• Dolny płaszcz.
• Górny płaszcz.

Materiał płaszcza można badać dzięki potężnym wypięciom tektonicznym. Można argumentować, że jest w stanie krystalicznym. Temperatura dochodzi do dwóch i pół tysiąca stopni Celsjusza, ale dlaczego się nie topi? Dzięki silnej presji.

Jedynie astenosfera jest w stanie ciekłym, podczas gdy litosfera unosi się w tej warstwie. Ma niesamowitą cechę: przy krótkich ładunkach jest solidny, a przy długich ładunkach jest plastikowy.

Pamiętać! Co wiesz o wewnętrznej strukturze Ziemi, o typach budowy skorupy ziemskiej? Czym są platformy i geosynkliny? Jakie są różnice między starożytnymi a młodymi platformami? Korzystając z mapy „Struktura skorupy ziemskiej” w atlasie „Geografia kontynentów i oceanów”, określ wzorce lokalizacji starożytnych platform i pofałdowanych pasów w różnym wieku. Co wiesz o rzeźbie terenu, górach i równinach, pod wpływem jakich procesów kształtuje się rzeźba Ziemi?

Ziemia ma złożoną strukturę wewnętrzną. Budowę Ziemi ocenia się głównie na podstawie danych sejsmicznych - na podstawie prędkości fal występujących podczas trzęsień ziemi. Bezpośrednie obserwacje są możliwe tylko na małej głębokości: najgłębsze studnie penetrowały nieco ponad 12 km grubości Ziemi (Kola Superdeep).

W strukturze Ziemi wyróżnia się trzy główne warstwy (ryc. 15): skorupa ziemska, płaszcz i jądro.

Ryż. 15. Struktura wewnętrzna Ziemi:

1 - skorupa ziemska, 2 - płaszcz, 3 - astenosfera, 4 - rdzeń

skorupa Ziemska w skali Ziemi to cienka warstwa. Jego średnia grubość wynosi około 35 km.

Płaszcz rozciąga się na głębokość 2900 km. Wewnątrz płaszcza, na głębokości 100-250 km pod kontynentami i 50-100 km pod oceanami zaczyna się warstwa o podwyższonej plastyczności materii, bliska topnienia, tzw. astenosfera. Podstawa astenosfery znajduje się na głębokości około 400 km. Skorupa ziemska, wraz z górną stałą warstwą płaszcza nad astenosferą, nazywana jest litosferą (od greckiego litos - kamień). Litosfera, w przeciwieństwie do astenosfery, jest stosunkowo kruchą skorupą. Jest podzielony głębokimi uskokami na duże bloki zwane płyty litosferyczne. Płyty powoli poruszają się wzdłuż astenosfery w kierunku poziomym.

Rdzeń znajduje się na głębokościach od 2900 do 6371 km, tj. promień jądra zajmuje ponad połowę promienia Ziemi. Zakłada się, zgodnie z danymi sejsmologicznymi, że w zewnętrznej części jądra substancje znajdują się w stanie stopionym ruchomym i że w wyniku rotacji planety, prądy elektryczne które tworzą Pole magnetyczne Ziemi; wewnętrzna część jądra jest twarda.

Wzrost ciśnienia i temperatury wraz z głębokością, która według obliczeń wynosi w rdzeniu około 5000 °C.

Warstwy Ziemi mają inny skład materiałowy, co wiąże się z różnicowaniem pierwotnej zimnej materii planety w warunkach jej silnego nagrzewania i częściowego topnienia. Zakłada się, że w tym przypadku cięższe pierwiastki (żelazo, nikiel itp.) „tonęły”, a stosunkowo lekkie (krzem, aluminium) „płynęły”. Pierwszy tworzył rdzeń, drugi - skorupę ziemską. Gazy i para wodna były jednocześnie uwalniane ze stopu, które tworzyły pierwotną atmosferę i hydrosferę.

Wiek Ziemi i rachuby geologiczne

Według współczesnych koncepcji bezwzględny wiek Ziemi wynosi 4,6 miliarda lat. Wiek najstarszych skał na Ziemi - granito-gnejsów występujących na lądzie, wynosi około 3,8-4,0 miliardów lat.

