البنية الداخلية للأرض (اللب، الوشاح، القشرة). أحشاء الأرض. البنية الداخلية للأرض

البنية الداخلية للأرض

في الآونة الأخيرة، افترض عالم الجيوفيزياء الأمريكي م. هيرندون أنه يوجد في وسط الأرض "مفاعل نووي" طبيعي من اليورانيوم والبلوتونيوم (أو الثوريوم) يبلغ قطره 8 كيلومترات فقط. ويمكن لهذه الفرضية أن تفسر انعكاس المجال المغناطيسي للأرض الذي يحدث كل 200 ألف سنة. إذا تم تأكيد هذا الافتراض، فإن الحياة على الأرض قد تنتهي قبل 2 مليار سنة مما كان متوقعا، لأن اليورانيوم والبلوتونيوم يحترقان بسرعة كبيرة. سيؤدي استنفادها إلى اختفاء المجال المغناطيسي الذي يحمي الأرض من الإشعاع الشمسي قصير الموجة، وبالتالي إلى اختفاء جميع أشكال الحياة البيولوجية. تم التعليق على هذه النظرية من قبل العضو المراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم ف.ب. تروبيتسين: "كل من اليورانيوم والثوريوم عنصران ثقيلان للغاية، ويمكنهما، أثناء عملية تمايز المادة الأساسية للكوكب، أن يغوصا إلى مركز الأرض. ولكن على المستوى الذري يتم حملها بعيدًا عن طريق العناصر الخفيفة، والتي يتم حملها إلى القشرة الأرضية، ولهذا السبب توجد جميع رواسب اليورانيوم في الطبقة العليا من القشرة الأرضية. أي أنه إذا تركزت هذه العناصر في شكل مجموعات، فمن الممكن أن تغوص في القلب، ولكن وفقا للأفكار السائدة، ينبغي أن يكون هناك عدد قليل منها. وبالتالي، من أجل الإدلاء ببيانات حول نواة اليورانيوم للأرض، من الضروري تقديم تقدير أكثر معقولية لكمية اليورانيوم التي دخلت إلى نواة الحديد. يجب أن يكون هيكل الأرض أيضًا

في خريف عام 2002، اقترح الأستاذ في جامعة هارفارد أ. دزيونسكي وطالبه م. إيشي، بناءً على تحليل البيانات من أكثر من 300000 حدث زلزالي تم جمعها على مدار 30 عامًا، نموذجًا جديدًا يتم بموجبه ما يسمى "الأعمق" يقع اللب داخل اللب الداخلي ويبلغ عرضه حوالي 600 كيلومتر: وقد يكون وجوده دليلاً على وجود مرحلتين في تطور اللب الداخلي. لتأكيد مثل هذه الفرضية، من الضروري وضع عدد أكبر من أجهزة قياس الزلازل في جميع أنحاء العالم من أجل إجراء تحديد أكثر تفصيلاً لتباين الخواص (اعتماد الخواص الفيزيائية للمادة على الاتجاه داخلها) الذي يميز مركز الارض جدا .

يتم تحديد الوجه الفردي للكوكب، مثل مظهر كائن حي، إلى حد كبير من خلال العوامل الداخلية التي تنشأ في أحشائه العميقة. ومن الصعب جدًا دراسة هذه باطن الأرض، نظرًا لأن المواد التي تتكون منها الأرض غير شفافة وكثيفة، لذا فإن كمية البيانات المباشرة عن مادة المناطق العميقة محدودة جدًا. ومنها: ما يسمى بالركام المعدني (المكونات الكبيرة للصخر) من الطبيعي بئر عميق للغاية - أنبوب الكمبرلايتليسوتو ( جنوب أفريقيا) ، والتي تعتبر ممثلة للصخور الواقعة على عمق حوالي 250 كم، بالإضافة إلى النواة (عمود أسطواني من الصخور) التي تم انتشالها من أعمق بئر في العالم (12262 م) في شبه جزيرة كولا. ولا تقتصر دراسة الأعماق الفائقة للكوكب على هذا. في السبعينيات من القرن العشرين، تم إجراء الحفر القاري العلمي على أراضي أذربيجان - بئر سابلينسكايا (8324 م). وفي بافاريا، في أوائل التسعينيات من القرن الماضي، تم وضع بئر KTB-Oberpfalz العميق للغاية الذي يزيد حجمه عن 9000 متر.

هناك العديد من الطرق البارعة والمثيرة للاهتمام لدراسة كوكبنا، ولكن المعلومات الرئيسية حول بنيته الداخلية يتم الحصول عليها من دراسات الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل والانفجارات القوية. يتم في كل ساعة تسجيل حوالي 10 اهتزازات لسطح الأرض في نقاط مختلفة على الأرض. وفي هذه الحالة تنشأ موجات زلزالية من نوعين: طولية وعرضية. يمكن لكلا النوعين من الموجات أن ينتشر في المواد الصلبة، لكن الموجات الطولية فقط هي التي يمكنها الانتشار في السوائل. يتم تسجيل إزاحات سطح الأرض بواسطة أجهزة قياس الزلازل المثبتة في جميع أنحاء العالم. تتيح ملاحظات السرعة التي تنتقل بها الموجات عبر الأرض لعلماء الجيوفيزياء تحديد كثافة وصلابة الصخور في أعماق لا يمكن الوصول إليها من خلال البحث المباشر. إن مقارنة الكثافات المعروفة من البيانات الزلزالية والتي تم الحصول عليها خلال التجارب المعملية على الصخور (حيث تتم محاكاة درجة الحرارة والضغط المتوافقين مع عمق معين للأرض) تسمح لنا باستخلاص استنتاج حول التركيب المادي لباطن الأرض. أحدث البيانات والتجارب الجيوفيزيائية المتعلقة بدراسة التحولات الهيكلية للمعادن مكنت من نمذجة العديد من ميزات البنية والتكوين والعمليات التي تحدث في أعماق الأرض.

بالعودة إلى القرن السابع عشر، حدثت المصادفة المذهلة لخطوط سواحل الساحل الغربي لأفريقيا والساحل الشرقي أمريكا الجنوبيةقاد بعض العلماء إلى الاعتقاد بأن القارات كانت "تسير" حول الكوكب. ولكن لم يحدث ذلك إلا بعد مرور ثلاثة قرون، في عام 1912، عندما قام عالم الأرصاد الجوية الألماني ألفريد لوثار فيجنر بتفصيل فرضيته حول الانجراف القاري، والتي افترضت أن المواقع النسبية للقارات قد تغيرت طوال تاريخ الأرض. وفي الوقت نفسه، طرح العديد من الحجج لصالح حقيقة أنه في الماضي البعيد تم جمع القارات معًا. وبالإضافة إلى تشابه الخطوط الساحلية، اكتشفوا تطابق الهياكل الجيولوجية، واستمرارية سلاسل الجبال الأثرية، وهوية البقايا الأحفورية في مختلف القارات. دافع البروفيسور فيجنر بنشاط عن فكرة وجود قارة عملاقة واحدة في الماضي بانجيا، وتقسيمها وما تلا ذلك من انجراف القارات الناتجة إلى جوانب مختلفة. لكن هذه النظرية غير العادية لم تؤخذ على محمل الجد، لأنه من وجهة نظر ذلك الوقت بدا ذلك غير معقول على الإطلاق القارات العملاقةيمكن أن تتحرك بشكل مستقل في جميع أنحاء الكوكب. علاوة على ذلك، لم يتمكن فيجنر نفسه من توفير "آلية" مناسبة قادرة على تحريك القارات.

حدث إحياء أفكار هذا العالم نتيجة للبحث في قاع المحيط. والحقيقة هي أن التضاريس الخارجية للقشرة القارية معروفة جيدًا، لكن قاع المحيط، الذي ظل لعدة قرون مغطى بشكل موثوق بعدة كيلومترات من الماء، ظل يتعذر الوصول إليه للدراسة وكان بمثابة مصدر لا ينضب لجميع أنواع الأساطير والأساطير. خطوة مهمةكان التقدم في دراسة تضاريسها هو اختراع مسبار صدى دقيق، والذي أصبح من الممكن بمساعدته قياس وتسجيل عمق القاع بشكل مستمر على طول خط حركة السفينة. إحدى النتائج المذهلة للبحث المكثف في قاع المحيط كانت البيانات الجديدة عن تضاريسه. اليوم، أصبح رسم تضاريس قاع المحيط أسهل بفضل الأقمار الصناعية التي تقيس "ارتفاع" سطح البحر بدقة شديدة: ويتم تمثيله بدقة من خلال الاختلافات في مستوى سطح البحر من مكان إلى آخر. فبدلاً من القاع المسطح، الخالي من أي سمات خاصة، والمغطى بالطمي، تم اكتشاف خنادق عميقة ومنحدرات شديدة الانحدار، وتم اكتشاف سلاسل جبلية عملاقة وأكبر البراكين. تبرز سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي، التي تقطع المحيط الأطلسي في منتصفه، بشكل واضح بشكل خاص على الخرائط.

وتبين أن قاع المحيط يتقادم مع ابتعاده عن حافة وسط المحيط، و"ينتشر" من منطقته المركزية بسرعة عدة سنتيمترات في السنة. يمكن أن يفسر عمل هذه العملية تشابه الخطوط العريضة للحواف القارية، إذا افترضنا أن سلسلة من التلال المحيطية الجديدة تتشكل بين أجزاء القارة المنقسمة، وأن قاع المحيط، الذي ينمو بشكل متماثل على كلا الجانبين، يشكل محيطًا جديدًا . ربما نشأ المحيط الأطلسي، الذي يقع في وسطه سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي، بهذه الطريقة. ولكن إذا زادت مساحة قاع البحر ولم تتوسع الأرض، فلا بد أن ينهار شيء ما في القشرة الأرضية للتعويض عن هذه العملية. وهذا بالضبط ما يحدث على أطراف جزء كبير من المحيط الهادئ. هنا تقترب صفائح الغلاف الصخري من بعضها البعض، وتغرق إحدى الصفائح المتصادمة تحت الأخرى وتتوغل في عمق الأرض. وتتميز مواقع الاصطدام هذه ببراكين نشطة تمتد على طول ساحل المحيط الهادئ، لتشكل ما يسمى بـ "حلقة النار".

وأكد الحفر المباشر لقاع البحر وتحديد عمر الصخور المرتفعة نتائج الدراسات المغناطيسية القديمة. شكلت هذه الحقائق أساس نظرية التكتونية العالمية الجديدة، أو تكتونية الصفائح الصخرية، التي أحدثت ثورة حقيقية في علوم الأرض وأتت بفهم جديد للأصداف الخارجية للكوكب. الفكرة الرئيسية لهذه النظرية هي الحركات الأفقية للصفائح.

كيف ولدت الارض

وفقا للمفاهيم الكونية الحديثة، تشكلت الأرض مع الكواكب الأخرى منذ حوالي 4.5 مليار سنة من قطع وحطام تدور حول الشمس الفتية. ونمت، واستحوذت على المادة المحيطة بها، حتى وصلت إلى حجمها الحالي. في البداية، حدثت عملية النمو بسرعة كبيرة، وكان من المفترض أن يؤدي المطر المستمر للأجسام المتساقطة إلى تسخينها بشكل كبير، حيث تم تحويل الطاقة الحركية للجزيئات إلى حرارة. أثناء الاصطدامات ظهرت الحفر، ولم تعد المادة المقذوفة منها قادرة على التغلب على قوة الجاذبية وسقطت مرة أخرى، وكلما زاد حجم الأجسام المتساقطة، زادت تسخين الأرض. لم تعد طاقة الأجسام المتساقطة تنطلق على السطح، بل في أعماق الكوكب، دون أن يكون لها وقت لتشع في الفضاء. ورغم أن الخليط الأولي من المواد يمكن أن يكون متجانسا على نطاق واسع، إلا أن تسخين كتلة الأرض بسبب ضغط الجاذبية وقصف حطامها أدى إلى ذوبان الخليط وانفصلت السوائل الناتجة عن الأجزاء الصلبة المتبقية تحت التأثير. من الجاذبية. كان من المفترض أن تؤدي إعادة التوزيع التدريجي للمادة في العمق وفقًا للكثافة إلى فصلها إلى أصداف منفصلة. وتنفصل المواد الأخف والغنية بالسيليكون عن المواد الأكثر كثافة والتي تحتوي على الحديد والنيكل وتكونت القشرة الأرضية الأولى. وبعد حوالي مليار سنة، عندما بردت الأرض بشكل كبير، تصلبت قشرة الأرض وتحولت إلى الغلاف الخارجي الصلب للكوكب. عندما بردت الأرض، قذفت العديد من الغازات المختلفة من باطنها (يحدث هذا عادةً أثناء الانفجارات البركانية) - الغازات الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم، بالنسبة للجزء الاكبرتبخرت إلى الفضاء الخارجي، ولكن بما أن قوة الجاذبية للأرض كانت قوية بالفعل، فقد احتفظت بالقوى الأثقل على سطحها. لقد شكلوا أساس الغلاف الجوي للأرض. وتكثف بعض بخار الماء من الغلاف الجوي، وظهرت على الأرض محيطات.

ماذا الان؟

الأرض ليست الكوكب الأكبر، ولكنها ليست الأصغر بين جيرانها. نصف قطره الاستوائي يساوي 6378 كم، وهو أكبر بمقدار 21 كم من نصف قطره القطبي بسبب قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران اليومي. ويبلغ الضغط في مركز الأرض 3 ملايين ضغط جوي، وكثافة المادة حوالي 12 جم/سم3. تبلغ كتلة كوكبنا، التي تم العثور عليها من خلال القياسات التجريبية لثابت الجاذبية الفيزيائي وتسارع الجاذبية عند خط الاستواء، 6*1024 كجم، وهو ما يتوافق مع متوسط ​​كثافة المادة 5.5 جم/سم3. تبلغ كثافة المعادن على السطح ما يقرب من نصف متوسط ​​الكثافة، مما يعني أن كثافة المادة في المناطق الوسطى من الكوكب يجب أن تكون أعلى من القيمة المتوسطة. كما يشير عزم القصور الذاتي للأرض، والذي يعتمد على توزيع كثافة المادة على طول نصف القطر، إلى زيادة كبيرة في كثافة المادة من السطح إلى المركز. يتم إطلاق تدفق الحرارة باستمرار من أعماق الأرض، وبما أن الحرارة لا يمكن نقلها إلا من الساخن إلى البارد، فيجب أن تكون درجة الحرارة في أعماق الكوكب أعلى من سطحه. وقد أظهر الحفر العميق أن درجة الحرارة ترتفع مع العمق بحوالي 20 درجة مئوية لكل كيلومتر وتختلف من مكان إلى آخر. إذا استمرت الزيادة في درجة الحرارة بشكل مستمر، فستصل في وسط الأرض إلى عشرات الآلاف من الدرجات، لكن الدراسات الجيوفيزيائية تظهر أن درجة الحرارة هنا يجب أن تكون في الواقع عدة آلاف من الدرجات.

يتراوح سمك قشرة الأرض (الغلاف الخارجي) من عدة كيلومترات (في المناطق المحيطية) إلى عدة عشرات من الكيلومترات (في المناطق الجبلية في القارات). إن مجال القشرة الأرضية صغير جدًا، حيث يمثل حوالي 0.5% فقط من إجمالي كتلة الكوكب. التركيب الرئيسي للحاء هو أكاسيد السيليكون والألومنيوم والحديد والمعادن القلوية. وتحتوي القشرة القارية، التي تحتوي على طبقة رسوبية علوية (جرانيتية) وسفلية (بازلتية)، على أقدم صخور الأرض، والتي يقدر عمرها بأكثر من 3 مليارات سنة. تحتوي القشرة المحيطية تحت الطبقة الرسوبية بشكل أساسي على طبقة واحدة، تشبه في تركيبها البازلت. عمر الغطاء الرسوبي لا يتجاوز 100-150 مليون سنة.

يتم فصل قشرة الأرض عن الوشاح الأساسي بواسطة طبقة موهو التي لا تزال غامضة (سميت على اسم عالم الزلازل الصربي موهوروفيتشيتش، الذي اكتشفها في عام 1909)، والتي تزداد فيها سرعة انتشار الموجات الزلزالية بشكل مفاجئ.

