Внутреннее строение земли

Активность мантии и ее разделение на потоки

Сейсмографы фиксируют, как потоки раскаленного вещества мантии поднимаются к поверхности, что обычно вызывает всплеск вулканической активности. Сейсмические волны медленно проходят через горячий, пластичный материал. С большей скоростью они проходят через холодные, твердые породы, которые погружаются в мантию в местах, где океаническая кора уходит под континентальную. Анализируя сейсмические данные. Геологи обнаружили «барьер» внутри мантии на глубине около 670 км. Вероятно, здесь накапливаются опускающиеся горные породы.

Это побудило некоторых геологов считать, что мантия представляет собой не единый конвективный поток, а в ней существуют два слоя циркуляционных пород.

Мантия подразделяется на верхнюю (до глубины 670 км) и гораздо более плотную и широкую нижнюю. Недавний анализ сейсмических данных привел ученых к выводу, что в основании мантии существует еще один тонкий слой толщиной в несколько десятков километров. Этот слой не является непрерывным, а скорее выглядит как ряд гигантских континентов на нижней стороне мантии. Такие плиты могли сформироваться в результате перемешивания силикатных пород мантии с насыщенным железом веществом ядра.

Полярное сияние возникает около магнитных полюсов Земли (они близки к географическим, но не совпадают с ними), когда заряженные солнечные частицы сталкиватся с атомами и молекулами атмосферных газов. Это красочное свечение наблюдается в районах и Северного и Южного полюсов.

Магнитное поле Земли образует оболочку — магнитосферу, которая простирается далеко в космос от поверхности Земли. Солнечный ветер — поток заряженных частиц, устремляющихся от Солнца, — давит на магнитосферу, и она вытягивается в направлении от Солнца подобно хвосту кометы.

Конфигурация земного магнитного поля такова, как будто внутри Земли находится гигантский брусочный магнит. На самом деле магнитные силовые линии создают электрическими токами, циркулирующими в пределах расплавленного внешнего ядра.

Однако есть и другое объяснение. Подобные области могут быть местами захоронения дна древних океанов. После опускания к основанию верхней мантии холодная океаническая кора спрессовалась в очень плотный слой пород, который раскололся на часи на глубине 670 км м стал погружаться дальше. Сейчас он продолжает распространяться на дне нижней мантии. Ядро медленно нагревает этот слой плотных пород, поэтому со временем он может снова подняться и образовать новую океаническую кору.

Биосфера — живая оболочка Земли

Биосфера состоит из частей Земли, где существует жизнь. Она простирается от самых глубоких корневых систем деревьев, до глубоководных океанических желобов, от пышных тропических лесов до высоких горных вершин.

Поскольку жизнь существует на суше, в воздухе и в воде, биосфера перекрывает все эти сферы. Хотя биосфера имеет высоту около 20 километров, почти вся жизнь сосредоточена примерно от 500 м ниже поверхности океана до 6 км над уровнем моря.

Биосфера существует около 3,5 миллиардов лет. Самые ранние жизненные формы биосферы, называемые прокариотами, выживали без кислорода. Древние прокариоты включали одноклеточные организмы, такие как бактерии и археи.

Биосферу иногда считают одной большой экосистемой — сложным сообществом живых и неживых компонентов, функционирующих как единое целое. Однако чаще всего биосфера описывается как совокупность множества экологических систем.

Строение земной коры

Земная кора состоит из отдельных слоёв горных пород, различающихся по своему происхождению, плотности и мощности.

Таблица: Строение коры Земли, слои, происхождение и особенности

Название слоя	Происхождение горных пород	Описание
Осадочный	В результате накопления осадков – ила, органических остатков, продуктов выветривания (глины, известняк, ракушечник, песок, соль,  мел).	Наружный слой земной коры. Сложен рыхлыми горными породами, легко поддающимися выветриванию и вымыванию.
Гранитный	В результате застывания раскалённой магмы – граниты, гнейсы.	Промежуточный слой земной коры. Имеет кристаллическую структуру, на материках  может выходить на поверхность Земли.
Базальтовый	В результате извержения вулканов — базальты, габбро.	Находится на границе с мантией. Структура горных пород не изучена.

Осадочный и гранитный слой достаточно хорошо изучены, так как их можно увидеть на поверхности Земли. Базальтовый слой до сих пор остаётся для учёных загадкой. Даже 10-километровая сверхглубокая скважина, расположенная на Кольском полуострове, не смогла достигнуть глубины залегания базальтового слоя.