O wydarzeniach z geologicznej przeszłości w ich kolejności chronologicznej daje wyobrażenie o jednym międzynarodowym skala geochronologiczna(Tabela 1). Jego główne podziały czasowe to epoki: Archean, proterozoik, paleozoik, mezozoik, kenozoik. Najstarszy przedział czasu geologicznego, w tym archai i proterozoik, nazywa się Prekambr. Obejmuje ogromny okres – prawie 90% całej historii geologicznej Ziemi. Następny wyróżniony paleozoiczny (« starożytne życie”) era (od 570 do 225-230 mln lat temu), mezozoiczny("średnie życie") era (od 225-230 do 65-67 milionów lat temu) i kenozoiczny Era („nowe życie”) (od 65-67 milionów lat temu do dnia dzisiejszego). W obrębie epok wyróżnia się mniejsze przedziały czasowe - okresy.

N. Kelder w książce „Niespokojna Ziemia” (M., 1975), przedstawiając wizualną reprezentację czasu geologicznego, podaje tak interesujące porównanie: „Jeśli konwencjonalnie przyjmujemy megawiek (10 8 lat) jako jeden rok, to wiek naszej planety wyniesie 46 lat. Biografowie nie wiedzą nic o pierwszych siedmiu latach jej życia. Informacje dotyczące późniejszego „dzieciństwa” są zapisane w najstarszych skałach Grenlandii i Południowej Afryki… Większość informacji z historii Ziemi, w tym m.in. ważny punkt, jako powstanie życia, odnosi się do ostatnich sześciu lat... Do 42 roku życia jego kontynenty były praktycznie bez życia. W wieku 45 lat - zaledwie rok temu - Ziemię przyozdobiła bujna roślinność. W tym czasie wśród

Tabela 1.

Skala geologiczna

zwierzęta były zdominowane przez gigantyczne gady, w szczególności dinozaury. Mniej więcej w tym samym okresie przypada również początek upadku ostatniego gigantycznego superkontynentu.

Dinozaury zniknęły z powierzchni Ziemi osiem miesięcy temu. Zostały one zastąpione przez lepiej zorganizowane zwierzęta - ssaki. Gdzieś w połowie zeszłego tygodnia w Afryce nastąpiła przemiana niektórych małp człekokształtnych w ludzi podobnych do małp, a pod koniec tego samego tygodnia na Ziemię uderzyła seria ostatnich wielkich zlodowaceń. Minęły nieco ponad cztery godziny od pojawienia się nowego rodzaju wysoce zorganizowanych zwierząt, znanego później jako Homo sapiens zaczął zarabiać na życie polując na dzikie zwierzęta; i tylko godzina sumuje jego doświadczenie w robieniu Rolnictwo i przejście do siedzącego trybu życia. Rozkwit przemysłowej potęgi ludzkiego społeczeństwa przypada na ostatnią chwilę…”.

Skład i struktura skorupy ziemskiej

Skorupa ziemska składa się ze skał magmowych, osadowych i metamorficznych. Skały magmowe powstają podczas erupcji magmy z głębokich stref Ziemi i jej krzepnięcia. Jeśli magma wniknie w skorupę ziemską i powoli zestala się w określonych warunkach wysokie ciśnienie na głębokości, uformowany natrętne skały(granit, gabro itp.), gdy jest wylewany i szybko twardnieje na powierzchni - wylewny(bazalt, tuf wulkaniczny itp.). Wiele minerałów jest związanych ze skałami magmowymi: tytanowo-magnezowe, chromowe, miedziano-niklowe i inne rudy, apatyty, diamenty itp.

Skały osadowe powstają bezpośrednio na powierzchni ziemi na różne sposoby: albo z powodu żywotnej aktywności organizmów - skały organogenne(wapień, kreda, węgiel itp.) lub podczas niszczenia i późniejszego osadzania różnych skał - klastyczne skały(glina, piasek, glina zwałowa itp.) lub na koszt reakcje chemiczne które zwykle występują w środowisku wodnym, - skały pochodzenia chemicznego(boksyty, fosforyty, sole, rudy niektórych metali itp.). Wiele skał osadowych to cenne minerały: ropa, gaz, węgiel, torf, boksyty, fosforyty, sole, rudy żelaza i manganu, różne materiały budowlane itp.

Skały metamorficzne powstają w wyniku przemian (metamorfizmu) różnych skał znajdowanych na głębokości, pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia, a także gorących roztworów i gazów unoszących się z płaszcza (gnejs, marmur, łupki krystaliczne itp.). W procesie metamorfizmu skał powstają różne minerały: żelazo, miedź, rudy polimetaliczne, uran i inne, złoto, grafit, klejnoty, materiały ogniotrwałe itp.