يمثل الوشاح حوالي 67% من إجمالي كتلة الكوكب. تُسمى الطبقة الصلبة من الوشاح العلوي، التي تمتد إلى أعماق مختلفة تحت المحيطات والقارات، جنبًا إلى جنب مع قشرة الأرض، بالغلاف الصخري - وهو أقسى قشرة الأرض. يوجد أسفلها طبقة يوجد فيها انخفاض طفيف في سرعة انتشار الموجات الزلزالية، مما يدل على حالة غريبة من المادة. تسمى هذه الطبقة، الأقل لزوجة والأكثر بلاستيكية مقارنة بالطبقات الموجودة فوقها وتحتها، بالغلاف الموري. يُعتقد أن مادة الوشاح في حركة مستمرة، ويُقترح أنه في الطبقات العميقة نسبيًا من الوشاح، مع زيادة درجة الحرارة والضغط، يحدث انتقال المادة إلى تعديلات أكثر كثافة. تم تأكيد هذا التحول من خلال الدراسات التجريبية.

يوجد في الوشاح السفلي على عمق 2900 كم قفزة مفاجئةليس فقط في سرعة الموجات الطولية، بل أيضاً في الكثافة، والأمواج المستعرضة هنا تختفي تماماً، مما يدل على تغير في التركيب المادي للصخور. هذه هي الحدود الخارجية لنواة الأرض.

تم اكتشاف نواة الأرض عام 1936. وكان من الصعب للغاية تصويره بسبب قلة عدد الموجات الزلزالية التي وصلت إليه وعادت إلى السطح. بالإضافة إلى ذلك، كان من الصعب منذ فترة طويلة إعادة إنتاج درجات الحرارة والضغوط القصوى في المختبر في المختبر. ينقسم نواة الأرض إلى منطقتين منفصلتين: السائلة (القلب الخارجي) والصلبة (بوتبيهه)، والانتقال بينهما يقع على عمق 5156 كم. الحديد هو عنصر يتوافق مع الخصائص الزلزالية للنواة وهو متوافر بكثرة في الكون ليمثل حوالي 35% من كتلته في قلب الكوكب. وفقا للبيانات الحديثة، فإن اللب الخارجي عبارة عن تيار دوار من الحديد المنصهر والنيكل الذي يوصل الكهرباء بشكل جيد. وبهذا يرتبط أصل المجال المغناطيسي للأرض، معتقدًا أن، التيارات الكهربائيةيتدفق في القلب السائل ويخلق مجالًا مغناطيسيًا عالميًا. وتتأثر بها طبقة الوشاح الملامسة لللب الخارجي، حيث أن درجات الحرارة في اللب أعلى منها في الوشاح. في بعض الأماكن، تولد هذه الطبقة حرارة هائلة وتدفقات جماعية موجهة نحو سطح الأرض - أعمدة.

النواة الصلبة الداخلية غير متصلة بالوشاح. ويعتقد أن حالتها الصلبة، على الرغم من ارتفاع درجة الحرارة، يتم ضمانها من خلال الضغط الهائل في مركز الأرض. وقد اقترح أنه بالإضافة إلى سبائك الحديد والنيكل، يجب أن يحتوي اللب أيضًا على عناصر أخف، مثل السيليكون والكبريت، وربما السيليكون والأكسجين. لا تزال مسألة حالة جوهر الأرض محل نقاش. كلما ابتعدت عن السطح، يزداد الضغط الذي تتعرض له المادة. تظهر الحسابات أن الضغط في قلب الأرض يمكن أن يصل إلى 3 ملايين ضغط جوي. في هذه الحالة، يبدو أن العديد من المواد ممعدنة - فهي تنتقل إلى الحالة المعدنية. بل كانت هناك فرضية مفادها أن قلب الأرض يتكون من الهيدروجين المعدني.

لفهم كيفية قيام الجيولوجيين بإنشاء نموذج لبنية الأرض، تحتاج إلى معرفة الخصائص الأساسية ومعاييرها التي تميز جميع أجزاء الأرض. تشمل هذه الخصائص (أو الخصائص) ما يلي:

1. الفيزيائية - الكثافة، الخواص المغناطيسية المرنة، الضغط ودرجة الحرارة.

2. الكيمياء - التركيب الكيميائي والمركبات الكيميائية وتوزيعها العناصر الكيميائيةفي الأرض.

وبناءً على ذلك، يتم تحديد اختيار طرق دراسة تكوين وبنية الأرض. دعونا ننظر إليهم لفترة وجيزة.

بداية نلاحظ أن جميع الأساليب تنقسم إلى:

· مباشر - يعتمد على الدراسة المباشرة للمعادن والصخور وموقعها في طبقات الأرض.

· غير مباشر - يعتمد على دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمعادن والصخور والطبقات باستخدام الأجهزة.

بالطرق المباشرة يمكننا دراسة الجزء العلوي فقط من الأرض، لأن... أعمق بئر (كولا) وصل إلى حوالي 12 كم. يمكن الحكم على الأجزاء الأعمق من خلال الانفجارات البركانية.

تتم دراسة البنية الداخلية العميقة للأرض بطرق غير مباشرة، وبشكل أساسي من خلال مجموعة معقدة من الطرق الجيوفيزيائية. دعونا ننظر إلى أهمها.

1.الطريقة الزلزالية(زلزال يوناني - اهتزاز) - يقوم على ظاهرة حدوث وانتشار الاهتزازات المرنة (أو الموجات الزلزالية) في الوسائط المختلفة. تنشأ الاهتزازات المرنة في الأرض أثناء الزلازل أو سقوط النيزك أو الانفجارات وتبدأ في الانتشار بسرعات مختلفة من مصدر حدوثها (مصدر الزلزال) إلى سطح الأرض. هناك نوعان من الموجات الزلزالية:

1-موجات P الطولية (الأسرع)، تمر عبر جميع الوسائط - الصلبة والسائلة؛

2-موجات S المستعرضة، وهي أبطأ وتنتقل فقط عبر الوسائط الصلبة.

تحدث الموجات الزلزالية أثناء الزلازل على أعماق تتراوح من 10 كم إلى 700 كم. تعتمد سرعة الموجات الزلزالية على الخصائص المرنة وكثافة الصخور التي تعبرها. عند وصولهم إلى سطح الأرض، يبدو أنهم يضيئونها ويعطون فكرة عن البيئة التي عبروها. يعطي التغير في السرعات فكرة عن عدم تجانس الأرض وطبقاتها. بالإضافة إلى التغيرات في السرعة، تتعرض الموجات الزلزالية للانكسار عند مرورها عبر طبقات غير متجانسة أو انعكاسها عن السطح الذي يفصل بين الطبقات.

2.الطريقة الوزنيةيعتمد على دراسة تسارع الجاذبية Dg، والتي لا تعتمد عليها فقط خط العرض الجغرافيولكن أيضًا على كثافة مادة الأرض. وبناء على دراسة هذه المعلمة، تم إثبات عدم التجانس في توزيع الكثافة في أجزاء مختلفة من الأرض.

3.طريقة القياس المغناطيسي- يعتمد على دراسة الخواص المغناطيسية لمادة الأرض. أظهرت العديد من القياسات أن الصخور المختلفة تختلف عن بعضها البعض في الخواص المغناطيسية. وهذا يؤدي إلى تكوين مناطق ذات خصائص مغناطيسية غير متجانسة، مما يجعل من الممكن الحكم على بنية الأرض.

ومن خلال مقارنة جميع الخصائص، أنشأ العلماء نموذجًا لبنية الأرض، حيث يتم التمييز بين ثلاث مناطق رئيسية (أو مجالات جغرافية):

1- القشرة الأرضية , 2- الغلاف الأرضي , 3- لب الأرض .

وينقسم كل واحد منهم بدوره إلى مناطق أو طبقات. دعونا نفكر فيها ونلخص المعلمات الرئيسية في الجدول.

1.قشرة الأرض(الطبقة أ) هي القشرة العليا للأرض، ويتراوح سمكها من 6-7 كم إلى 75 كم.

2.عباءة الأرضينقسم إلى العلوي (مع الطبقات: B و C) والسفلي (الطبقة D).

3. النواة - مقسمة إلى خارجية (طبقة E) وداخلية (طبقة G)، حيث توجد منطقة انتقالية - الطبقة F.

الحدود بين قشرة الأرض وعباءةهو قسم Mohorovicic، بين عباءة وجوهرأيضًا حدود حادة - قسم جوتنبرج.

يوضح الجدول أن سرعة الموجات الطولية والعرضية تزداد من السطح إلى المجالات الأعمق للأرض.

من سمات الوشاح العلوي وجود منطقة تنخفض فيها سرعة موجات القص بشكل حاد إلى 0.2-0.3 كم / ثانية. ويفسر ذلك حقيقة أنه، إلى جانب الحالة الصلبة، يتم تمثيل الوشاح جزئيًا بالذوبان. تسمى هذه الطبقة ذات السرعات المنخفضة الغلاف الموري. سمكها 200-300 كم وعمقها 100-200 كم.

عند حدود الوشاح واللب يوجد انخفاض حاد في سرعة الموجات الطولية وتخفيف سرعة الموجات المستعرضة. وبناءً على ذلك، كان من المفترض أن اللب الخارجي في حالة انصهار.

وتظهر قيم الكثافة المتوسطة للأغلفة الأرضية ارتفاعها نحو النواة.

وفيما يلي يعطي فكرة عن التركيب الكيميائي للأرض ومحيطاتها الجغرافية:

1- التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية،

2- التركيب الكيميائي للنيازك.

تمت دراسة التركيب الكيميائي لقشرة الأرض بتفاصيل كافية - ومن المعروف أن تركيبها الكيميائي الكبير ودور العناصر الكيميائية في تكوين المعادن والصخور. يكون الوضع أكثر صعوبة مع دراسة التركيب الكيميائي للوشاح واللب. لا يمكننا القيام بذلك باستخدام الطرق المباشرة بعد. ولذلك، يتم استخدام النهج المقارن. نقطة البداية هي افتراض التشابه الكوكبي الأولي بين تركيبة النيازك التي سقطت على الأرض والمجالات الأرضية الداخلية للأرض.

تنقسم جميع النيازك التي تضرب الأرض إلى أنواع حسب تركيبها:

1- الحديد، ويتكون من النيكل و90% الحديد؛

2-أحجار الحديد (السديروليت) تتكون من الحديد والسيليكات.

3-حجر يتكون من سيليكات الحديد والمغنيسيوم وشوائب حديد النيكل.

وبناء على تحليل النيازك والدراسات التجريبية والحسابات النظرية، يفترض العلماء (حسب الجدول) أن التركيب الكيميائي للنواة هو حديد النيكل. صحيح، في السنوات الاخيرةيتم التعبير عن وجهة نظر مفادها أنه بالإضافة إلى Fe-Ni، قد يحتوي اللب على شوائب من S أو Si أو O. بالنسبة للوشاح، يتم تحديد الطيف الكيميائي بواسطة سيليكات Fe-Mg، أي. نوع من البيروكسين أوليفين البيروليتيشكل الوشاح السفلي والعلوي صخورًا ذات تكوين فوق أساسي.

يتضمن التركيب الكيميائي لقشرة الأرض الحد الأقصى لمجموعة العناصر الكيميائية، والتي يتم الكشف عنها في مجموعة متنوعة من الأنواع المعدنية المعروفة حتى الآن. النسبة الكمية بين العناصر الكيميائية كبيرة جدًا. تظهر مقارنة العناصر الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية والوشاح أن الدور الرئيسي يلعبه Si وAl وO 2.

وهكذا، بعد فحص الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للأرض، نرى أن قيمها ليست هي نفسها ويتم توزيعها حسب المناطق. وبالتالي إعطاء فكرة عن البنية غير المتجانسة للأرض.

هيكل القشرة الأرضية

أنواع الصخور التي تناولناها سابقًا - النارية والرسوبية والمتحولة - تشارك في بنية القشرة الأرضية. وفقا للمعايير الفيزيائية والكيميائية، يتم تجميع جميع صخور القشرة الأرضية في ثلاث طبقات كبيرة. ومن الأسفل إلى الأعلى فهو: 1-بازلت، 2-جرانيت-نيس، 3-رسوبي. يتم توزيع هذه الطبقات في القشرة الأرضية بشكل غير متساو. بادئ ذي بدء، يتم التعبير عن ذلك في تقلبات قوة كل طبقة. بالإضافة إلى ذلك، لا تظهر جميع الأجزاء مجموعة كاملة من الطبقات. لذلك، أتاحت دراسة أكثر تفصيلاً التمييز بين أربعة أنواع من القشرة الأرضية بناءً على التركيب والبنية والسمك: 1-قارية، 2-محيطية، 3-شبه قارية، 4-تحت المحيطية.

1. النوع القاري- تتراوح سماكته من 35-40 كم إلى 55-75 كم في الهياكل الجبلية، ويحتوي على الطبقات الثلاث. تتكون الطبقة البازلتية من صخور الجابرو وصخور متحولة من سحنة الأمفيبوليت والجرانوليت. ويسمى ذلك لأن معالمه الفيزيائية قريبة من البازلت. تكوين طبقة الجرانيت هو النيس والجرانيت النيس.

2.نوع المحيط- يختلف بشكل حاد عن سمك القاري (5-20 كم، متوسطه 6-7 كم) وغياب طبقة الجرانيت والنيس. يتكون هيكلها من طبقتين: الطبقة الأولى رسوبية ورقيقة (يصل طولها إلى كيلومتر واحد) والطبقة الثانية من البازلت. ويحدد بعض العلماء طبقة ثالثة وهي استمرار للثانية أي. له تركيبة بازلتية، ولكنه يتكون من صخور الوشاح فوق القاعدية التي خضعت لعملية السربنتينية.

3. نوع شبه القارة- تشمل الطبقات الثلاث وبالتالي فهي قريبة من القارية. لكنها تتميز بسماكة أقل وتكوين طبقة الجرانيت (عدد أقل من النيس وصخور بركانية أكثر حمضية). ويوجد هذا النوع على حدود القارات والمحيطات ذات النشاط البركاني الشديد.

4. النوع تحت المحيطي- تقع في أحواض عميقة من القشرة الأرضية (البحار الداخلية مثل البحر الأسود والبحر الأبيض المتوسط). ويختلف عن النوع المحيطي في سماكة الطبقة الرسوبية الأكبر التي تصل إلى 20-25 كم.

مشكلة تكوين القشرة الأرضية.

ووفقا لفينوغرادوف، فإن عملية تكوين القشرة الأرضية حدثت وفقا لهذا المبدأ ذوبان المنطقة. جوهر العملية: مادة الأرض الأولية، القريبة من النيزك، ذابت نتيجة التسخين الإشعاعي وارتفع الجزء الأخف من السيليكات إلى السطح، وتركز Fe-Ni في القلب. وهكذا تم تشكيل المجالات الجغرافية.

وتجدر الإشارة إلى أن القشرة الأرضية والجزء الصلب من الوشاح العلوي يتم دمجهما معًا الغلاف الصخري، والذي يقع أدناه الغلاف الموري.

الغلاف التكتوني- هذا هو الغلاف الصخري وجزء من الوشاح العلوي حتى أعماق 700 كيلومتر (أي إلى عمق أعمق بؤر زلزالية). تم تسميته على هذا النحو لأن العمليات التكتونية الرئيسية التي تحدد إعادة هيكلة هذا الغلاف الأرضي تحدث هنا.

الهدف الرئيسي لدراسة الجيولوجيا هو القشرة الأرضية، القشرة الصلبة الخارجية للأرض، والتي لها أهمية قصوى لحياة الإنسان ونشاطه. عند دراسة تكوين وبنية وتاريخ تطور الأرض وقشرة الأرض، على وجه الخصوص، يستخدم الجيولوجيون: الملاحظات؛ الخبرة أو التجربة، بما في ذلك التجارب المختلفة، سواء الخاصة بهم أو تلك المستخدمة في الآخرين علوم طبيعيةطرق البحث، على سبيل المثال، الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، وما إلى ذلك؛ النمذجة؛ طريقة القياس. التحليل النظري; الإنشاءات المنطقية (الفرضيات) وما إلى ذلك.

في هذا القسميتم النظر في مسألة أصل الأرض وشكلها وبنيتها وتكوينها وتاريخ تطور القشرة الأرضية (التاريخ الجغرافي) ؛ الحركات التكتونية للقشرة الأرضية والأشكال السطحية (التضاريس).