Установить структуру земной коры стало возможным благодаря сейсмолокации. Скорость и направление прохождения сейсмических волн, которые возникают при землетрясении, зависят от плотности и упругости горных пород. Так, изучая сейсмические волны, учёные смогли составить характеристику отдельных слоёв земной коры.

Земная кора

Выделяют два основных типа земной коры — континентальный и океанический, плюс промежуточный, субконтинентальный.

Земная кора тоньше под океанами (около 5 км) и толще — под материками (до 75 км.). Она неоднородна, различают три слоя: базальтовый (залегает ниже всего), гранитный и осадочный (верхний). Континентальная кора состоит из трех слоев, тогда как в океанической гранитный слой отсутствует. Земная кора формировалась постепенно: сначала был сформирован базальтовый слой, затем — гранитный, осадочный слой продолжает формироваться и в настоящее время.

Горные породы — вещество, из которого состоит земная кора. Горные породы подразделяются на следующие группы:

1. Магматические горные породы. Они образуются при затвердевании магмы в толще земной коры или на поверхности.

2. Осадочные горные породы. Они образуются на поверхности, формируются из продуктов разрушения или изменения других пород, биологических организмов.

3. Метаморфические горные породы. Они образуются в толще земной коры из других горных пород под действием определенных факторов: температуры, давления.

Только в двадцатом столетии ученые начали изучать что Земля – это целое физическое тело. Совокупность различных процессов, происходящие в оболочках Земли, действие притяжения Луны и Солнца, химический состав минералов, слагающих земную кору.

Так появилась наука геофизика, разделы которой исследуют внутренне строение Земли различными методами. Ответ на вопрос какое строение Земли – крупнейшее достижение XX века.

Например, данные полученные при помощи гравиметрии, позволили скорректировать понятие о том, что Земля – это шар и позволили выяснить, что она имеет форму геоида, а также строение глубинных слоев мантии, изучить упругие деформации.

Сейсмология – наука о землетрясениях, позволила создать сейсмическую модель строения планеты. Свой меньший, но не менее важный вклад внесли и другие науки: учение о магнетизме, электрометрия, радиометрия и многие другие.

Изучение таких огромных и сложных геологических систем планеты прямыми методами невозможно, поэтому ученые стали применять моделирование.

Формы поверхности Земли

Основные формы рельефа — равнины и горы.

Равнины — большие  пространства со спокойным, плоским или холмистым рельефом и относительно  небольшим  колебанием относительных высот.

Равнины занимают более половины всей суши. По высоте над уровнем моря выделяют такие типы равнин:

• низинные (>200 м);
• возвышенные (200-500 м);
• нагорные (
• впадины (ниже морского уровня).

Горы – возвышения над земной поверхностью. 

Представлены возвышения  одним пиком либо системой гор. Между равниной и горами расположена предгорная часть, формирующаяся путем воздействия тектоники.

В зависимости от возраста выделяют	молодые (> 50 млн. лет); старые (
По происхождению горы различают	тектонические;  вулканические;  эрозийные.

Разнообразие рельефа поражает: от впадин отдельных океанов до небольших кочек, ям и холмов.

Смотри также:

• Атмосфера
• Биосфера
• Географическая оболочка
• Гидросфера 
• Земля как планета солнечной системы
• Материки и океаны как крупнейшие природные комплексы
• Почва как особое природное образование
• Природный комплекс (ландшафт), природная зона, широтная и высотная поясность

«Литосфера. Земная кора»

Литосфера. Земная кора. 4,5 млрд. лет назад, Земля представляла собой шар, состоящий из одних газов. Постепенно тяжелые металлы, такие как железо и никель, опускались к центру и уплотнялись. Легкие породы и минералы всплывали на поверхность, охлаждались и отвердевали.

Внутреннее строение Земли.

Принято делить тело Земли на три основные части – литосферу (земную кору), мантию и ядро.

Ядро — центр Земли, средний радиус которого около 3500 км (16,2 % объема Земли). Как предполагают, состоит из железа с примесью кремния и никеля. Наружная часть ядра находится в расплавленном состоянии (5000 °С), внутренняя, по-видимому, твердая (субъядро). Перемещение вещества в ядре создает на Земле магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.

Ядро сменяется мантией, которая простирается почти на 3000 км (83 % объема Земли). Считают, что она твердая, в то же время пластичная и раскаленная. Мантия состоит из трех слоев: слоя Голицына, слоя Гуттенберга и субстрата. Верхняя часть мантии, называемая магмой, содержит слой с пониженной вязкостью, плотностью и твердостью — астеносферу, на которой уравновешиваются участки земной поверхности. Граница между мантией и ядром называется слоем Гуттенберга.