Skorupa ziemska składa się głównie ze skał krystalicznych pochodzenia magmowego i metamorficznego. Jest jednak niejednorodny pod względem składu, struktury i mocy. Wyróżnić dwa główne typy skorupy ziemskiej: kontynentalna oraz oceaniczny. Pierwsza jest charakterystyczna dla kontynentów (kontynentów), w tym ich podwodnych obrzeży do głębokości 3,5-4,0 km poniżej poziomu Oceanu Światowego, druga - dla basenów oceanicznych (dno oceaniczne).

skorupa kontynentalna składa się z trzech warstw: osadowej o miąższości 20-25 km, granitowej (granitowo-gnejsowej) i bazaltu. Jego łączna miąższość wynosi około 60-75 km na terenach górskich, 30-40 km na równinach.

skorupa oceaniczna również trzy warstwy. Zalega cienka (średnio ok. 1 km) warstwa luźnych osadów morskich o składzie krzemionkowo-węglanowym. Poniżej znajduje się warstwa law bazaltowych. Pomiędzy warstwami osadową i bazaltową (w przeciwieństwie do skorupy kontynentalnej) nie ma warstwy granitu, co potwierdzają liczne otwory wiertnicze. Trzecia warstwa (według danych z pogłębiania) składa się ze skał magmowych – głównie gabro. Całkowita grubość skorupy oceanicznej wynosi średnio 5-7 km. W niektórych miejscach na dnie Oceanu Światowego (zwykle wzdłuż dużych uskoków) nawet skały górnego płaszcza wystają na powierzchnię, a także tworzą wyspę São Paulo u wybrzeży Brazylii.

Tak więc skorupa oceaniczna, zarówno pod względem składu i grubości, jak i wieku (nie jest starsza niż 160-180 mln lat), różni się znacznie od skorupy kontynentalnej. Oprócz tych dwóch głównych typów skorupy ziemskiej istnieje kilka opcji. kora przejściowa.

kontynenty, w tym ich podwodne brzegi, oraz oceany są największymi elementami konstrukcyjnymi skorupy ziemskiej. W ich granicach główny obszar należy do spokojnych obszarów platformowych, mniejszy należy do ruchomych pasów geosynklinalnych (geosynkliny). Ewolucja struktury skorupy ziemskiej przebiegała głównie od geosynklin do platform. Ale proces ten jest częściowo odwracalny ze względu na powstawanie szczelin (ryft - angielski, pęknięcie, uskok) na platformach, ich dalsze otwieranie (na przykład Morze Czerwone) i przekształcanie się w ocean.

Geosynkliny - rozległe, ruchome, silnie rozcięte obszary skorupy ziemskiej z ruchami tektonicznymi o różnym natężeniu i kierunku. Istnieją dwa główne etapy rozwoju geosynklin.

Pierwszy - etap główny pod względem czasu trwania - charakteryzuje się zanurzeniem i reżimem morskim. Jednocześnie w basenie głębinowym gromadzi się gruba (do 15-20 km) miąższość skał osadowych i wulkanicznych, zdeterminowanych głębokimi uskokami. Wylewanie lawy, a także wnikanie i krzepnięcie magmy na różnych głębokościach jest najbardziej charakterystyczne dla wewnętrznych części geosynklin. Metamorfizm, a następnie fałdowanie, również manifestuje się tutaj bardziej energicznie. W krańcowych częściach geosynkliny gromadzą się głównie warstwy osadowe, magmatyzm jest osłabiony lub nawet nieobecny.

Drugim etapem rozwoju geosynklin jest krótszy czas trwania - charakteryzuje się intensywnymi ruchami w górę, które najnowsze hipotezy tektoniczne wiążą ze zbieżnością i zderzeniem płyt litosferycznych. Ze względu na nacisk boczny skały są energicznie kruszone w złożone fałdy, a magma jest wprowadzana, tworząc głównie granit. Jednocześnie pierwotna cienka skorupa oceaniczna, z powodu różnych deformacji skał, magmatyzmu, metamorfizmu i innych procesów, zamienia się w bardziej złożoną w składzie, potężną i sztywną skorupa kontynentalna (kontynentalna). W wyniku wypiętrzenia terytorium morze cofa się, powstają najpierw archipelagi wysp wulkanicznych, a następnie złożony, pofałdowany górzysty kraj.

W przyszłości za dziesiątki - setki milionów lat góry są niszczone, fragment skorupy ziemskiej na dużym obszarze pokryty jest pokrywą skał osadowych i zamienia się w platformę.