أصل الأرض وشكلها وبنيتها أصل الأرض

يتكون النظام الشمسي من الأجرام السماوية. ومنها: الشمس، التاسعة الكواكب الكبرىبما في ذلك الأرض، وعشرات الآلاف من الكواكب الصغيرة والمذنبات والعديد من النيازك. النظام الشمسي هو عالم معقد ومتنوع، وبعيدا عن الاستكشاف.

يعتبر سؤال أصل الأرض من أهم الأسئلة في العلوم الطبيعية. لأكثر من 100 عام، تم التعرف على فرضية كانط لابلاس، والتي بموجبها تم تشكيل النظام الشمسي من سديم ضخم يشبه الغاز الساخن، يدور

محوراً حول محور، وكانت الأرض في البداية في حالة سائلة، ثم أصبحت جسماً صلباً.

أظهر التطور الإضافي للعلم عدم تناسق هذه الفرضية. في الأربعينيات من القرن العشرين. أكاد. O.Yu. وطرح شميدت فرضية جديدة لأصل كواكب المجموعة الشمسية بما فيها الأرض، مفادها أن الشمس في طريقها عبرت والتقطت أحد تراكمات غبار المجرة، وبالتالي تشكلت الكواكب وليس من الغازات الساخنة ولكن من ذرات الغبار التي تدور حول الشمس. وفي هذه المجموعة، مع مرور الوقت، نشأت كتل من المادة المضغوطة، مما أدى إلى ظهور الكواكب.

الأرض حسب O.Yu. كان شميدت باردًا في البداية. وبدأ تسخين أعماقه عندما وصل أحجام كبيرة. وحدث ذلك نتيجة لانبعاث الحرارة نتيجة تحلل المواد المشعة الموجودة فيه. اكتسب الجزء الداخلي من الأرض حالة بلاستيكية، حيث تركزت المواد الأكثر كثافة بالقرب من مركز الكوكب، والمواد الأخف وزنًا في محيطه. انفصلت الأرض إلى قذائف منفصلة. وفقًا لفرضية O.Yu. شميدت، الانفصال مستمر حتى يومنا هذا. وفقا لعدد من العلماء، فإن هذا هو السبب الرئيسي للحركات في القشرة الأرضية، أي سبب العمليات التكتونية.

فرضية V. G. تستحق الاهتمام. فيسينكوف، الذي يعتقد أن العمليات النووية تحدث في أعماق النجوم، بما في ذلك الشمس. خلال فترة واحدة، أدى ذلك إلى ضغط سريع وزيادة في سرعة دوران الشمس. في هذه الحالة، تم تشكيل نتوء طويل، ثم انكسر وتفكك إلى كواكب منفصلة. تمت مناقشة مراجعة الفرضيات حول أصل الأرض والمخطط الأكثر ترجيحًا لأصلها بالتفصيل في كتاب I.I. بوتابوف "الجيولوجيا والبيئة اليوم" (1999).

رسم موجز للتطور العالمي للأرض

تمت دراسة أصل كواكب النظام الشمسي وتطورها بنشاط في القرن العشرين. في الأعمال الأساسية لـ O.Yu. شميت، ف.س. سافرونوف، إكس. ألفين و ج. أرينيوس، أ.ف. فيتيازيف، أ. جينجوود، في. خينا، أو.جي. سوروختينا، S.A. أومانوفا، إل إم. نايمارك، ف. الساسر، ن.أ. Bozhko، A. Smith، J. Jurajden وآخرون وفقًا للمفاهيم الكونية الحديثة التي وضعها O.Yu. تشكلت الأرض والقمر، بالإضافة إلى كواكب أخرى في النظام الشمسي، نتيجة لتراكم (الالتصاق ببعضها البعض وزيادة نموها) للجسيمات الصلبة لسحابة كوكبية أولية من الغبار الغازي. في المرحلة الأولى، استمر نمو الأرض في وضع التراكم المتسارع، ولكن مع استنفاد احتياطيات المادة الصلبة في سرب الكواكب المصغرة القريبة من الأرض في السحابة الكوكبية الأولية، تباطأ هذا النمو تدريجيًا. كانت عملية تراكم الأرض مصحوبة بإطلاق كمية هائلة من طاقة الجاذبية، حوالي 23.3 10 إرج. لم تكن هذه الكمية من الطاقة قادرة على إذابة المادة فحسب، بل حتى إذابتها، ولكن تم إطلاق معظم هذه الطاقة في الجزء القريب من سطح الأرض الأولية وفقدت في شكل إشعاع حراري. استغرقت الأرض 100 مليون سنة لتتشكل بنسبة 99% من كتلتها الحالية.

في المرحلة الأولى، كانت الأرض الفتية، مباشرة بعد تكوينها، جسما باردا نسبيا، ولم تتجاوز درجة حرارة باطنها درجة انصهار مادة الأرض، ويرجع ذلك إلى أنه أثناء تكوين الكوكب كان هناك ليس فقط التسخين بسبب سقوط الكواكب المصغرة، ولكن أيضًا التبريد بسبب فقدان الحرارة في الفضاء المحيط، بالإضافة إلى ذلك، كان للأرض تكوين متجانس. يتم تحديد التطور الإضافي للأرض من خلال تكوينها واحتياطياتها الحرارية وتاريخ تفاعلها مع القمر. يتم الشعور بتأثير التركيب في المقام الأول من خلال طاقة اضمحلال العناصر المشعة والتمايز الجاذبي للمادة الأرضية.

قبل تكوين النظام الكوكبي، كانت الشمس عملاقًا أحمر كلاسيكيًا تقريبًا. النجوم من هذا النوع ونتيجة التفاعلات النووية الداخلية لاحتراق الهيدروجين تتشكل عناصر كيميائية أثقل مع إطلاق كميات هائلة من الطاقة وظهور ضغط خفيف قوي من السطح إلى الغلاف الجوي الغازي. ونتيجة للتأثيرات المشتركة لهذا الضغط والجاذبية الهائلة، تعرض الغلاف الجوي للنجم لضغط وتمدد متناوبين. استمرت هذه العملية في ظل ظروف الزيادة الديناميكية في كتلة الغلاف الغازي حتى تحولت القشرة الغازية الخارجية المنفصلة عن الشمس إلى سديم كوكبي نتيجة للرنين.

تحت تأثير قوة المجال المغناطيسي للنجم، خضعت المادة المتأينة للسديم الكوكبي للفصل الكهرومغناطيسي للعناصر الكيميائية المكونة لها. أدى الفقدان التدريجي للطاقة الحرارية والشحنات الكهربائية للغازات إلى الالتصاق ببعضها البعض. في الوقت نفسه، وتحت تأثير المجال المغناطيسي للنجم، تم ضمان النقل الفعال لعزم الدوران الدوراني إلى الكواكب المصغرة التي تشكلت نتيجة التراكم، والتي كانت بمثابة بداية تكوين جميع كواكب النظام الشمسي. . عندما تفقد العناصر الكيميائية المتأينة شحنتها، فإنها تتحول إلى جزيئات تتفاعل مع بعضها البعض لتشكل أبسط المركبات الكيميائية: الهيدريدات والكربيدات والأكاسيد والسيانيدات وكبريتيدات الحديد والكلوريدات وغيرها.

حدثت عملية الضغط التدريجي والتسخين والتمايز الإضافي للمادة في الكواكب المتكونة مع التقاط الجزيئات من الفضاء المحيط. في وسط الكوكب الأولي المتشكل، تركزت المعادن بسبب انفصال المادة بفعل الجاذبية. تتجمع كربيدات الحديد والنيكل وكبريتيد الحديد وأكاسيد الحديد حول هذه المنطقة. وهكذا تم تشكيل قلب سائل خارجي يحتوي في غلافه على هيدريدات وأكاسيد السيليكون والألومنيوم والماء والميثان والهيدروجين وأكاسيد المغنيسيوم والبوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم ومركبات أخرى. في هذه الحالة، حدث ذوبان منطقة القشرة الناتجة وانكمش السطح وانخفض حجم الكوكب. وكانت المراحل التالية هي تشكيل الوشاح والطبقة الأولية وذوبان الغلاف الموري. تم تجزئة الطبقة الأولية بسبب الانخفاض المذكور أعلاه في الحجم والسطح. ونتيجة لهذا، تم سكب البازلت على السطح، والذي، بعد التبريد، غرق مرة أخرى في الجزء العميق من الوشاح وتعرض لمزيد من الذوبان؛ ثم يتحول جزء من القشرة البازلتية تدريجياً إلى جرانيت.

تتكون الطبقات السطحية للأرض في مرحلة التكوين من الثرى المسامي الناعم، والذي يربط بنشاط الماء المنطلق وثاني أكسيد الكربون بسبب تركيبته فوق القاعدية. تم تحديد إجمالي احتياطي الحرارة للأرض وتوزيع درجة الحرارة في باطنها من خلال معدل نمو الكوكب. بشكل عام، على عكس القمر، لم تذوب الأرض تمامًا أبدًا، واستمرت عملية تكوين نواة الأرض حوالي 4 مليارات سنة.

استمرت حالة الأرض الباردة والسلبية من الناحية التكتونية لمدة 600 مليون سنة تقريبًا. في هذا الوقت، ارتفعت درجة حرارة الجزء الداخلي من الكوكب ببطء، ومنذ حوالي 4 مليارات سنة، ظهر التحبيب النشط على الأرض وتشكل الغلاف الموري. وفي الوقت نفسه، فإن القمر، باعتباره القمر الصناعي الأكثر ضخامة، "أزال" من الفضاء القريب من الأرض جميع الأقمار الصناعية الصغيرة والأقمار الصغيرة الموجودة هناك،

وعلى القمر نفسه، كان هناك اندلاع للصهارة البازلتية، والذي تزامن مع بداية النشاط التكتوني على الأرض (استمرت الفترة من 4.0 إلى 3.6 مليار سنة مضت). في نفس اللحظة، في أحشاء الأرض، تبدأ عملية التمايز الجاذبي لمادة الأرض - العملية الرئيسية التي دعمت النشاط التكتوني للأرض في جميع العصور الجيولوجية اللاحقة وأدت إلى إطلاق ونمو الكثافة قلب أكسيد الحديد للأرض.

نظرًا لأنه في عصر التشفير التكتوني (الكاترخاني) لم تذوب مادة الأرض أبدًا، فإن عمليات تفريغ الغازات من الأرض لا يمكن أن تتطور، لذلك، خلال أول 600 مليون سنة من وجود الأرض، كان الغلاف المائي غائبًا تمامًا على سطحها، وكان الغلاف الجوي كانت نادرة للغاية وتتكون من غازات نبيلة. في هذا الوقت، تم تلطيف تضاريس الأرض، وتتألف من Regolith الرمادي الداكن. كان كل شيء مضاءً بالشمس الصفراء الدافئة بشكل ضعيف (كان اللمعان أقل بنسبة 30٪ من الشمس الحديثة) وقرص القمر الكبير للغاية والنظيف (كان أكبر بحوالي 300-350 مرة من المنطقة المرئية الحديثة من القمر). قرص القمر). كان القمر لا يزال كوكبًا ساخنًا ويمكنه تسخين الأرض. كانت حركة الشمس سريعة، حيث عبرت السماء خلال 3 ساعات فقط، لتشرق مرة أخرى من الشرق بعد 3 ساعات. يتحرك القمر بشكل أبطأ بكثير، حيث أنه يدور بسرعة حول الأرض في نفس الاتجاه، بحيث تمر أطوار القمر بجميع المراحل خلال 8-10 ساعات، ويدور القمر حول الأرض في مدار نصف قطره 14 -25 ألف كيلومتر (الآن نصف القطر 384.4 ألف كيلومتر). تسببت تشوهات المد والجزر الشديدة للأرض في سلسلة متواصلة (كل 18-20 ساعة) من الزلازل بعد حركة القمر. كان اتساع المد والجزر القمرية 1.5 كم.

تدريجيًا، بعد حوالي مليون سنة من التكوين، وبسبب التنافر الذي حدث، انخفض المد والجزر القمرية إلى 130 مترًا، وبعد 10 ملايين سنة أخرى إلى 25 مترًا، وبعد 100 مليون سنة - إلى 15 مترًا، بحلول نهاية العصر الكاترخي. - ما يصل إلى 7 أمتار، والآن عند النقطة تحت القمر، يبلغ المد والجزر الحديث للأرض الصلبة 45 سم، وكانت زلازل المد والجزر في ذلك الوقت ذات طبيعة خارجية حصريًا، حيث لم يكن هناك نشاط تكتوني بعد. في العصر الأركي، في البداية، حدث تمايز المادة الأرضية عن طريق صهر الحديد المعدني منه على مستوى الوشاح العلوي. بسبب اللزوجة العالية بشكل استثنائي للنواة الباردة للأرض الفتية، يمكن تعويض عدم الاستقرار الجاذبي الناتج عن طريق ضغط هذا اللب نحو سطح الأرض وتدفق الذوبان الثقيل الذي تم إطلاقه مسبقًا إلى مكانه، أي من خلال تكوين نواة كثيفة بالقرب من الأرض. أرض. اكتملت هذه العملية بنهاية الدهر منذ حوالي 2.7 إلى 2.6 مليار سنة؛ في هذا الوقت، بدأت جميع الكتل القارية المنفصلة سابقًا في التحرك بسرعة نحو أحد القطبين واتحدت في أول قارة عملاقة على الكوكب، مونوجيا. تغيرت المناظر الطبيعية للأرض، ولم يتجاوز تباين التضاريس 1-2 كم، وتم ملء جميع المنخفضات في التضاريس تدريجياً بالمياه، وفي أواخر العصر الأركي تم تشكيل محيط عالمي واحد ضحل (يصل إلى 1 كم).

في بداية الدهر السحيق، ابتعد القمر عن الأرض بمقدار 160 ألف كيلومتر. تدور الأرض حول محورها بسرعة عالية (كان هناك 890 يومًا في السنة، ويستمر اليوم 9.9 ساعة). المد والجزر القمرية بسعة تصل إلى 360 سم تشوه سطح الأرض كل 5.2 ساعة؛ بحلول نهاية العصر الأركي، تباطأ دوران الأرض بشكل كبير (كان هناك 490 يومًا من 19 ساعة في السنة)، وتوقف القمر عن التأثير على النشاط التكتوني للأرض. تم تجديد الغلاف الجوي في الدهر الأركي بالنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، لكن الأكسجين كان غائبًا، لأنه كان مرتبطًا على الفور بالحديد (المعدني) الحر لمادة الوشاح، والذي ارتفع باستمرار عبر مناطق الصدع إلى سطح الأرض .

في البروتيروزويك، بسبب إعادة توزيع حركات الحمل الحراري تحت القارة العملاقة مونوجيا، أدى التدفق الصاعد إلى انهيارها (منذ حوالي 2.4-3.3 مليار سنة). حدث التكوين والتفتت اللاحق للقارات العملاقة Megagaea وMesogea وPangea مع تشكيل أكثر القارات تعقيدًا. الهياكل التكتونيةواستمر حتى العصر الكمبري والأردوفيشي (بالفعل في حقب الحياة القديمة). بحلول هذا الوقت، أصبحت كتلة الماء على سطح الأرض كذلك

كبيرة، والتي تجلت بالفعل في تكوين محيط أعمق. تعرضت قشرة المحيط للترطيب ورافق هذه العملية زيادة في امتصاص ثاني أكسيد الكربون مع تكوين الكربونات. استمر استنفاد الأكسجين في الغلاف الجوي بسبب استمرار ارتباطه بالحديد المنطلق. تم الانتهاء من هذه العملية فقط في بداية دهر الحياة، ومنذ ذلك الوقت بدأ الغلاف الجوي للأرض مشبعًا بالأكسجين، ويقترب تدريجيًا من تكوينه الحديث.

في هذا الوضع الجديد، كان هناك تنشيط حاد لأشكال الحياة التي كان استقلابها يعتمد على تفاعلات الأكسدة العكسية المواد العضوية، يتم تصنيعها بواسطة النباتات. هكذا ظهرت كائنات المملكة الحيوانية، لكن ذلك كان بالفعل في نهاية العصر الكامبري، في دهر الحياة الحديثة، وأدى ذلك إلى ظهور جميع أنواع الحيوانات الهيكلية وغير الهيكلية، مما أثر على العديد من العمليات الجيولوجية في العالم. المنطقة السطحية للأرض في العصور الجيولوجية اللاحقة. تمت دراسة التطور الجيولوجي لعصر البشائر بتفاصيل أكثر بكثير من العصور الأخرى، ويمكن وصفه بإيجاز على النحو التالي. في هذا الوقت الأقرب إلينا، كما تم الكشف عنه، حدثت تجاوزات وتراجعات في المحيط، وتغيرات المناخ العالمي، على وجه الخصوص، تناوب الفترات الجليدية والخالية من الجليد عمليًا؛ بالمناسبة، الأول، كما يُفترض، في كانت الأرض عبارة عن التجلد الهوروني في عصر البروتيروزويك.