Литосфера

Литосфера – верхняя оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли.

Земная кора – верхняя оболочка «твердой» Земли. Мощность земной коры от 5 км (под океанами) до 75 км (под материками). Земная кора неоднородна. В ней различают 3 слоя – осадочный, гранитный, базальтовый. Гранитный и базальтовый слои названы так потому, что в них распространены горные породы, похожие по физическим свойствам на гранит и базальт.

Состав земной коры: кислород (49 %), кремний (26 %), алюминий (7 %), железо (5 %), кальций (4 %); самые распространенные минералы — полевой шпат и кварц. Граница между земной корой и мантией называется поверхностью Мохо.

Различают континентальную и океаническую земную кору. Океаническая отличается от континентальной (материковой) отсутствием гранитного слоя и значительно меньшей мощностью (от 5 до 10 км). Толщина континентальной коры на равнинах 35—45 км, в горах 70—80 км. На границе материков и океанов, в районах островов толщина земной коры составляет 15—30 км, гранитный слой выклинивается.

Положение слоев в континентальной коре свидетельствует о разном времени ее образования. Базальтовый слой является самым древним, моложе его – гранитный, а самый молодой – верхний, осадочный, развивающийся и в настоящее время. Каждый слой коры формировался в течение длительного отрезка геологического времени.

Литосферные плиты

Земная кора находится в постоянном движении. Первым гипотезу о дрейфе материков (т.е. горизонтальном движении земной коры) выдвинул в начале ХХ века А. Вегенер. На ее основе создана теория литосферных плит. Согласно этой теории, литосфера не является монолитом, а состоит из семи крупных и нескольких более мелких плит, «плавающих» на астеносфере. Пограничные области между литосферными плитами называют сейсмическими поясами — это самые «беспокойные» области планеты.

Земная кора разделяется на устойчивые и подвижные участки.

Устойчивые участки земной коры — платформы — образуются на месте геосинклиналей, потерявших подвижность. Платформа состоит из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В зависимости от возраста фундамента выделяют древние (докембрийские) и молодые (палеозойские, мезозойские) платформы. В основании всех материков лежат древние платформы.

Подвижные, сильно расчлененные участки земной поверхности называются геосинклиналями (складчатыми областями). В их развитии выделяют два этапа: на первом этапе земная кора испытывает опускания, происходит накопление осадочных горных пород и их метаморфизация. Затем начинается поднятие земной коры, горные породы сминаются в складки. На Земле было несколько эпох интенсивных горообразований: байкальская, каледонская, герцинская, мезозойская, кайнозойская. В соответствии с этим выделяют различные области складчатости.

Распространение и возраст платформ и геосинклиналей показывается на тектонической карте (карте строения земной коры).

Конспект урока «Литосфера. Земная кора». Следующая тема «Горные породы».

Стратосфера

Стратосфера является вторым по величине слоём атмосферы, а также вторым, ближайшим к Земной поверхности. По оценкам, он содержит около 15% от общей массы атмосферы Земли.

Толщина стратосферы составляет 35 км от тропопаузы, что означает, что она расположена между тропосферой и мезосферой. Термин «стратосфера» происходит от греческого strato (значит «слой») для обозначения того факта, что сама стратосфера подразделяется на другие более тонкие слои.

Слои стратосферы образуются из-за отсутствия климатических явлений, которые смешивают воздух. Таким образом, существует чёткое разделение между холодным и тяжёлым воздухом внизу и тёплым, лёгким воздухом сверху. Таким образом, с точки зрения температуры стратосфера работает точно противоположно тропосфере.

Поскольку эта зона более высокой вертикальной стабильности (без перемещений воздуха), пилоты самолётов, как правило, остаются в начале стратосферы, чтобы избежать турбулентности. Именно на этой высоте самолёты и воздушные шары достигают максимальной эффективности.

Некоторые самолёты, особенно реактивные, влетают в стратосферу, чтобы избежать воздухообмен.

Стратосфера также содержит хорошо известный озоновый слой, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения солнца. Без озонового слоя жизнь на Земле, какой мы её знаем, была бы невозможна.

Подобно тропосфере, стратосфера также имеет область, которая ограничивает её конец и показывает начало мезосферы, которая называется стратопауза.