Platformy - rozległe najbardziej stabilne, przeważnie płaskie bloki skorupy ziemskiej. Ze względu na duże uskoki mają zazwyczaj nieregularny kształt wielokąta. Platformy mają typową skorupę kontynentalną lub oceaniczną i są odpowiednio podzielone na: kontynent oraz oceaniczny. Odpowiadają one głównym, płaskim stopniom rzeźby powierzchni ziemi na lądzie i dnie oceanu. Platformy Continental mają dwupoziomową konstrukcję. Dolna warstwa nazywana jest podkładem. Składa się ze skał metamorficznych pofałdowanych, przesiąkniętych zastygłą magmą, rozbitych uskokami na bloki. Fundament powstał na geosynklinalnym etapie rozwoju. Górna kondygnacja - pokrywa osadowa - Składa się głównie ze skał osadowych późniejszego wieku, występujących stosunkowo poziomo. Formowanie pochwy odpowiada etapowi rozwoju platformy.

Sekcje platformy, w których fundament jest zanurzony na głębokość pod pokrywą osadową, nazywane są talerze. Zajmują główny obszar na peronach. Miejsca, w których krystaliczny podkład wychodzi na powierzchnię, nazywa się tarcze. Istnieją platformy starożytne i młode. Różnią się przede wszystkim wiekiem złożonej piwnicy: w starożytnych platformach powstało w prekambrze, ponad 1,5 miliarda lat temu, w młodych - w paleozoiku.

Na Ziemi istnieje dziewięć dużych starożytnych platform prekambryjskich. Platformy północnoamerykańskie, wschodnioeuropejskie i syberyjskie tworzą rząd północny, a południowoamerykański, afrykańsko-arabski, hindustan, australijski i antarktyczny - rząd południowy. Do połowy mezozoiku platformy południowego rzędu stanowiły część jednego superkontynentu. Gondwany. Pozycja pośrednia jest zajęta Chińska platforma. Istnieje opinia, że ​​wszystkie starożytne platformy są fragmentami ogromnego pojedynczego masywu prekambryjskiego skorupy kontynentalnej - Pangei.

Starożytne platformy są najbardziej stabilnymi blokami w składzie kontynentów, dlatego stanowią ich podstawę, sztywny szkielet. Są rozdzielone pięć pasów geosynklinalnych, powstała pod koniec prekambru w związku z podziałem Pangei. Trzy z nich - Północnoatlantycki, Arktyczny i Ural-Ochocki - zakończyły swój rozwój głównie w paleozoiku. Dwie – śródziemnomorska (alpejsko-himalajska) i pacyficzna – częściowo kontynuują swój rozwój w epoce nowożytnej.

W obrębie pasów geosynklinalnych jego różne części zakończyły swój rozwój w różnych epokach tektonicznych. W historii geologicznej ostatniego miliarda lat jest ich kilka cykle tektoniczne (epoki): Bajkał cykl datowany na koniec proterozoiku - początek paleozoiku (1000-550 mln lat w chronologii absolutnej), Kaledoński - wczesny paleozoik (550-400 mln lat), Hercynian- późny paleozoik (400-210 mln lat), mezozoiczny(210-100 milionów lat) i kenozoiczny, lub alpejski(100 milionów lat - do chwili obecnej). W związku z tym na lądzie emitują obszary fałdowań bajkał, kaledoński, hercyński, mezozoiczny i kenozoiczny (alpejski). Często nazywane są pasami bajkalskimi, kaledońskimi i innymi złożonymi.

Ankieta odzwierciedla warunki występowania skał w skorupie ziemskiej mapa tektoniczna świata. Identyfikuje się na nim obszary, których tworzenie złożonej struktury zostało zakończone na różnych etapach składania. Są lepiej zbadane i bardziej wiarygodnie pokazane na lądzie. Starożytne platformy i złożone pasy (regiony) w różnym wieku, które je otaczają, są przedstawione w określonych kolorach. Starożytne platformy (dziewięć dużych i kilka małych) pomalowano na czerwono: jaśniejsze na tarczach, mniej jasne na talerzach, na żółto.

Na obszarach fałdowań Bajkału, Kaledonii i Hercyny struktury górskie uległy następnie znacznemu zniszczeniu. Okazało się, że na dużych obszarach ich pofałdowane struktury są pokryte od góry kontynentalnymi i płytkomorskimi skałami osadowymi i ustabilizowały się. W reliefie wyrażają się równinami. Są to tak zwane młode platformy(na przykład zachodniosyberyjski, turański itp.). Na mapie tektonicznej są one przedstawione jako jaśniejsze odcienie głównego koloru złożonego pasa, w którym się znajdują. Młode platformy, w przeciwieństwie do starożytnych, nie tworzą izolowanych masywów, lecz są przyczepione do starożytnych platform.