أدت عمليات التجاوزات والانحدارات في المحيط مع التطور القوي لأشكال الحياة، ونشاط التآكل النشط للأنهار الجليدية والنشاط التآكلي للمياه الجليدية، إلى معالجة كبيرة للصخور التي تشكل المنطقة السطحية لقشرة الأرض، وتراكم المواد الجيرية في قاع المحيط، وعمليات الترسيب لتراكم المواد العضوية والكيميائية في المسطحات المائية، وحمامات السباحة.

تغير الترتيب المكاني للقارات والمحيطات تدريجياً وكان مختلفاً تماماً بالنسبة إلى خط الاستواء: بالتناوب، ثم الشمالي، ثم الشمالي. نصف الكرة الجنوبيكانت قارية أو محيطية. تغير المناخ أيضًا عدة مرات أثناء وجوده في اغلق الاتصالمع الفترات الجليدية وبين الجليدية. من العصر الحجري القديم إلى العصر الحجري الحديث (وفيه) كانت هناك تغيرات نشطة في أعماق ودرجة حرارة وتكوين مياه المحيط العالمي؛ وأدى تطور أشكال الحياة إلى خروجها من البيئة المائية والتطور التدريجي للأرض، وكذلك تطور أشكال الحياة حتى الأشكال المعروفة. بناءً على تحليل التاريخ الجيولوجي لدهر الحياة، يترتب على ذلك أن جميع الحدود الرئيسية (تقسيم المقياس الجيولوجي الزمني إلى عصور وفترات وعصور) ترجع إلى حد كبير إلى اصطدامات وانقسامات القارات في عملية الحركة العالمية لـ " "مجموعة من صفائح الغلاف الصخري.

شكل الأرض

ويشار إلى شكل الأرض عادة باسم الكرة الأرضية. ثبت أن كتلة الأرض 59761021 كجم وحجمها 1.0831012 كم3. متوسط ​​نصف القطر 6371.2 كم، ومتوسط ​​الكثافة 5.518 كجم/م3، ومتوسط ​​تسارع الجاذبية 9.81 م/ث2. شكل الأرض قريب من شكل إهليلجي ثلاثي المحاور مع انضغاط قطبي: يبلغ نصف قطر الأرض الحديثة قطبيًا 6356.78 كم ونصف قطر استوائي 6378.16 كم. يبلغ طول خط الطول للأرض 40008.548 كم، وطول خط الاستواء 40075.704 كم. يحدث الضغط القطبي (أو "التفلطح") بسبب دوران الأرض حول المحور القطبي ويرتبط حجم هذا الضغط بسرعة دوران الأرض. في بعض الأحيان يسمى شكل الأرض كروي، ولكن بالنسبة للأرض هناك أيضا

الاسم الصحيح للشكل، وهو Geoid. والحقيقة أن سطح الأرض متغير وكبير في الارتفاع؛ هناك أعلى الأنظمة الجبلية التي يزيد ارتفاعها عن 8000 م (على سبيل المثال، جبل إيفرست – 8842 م) وخنادق محيطية عميقة يزيد ارتفاعها عن 8000 م.

11000 م (خندق ماريانا - 11022 م). يتطابق المجسم الجيودي خارج القارات مع السطح غير المضطرب للمحيط العالمي، وفي القارات، يتم حساب السطح الجيودي من خلال دراسات الجاذبية وباستخدام الملاحظات من الفضاء.

الأرض لديها مجمع حقل مغناطيسي، والذي يمكن وصفه بأنه مجال تم إنشاؤه بواسطة كرة ممغنطة أو ثنائي القطب المغناطيسي.

تبلغ نسبة سطح الكرة الأرضية 70.8% (361.1 مليون كم2) تشغلها المياه السطحية (المحيطات والبحار والبحيرات والخزانات والأنهار وغيرها). تشكل الأراضي 29.2% (148.9 مليون كيلومتر مربع).

هيكل الأرض

بشكل عام، كما أثبتته الأبحاث الجيوفيزيائية الحديثة التي تعتمد بشكل خاص على تقديرات سرعة انتشار الموجات الزلزالية، ودراسات كثافة المادة الأرضية، وكتلة الأرض، ونتائج التجارب الفضائية لتحديد توزيع الفضاء الجوي والمائي وغيرها من البيانات، تتكون الأرض من عدة أغلفة متحدة المركز: خارجي -الغلاف الجوي (قذيفة غازية)، والغلاف المائي (قذيفة مائية)، والمحيط الحيوي (منطقة توزيع المادة الحية، وفقًا لـ V.I. Vernadsky) و داخلي،والتي تسمى المجالات الأرضية (اللب، الوشاح، الغلاف الصخري) (الشكل 1).

يمكن الوصول إلى الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الحيوي والجزء العلوي من القشرة الأرضية للمراقبة المباشرة. وبمساعدة الآبار، يستطيع البشر دراسة أعماق تصل عمومًا إلى 8 كيلومترات. يتم حفر الآبار العميقة جدًا للأغراض العلمية في بلدنا والولايات المتحدة الأمريكية وكندا (في روسيا بعمق يزيد عن

12 كم مما مكن من اختيار عينات صخرية للدراسة المباشرة الفورية). الهدف الرئيسي من الحفر العميق للغاية هو الوصول إلى الطبقات العميقة من القشرة الأرضية - حدود طبقات "الجرانيت" و"البازلت" أو الحدود العليا للوشاح. تتم دراسة بنية الجزء الداخلي الأعمق من الأرض باستخدام الطرق الجيوفيزيائية، منها أعلى قيمةلها الزلازل والجاذبية. إن دراسة المادة المرفوعة من حدود الوشاح يجب أن توضح مشكلة بنية الأرض. الوشاح له أهمية خاصة منذ ذلك الحين

أرز. 1. التمثيل التخطيطي لبنية الأرض (أ)والقشرة الأرضية (ب):

ل- جوهر؛ ب ي ج -عباءة؛ عن -قشرة الأرض؛ ه -الجو (بحسب م. فاسيتش) ؛ 1 - تغطية الودائع؛ 2 - طبقة تشبه الجرانيت. 3 - طبقة البازلت 4- الوشاح العلوي؛ 5-عباءة

وقشرة الأرض بكل معادنها تشكلت في النهاية من مادتها.

أَجواءوبحسب درجة الحرارة الموزعة فيه، فإنه ينقسم من الأسفل إلى الأعلى إلى طبقة التروبوسفير، والستراتوسفير، والميزوسفير، والغلاف الحراري، والغلاف الخارجي. التروبوسفيرتشكل حوالي 80% من كتلة الغلاف الجوي ويصل ارتفاعها إلى 16-18 كم في الجزء الاستوائي و

8-10 كم في المناطق القطبية. وتمتد طبقة الستراتوسفير إلى ارتفاع 55 كم، ولها الحد الأعلىطبقة الأوزون. ويأتي بعد ذلك طبقة الميزوسفير التي يصل ارتفاعها إلى 80 كيلومترًا، ثم طبقة الحرارة التي يصل ارتفاعها إلى 800-1000 كيلومتر وما فوق، وهي طبقة الإكسوسفير (مجال التشتت)، والتي تشكل ما لا يزيد عن 0.5% من كتلة الغلاف الجوي للأرض. فييتضمن تكوين الغلاف الجوي النيتروجين (78.1%) والأكسجين (21.3%) والأرجون (1.28%) وثاني أكسيد الكربون (0.04%) وغازات أخرى وكل بخار الماء تقريبًا. محتوى الأوزون (0 3) هو 3.1 10 15 جم، ومحتوى الأكسجين (0 2) هو 1.192 10 2! د- مع المسافة من سطح الأرض، تنخفض درجة حرارة الغلاف الجوي بشكل حاد وعلى ارتفاع 10-12 كم تكون بالفعل حوالي -50 درجة مئوية. فيوفي طبقة التروبوسفير تتشكل السحب وتتركز حركات الهواء الحرارية. وعلى سطح الأرض، سجلت أعلى درجة حرارة في ليبيا (+58 درجة مئوية في الظل)، في الإقليم اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابقفي منطقة ترمذ (+50 درجة مئوية في الظل).

معظم درجة حرارة منخفضةالمسجلة في القارة القطبية الجنوبية (-87 درجة مئوية)، وفي روسيا - في ياقوتيا (-71 درجة مئوية).

الستراتوسفير -الطبقة التالية فوق طبقة التروبوسفير. يؤدي وجود الأوزون في هذه الطبقة الجوية إلى ارتفاع درجة الحرارة فيها إلى +50 درجة مئوية، ولكن على ارتفاع 8-90 كم تنخفض درجة الحرارة مرة أخرى إلى -60...-90 درجة مئوية.

يبلغ متوسط ​​ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر 1.0132 بار (760 ملم زئبق)، وتبلغ الكثافة 1.3 × 10 × 3 جم / سم 3. فييمتص الغلاف الجوي وغطاؤه السحابي 18% من إشعاع الشمس. نتيجة للتوازن الإشعاعي لنظام الأرض والغلاف الجوي، يكون متوسط ​​درجة الحرارة على سطح الأرض موجبًا (+15 درجة مئوية)، على الرغم من أن تقلباته في المناطق المناخية المختلفة يمكن أن تصل إلى 150 درجة مئوية.

المحيط المائي- قشرة مائية تلعب دورًا كبيرًا في العمليات الجيولوجية للأرض. فيويشمل تكوينها جميع مياه الأرض (المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات والجليد القاري وغيرها). لا يشكل الغلاف المائي طبقة مستمرة ويغطي 70.8% من سطح الأرض. يبلغ متوسط ​​سمكها حوالي 3.8 كم، وأعظمها - أكثر من 11 كم (11.022 م - خندق ماريانا في المحيط الهادي).

الغلاف المائي للأرض أصغر بكثير من الكوكب نفسه. في المراحل الأولى من وجودها، كان سطح الأرض لا مائي تمامًا، ولم يكن هناك بخار ماء عمليًا في الغلاف الجوي. يرجع تكوين الغلاف المائي إلى عمليات فصل الماء عن الوشاح. يشكل الغلاف المائي حاليًا وحدة لا تنفصم مع الغلاف الصخري والغلاف الجوي والمحيط الحيوي. بالنسبة لهذا الأخير - المحيط الحيوي - فإن الخصائص الفريدة للمياه كمركب كيميائي مهمة جدًا، على سبيل المثال، التغيرات في الحجم أثناء انتقال الماء من حالة طور إلى أخرى (أثناء التجميد،

أثناء التبخر)؛ قدرة ذوبان عالية بالنسبة لجميع المركبات الموجودة على الأرض تقريبًا.

إن وجود الماء هو الذي يضمن بطبيعته وجود الحياة على الأرض بالشكل الذي نعرفه. من الماء مثل اتصال بسيطوثاني أكسيد الكربون فإن النباتات قادرة تحت تأثير الطاقة الشمسية وبوجود الكلوروفيل على تكوين مركبات معقدة مركبات العضويةوالتي هي في الواقع عملية التمثيل الضوئي. تتوزع المياه على الأرض بشكل غير متساو، حيث يتركز معظمها على السطح. بالنسبة لحجم الكرة الأرضية، فإن الحجم الإجمالي للغلاف المائي لا يتجاوز 0.13%. الجزء الرئيسي من الغلاف المائي هو المحيط العالمي (94%)، وتبلغ مساحته 361059 كم2، ويبلغ حجمه الإجمالي 1370 مليون كم3. يوجد في القشرة القارية 4.42 × 10 × 23 جم من الماء، وفي القشرة المحيطية -3.61 × 10 × 23 جم في الجدول. ويبين الشكل 1 توزيع المياه على الأرض.

الجدول 1

حجم الغلاف المائي وكثافة تبادل المياه

^ فقط 4000 ألف كيلومتر مكعب من المياه الجوفية الموجودة في أعماق ضحلة يمكن أن تخضع لتبادل واستخدام المياه النشط.

تتغير درجة حرارة الماء في المحيط ليس فقط تبعا لخط عرض المنطقة (القرب من القطبين أو خط الاستواء)، ولكن أيضا على عمق المحيط. لوحظ أكبر تباين في درجات الحرارة في الطبقة السطحية وصولاً إلى عمق 150 مترًا، ولوحظت أعلى درجة حرارة للمياه في الطبقة العليا في الخليج العربي (+35.6 درجة مئوية)، وأدناها في شمال الخليج. المحيط المتجمد الشمالي(-2.8 درجة مئوية).

التركيب الكيميائي للغلاف المائي متنوع للغاية: من المياه العذبة جدًا إلى المياه المالحة جدًا، مثل المياه المالحة.

أكثر من 98% من جميع الموارد المائية على الأرض هي مياه مالحة من المحيطات والبحار وبعض البحيرات، ^ gtateke مينيرا كس يانغ-

المياه الجوفية الجديدة. الحجم الكلي مياه عذبةعلى الأرض تساوي 28.25 مليون كم3، أي حوالي 2% فقط من إجمالي حجم الغلاف المائي، بينما يتركز الجزء الأكبر من المياه العذبة في الجليد القاري للقارة القطبية الجنوبية وغرينلاند والجزر القطبية والمناطق الجبلية العالية. هذه المياه غير متاحة حاليًا للاستخدام البشري العملي.

يحتوي المحيط العالمي على 1.4-102 ثاني أكسيد الكربون (C02)، وهو ما يقرب من 60 مرة أكثر مما هو موجود في الغلاف الجوي؛ هناك 8 10 18 جرامًا من الأكسجين مذابًا في المحيط، أو ما يقرب من 150 مرة أقل مما هو موجود في الغلاف الجوي. في كل عام، تحمل الأنهار حوالي 2.53×1016 جم من المواد الرائجة من الأرض إلى المحيطات، منها ما يقرب من 2.25×1016 جم معلقة، والباقي مواد قابلة للذوبان وعضوية.

الملوحة (متوسطة) مياه البحريساوي 3.5% (35 جم/لتر). بالإضافة إلى الكلوريدات والكبريتات والكربونات، تحتوي مياه البحر أيضًا على اليود والفلور والفوسفور والروبيديوم والسيزيوم والذهب وعناصر أخرى. 0.48 · 10 · 23 جم من الأملاح مذابة في الماء.

لقد أتاحت الأبحاث التي أجريت في أعماق البحار في السنوات الأخيرة إثبات وجود تيارات أفقية ورأسية ووجود أشكال الحياة في جميع أنحاء عمود الماء بأكمله. ينقسم العالم العضوي للبحر إلى قاع البحر، والعوالق، والنيكتون، وما إلى ذلك. القاعياتوتشمل هذه الكائنات الحية التي تعيش على الأرض وفي تربة المسطحات المائية البحرية والقارية. العوالق- مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في عمود الماء وغير قادرة على مقاومة النقل بواسطة التيارات. السوابح- ممارسة السباحة بنشاط، مثل الأسماك والحيوانات البحرية الأخرى.

في الوقت الحالي، أصبحت مشكلة نقص المياه العذبة خطيرة، والتي تعد أحد مكونات الأزمة البيئية العالمية الناشئة. والحقيقة هي أن المياه العذبة ضرورية ليس فقط للاحتياجات النفعية البشرية (الشرب والطبخ والغسيل، وما إلى ذلك)، ولكن أيضًا لمعظم العمليات الصناعية، ناهيك عن حقيقة أن المياه العذبة فقط هي المناسبة للإنتاج الزراعي - التكنولوجيا الزراعية و تربية الماشية، حيث أن الغالبية العظمى من النباتات والحيوانات تتركز على الأرض وتستخدم المياه العذبة حصريًا للقيام بأنشطتها الحياتية. أدى نمو سكان الأرض (يوجد بالفعل أكثر من 6 مليارات شخص على هذا الكوكب) وما يرتبط به من تطور نشط للصناعة والإنتاج الزراعي إلى حقيقة أن الناس يستهلكون كل عام 3.5 ألف كيلومتر مكعب من المياه العذبة، مع خسائر لا رجعة فيها تبلغ مساحتها 150 كم3. الجزء من الغلاف المائي المناسب لإمدادات المياه هو 4.2 كم 3، وهو ما يمثل 0.3٪ فقط من حجم الغلاف المائي. تمتلك روسيا احتياطيات كبيرة جدًا من المياه العذبة (حوالي 150 ألف نهر، و200 ألف بحيرة، والعديد من الخزانات والبرك،

كميات كبيرة من المياه الجوفية)، ولكن توزيع هذه الاحتياطيات في جميع أنحاء البلاد أبعد ما يكون عن التجانس.