Состав стратосферы

Большинство элементов, найденных на поверхности Земли и в тропосфере, не достигают стратосферы. Вместо этого они обычно:

• разлагаются в тропосфере;
• могут быть устранены солнечным светом;
• могут переноситься на поверхность Земли через дождь или другие осадки.

Из-за инверсии в динамике температуры между тропосферой и стратосферой воздух практически не обменивается между двумя слоями, в результате чего испарения воды существуют в стратосфере только в незначительных количествах. По этой причине в этом слое чрезвычайно редко образование облаков.

Что касается газов, стратосфера образована преимущественно озоном, присутствующим в озоновом слое. Считается, что 90% всего озона в атмосфере находится в этой области. Кроме того, стратосфера содержит элементы, переносимые извержениями вулканов, такие, как оксиды азота, азотная кислота, галогены и т. д.

Температура стратосферы

Температура в стратосфере увеличивается с увеличением высоты, варьируя от -51 ° C в самой низкой точке (тропопауза) до -3 ° C в самой высокой точке (стратопауза).

Значение биосферы

Биосферу изучали разные ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведет к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. На нее значительное влияние оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.

Определение понятия

Экватором называют условную линию, которая проходит ровно по центру нашей планеты. Географическая широта экватора 0 градусов. Он служит точкой отсчета и дает возможность ученым проводить различные расчеты, о которых речь пойдет ниже. Экватор делит земной шар на две абсолютно равные части.

Важно! На территориях, по которым проходит экватор, ночь всегда равна дню, без отклонения даже на долю секунды. Экваториальная зона получает наибольшее количество ультрафиолетовых лучей

Следовательно, чем дальше находится точка от условной линии, тем меньше тепла и света к ней поступает. Именно поэтому в районе условной линии зарегистрированы самые высокие температурные показатели

Экваториальная зона получает наибольшее количество ультрафиолетовых лучей. Следовательно, чем дальше находится точка от условной линии, тем меньше тепла и света к ней поступает. Именно поэтому в районе условной линии зарегистрированы самые высокие температурные показатели.

Различные методы для самостоятельного поиска воды

Своими руками найти годящееся место под бурения скважины под воду помогут несколько самых распространенных способов:

Применение силикагеля

Гранулы силикагеля – это вещество что обладает высокими качествами поглощать и в последующем удерживать влагу. Поэтому, его удачно применяют для нахождения подходящего участка под скважину или колодец. Приобретя гранулы силикагеля, их нужно хорошенько просушить.

Сделать просушку можно в духовом шкафу. После, гранулы засыпаются в глиняный (неглазированный), горшок, обматывают его плотной тканью и взвешивают.

Выбрав место для будущей скважины в доме, горшок закапывается на 70 – 100 см, вглубь и оставляется на сутки. После выкапывается и опять взвешивается. Чем больше веса добавится в горшке, тем ближе к поверхности располагается вода. Поиск подходящего места можно ускорить, зарыв несколько горшков одновременно.

Барометрический способ

Для данного метода используют барометр, пользуясь его показателями, где 0,1 мм, ртутного столба прибора отвечает перепаду, давления высоты в 1 м. Для начала измеряется давление на берегу водоема, который находиться как можно ближе к месту предполагаемой скважины.

После давление измеряется на самом месте для добывания воды. По полученным данным высчитывается примерная глубина заложения вод в грунте.

Метод разведочного бурения

Этот метод считается самым надежным среди всех способов самостоятельно найти подходящее место для будущей скважины.

На рисунке отображены признаки высокого уровня грунтовых вод на участке

Используется обыкновенный садовый бур с диаметром шнека в 30 см., но так как заглубляться нужно будет примерно на 5 – 10 метров, то стоит предусмотреть наращивание его ручки в длину. Разведочное бурение дает возможность:

• определить наличие грунтовых вод;
• уровень их залегания;
• установить характеристику слоев в грунте. В некоторых местах наличие влажного серебристого песка наблюдается в 2-х – 3-х метрах от поверхности.

Поиск подходящего места для скважины при помощи растений

Найти близкое расположение подводных вод помогут растения, что очень любят влагу и произрастают на местах богатых нею:

• кусты смородины (дикие);
• сливовые и яблоневые деревья;
• камыш и таволга;
• ольха, клен и верба;
• осока, крапива, щавель.

Вишня же, вблизи подводных вод начнет сохнуть.

В таблице указана глубина залегания грунтовых вод, определяемая по типу растущих растений

Своеобразное поведение животных

Гуси, как водолюбивые птицы стараются подыскать место своего гнездования вблизи воды, а вот курица никогда не станет нести яйца в таких местах. Комары и различная мошкара роятся в близком расположении источника.