Z porównania map fizycznych i tektonicznych świata wynika, że ​​góry odpowiadają głównie ruchomym pasom pofałdowanym w różnym wieku, równiny starożytnym i młodym platformom.

Pojęcie ulgi. geologiczne procesy rzeźbotwórcze

Współczesna płaskorzeźba - zbiór nierówności powierzchni ziemi o różnych skalach. Nazywane są formami terenu. Relief powstał w wyniku interakcji wewnętrznych (endogenicznych) i zewnętrznych (egzogenicznych) procesów geologicznych.

Formy terenu różnią się wielkością, strukturą, pochodzeniem, historią rozwoju itp. Wyróżnij wypukłe (pozytywne) ukształtowanie terenu(pasmo górskie, wzgórze, wzgórze itp.) i wklęsłe (negatywne) kształty(dorzecze, niziny, wąwozy itp.).

Największe formy terenu - kontynenty i depresje oceaniczne oraz duże formy - góry i równiny, powstały przede wszystkim w wyniku działania sił wewnętrznych Ziemi. Średnie i małe formy reliefowe - doliny rzeczne, wzgórza, wąwozy, wydmy i inne, nałożone na większe formy, zostały stworzone przez różne siły zewnętrzne.

Procesy geologiczne opierają się na różnych źródłach energii. Źródłem procesów wewnętrznych jest ciepło powstające podczas rozpadu promieniotwórczego i grawitacyjnego różnicowania substancji wewnątrz Ziemi. Źródło energii procesów zewnętrznych - Promieniowanie słoneczne, który zamienia Ziemię w energię wody, lodu, wiatru itp.

Procesy wewnętrzne (endogenne)

Różne ruchy tektoniczne skorupy ziemskiej są związane z procesami wewnętrznymi, tworząc główne formy rzeźby Ziemi, magmatyzm i trzęsienia ziemi. Ruchy tektoniczne objawiają się powolnymi pionowymi oscylacjami skorupy ziemskiej, powstawaniem fałd i uskoków skalnych.

Powolne pionowe ruchy oscylacyjne - wypiętrzenia i osiadania skorupy ziemskiej - występują nieustannie i wszędzie, zmieniając się w czasie i przestrzeni w historii geologicznej. Są specyficzne dla platformy. Wiążą się one z postępem morza i, odpowiednio, zmianą zarysów kontynentów i oceanów. Na przykład Półwysep Skandynawski powoli się podnosi, ale południowe wybrzeże Morza Północnego tonie. Szybkość tych ruchów dochodzi do kilku milimetrów rocznie.

Pod pofałdowane zaburzenia tektoniczne warstw skalnych zakłada się zagięcia warstw bez naruszania ich ciągłości. Fałdy różnią się wielkością, a małe często komplikują duże, pod względem kształtu, pochodzenia itp.

W celu nieciągłe zaburzenia tektoniczne warstw skalnych odnieść się błędy. Mogą mieć różną głębokość (albo w skorupie ziemskiej, albo przecinają ją i wchodzą do płaszcza do 700 km), długością, czasem rozwoju, bez przemieszczania fragmentów skorupy ziemskiej lub z przemieszczaniem bloków skorupy ziemskiej. skorupa w kierunku poziomym i pionowym itp. d.

Pofałdowane i nieciągłe deformacje (zaburzenia) warstw skorupy ziemskiej na tle ogólnego wypiętrzenia tektonicznego terytorium prowadzą do powstania gór. Dlatego złożone i nieciągłe ruchy są łączone w Nazwa zwyczajowa orogeniczny(z greckiego th - góra, genos - narodziny), czyli ruchy, które tworzą góry (orogeny).

W budownictwie górskim tempo wznoszenia jest zawsze bardziej intensywne niż procesy niszczenia i rozbiórki materiału.

Fałdowanym i nieciągłym ruchom tektonicznym towarzyszą, zwłaszcza w górach, magmatyzm, metamorfizm skał i trzęsienia ziemi.

Magmatyzm kojarzy się przede wszystkim z głębokimi uskokami, które przecinają skorupę ziemską i wnikają w płaszcz. W zależności od stopnia penetracji magmy z płaszcza w skorupę ziemską dzieli się na dwa typy: natrętny, gdy magma przed dotarciem do powierzchni Ziemi zamarza na głębokości i wylewny, lub wulkanizm, kiedy magma przebija się przez skorupę ziemską i wylewa się na powierzchnię ziemi. Jednocześnie uwalnia się z niego dużo gazów, zmienia się początkowy skład, który zamienia się w lawa. Skład law jest bardzo zróżnicowany. Erupcje występują albo wzdłuż szczelin (ten typ erupcji dominował w początkowych fazach formowania się Ziemi), albo poprzez wąskie kanały na przecięciu uskoków, tzw. otwory wentylacyjne.