يلعب الغلاف المائي دورا هاما في ظهور العديد من العمليات الجيولوجية، وخاصة في المنطقة السطحية للقشرة الأرضية. من ناحية، تحت تأثير الغلاف المائي، يحدث تدمير مكثف للصخور وحركتها وإعادة وضعها؛ من ناحية أخرى، يعمل الغلاف المائي كعامل إبداعي قوي، وهو في الأساس حوض للتراكم ضمن حدوده بسماكات كبيرة من الرواسب ذات التركيبات المختلفة.

المحيط الحيويفي تفاعل مستمر مع الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي، مما يؤثر بشكل كبير على تكوين وبنية الغلاف الصخري.

بشكل عام، يُفهم المحيط الحيوي حاليًا على أنه منطقة توزيع المادة الحية (الكائنات الحية ذات الأشكال المعروفة علميًا)؛ إنها قشرة منظمة بشكل معقد متصلة بدورات كيميائية حيوية (وجيوكيميائية) لهجرة المادة والطاقة والمعلومات. الأكاديمي V. I. يشمل Vernadsky في مفهوم المحيط الحيوي جميع هياكل الأرض المرتبطة وراثيا بالمادة الحية؛ الأنشطة الماضية أو الحالية للكائنات الحية. يرتبط معظم التاريخ الجيولوجي للأرض بنشاط الكائنات الحية، وخاصة في الجزء السطحي من القشرة الأرضية، على سبيل المثال، وهي طبقات رسوبية سميكة للغاية من الصخور العضوية - الحجر الجيري والدياتوميت وغيرها. ​إن توزيع المحيط الحيوي محدود في الغلاف الجوي بطبقة الأوزون (حوالي 18-50 كيلومتراً فوق سطح الكوكب)، والتي فوقها يستحيل ظهور أشكال الحياة المعروفة على الأرض دون وسائل حماية خاصة، كما يحدث في الفضاء. رحلات خارج الغلاف الجوي وإلى الكواكب الأخرى. وحتى وقت قريب كان المحيط الحيوي يمتد إلى أعماق الأرض حتى عمق 11022 م في خندق ماريانا، ولكن عند حفر بئر كولا الفائق العمق تم الوصول إلى عمق أكثر من 12 كم، مما يعني أن المادة الحية توغلت إلى هذا العمق .

يتكون الهيكل الداخلي للأرض، حسب المفاهيم الحديثة، من اللب والوشاح والغلاف الصخري. الحدود بينهما تعسفية تمامًا، بسبب التداخل في المنطقة والعمق (انظر الشكل 1).

جوهر الأرضيتكون من نواة خارجية (سائلة) ونواة داخلية (صلبة). يبلغ نصف قطر اللب الداخلي (ما يسمى بالطبقة B) حوالي 1200-1250 كم، ويبلغ سمك الطبقة الانتقالية (B) بين اللب الداخلي والخارجي حوالي 300-400 كم، ونصف قطر اللب الخارجي هو 3450-3500 كم (على التوالي، عمق 2870-2920 كم ). وتزداد كثافة المادة في اللب الخارجي مع العمق من 9.5 إلى 12.3 جم/سم3. في الجزء المركزي

وتصل كثافة المادة في اللب الداخلي إلى 14 جم/سم3 تقريبًا. كل هذا يدل على أن كتلة نواة الأرض تشكل ما يصل إلى 32% من كتلة الأرض الكلية، بينما يبلغ حجمها ما يقارب 16% من حجم الأرض. المتخصصين الحديثةيُعتقد أن نواة الأرض تتكون من الحديد بنسبة 90٪ تقريبًا مع خليط من الأكسجين والكبريت والكربون والهيدروجين، ويحتوي اللب الداخلي، وفقًا للأفكار الحديثة، على تركيبة الحديد والنيكل، والتي تتوافق تمامًا مع تركيبة الرقم. من النيازك المدروسة.

عباءة الأرضوهي عبارة عن قشرة سيليكات تقع بين قلب وقاعدة الغلاف الصخري. تشكل كتلة الوشاح 67.8٪ من الكتلة الإجمالية للأرض (O.G Sorokhtin، 1994). أثبتت الدراسات الجيوفيزيائية أن الوشاح بدوره يمكن تقسيمه (انظر الشكل 1) إلى الوشاح العلوي(طبقة دعلى عمق 400 كم)، طبقة انتقالية جوليتسين(الطبقة C على عمق 400 إلى 1000 كم) و الوشاح السفلي(طبقة فيبقاعدة على عمق حوالي 2900 كم). توجد تحت المحيطات في الوشاح العلوي طبقة تكون فيها مادة الوشاح في حالة منصهرة جزئيًا. من العناصر المهمة جدًا في بنية الوشاح المنطقة الواقعة أسفل قاعدة الغلاف الصخري. من الناحية الفيزيائية، فهو يمثل سطحًا للانتقال من الأعلى إلى الأسفل من الصخور الصلبة المبردة إلى مادة الوشاح المنصهرة جزئيًا، والتي تكون في حالة بلاستيكية وتشكل الغلاف الموري.

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يحتوي الوشاح على تركيبة فوق مافية (بيروليت ، خليط من 75٪ بريدوتيت و 25٪ توليريت بازلت أو لهرزوليت) ، وبالتالي يطلق عليه غالبًا اسم بيريدوتيت أو قشرة "حجرية". محتوى العناصر المشعة في الوشاح منخفض جدًا. لذلك، في المتوسط ​​10 -8٪ 13؛ 10~7% TH، 10" 6% 40 كلفن. يتم تقييم الوشاح حاليًا كمصدر للظواهر الزلزالية والبركانية، وعمليات بناء الجبال، فضلاً عن منطقة الصهارة.

قشرة الأرضتمثل الطبقة العليا من الأرض، والتي لها حد سفلي، أو قاعدة، حسب البيانات الزلزالية، حسب طبقة موهوروفيتش، حيث تحدث زيادة مفاجئة في سرعة انتشار الموجات المرنة (الزلزالية) تصل إلى 8.2 كم/ثانية. ذُكر.

بالنسبة للمهندس الجيولوجي، القشرة الأرضية هي الكائن الرئيسي بحث، يتم إنشاء الهياكل الهندسية على سطحه وفي أعماقه، أي يتم تنفيذ أنشطة البناء. وعلى وجه الخصوص، لحل العديد من المشاكل العملية، من المهم توضيح عمليات تكوين سطح القشرة الأرضية وتاريخ هذا التكوين.

بشكل عام، يتشكل سطح القشرة الأرضية تحت تأثير عمليات موجهة عكس بعضها البعض:

• داخلية المنشأ، بما في ذلك العمليات التكتونية والصهارية التي تؤدي إلى حركات رأسية في القشرة الأرضية - الارتفاعات والانخفاضات، أي خلق "مخالفات" في التضاريس؛
• خارجي، مما يسبب تعرية (تسطيح، تسوية) للتضاريس بسبب التجوية والتآكل بمختلف أنواعه وقوى الجاذبية؛
• الترسيب (الترسيب)، باعتباره "ملء" بالرواسب جميع المخالفات التي نشأت أثناء التولد الداخلي.

يوجد حاليًا نوعان من القشرة الأرضية: القشرة المحيطية "البازلتية" والقشرة القارية "الجرانيتية".

القشرة المحيطيةإنه بسيط جدًا في التركيب ويمثل نوعًا من التكوين ثلاثي الطبقات. الطبقة العليا، ويتراوح سمكها من 0.5 كيلومتر في الجزء الأوسط من المحيط إلى 15 كيلومتراً بالقرب من دلتا الأنهار في أعماق البحار والمنحدرات القارية، حيث تتراكم جميع المواد اليابسة تقريباً، بينما تتراكم المواد الرسوبية في مناطق أخرى من المحيط. ممثلة بالرواسب الكربونية وطين أعماق البحار الأحمر غير الكربوني. تتكون الطبقة الثانية من حمم وسادة من البازلت المحيطي، ترتكز عليها سدود دوليريت من نفس التركيبة؛ ويبلغ سمك هذه الطبقة 1.5-2 كم. الطبقة الثالثة في الجزء العلوي من القسم ممثلة بطبقة من الجابرو، والتي تقع تحتها السربنتينيت بالقرب من تلال وسط المحيط؛ ويتراوح سمك الطبقة الثالثة الإجمالي من 4.7 إلى 5 كم.

يبلغ متوسط ​​كثافة القشرة المحيطية (بدون هطول) 2.9 جم/سم3، وكتلتها 6.4×1024 جم، وحجم الرواسب 323 مليون كم3. تتشكل القشرة المحيطية في مناطق الصدع في تلال وسط المحيط بسبب إطلاق ذوبان البازلت من طبقة الغلاف الموري للأرض وتدفق بازلت التوليتريت إلى قاع المحيط. لقد ثبت أن 12 كم 3 من البازلت يأتي من الغلاف الموري سنويًا. كل هذه العمليات التكتونية الصهارية الفخمة مصحوبة بزلزال متزايد وليس لها مثيل في القارات.

القشرة القاريةيختلف بشكل حاد عن المحيط في السمك والبنية والتكوين. يتراوح سمكها من 20 إلى 25 كم تحت أقواس الجزر والمناطق ذات النوع الانتقالي من القشرة إلى 80 كم تحت أحزمة الأرض المطوية الشابة، على سبيل المثال، تحت جبال الأنديز أو حزام جبال الألب الهيمالايا. ويبلغ متوسط ​​سمك القشرة القارية تحت المنصات القديمة 40 كيلومترا. تتكون القشرة القارية من ثلاث طبقات، الطبقة العليا منها رسوبية، والطبقتين السفليتين منها تتمثل في الصخور البلورية. تتكون الطبقة الرسوبية من الرواسب الطينية والكربونات الموجودة في الأحواض البحرية الضحلة.

الشباك ولها سمك مختلف تمامًا من 0 على الدروع القديمة إلى 15 كم في الأحواض الهامشية للمنصات. وتحت الطبقة الرسوبية توجد صخور ما قبل الكمبري "الجرانيت"، والتي غالبًا ما تتحول من خلال عمليات التحول الإقليمي. التالي يكمن طبقة البازلت. الفرق بين القشرة المحيطية والقشرة القارية هو وجود طبقة الجرانيت في الأخيرة. علاوة على ذلك، فإن القشرة المحيطية والقارية تقع تحت صخور الوشاح العلوي.

تحتوي القشرة الأرضية على تركيبة ألومينوسيليكات، ممثلة بشكل أساسي بمركبات قابلة للانصهار. العناصر الكيميائية السائدة هي الأكسجين (43.13٪)، السيليكون (26٪) والألومنيوم (7.45٪) على شكل سيليكات وأكاسيد (الجدول 2).

الجدول 2

متوسط ​​التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية

التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية،%، هو كما يلي: حمضية

الجنس - 46.8؛ السيليكون - 27.3؛ الألومنيوم - 8.7؛ حديد -5.1؛ الكالسيوم - 3.6؛ الصوديوم - 2.6؛ البوتاسيوم - 2.6؛ المغنيسيوم - 2.1؛ الآخرين - 1.2.

وكما تظهر البيانات الحديثة، فإن تركيبة القشرة المحيطية ثابتة إلى درجة يمكن اعتبارها أحد الثوابت العالمية، تماماً مثل تركيبة الهواء الجوي أو متوسط ​​ملوحة مياه البحر. وهذا دليل على وحدة آلية تكوينها.

من الظروف المهمة التي تميز قشرة الأرض عن المجالات الجغرافية الداخلية الأخرى وجود محتوى متزايد من النظائر المشعة طويلة العمر لليورانيوم 232 والثوريوم 237 T والبوتاسيوم 40 K ، ويلاحظ أعلى تركيز لها في "الجرانيت". طبقة القشرة القارية، بينما في القشرة المحيطية توجد عناصر مشعة لا تذكر.

أرز. 3. رسم تخطيطي لخطأ التحويل المحيطي

الغلاف الصخري

البراكين

مجعدة

كونتيننتال

الغلاف الصخري

التدخلات البركانية

ذوبان

أرز. 2. مقطع تخطيطي لمنطقة الضغط السفلي للغلاف الصخري المحيطي

تحت القارية

الغلاف الصخري- هذه هي قشرة الأرض التي تجمع بين القشرة الأرضية وجزء من الوشاح العلوي. من السمات المميزة للغلاف الصخري أنه يحتوي على صخور في حالة بلورية صلبة وهي صلبة ومتينة. في الجزء السفلي من سطح الأرض، لوحظ ارتفاع في درجة الحرارة. الغلاف البلاستيكي للوشاح الموجود تحت الغلاف الصخري هو الغلاف الموري، حيث تذوب المادة جزئيًا عند درجات الحرارة المرتفعة، ونتيجة لذلك، على عكس الغلاف الصخري، لا يتمتع الغلاف الموري بالقوة ويمكن أن يتشوه بشكل بلاستيكي، حتى القدرة للتدفق حتى تحت تأثير الضغوط الزائدة المنخفضة جدًا (الشكل 2، 3). في ضوء الأفكار الحديثة، ووفقاً لنظرية تكتونية الصفائح الصخرية، فقد ثبت أن الصفائح الصخرية التي تشكل القشرة الخارجية للأرض تتشكل بسبب التبريد والتبلور الكامل للمادة المنصهرة جزئياً في الغلاف الموري ، على غرار ما يحدث، على سبيل المثال، على النهر عندما يتجمد الماء ويتشكل الجليد في يوم فاتر.

تجدر الإشارة إلى أن اللهيرزوليت الذي يشكل الوشاح العلوي له تركيبة معقدة، وبالتالي فإن مادة الغلاف الموري، كونها في حالة صلبة، تكون ميكانيكيًا

ضعفت كثيرا لدرجة أنها قادرة على الزحف. وهذا يدل على أن الغلاف الموري يتصرف مثل السائل اللزج على المقاييس الزمنية الجيولوجية. وبالتالي، فإن الغلاف الصخري قادر على الحركة بالنسبة إلى الوشاح السفلي بسبب ضعف الغلاف الموري. من الحقائق المهمة التي تؤكد إمكانية حركة صفائح الغلاف الصخري أن الغلاف الموري يتم التعبير عنه عالميًا، على الرغم من عمقه وسمكه وعمقه. الخصائص الفيزيائيةتختلف على نطاق واسع. يتراوح سمك الغلاف الصخري من عدة كيلومترات تحت الوديان المتصدعة لتلال وسط المحيط إلى 100 كيلومتر تحت محيط المحيطات، وتحت الدروع القديمة يصل سمك الغلاف الصخري إلى 300-350 كيلومترًا.

الخاصية المميزة للعالم هي عدم تجانسه. وهي مقسمة إلى عدد من الطبقات أو المجالات، والتي تنقسم إلى داخلية وخارجية.

المجالات الداخلية للأرض: القشرة الأرضية والوشاح واللب.

قشرة الأرضالأكثر تنوعا. من حيث العمق، هناك 3 طبقات (من الأعلى إلى الأسفل): الرسوبية والجرانيت والبازلت.

الطبقة الرسوبيةتتكون من صخور ناعمة وأحياناً مفككة نشأت عن ترسيب المادة في بيئة مائية أو هوائية على سطح الأرض. عادة ما تترتب الصخور الرسوبية في طبقات تحدها مستويات متوازية. يتراوح سمك الطبقة من عدة أمتار إلى 10-15 كم. هناك مناطق تكون فيها الطبقة الرسوبية غائبة تمامًا تقريبًا.