Место для отдыха, собака выбирает также подальше от подземных вод, а вот кот любит в таких местах понежиться

Стоит обратить внимание и на рыжих муравьев, которые возводят муравейники подальше от влаги

Природа как помощник в поиске воды

Сама природа, своими явлениями, тоже помогает человеку в поиске скрытой под землей воды. Так, например:

• водный источник находится вблизи, если туман вечером опускается низко над землей;
• близкое расположение воды к поверхности, подтверждает обильная и крупная росса;
• грунт, который содержит воду, сделает рассыпанную на него соль влажной, даже в засушливую погоду;

Но сегодня одним из оптимальных способов считается разведывательное бурение, продемонстрированное на видео:

Из чего состоит Земля

В соответствии с классическим геологическим учением о строении нашей планеты, она состоит из таких основных геосфер: земная кора, мантия и ядро, которые в свою очередь делятся на еще на несколько слоев.

Вещества, содержащиеся в этих геосферах, имеют различные физические свойства, находятся в различном агрегатном состоянии и обладают отличным друг от друга минералогическим составом.

Внешний, относительно тонкий слой поверхности Земли называют корой. При помощи сейсмического метода было показано, что этот слой имеет толщину от 5 до 70 км в зависимости от того, где этот участок находится. Земная кора обычно толще на суше и тоньше под поверхностью океана.

Человек ещё не научился закапываться так глубоко, поэтому приходится пользоваться тем, что нам предоставляет природа. Действие землетрясений (а также подземных взрывов, имитирующих землетрясение), смещают пласты пород и образуются сейсмические волны, которые люди научились использовать для того, чтобы изучить из чего состоит планета Земля без необходимости бурить скважины.

Необходимо изучать и химический состав планеты. Полученные знания, прежде всего, базируются на изучении излившихся лав, которые в большинстве своем имеют базальтовый состав. Ведь сейсмологический метод позволяет узнать только о плотности вещества, но не о его происхождении и характеристиках.

Следующий, гораздо более экзотический поставщик информации – метеориты, они состоят из первичного вещества, из которого возникла и наша планета, что дает возможность предполагать и строить гипотезы.

Но все же, основные знания были получены с использованием сейсмологического метода – исследование скачкообразных изменений при изучении скоростей сейсмоволн, позволило предположить, что происходит постепенное уплотнение вещества планеты и разбить множество границ внутри Земли.

Соответственно, полученные знания вылились в различные модели, которые будоражили ученых двадцатого века и продолжают совершенствоваться в нашем веке. В 1909 году геофизик Андрей Мохоровичич, открыл слой, резко разделяющий земную кору и мантию, названный границей Мохо, с этого и началось детальное изучение строение Земли.

Вас также заинтересует  Что такое Галактика Млечный Путь — интересные факты

В 1936 году были доказано существование твердого, внутреннего ядра, так как ядро имеющее свойство жидкости не пропускает поперечные волны, а внутренние пропускает. Затем Буллен и Джеффрис создали общую модель Земли, которая в дальнейшем претерпевала некоторые изменения и дополнения.

Эта модель вводит удобное разделение на зоны, каждая из которых отображает различные свойства (и их изменения) земных недр. Дальнейшие работы опиравшиеся на методы механики, остановились, на первый план вышла физика высоких давлений.

В 1960 году вводится понятие астеносфера – это пластичный слой, начинающийся с глубины примерно 70 км, по которому перемещаются литосферные плиты, там скорость продольных сейсмоволн скачкообразно падает, но после, постепенно она начинает расти.

Вычисления радиуса и диаметра

Зная окружность, вычислить радиус и диаметр земного шара несложно. Применяют формулы: d=l/π; r=½*π. Буквами обозначены:

1. d — диаметр. Соединяет противоположные стороны окружности, проходит через центр.
2. l — длина окружности. Это линия на равной дистанции от центра.
3. r — радиус. Так называют линию, проложенную от центра до произвольной точки на окружности.
4. π — число, равное 3,14. Оно бесконечное, поэтому чем больше цифр после запятой, тем точнее расчеты.

Необязательно использовать обе формулы. Диаметр и радиус взаимосвязаны. Вычисляют один параметр, после чего узнают второй: диаметр в 2 раза больше радиуса и наоборот.

Величина окружности разная на экваторе и полюсах. Поэтому экваториальный радиус больше полярного. Первый — 6378 км, второй — 6356 км. Интересно, что диаметр Солнца больше диаметра Земли в 109 раз.