Z wylewami szczelinowymi, rozległymi arkusze lawy(na płaskowyżu Dekanu, na wyżynach ormiańskich i etiopskich, na płaskowyżu środkowosyberyjskim itp.). W czasach historycznych znaczące wylewy lawy miały miejsce na Wyspach Hawajskich, na Islandii są one bardzo charakterystyczne dla grzbietów śródoceanicznych.

Jeśli magma unosi się wzdłuż otworu wentylacyjnego, to podczas wylewów, zwykle wielokrotnych, powstają wzniesienia - wulkany z przedłużeniem w kształcie lejka u góry, tzw krater. Większość wulkanów ma kształt stożka i składa się z luźnych erupcji przeplatanych zestaloną lawą. Na przykład Klyuchevskaya Sopka, Fujiyama, Elbrus, Ararat, Vesuvius, Krakatau, Chimbaraso itp. Wulkany dzielą się na aktywne(jest ich ponad 600) i wyginąć. Większość aktywne wulkany położony wśród młodych gór fałdowania kenozoiku. Wiele z nich występuje wzdłuż dużych uskoków w obszarach ruchomych tektonicznie, w tym na dnie oceanów wzdłuż osi grzbietów śródoceanicznych. Wzdłuż wybrzeża Oceanu Spokojnego znajduje się główna strefa wulkanów - pokojowy pierścień ognia gdzie znajduje się ponad 370 aktywnych wulkanów (na wschodzie Kamczatki itp.).

W miejscach tłumienia aktywności wulkanicznej charakterystyczne są gorące źródła, w tym okresowo tryskające - gejzery, emisje gazów z kraterów i szczelin, które wskazują aktywne procesy w głębinach wnętrzności.

Erupcje wulkanów pozwalają naukowcom zajrzeć dziesiątki kilometrów w głąb Ziemi, zrozumieć tajniki powstawania wielu rodzajów minerałów. Pracownicy stacji wulkanologicznych czuwają przez całą dobę, aby na czas przewidywać początek erupcji wulkanicznych i zapobiegać związanym z nimi klęskom żywiołowym. Zwykle największe szkody wyrządzają nie tyle lawy, co błoto. Powstają w wyniku szybkiego topnienia lodowców i śniegu na szczytach wulkanów oraz intensywnych opadów deszczu z potężnych chmur na świeży „popiół” wulkaniczny składający się z gruzu i pyłu. Prędkość przepływu błota może osiągnąć 70 km/h i rozprzestrzenić się na odległość do 180 km. Tak więc w wyniku erupcji wulkanu Ruiz w Kolumbii 13 listopada 1985 r. lawa stopiła setki tysięcy metrów sześciennych śniegu. Powstałe strumienie błota pochłonęły 23-tysięczne miasto Armero.

Związany również z procesami endogennymi trzęsienia ziemi - nagłe wstrząsy podziemne, wstrząsy i przemieszczenia warstw i bloków skorupy ziemskiej.Źródła trzęsień ziemi są ograniczone do stref uskoków. W większości przypadków centra trzęsień ziemi znajdują się na głębokości kilkudziesięciu kilometrów w skorupie ziemskiej. Czasami jednak leżą w górnym płaszczu na głębokości do 600-700 km, na przykład wzdłuż wybrzeża Pacyfiku, na Morzu Karaibskim i innych obszarach. Fale sprężyste powstające w źródle, docierając do powierzchni, powodują powstawanie pęknięć, jej drganie w górę iw dół, przemieszczenie w kierunku poziomym. Tak więc wzdłuż najbardziej zbadanego uskoku San Andreas w Kalifornii (o długości ponad 1000 km, biegnącego wzdłuż Zatoki Kalifornijskiej do San Francisco) całkowite poziome przemieszczenie skał od momentu ich powstania w jury do chwili obecnej szacuje się na 580 km. Średnie przemieszczenie wynosi teraz do 1,5 cm/rok. Wiąże się to z częstymi trzęsieniami ziemi. Intensywność trzęsień ziemi szacowana jest w dwunastopunktowej skali na podstawie deformacji warstw Ziemi i stopnia zniszczenia budynków. Co roku na Ziemi odnotowuje się setki tysięcy trzęsień ziemi, co oznacza, że ​​żyjemy na niespokojnej planecie. Podczas katastrofalnych trzęsień ziemi ukształtowanie terenu zmienia się w ciągu kilku sekund, w górach dochodzi do zawaleń i osunięć ziemi, miasta są niszczone, ludzie giną. Trzęsienia ziemi na wybrzeżach i na dnie oceanów powodują fale - tsunami. Wśród katastrofalnych trzęsień ziemi ostatnich dziesięcioleci są: Aszchabad (1948), Chile (1960), Taszkent (1966), Meksyk (1985), Armeński (1988). Erupcjom wulkanów towarzyszą również trzęsienia ziemi, ale te trzęsienia ziemi są ograniczone.