طبقة الجرانيتوتتكون بشكل رئيسي من الصخور النارية والمتحولة الغنية بآل وسي. ويبلغ متوسط ​​محتوى SiO 2 فيها أكثر من 60%، لذلك يتم تصنيفها على أنها صخور حمضية. كثافة الصخور في الطبقة 2.65-2.80 جم/سم3. سمك 20-40 كم. كجزء من القشرة المحيطية (على سبيل المثال، في قاع المحيط الهادئ)، لا توجد طبقة جرانيت، وبالتالي فهي جزء لا يتجزأ من القشرة القارية.

طبقة البازلتتقع في قاعدة القشرة الأرضية وهي مستمرة، أي على عكس طبقة الجرانيت فهي موجودة في كل من القشرة القارية والمحيطية. ويفصله عن سطح الجرانيت سطح كونراد (K) الذي تتغير عليه سرعة الموجات الزلزالية من 6 إلى 6.5 كم/ثانية. المادة المكونة لطبقة البازلت قريبة في التركيب الكيميائي والخواص الفيزيائية للبازلت (أقل غنى بـ SiO 2 من الجرانيت). تصل كثافة المادة إلى 3.32 جم/سم3 . وتزداد سرعة مرور الموجات الزلزالية الطولية من 6.5 إلى 7 كم/ث عند الحد الأدنى، حيث تقفز السرعة مرة أخرى وتصل إلى 8-8.2 كم/ث. يمكن تتبع هذه الحدود السفلية لقشرة الأرض في كل مكان وتسمى حدود موهوروفيتش (العالم اليوغوسلافي) أو حدود M.

عباءةتقع تحت القشرة الأرضية في أعماق تتراوح من 8-80 إلى 2900 كم. درجة الحرارة في الطبقات العليا (حتى 100 كم) هي 1000-1300 درجة مئوية، وتزداد مع العمق وتصل إلى 2300 درجة مئوية عند الحد السفلي، إلا أن المادة موجودة في حالة صلبة بسبب الضغط الذي يحدث على أعماق كبيرة. يصل إلى مئات الآلاف والملايين من الأجواء. عند الحدود مع القلب (2900 كم)، لوحظ انكسار وانعكاس جزئي للموجات الزلزالية الطولية، لكن الموجات المستعرضة لا تتجاوز هذه الحدود (يتراوح "الظل الزلزالي" من 103 درجة إلى 143 درجة قوس). وتبلغ سرعة انتشار الموجة في الجزء السفلي من الوشاح 13.6 كم/ثانية.

في الآونة الأخيرة نسبيًا، أصبح من المعروف أنه في الجزء العلوي من الوشاح توجد طبقة من الصخور غير المضغوطة - الغلاف الموري,تقع على عمق 70-150 كم (أعمق تحت المحيطات)، حيث يتم تسجيل انخفاض في سرعات الأمواج المرنة بنسبة 3٪ تقريبًا.

جوهرفي الخصائص الفيزيائية يختلف بشكل حاد عن الوشاح الذي يغلفه. وتبلغ سرعة مرور الموجات الزلزالية الطولية 8.2-11.3 كم/ثانية. والحقيقة هي أنه عند حدود الوشاح واللب يحدث انخفاض حاد في سرعة الموجات الطولية من 13.6 إلى 8.1 كم / ثانية. لقد توصل العلماء منذ فترة طويلة إلى استنتاج مفاده أن كثافة اللب أعلى بكثير من كثافة الأصداف السطحية. ويجب أن تتوافق مع كثافة الحديد في ظل الظروف الجوية المناسبة. لذلك، يُعتقد على نطاق واسع أن النواة تتكون من Fe وNi ولها خصائص مغناطيسية. يرتبط وجود هذه المعادن في النواة بالتمايز الأولي للمادة حسب الثقل النوعي. تتحدث النيازك أيضًا لصالح نواة الحديد والنيكل. وينقسم جوهر إلى الخارجية والداخلية. ويبلغ الضغط في الجزء الخارجي من القلب 1.5 مليون ضغط جوي؛ الكثافة 12 جم/سم3 . وتنتشر هنا الموجات الزلزالية الطولية بسرعة 8.2-10.4 كم/ثانية. النواة الداخلية في حالة سائلة، وتيارات الحمل الحراري فيها تحفز المجال المغناطيسي للأرض. في النواة الداخليةالضغط يصل إلى 3.5 مليون ضغط جوي، الكثافة 17.3-17.9 جم/سم3، سرعة الموجة الطولية 11.2-11.3 كم/ثانية. تظهر الحسابات أن درجة الحرارة هناك يجب أن تصل إلى عدة آلاف من الدرجات (حتى 4000 درجة مئوية). وتكون المادة الموجودة في حالة صلبة بسبب الضغط العالي.

المجالات الخارجية للأرض: الغلاف المائي والغلاف الجوي والمحيط الحيوي.

المحيط المائييوحد مجموعة كاملة من مظاهر أشكال الماء في الطبيعة، بدءا من الغطاء المائي المستمر الذي يشغل ثلثي سطح الأرض (البحار والمحيطات) وانتهاء بالمياه التي هي جزء من الصخور والمعادن. في هذا الفهم، يكون الغلاف المائي عبارة عن غلاف متواصل للأرض. يدرس مقررنا، أولاً وقبل كل شيء، ذلك الجزء من الغلاف المائي الذي يشكل طبقة مائية مستقلة - المحيطات.

من المساحة الكليةتبلغ مساحة اليابسة 510 مليون كيلومتر مربع، منها 361 مليون كيلومتر مربع (71%) مغطاة بالمياه. من الناحية التخطيطية، يتم تصوير ارتياح الجزء السفلي من المحيط العالمي على أنه منحنى هيبوغرافي.ويبين توزيع ارتفاعات الأرض وأعماق المحيطات. يمكن رؤية مستويين من قاع البحر بوضوح بأعماق تتراوح بين 0-200 م و3-6 كم. أولها منطقة من المياه الضحلة نسبياً، تحيط بسواحل جميع القارات على شكل منصة تحت الماء. هل هذا الجرف القاري أم رفوف.من البحر، يقتصر الجرف على حافة شديدة الانحدار تحت الماء - المنحدر القاري(حتى 3000 م). على أعماق 3-3.5 كم هناك القدم القارية.يبدأ تحت 3500 م قاع المحيط (سرير المحيط)،ويصل عمقها إلى 6000 متر، وتشكل القدم القارية وقاع المحيط المستوى الثاني المحدد بوضوح لقاع البحر، ويتكون من قشرة محيطية نموذجية (بدون طبقة من الجرانيت). من بين قاع المحيط، تقع بشكل رئيسي في الأجزاء الطرفية من المحيط الهادئ المنخفضات في أعماق البحار (الخنادق)- من 6000 إلى 11000 م هذا تقريبًا ما كان يبدو عليه منحنى الرسم البياني قبل 20 عامًا. وكان من أهم الاكتشافات الجيولوجية في الآونة الأخيرة هذا الاكتشاف منتصف حواف المحيط -نظام عالمي من الجبال البحرية يرتفع فوق قاع المحيط بمقدار كيلومترين أو أكثر ويحتل ما يصل إلى ثلث مساحة قاع المحيط. وستتم مناقشة الأهمية الجيولوجية لهذا الاكتشاف لاحقًا.

تقريبا جميع العناصر الكيميائية المعروفة موجودة في مياه المحيطات، ولكن 4 منها فقط هي المهيمنة: O 2، H 2، Na، Cl. يتم تحديد محتوى المركبات الكيميائية الذائبة في مياه البحر (الملوحة) بنسبة الوزن أو جزء في المليون(1 جزء في المليون = 0.1%). يبلغ متوسط ​​ملوحة مياه المحيط 35 جزءًا في المليون (يوجد 35 جرامًا من الأملاح في لتر واحد من الماء). الملوحة تختلف على نطاق واسع. لذلك، في البحر الأحمر يصل إلى 52 جزء في المليون، وفي البحر الأسود يصل إلى 18 جزء في المليون.

أَجواءيمثل الغلاف الجوي العلوي للأرض والذي يغلفها بغلاف متواصل. الحدود العليا ليست مميزة، لأن كثافة الغلاف الجوي تتناقص مع الارتفاع وتنتقل تدريجياً إلى مساحة خالية من الهواء. الحد الأدنى هو سطح الأرض. هذه الحدود تعسفية أيضًا، حيث أن الهواء يخترق عمقًا معينًا في القشرة الحجرية ويكون موجودًا في شكل مذاب في عمود الماء. هناك 5 مجالات رئيسية في الغلاف الجوي (من الأسفل إلى الأعلى): التروبوسفير، الستراتوسفير، الميزوسفير، الأيونوسفيرو الغلاف الخارجي.تعتبر طبقة التروبوسفير مهمة للجيولوجيا، لأنها على اتصال مباشر بقشرة الأرض ولها تأثير كبير عليها.

وتتميز طبقة التروبوسفير بكثافة عالية ووجود مستمر لبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغبار؛ انخفاض تدريجي في درجة الحرارة مع الارتفاع ووجود دوران هوائي رأسي وأفقي فيه. في التركيب الكيميائيبالإضافة إلى العناصر الرئيسية - O 2 و N 2 - يوجد دائمًا ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وبعض الغازات الخاملة (Ar) و H 2 وثاني أكسيد الكبريت والغبار. إن دوران الهواء في طبقة التروبوسفير معقد للغاية.

المحيط الحيوي- نوع من القذائف (معزولة وسميت من قبل الأكاديمي V. I. Vernadsky) يوحد تلك القذائف التي توجد فيها الحياة. وهي لا تشغل مساحة منفصلة، ​​ولكنها تخترق القشرة الأرضية والغلاف الجوي والغلاف المائي. يلعب المحيط الحيوي دورًا كبيرًا في العمليات الجيولوجية، حيث يشارك في تكوين الصخور وتدميرها.

تتغلغل الكائنات الحية بعمق في الغلاف المائي، والذي يُطلق عليه غالبًا "مهد الحياة". الحياة غنية بشكل خاص في الغلاف المحيطي، في طبقاته السطحية. اعتمادا على الوضع المادي والجغرافي، في المقام الأول على الأعماق، هناك عدة أنواع من المياه في البحار والمحيطات. المناطق الحيوية("السير" اليوناني - الحياة، "نوموس" - القانون). تختلف هذه المناطق في ظروف وجود الكائنات الحية وتكوينها. يوجد في منطقة الرف منطقتان: ساحليو neretic.المنطقة الساحلية عبارة عن شريط ضيق نسبيًا من المياه الضحلة، يتم تصريفها مرتين يوميًا أثناء انخفاض المد. نظرًا لطبيعتها المحددة، تسكن المنطقة الساحلية كائنات حية يمكنها تحمل الجفاف المؤقت (ديدان البحر، وبعض الرخويات، وقنفذ البحر، والنجوم). أعمق من منطقة المد والجزر داخل الجرف هي المنطقة النيريتية، وهي الأكثر كثافة سكانية بمجموعة متنوعة من الكائنات البحرية. يتم تمثيل جميع أنواع الحيوانات على نطاق واسع هنا. حسب نمط الحياة يميزون القاعيةالحيوانات (سكان القاع): القاعيات اللاطئة (الشعاب المرجانية ، الإسفنج ، الحزازيات ، إلخ) ، القاعيات المتجولة (الزاحفة - القنافذ ، النجوم ، جراد البحر). السوابحالحيوانات قادرة على التحرك بشكل مستقل (الأسماك، رأسيات الأرجل)؛ العوالق (العوالق) -معلقة في الماء (المنخربات، الشعاعية، قنديل البحر). يتوافق مع المنحدر القاري منطقة الاستحمام,القدم القارية والقاع المحيطي - منطقة سحيقة.الظروف المعيشية فيها ليست مواتية للغاية - الظلام الدامس والضغط العالي ونقص الطحالب. ومع ذلك، حتى هناك تم اكتشافهم مؤخرًا واحات الحياة السحيقة,يقتصر على البراكين تحت الماء ومناطق التدفق الحراري المائي. تعتمد الكائنات الحية هنا على البكتيريا اللاهوائية العملاقة، والكائنات الحية الغريبة الأخرى.

عمق تغلغل الكائنات الحية في الأرض محدود بشكل أساسي بظروف درجة الحرارة. من الناحية النظرية، بالنسبة بدائيات النوى الأكثر مقاومة هو 2.5-3 كم. تؤثر المادة الحية بشكل فعال على تكوين الغلاف الجوي، والذي هو في شكله الحديث نتيجة للنشاط الحيوي للكائنات الحية التي أثرتها بالأكسجين وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. إن دور الكائنات الحية في تكوين الرواسب البحرية مهم للغاية، والعديد منها عبارة عن معادن (الكاوستوبيوليت، والجاسبيليت، وما إلى ذلك).

أسئلة الاختبار الذاتي.

كيف تشكلت وجهات النظر حول أصل النظام الشمسي؟

ما هو شكل وحجم الأرض؟

ما هي الأصداف الصلبة التي تتكون منها الأرض؟

كيف تختلف القشرة القارية عن القشرة المحيطية؟

ما الذي يسبب المجال المغناطيسي للأرض؟

ما هو منحنى hypsographic ونوعه؟

ما هو القاع؟

ما هو المحيط الحيوي وحدوده؟

مقدمة

لعدة قرون، ظلت مسألة أصل الأرض حكرا على الفلاسفة، لأن المواد الواقعية في هذا المجال كانت غائبة تماما تقريبا. تم طرح الفرضيات العلمية الأولى المتعلقة بأصل الأرض والنظام الشمسي، بناءً على الملاحظات الفلكية، فقط في القرن الثامن عشر. منذ ذلك الحين، لم تتوقف النظريات الجديدة والجديدة عن الظهور، مما يتوافق مع نمو أفكارنا حول نشأة الكون.

الأولى في هذه السلسلة كانت النظرية الشهيرة التي صاغها الفيلسوف الألماني إيمانويل كانط عام 1755. يعتقد كانط أن النظام الشمسي نشأ من بعض المواد البدائية التي كانت منتشرة بحرية في الفضاء في السابق. تحركت جزيئات هذه المادة في اتجاهات مختلفة، وتصطدم ببعضها البعض، وفقدت سرعتها. أثقلها وأكثرها كثافة، تحت تأثير الجاذبية، متصلة ببعضها البعض، وتشكل جلطة مركزية - الشمس، والتي بدورها، جذبت جزيئات أكثر بعدا وصغيرة وخفيفة.

وهكذا نشأ عدد معين من الأجسام الدوارة التي تقاطعت مساراتها مع بعضها البعض. بعض هذه الأجسام، التي كانت تتحرك في البداية في اتجاهات متعاكسة، تم سحبها في النهاية إلى تدفق واحد وشكلت حلقات من المادة الغازية، تقع تقريبًا في نفس المستوى وتدور حول الشمس في نفس الاتجاه، دون التدخل مع بعضها البعض. تتشكل نوى أكثر كثافة في حلقات فردية، تنجذب إليها الجزيئات الأخف تدريجيًا، لتشكل تراكمات كروية من المادة؛ وهكذا تشكلت الكواكب، التي استمرت في الدوران حول الشمس في نفس مستوى الحلقات الأصلية للمادة الغازية.

1. تاريخ الأرض

الأرض هي الكوكب الثالث من الشمس في النظام الشمسي. ويدور حول النجم في مدار إهليلجي (قريب جدًا من الدائري) بمتوسط ​​سرعة 29.765 كم/ث على مسافة متوسطة 149.6 مليون كم خلال فترة 365.24 يومًا. للأرض قمر صناعي، وهو القمر، يدور حول الشمس على مسافة متوسطة تبلغ 384,400 كيلومتر. ميل محور الأرض على مستوى مسير الشمس هو 66033`22``. تبلغ مدة دوران الكوكب حول محوره 23 ساعة و56 دقيقة و4.1 ثانية. فالدوران حول محوره يسبب تغير النهار والليل، كما أن ميل المحور وثورته حول الشمس يسبب تغير الفصول. شكل الأرض هو شكل جيولوجي، تقريبًا شكل إهليلجي ثلاثي المحاور، كروي. يبلغ متوسط ​​\u200b\u200bنصف قطر الأرض 6371.032 كم، والاستوائي - 6378.16 كم، والقطبي - 6356.777 كم. تبلغ مساحة سطح الكرة الأرضية 510 مليون كيلومتر مربع، الحجم - 1.083 * 1012 كيلومتر مربع، متوسط ​​الكثافة 5518 كجم / م 3. كتلة الأرض 5976*1021 كجم. تمتلك الأرض مجالًا مغناطيسيًا ومجالًا كهربائيًا مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا. يحدد مجال الجاذبية الأرضية شكلها الكروي ووجود غلاف جوي لها.