Procesy zewnętrzne (egzogeniczne)

Oprócz procesów wewnętrznych na relief powierzchni ziemi wpływają jednocześnie różne siły zewnętrzne. Na działanie dowolnego czynnika zewnętrznego składają się procesy niszczenia i rozbiórki skał (denudacja) oraz osadzania materiału w zagłębieniach (akumulacja). To jest poprzedzone zwietrzenie - proces niszczenia skał pod wpływem gwałtownych wahań temperatury i zamarzania wody w pęknięciach skały, a także chemicznej zmiany ich składu pod wpływem powietrza i wody zawierającej kwasy, zasady i sole. W wietrzeniu biorą również udział żywe organizmy. Istnieją dwa główne rodzaje wietrzenia: fizyczny oraz chemiczny. W wyniku wietrzenia skał tworzą się luźne osady, które są wygodne do przemieszczania przez wodę, lód, wiatr itp.

Głównym procesem zewnętrznym na powierzchni ziemi jest aktywność płynącej wody. . Jest praktycznie wszechobecny, z wyjątkiem regionów polarnych i gór pokrytych lodowcami, i ogranicza się do pustyń. Ze względu na płynącą wodę następuje ogólne obniżenie powierzchni pod wpływem rozbiórki gleby i skał, takich form rzeźby erozyjnej jak wąwozy, belki, doliny rzeczne, a także form akumulacyjnych - napływowych wachlarzy belek i wąwozów, delt rzek są tworzone.

Wąwozy to wydłużone zagłębienia o stromych, niedusznych zboczach i rosnącym wierzchołku. Tworzą je strumienie tymczasowe. Ich powstawaniu, poza czynnikami naturalnymi (obecność skarp, łatwo erodujące gleby, obfite opady, gwałtowne roztopy śniegu itp.) sprzyjają ludzie z ich nieracjonalną działalnością (karczowanie lasów i łąk, oranie zboczy, zwłaszcza od góry do dołu, itp.).

Belki, w przeciwieństwie do wąwozów, przestały rosnąć, ich zbocza są zwykle mniej strome, zajęte przez łąki i lasy. Płaskorzeźba wąwozu jest bardzo charakterystyczna dla środkowej Rosji, Wołgi i innych wyżyn. Dominuje High Plains w USA, Ordos Plateau w Chinach itp. Wąwozy i wąwozy utrudniają rozwój rolniczy terenu, drogi i inne konstrukcje, obniżają poziom woda gruntowa powodować inne negatywne konsekwencje.

W górach tymczasowe spływy mułowcowe, zwane błoto. Zawartość w nich materiału stałego może osiągnąć 75% całkowitej masy przepływu. Muły błotne przenoszą ogromne ilości szkodliwego materiału u podnóża gór. Muły błotne kojarzą się z katastrofalnymi zniszczeniami wsi, dróg, zapór.

Wielką, trwałą, niszczącą pracę, zarówno w górach, jak i na równinach, wykonuje: rzeki. W górach, wykorzystując doliny śródgórskie i uskoki tektoniczne, tworzą głębokie wąskie doliny rzeczne o stromych zboczach, takich jak wąwozy, na których rozwijają się różne procesy stokowe zmniejszające góry. Na równinach aktywnie działają również rzeki, zmywając zbocza i rozszerzając dolinę do szerokości kilkudziesięciu kilometrów. W przeciwieństwie do rzek górskich, mają równina zalewowa. Zbocza dolin rzecznych na równinach zwykle mają tarasy zalewowe - dawne tereny zalewowe, wskazujące na okresowe wcinanie się rzek. Równiny zalewowe i koryta rzek służą jako poziomy, do których „przymocowane” są wąwozy i wąwozy. Dlatego ich obniżanie powoduje rozrost i nacinanie wąwozów, wzrost stromości przyległych zboczy, erozję gleby itp.