وفقًا لمفاهيم نشأة الكون الحديثة، تشكلت الأرض منذ حوالي 4.7 مليار سنة من مادة غازية منتشرة في النظام الشمسي الأولي. نتيجة لتمييز المادة، نشأت الأرض، تحت تأثير مجال الجاذبية، في ظروف تسخين باطن الأرض، وطورت قذائف ذات تركيب كيميائي مختلف، وحالة التجميع والخصائص الفيزيائية - الغلاف الأرضي: اللب ( في الوسط)، الوشاح، القشرة الأرضية، الغلاف المائي، الغلاف الجوي، الغلاف المغناطيسي. ويهيمن الحديد (34.6%)، والأكسجين (29.5%)، والسيليكون (15.2%)، والمغنيسيوم (12.7%)، على تكوين الأرض. إن قشرة الأرض ووشاحها ونواتها الداخلية صلبة (يعتبر الجزء الخارجي من اللب سائلاً). ومن سطح الأرض نحو المركز يزداد الضغط والكثافة ودرجة الحرارة. يبلغ الضغط في مركز الكوكب 3.6*1011 باسكال، والكثافة حوالي 12.5*103 كجم/م3، وتتراوح درجة الحرارة من 50000 إلى

60000 درجة مئوية الأنواع الرئيسية لقشرة الأرض هي القارية والمحيطية، وفي المنطقة الانتقالية من القارة إلى المحيط، يتم تطوير قشرة ذات بنية وسيطة.

يشغل المحيط العالمي معظم الكرة الأرضية (361.1 مليون كيلومتر مربع؛ 70.8%)، وتبلغ مساحة الأرض 149.1 مليون كيلومتر مربع (29.2%)، ويشكل ست قارات وجزر. يرتفع فوق مستوى محيطات العالم بمتوسط ​​875 م (أعلى ارتفاع 8848 م - جبل تشومولونغما)، وتحتل الجبال أكثر من ثلث سطح الأرض. تغطي الصحارى حوالي 20% من سطح الأرض، والغابات - حوالي 30%، والأنهار الجليدية - أكثر من 10%. يبلغ متوسط ​​عمق محيطات العالم حوالي 3800 م (أعظم عمق هو 11020 م - خندق ماريانا (خندق) في المحيط الهادئ). يبلغ حجم الماء على كوكب الأرض 1370 مليون كيلومتر مكعب، ومتوسط ​​الملوحة 35 جرام/لتر.

يتكون الغلاف الجوي للأرض الذي تبلغ كتلته الإجمالية 5.15 * 1015 طنًا من الهواء - وهو خليط أساسًا من النيتروجين (78.08٪) والأكسجين (20.95٪) والباقي عبارة عن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون بالإضافة إلى مواد خاملة وغيرها. غازات. تبلغ درجة الحرارة القصوى لسطح الأرض 570-580 درجة مئوية (في الصحاري الاستوائية في أفريقيا وأمريكا الشمالية)، والحد الأدنى حوالي -900 درجة مئوية (في المناطق الوسطى من القارة القطبية الجنوبية).

ينتمي تكوين الأرض والمرحلة الأولى من تطورها إلى تاريخ ما قبل الجيولوجيا. يبلغ العمر المطلق لأقدم الصخور أكثر من 3.5 مليار سنة. ينقسم التاريخ الجيولوجي للأرض إلى مرحلتين غير متكافئتين: مرحلة ما قبل الكمبري، التي تشغل حوالي 5/6 من التسلسل الزمني الجيولوجي بأكمله (حوالي 3 مليارات سنة)، ومرحلة الفانيروزويك، التي تغطي آخر 570 مليون سنة. منذ حوالي 3-3.5 مليار سنة، نتيجة للتطور الطبيعي للمادة، نشأت الحياة على الأرض وبدأ تطور المحيط الحيوي. كان لمجموع جميع الكائنات الحية التي تعيش فيها، ما يسمى بالمادة الحية للأرض، تأثير كبير على تطور الغلاف الجوي والغلاف المائي والقشرة الرسوبية. جديد

العامل الذي له تأثير قوي على المحيط الحيوي هو النشاط الإنتاجي للإنسان الذي ظهر على الأرض قبل أقل من 3 ملايين سنة. إن معدل النمو المرتفع لسكان الأرض (275 مليون نسمة في 1000، 1.6 مليار نسمة في عام 1900 ونحو 6.3 مليار نسمة في عام 1995) والتأثير المتزايد للمجتمع البشري على البيئة الطبيعية قد أثار مشاكل الاستخدام الرشيد للجميع. الموارد الطبيعيةوالحفاظ على الطبيعة.

2. النموذج الزلزالي لبنية الأرض

تم تطوير نموذج معروف على نطاق واسع للبنية الداخلية للأرض (تقسيمها إلى اللب والوشاح والقشرة) من قبل علماء الزلازل ج. جيفريز وبي. جوتنبرج في النصف الأول من القرن العشرين. وكان العامل الحاسم في هذه الحالة هو اكتشاف انخفاض حاد في سرعة مرور الموجات الزلزالية داخل الكرة الأرضية على عمق 2900 كم ويبلغ نصف قطر الكوكب 6371 كم. وتبلغ سرعة مرور الموجات الزلزالية الطولية مباشرة فوق الحد المشار إليه 13.6 كم/ث، وتحته 8.1 كم/ث. هذه هي الحدود بين الوشاح واللب.

وعليه فإن نصف قطر النواة هو 3471 كم. الحد العلوي للوشاح هو القسم الزلزالي موهوروفيتشي، الذي حدده عالم الزلازل اليوغوسلافي أ. موهوروفيتشيتش (1857-1936) في عام 1909. إنه يفصل القشرة الأرضية عن الوشاح. عند هذه النقطة، تزداد سرعة الموجات الطولية التي تمر عبر القشرة الأرضية بشكل مفاجئ من 6.7-7.6 إلى 7.9-8.2 كم/ث، لكن هذا يحدث عند مستويات عمق مختلفة. تحت القارات يبلغ عمق القسم م (أي قاعدة القشرة الأرضية) بضع عشرات من الكيلومترات، وتحت بعض الهياكل الجبلية (البامير، الأنديز) يمكن أن يصل إلى 60 كم، أما تحت أحواض المحيطات بما فيها المياه العمود، العمق هو فقط 10-12 كم. وبشكل عام تظهر القشرة الأرضية في هذا المخطط كقشرة رقيقة، بينما يمتد الوشاح في العمق إلى 45% من نصف قطر الأرض.

ولكن في منتصف القرن العشرين، دخلت الأفكار حول البنية العميقة الأكثر تفصيلا للأرض العلم. بناءً على البيانات الزلزالية الجديدة، اتضح أنه من الممكن تقسيم النواة إلى داخلية وخارجية، والوشاح إلى سفلي وعلوي (الشكل 1). وهذا النموذج الذي انتشر على نطاق واسع، لا يزال يستخدم حتى يومنا هذا. بدأها عالم الزلازل الأسترالي ك. بولين، الذي اقترح في أوائل الأربعينيات مخططًا لتقسيم الأرض إلى مناطق، والتي حددها بالحروف: أ - قشرة الأرض، ب - المنطقة في نطاق عمق 33-413 كم، ج - المنطقة 413-984 كم، د - المنطقة 984-2898 كم، د - 2898-4982 كم، F - 4982-5121 كم، G - 5121-6371 كم (مركز الأرض). وتختلف هذه المناطق في الخصائص الزلزالية. وفي وقت لاحق، قام بتقسيم المنطقة D إلى المناطق D" (984-2700 كم) وD" (2700-2900 كم). حاليًا، تم تعديل هذا المخطط بشكل كبير وتم استخدام الطبقة "D" فقط على نطاق واسع في الأدبيات الشخصيات الرئيسيه- تقليل تدرجات السرعة الزلزالية مقارنة بمنطقة الوشاح المغطاة.

اللب الداخلي، الذي يبلغ نصف قطره 1225 كم، صلب وله كثافة عالية تبلغ 12.5 جم/سم3. اللب الخارجي سائل كثافته 10 جم/سم3. عند الحدود بين اللب والوشاح، هناك قفزة حادة ليس فقط في سرعة الموجات الطولية، ولكن أيضًا في الكثافة. وفي الوشاح ينخفض ​​إلى 5.5 جم/سم3. وتتأثر بها الطبقة D، وهي على اتصال مباشر مع اللب الخارجي، حيث أن درجات الحرارة في اللب تتجاوز درجات حرارة الوشاح بشكل كبير، وفي بعض الأماكن تولد هذه الطبقة حرارة هائلة وتدفقات جماعية موجهة نحو سطح الأرض عبر الغلاف الجوي. عباءة تسمى أعمدة، ويمكن أن تظهر على الكوكب في شكل مناطق بركانية كبيرة، كما هو الحال في جزر هاواي وأيسلندا ومناطق أخرى.

الحد العلوي للطبقة "D" غير مؤكد، ويمكن أن يتراوح مستواها عن سطح النواة من 200 إلى 500 كيلومتر أو أكثر. وبالتالي، فمن الممكن

استنتج أن هذه الطبقة تعكس العرض غير المتساوي والمختلف للطاقة الأساسية لمنطقة الوشاح.

حدود الوشاح السفلي والعلوي في المخطط قيد النظر هو القسم الزلزالي الواقع على عمق 670 كم. وله توزيع عالمي ويبرره قفزة في السرعات الزلزالية في اتجاه زيادتها، فضلا عن زيادة في كثافة المادة في الوشاح السفلي. هذا القسم هو أيضًا حدود التغيرات في التركيب المعدني للصخور في الوشاح.

وهكذا فإن الوشاح السفلي، الذي يقع بين أعماق 670 و2900 كم، يمتد على طول نصف قطر الأرض لمسافة 2230 كم. يحتوي الوشاح العلوي على قسم زلزالي داخلي موثق جيدًا، ويمر على عمق 410 كم. عند عبور هذه الحدود من الأعلى إلى الأسفل، تزداد السرعات الزلزالية بشكل حاد. هنا، كما هو الحال عند الحدود السفلية للوشاح العلوي، تحدث تحولات معدنية كبيرة.

يتم تمييز الجزء العلوي من الوشاح العلوي وقشرة الأرض بشكل جماعي باسم الغلاف الصخري، وهو الغلاف الصلب العلوي للأرض، على عكس الغلاف المائي والغلاف الجوي. بفضل نظرية تكتونية الصفائح الصخرية، أصبح مصطلح "الغلاف الصخري" واسع الانتشار. تفترض النظرية حركة الصفائح عبر الغلاف الموري - وهي طبقة عميقة سائلة مخففة، وربما جزئيًا، ذات لزوجة منخفضة. ومع ذلك، فإن علم الزلازل لا يظهر غلافًا موزيًا متسقًا مكانيًا. بالنسبة للعديد من المناطق، تم تحديد عدة طبقات من الغلاف الموري تقع عموديًا، بالإضافة إلى انقطاعها الأفقي. يتم تسجيل تناوبها بشكل خاص داخل القارات، حيث يتراوح عمق طبقات الغلاف الوري (العدسات) من 100 كيلومتر إلى عدة مئات.

تحت المنخفضات السحيقة للمحيطات، تقع طبقة الغلاف الموري على عمق 70-80 كم أو أقل. وعليه، فإن الحد الأدنى للغلاف الصخري غير مؤكد في الواقع، وهذا يخلق صعوبات كبيرة أمام نظرية حركيات صفائح الغلاف الصخري، كما لاحظ العديد من الباحثين. هذه هي الأفكار الأساسية التي تطورت حتى الآن حول بنية الأرض. وننتقل بعد ذلك إلى أحدث البيانات المتعلقة بالحدود الزلزالية العميقة، والتي توفر أهم المعلومات حول البنية الداخلية للكوكب.

3. التركيب الجيولوجي للأرض

عادة ما يتم تصوير تاريخ البنية الجيولوجية للأرض في شكل مراحل أو مراحل متعاقبة. يتم حساب الوقت الجيولوجي من بداية تكوين الأرض.

المرحلة 1(4.7 - 4 مليار سنة). تتكون الأرض من الغاز والغبار والكواكب المصغرة. نتيجة للطاقة المنبعثة أثناء اضمحلال العناصر المشعة واصطدام الكواكب المصغرة، ترتفع درجة حرارة الأرض تدريجياً. ويؤدي سقوط نيزك عملاق على الأرض إلى قذف المادة التي يتكون منها القمر.

وفقًا لمفهوم آخر، تم الاستيلاء على القمر الأولي، الموجود في أحد مدارات مركزية الشمس، بواسطة الأرض الأولية، مما أدى إلى تكوين النظام الثنائي للأرض والقمر.

يؤدي تفريغ الغاز من الأرض إلى بداية تكوين غلاف جوي يتكون بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا. في نهاية المرحلة قيد النظر، بسبب تكثيف بخار الماء، يبدأ تكوين الغلاف المائي.

المرحلة 2(4 - 3.5 مليار سنة). ظهرت الجزر الأولى، القارات الأولية، المكونة من صخور تحتوي بشكل أساسي على السيليكون والألومنيوم. ترتفع القارات قليلاً فوق المحيطات التي لا تزال ضحلة للغاية.

المرحلة 3(3.5 – 2.7 مليار سنة). يتجمع الحديد في مركز الأرض ويشكل قلبها السائل، مما يؤدي إلى نشوء الغلاف المغناطيسي. يتم إنشاء المتطلبات الأساسية لظهور الكائنات الحية الأولى، البكتيريا. يستمر تكوين القشرة القارية.

المرحلة 4(2.7 – 2.3 مليار سنة). يتم تشكيل قارة عظمى واحدة. بانجيا، التي يعارضها المحيط العملاق بانثالاسا.

المرحلة 5(2.3 - 1.5 مليار سنة). يؤدي تبريد القشرة الأرضية والغلاف الصخري إلى تفكك القارة العظمى إلى كتل من الصفائح الدقيقة، تمتلئ الفراغات بينها بالرواسب والبراكين. ونتيجة لذلك، تنشأ أنظمة ذات سطح مطوي وتتشكل قارة عظمى جديدة - بانجيا الأولى. ويمثل العالم العضوي الطحالب الخضراء المزرقة، التي يساهم نشاط التمثيل الضوئي فيها في إثراء الغلاف الجوي بالأكسجين، مما يؤدي إلى مزيد من تطور العالم العضوي.

المرحلة 6(1700 – 650 مليون سنة). يحدث تدمير بانجيا الأول، وتكوين أحواض ذات قشرة محيطية. تتشكل قارتان عظيمتان: غوندافانا، والتي تضم أمريكا الجنوبية، وإفريقيا، ومدغشقر، والهند، وأستراليا، والقارة القطبية الجنوبية، ولوراسيا، والتي تضم أمريكا الشمالية، وجرينلاند، وأوروبا، وآسيا (باستثناء الهند). يتم فصل غوندوانا ولوراسيا عن طريق بحر الثدي. تبدأ العصور الجليدية الأولى. أصبح العالم العضوي مشبعًا بسرعة بالكائنات متعددة الخلايا وغير الهيكلية. تظهر الكائنات الهيكلية الأولى (ثلاثية الفصوص، والرخويات، وما إلى ذلك). يحدث تكوين النفط.

المرحلة 7(650 - 280 مليون سنة). يربط حزام جبال الآبالاش في أمريكا غوندوانا ولوراسيا - ويتكون بانجيا الثاني. يشار إلى ملامح

محيطات حقب الحياة القديمة - المحيط الأطلسي القديم، باليو تيثيس، باليو آسيوية. تمت تغطية جندوانا بالتجلد مرتين. تظهر الأسماك، وبعد ذلك البرمائيات. النباتات والحيوانات تأتي إلى الأرض. يبدأ تكوين الفحم المكثف.