Wody płynące powierzchniowo przez długi czas geologiczny są w stanie wytworzyć olbrzymią niszczycielską pracę w górach i na równinach. To z nimi wiąże się przede wszystkim powstawanie równin na miejscu niegdyś górzystych krajów.

Pewną destrukcyjną pracę w górach i na równinach prowadzi: lodowce. Zajmują około 11% gruntów. Ponad 98% współczesnego zlodowacenia występuje na lodowcach arktycznych Antarktydy, Grenlandii i wysp polarnych, a tylko około 2% na lodowcach górskich. Miąższość lodowców pokrywowych dochodzi do 2-3 km i więcej. W górach lodowce zajmują płaskie wierzchołki, zagłębienia na zboczach i doliny śródgórskie. Lodowce dolinowe usuwają z gór cały materiał, który wydostaje się na jego powierzchnię ze zboczy, a także ten, który wyoruje poruszając się po dnie subglacjalnym. Transportowany przez lodowiec materiał w postaci niesegregowanej gliny i gliny piaskowej z głazami tzw. moreny osadzany jest na skraju lodowca, a następnie do podnóża gór odprowadzany jest rzekami rozpoczynającymi się od krawędzi lodowca. lodowce.

W czasie maksymalnego zlodowacenia czwartorzędowego powierzchnia lodowców na równinach była trzykrotnie większa niż obecnie, a lodowce górskie w subpolarnych i umiarkowanych szerokościach geograficznych schodziły do ​​pogórza.

W czasie zlodowaceń czwartorzędowych centrami i obszarami dryfu lodowcowego były Góry Skandynawskie, Ural Polarny, północna część Gór Skalistych, a także wyżyny Półwyspu Kolskiego, Karelii, Półwyspu Labrador itp. czoła jagnięce, podłużny w kierunku ruchu lodowca orka dziupli i inne Na południu, w odległości 1000-2000 km od ośrodków zlodowacenia, zachowały się obszary osadów polodowcowych w postaci nieuporządkowanych pagórkowatych i kalenicowych hałd. W konsekwencji na równinach lodowce arktyczne wykonywały nie tylko niszczycielską, ale i twórczą pracę.

Wiatr jest wszechobecnym czynnikiem na Ziemi. Jednak jego destrukcyjna i twórcza praca najpełniej manifestuje się na pustyniach. Jest tam sucho, prawie nie ma roślinności, jest dużo luźnych luźnych cząstek - produktów intensywnego fizycznego wietrzenia spowodowanego gwałtownym spadkiem temperatury w ciągu dnia. Ukształtowanie terenu stworzone przez wiatr nazywa się eolski(nazwany na cześć greckiego boga Aeola - pana wiatrów). Na kamienistych pustyniach wiatr wydmuchuje nie tylko małe cząsteczki powstałe w wyniku procesów niszczenia. Strumień wiatrowo-piaskowy miażdży skały, nadaje im dziwaczne kształty iw końcu je niszczy i wyrównuje powierzchnię.

Na piaszczystych pustyniach tworzy się wiatr wydmy - wzgórza w kształcie półksiężyców poruszające się z prędkością do 50 m/rok, a także grzbiety, kopce i inne formy eoliczne utrwalone przez roślinność. Na wybrzeżach mórz i rzek bryza w ciągu dnia tworzy piaszczyste wzgórza - wydmy(na przykład; na wybrzeżu Zatoki Biskajskiej we Francji, według Południowe wybrzeże Bałtyku, gdzie porośnięte są lasami sosnowymi i wrzosami).

W zaoranych obszarach stepowych i półpustynnych o niestabilnej wilgotności, burze piaskowe, podczas której wierzchnia warstwa gleby wraz z nasionami, niekiedy pędami, jest zrywana przez silne wiatry i transportowana kilkadziesiąt kilometrów z miejsca rozbiórki i odkładana przed przeszkodami lub w zagłębieniach, gdzie siła wiatru słabnie.

Pewien wkład w zmianę powierzchni ziemi ma: Wody gruntowe, rozpuszczanie skał, wieczna zmarzlina, wycinanie fal na wybrzeżach morskich, jak również Człowiek.

W ten sposób ulga Ziemi powstaje z powodu sił wewnętrznych i zewnętrznych - wiecznych antagonistów. Procesy wewnętrzne tworzą główne nierówności na powierzchni Ziemi, a procesy zewnętrzne, z powodu niszczenia form wypukłych i gromadzenia się materiału w formach wklęsłych, mają tendencję do ich niszczenia, wyrównywania powierzchni ziemi.