المرحلة 8(280 - 130 مليون سنة). تخترق بانجيا 2 شبكة متزايدة الكثافة من الشعاب القارية، وهي امتدادات تشبه الشق والخندق من القشرة الأرضية. يبدأ تقسيم القارة العظمى. وتنفصل أفريقيا عن أمريكا الجنوبية وهندوستان، والأخيرة عن أستراليا والقارة القطبية الجنوبية. أستراليا تنفصل أخيرًا عن القارة القطبية الجنوبية. كاسيات البذور تستعمر مساحات واسعة من الأرض. ويهيمن على عالم الحيوان الزواحف والبرمائيات، وتظهر الطيور والثدييات البدائية. وفي نهاية هذه الفترة، ماتت مجموعات كثيرة من الحيوانات، بما في ذلك الديناصورات الضخمة. عادة ما تظهر أسباب هذه الظواهر إما في اصطدام الأرض بكويكب كبير، أو في الزيادة الحادة في النشاط البركاني. وكلاهما يمكن أن يؤدي إلى تغيرات عالمية (زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وحدوث حرائق كبيرة، والتحول إلى الرماد)، وهو ما يتعارض مع وجود العديد من أنواع الحيوانات.

المرحلة 9(130 مليون سنة – 600 ألف سنة). يخضع التكوين العام للقارات والمحيطات لتغييرات كبيرة، وعلى وجه الخصوص، يتم فصل أوراسيا عن أمريكا الشماليةالقارة القطبية الجنوبية - من أمريكا الجنوبية. أصبح توزيع القارات والمحيطات قريبًا جدًا من التوزيع الحديث. في بداية الفترة قيد الاستعراض، يكون المناخ في جميع أنحاء الأرض دافئًا ورطبًا. تتميز نهاية الفترة بالتناقضات المناخية الحادة. بعد التجلد في القارة القطبية الجنوبية، يحدث التجلد في القطب الشمالي. تظهر حيوانات ونباتات قريبة من الحيوانات والنباتات الحديثة. ظهور الأسلاف الأوائل للإنسان الحديث.

المرحلة 10(الحداثة). بين الغلاف الصخري ونواة الأرض، ترتفع وتنخفض تدفقات الصهارة، وتخترق الشقوق الموجودة في القشرة الأرضية إلى الأعلى. تغوص أجزاء من القشرة المحيطية حتى تصل إلى القلب، ثم تطفو للأعلى وربما تشكل جزرًا جديدة. تتصادم صفائح الغلاف الصخري مع بعضها البعض وتتأثر باستمرار بتدفقات الصهارة. عندما تتحرك الصفائح بعيدا عن بعضها البعض، يتم تشكيل أجزاء جديدة من الغلاف الصخري. هناك عملية مستمرة للتمايز بين مادة الأرض، والتي تحول حالة جميع القذائف الجيولوجية للأرض، بما في ذلك القلب.

خاتمة

يتم تمييز الأرض بطبيعتها نفسها: في النظام الشمسي، توجد أشكال متطورة من الحياة فقط على هذا الكوكب، فقط على هذا الكوكب وصل الترتيب المحلي للمادة إلى مستوى عالٍ بشكل غير عادي، واستمرارًا للخط العام لتطور المادة. لقد مرت على الأرض أصعب مرحلة من مراحل التنظيم الذاتي، مما يمثل قفزة نوعية عميقة نحوها أشكال أعلىالانتظام.

الأرض هي أكبر كوكب في مجموعتها. ولكن، كما تظهر التقديرات، فإنه حتى هذه الأبعاد والكتلة تمثل الحد الأدنى الذي يستطيع الكوكب عنده الحفاظ على غلافه الجوي الغازي. تفقد الأرض بشكل مكثف الهيدروجين وبعض الغازات الخفيفة الأخرى، وهو ما تؤكده ملاحظات ما يسمى بعمود الأرض.

يختلف الغلاف الجوي للأرض اختلافًا جوهريًا عن أجواء الكواكب الأخرى: ففيه محتوى منخفضثاني أكسيد الكربون ومحتوى الأكسجين الجزيئي العالي ومحتوى بخار الماء العالي نسبيًا. هناك سببان يؤديان إلى عزل الغلاف الجوي للأرض: تمتص مياه المحيطات والبحار ثاني أكسيد الكربون جيدًا، ويشبع المحيط الحيوي الغلاف الجوي بالأكسجين الجزيئي الذي يتشكل أثناء عملية التمثيل الضوئي للنبات. تظهر الحسابات أنه إذا قمنا بتحرير كل ثاني أكسيد الكربون الممتص والمقيد في المحيطات، وقمنا في نفس الوقت بإزالة كل الأكسجين المتراكم نتيجة لحياة النباتات من الغلاف الجوي، فإن تكوين الغلاف الجوي للأرض في سماته الرئيسية سيصبح مشابهًا لـ تكوين أجواء كوكب الزهرة والمريخ.

في الغلاف الجوي للأرض، يشكل بخار الماء المشبع طبقة سحابية تغطي جزءًا كبيرًا من الكوكب. تعتبر السحب الأرضية عنصرا هاما في دورة المياه التي تحدث على كوكبنا في نظام الغلاف المائي - الغلاف الجوي - الأرضي.

تحدث العمليات التكتونية بنشاط على الأرض اليوم، وتاريخها الجيولوجي بعيد عن الاكتمال. من وقت لآخر، تتجلى أصداء النشاط الكوكبي بهذه القوة التي تسبب صدمات كارثية محلية تؤثر على الطبيعة والحضارة الإنسانية. يدعي علماء الحفريات أنه في الشباب المبكر للأرض، كان نشاطها التكتوني أعلى. لقد تطورت التضاريس الحديثة للكوكب وتستمر في التغير تحت تأثير العمل المشترك للعمليات التكتونية والغلاف المائي والغلاف الجوي والبيولوجي على سطحه.

فهرس

ف.ف. تولينوف "مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة": كتاب مدرسي للجامعات - م: UNITY-DANA، 2004.

أ.ف. بيالكو "كوكبنا - الأرض" - م. ناوكا، 1989

ج.ف. فويتكيفيتش "أساسيات نظرية أصل الأرض" - م نيدرا، 1988.

الموسوعة الفيزيائية. تي تي. 1-5. - م. الموسوعة الروسية الكبرى، 1988-1998.

مقدمة ……………………………………………………………………….3

تاريخ الأرض ……………………………………………………………….4

النموذج الزلزالي لبنية الأرض ...........................6

التركيب الجيولوجي للأرض ……………………………………………….9

الخلاصة ……………………………………………………………….13

المراجع ………………………………………………………………………………… 15

معهد الاقتصاد وريادة الأعمال

خارج الجدار

خلاصة

في موضوع "مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة"الأرض الأرض والشمس هما العامل الرئيسي للحياة على الأرض أرضالملخص >> علم الأحياء

1. أرضومكانتها في الكون أرض. الشكل والحجم والإغاثة. داخلي بناء. قمر. أرضالثالثة...384400 كم. داخليا بناءالدور الرئيسي في الدراسة الداخلية البنايات أرضتلعب الأساليب الزلزالية ...

في القرن العشرين، ومن خلال العديد من الدراسات، كشفت الإنسانية سر باطن الأرض، وأصبح هيكل الأرض في المقطع العرضي معروفًا لكل تلميذ. بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون بعد ما هي الأرض، ما هي طبقاتها الرئيسية، وتكوينها، وما يسمى الجزء الأنحف من الكوكب، سنقوم بإدراج عدد من الحقائق المهمة.

في تواصل مع

شكل وحجم كوكب الأرض

خلافا للاعتقاد الخاطئ العام كوكبنا ليس مستديرًا. ويسمى شكلها بالجيويد وهي عبارة عن كرة مسطحة قليلاً. تسمى الأماكن التي تنضغط فيها الكرة الأرضية بالأقطاب. يمر محور دوران الأرض عبر القطبين، ويقوم كوكبنا بدورة واحدة حوله خلال 24 ساعة - وهو يوم أرضي.

الكوكب محاط في المنتصف - دائرة خيالية تقسم الجيود إلى نصفي الكرة الشمالي والجنوبي.

إلى جانب خط الاستواء، هناك خطوط الطول - الدوائر، عمودي على خط الاستواء ويمر بالقطبين. واحد منهم، الذي يمر عبر مرصد غرينتش، يسمى الصفر - وهو بمثابة نقطة مرجعية لخطوط الطول الجغرافية والمناطق الزمنية.

الخصائص الرئيسية للكرة الأرضية تشمل:

• القطر (كم): الاستوائي – 12756، القطبي (عند القطبين) – 12713؛
• طول (كم) خط الاستواء – 40.057، خط الطول – 40.008.

لذلك، فإن كوكبنا هو نوع من القطع الناقص - جيويد، يدور حول محوره ويمر عبر قطبين - الشمال والجنوب.

الجزء المركزي من الجيود محاط بخط الاستواء - دائرة تقسم كوكبنا إلى نصفي الكرة الأرضية. ومن أجل تحديد ما هو نصف قطر الأرض، يتم استخدام نصف قيم قطرها عند القطبين وخط الاستواء.

والآن عن ذلك مما تتكون الارض,ما هي القذائف المغطاة وما هو الهيكل المقطعي للأرض.

قذائف الأرض

القذائف الأساسية للأرضتخصيصها اعتمادا على محتوياتها. وبما أن كوكبنا كروي الشكل، فإن أصدافه، التي تمسكها الجاذبية، تسمى المجالات. إذا نظرت إلى ثلاثة أضعاف الأرض في المقطع العرضي، ثميمكن رؤية ثلاث مجالات:

مرتب(بدءًا من سطح الكوكب) وتقع على النحو التالي:

1. الغلاف الصخري - القشرة الصلبة للكوكب، بما في ذلك المعادن طبقات الارض .
2. الغلاف المائي - يحتوي على موارد المياه - الأنهار والبحيرات والبحار والمحيطات.
3. الغلاف الجوي – عبارة عن غلاف من الهواء يحيط بالكوكب.

بالإضافة إلى ذلك، يتميز المحيط الحيوي أيضًا، والذي يشمل جميع الكائنات الحية التي تسكن الأصداف الأخرى.

مهم!يصنف العديد من العلماء سكان الكوكب على أنهم ينتمون إلى طبقة واسعة منفصلة تسمى الغلاف الجوي للأنثروبوسفير.

يتم تحديد أصداف الأرض - الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي - وفقًا لمبدأ الجمع بين مكون متجانس. في الغلاف الصخري - هذه هي الصخور الصلبة، والتربة، والمحتويات الداخلية للكوكب، في الغلاف المائي - كل ذلك، في الغلاف الجوي - كل الهواء والغازات الأخرى.

أَجواء

الغلاف الجوي عبارة عن قذيفة غازية، في تكوينها يشمل: النيتروجين، ثاني أكسيد الكربون، الغاز، الغبار.

1. طبقة التروبوسفير هي الطبقة العليا من الأرض، تحتوي على معظم هواء الأرض وتمتد من السطح إلى ارتفاع 8-10 (عند القطبين) إلى 16-18 كم (عند خط الاستواء). تتشكل الغيوم والكتل الهوائية المختلفة في طبقة التروبوسفير.
2. الستراتوسفير هي الطبقة التي يكون فيها محتوى الهواء أقل بكثير مما هو عليه في التروبوسفير. له سمك متوسطهو 39-40 كم. تبدأ هذه الطبقة من الحد العلوي لطبقة التروبوسفير وتنتهي على ارتفاع حوالي 50 كم.
3. الميزوسفير عبارة عن طبقة من الغلاف الجوي تمتد من 50-60 إلى 80-90 كم فوق سطح الأرض. يتميز بانخفاض مطرد في درجات الحرارة.
4. الغلاف الحراري - يقع على بعد 200-300 كيلومتر من سطح الكوكب، ويختلف عن الغلاف الجوي بزيادة درجة الحرارة مع زيادة الارتفاع.
5. الغلاف الخارجي - يبدأ من الحدود العليا، أسفل الغلاف الحراري، ويتحرك تدريجياً إلى الفضاء المفتوح، ويتميز بانخفاض محتوى الهواء والإشعاع الشمسي العالي.

انتباه!في طبقة الستراتوسفير، على ارتفاع حوالي 20-25 كم، توجد طبقة رقيقة من الأوزون تحمي كل أشكال الحياة على الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. وبدونها، سوف تموت جميع الكائنات الحية بسرعة كبيرة.

أَجواء - قذيفة الأرضوالتي بدونها ستكون الحياة على هذا الكوكب مستحيلة.

فهو يحتوي على الهواء اللازم لتنفس الكائنات الحية، ويحدد الظروف الجوية المناسبة، ويحمي الكوكب منها التأثير السلبياشعاع شمسي.

يتكون الغلاف الجوي من الهواء، ويتكون الهواء بدوره من حوالي 70% نيتروجين، 21% أكسجين، 0.4% ثاني أكسيد الكربون وباقي الغازات النادرة.

وبالإضافة إلى ذلك، توجد طبقة أوزون مهمة في الغلاف الجوي، على ارتفاع حوالي 50 كيلومتراً.

المحيط المائي

الغلاف المائي هو كل السوائل الموجودة على الكوكب.

هذه القشرة حسب الموقع موارد المياهودرجة ملوحتها تشمل:

• المحيط العالمي - مساحة ضخمة تشغلها المياه المالحة وتضم أربعة و63 بحرًا؛
• المياه السطحية للقارات هي مياه عذبة، وكذلك مياه قليلة الملوحة في بعض الأحيان. وهي مقسمة حسب درجة السيولة إلى المسطحات المائية ذات التدفق - الأنهار والخزانات ذات المياه الراكدة - البحيرات والبرك والمستنقعات.
• المياه الجوفية هي المياه العذبة الموجودة تحت سطح الأرض. عمقيتراوح حدوثها من 1-2 إلى 100-200 متر أو أكثر.

مهم!توجد حاليًا كمية هائلة من المياه العذبة على شكل جليد - اليوم في مناطق التربة الصقيعيةوعلى شكل أنهار جليدية وجبال جليدية ضخمة وثلوج دائمة غير قابلة للذوبان، يوجد حوالي 34 مليون كيلومتر مكعب من احتياطيات المياه العذبة.

الغلاف المائي هو، أولاً وقبل كل شيء،، مصدر طازج يشرب الماء، أحد العوامل الرئيسية المكونة للمناخ. موارد المياهيتم استخدامها كطرق اتصالات ومرافق سياحية وترفيهية.

الغلاف الصخري

الغلاف الصخري صلب (المعدنية) طبقات الارض .ويتراوح سمك هذه الصدفة من 100 (تحت البحار) إلى 200 كيلومتر (تحت القارات). يشمل الغلاف الصخري القشرة الأرضية والوشاح العلوي.

ما يقع أسفل الغلاف الصخري هو البنية الداخلية المباشرة لكوكبنا.

تتكون صفائح الغلاف الصخري بشكل رئيسي من البازلت والرمل والطين والحجر وطبقة التربة.

مخطط هيكل الأرضيتم تمثيله مع الغلاف الصخري بالطبقات التالية:

• قشرة الأرض - العلوي,تتكون من صخور رسوبية وبازلتية ومتحولة وتربة خصبة. اعتمادا على الموقع، تتميز القشرة القارية والمحيطية؛
• عباءة - تقع تحت القشرة الأرضية. يزن حوالي 67% من إجمالي كتلة الكوكب. ويبلغ سمك هذه الطبقة حوالي 3000 كم. الطبقة العليا من الوشاح لزجة وتقع على عمق 50-80 كم (تحت المحيطات) و200-300 كم (تحت القارات). الطبقات السفلية أصعب وأكثر كثافة. يحتوي الوشاح على مواد ثقيلة من الحديد والنيكل. العمليات التي تحدث في الوشاح هي المسؤولة عن العديد من الظواهر على سطح الكوكب (العمليات الزلزالية، والانفجارات البركانية، وتكوين الرواسب)؛
• الجزء الأوسط من الأرض مشغوليتكون القلب من جزء صلب داخلي وجزء خارجي سائل. ويبلغ سمك الجزء الخارجي حوالي 2200 كم، والجزء الداخلي 1300 كم. المسافة من السطح د حول جوهر الأرضحوالي 3000-6000 كم. تبلغ درجة الحرارة في وسط الكوكب حوالي 5000 درجة مئوية. وفقا لكثير من العلماء، النواة أرض بهاالتركيبة عبارة عن مصهور ثقيل من الحديد والنيكل مع خليط من عناصر أخرى مشابهة في خصائص الحديد.

مهم!بين دائرة ضيقة من العلماء، بالإضافة إلى النموذج الكلاسيكي ذو النواة الثقيلة شبه المنصهرة، هناك أيضًا نظرية مفادها أنه يوجد في وسط الكوكب نجم داخلي، محاط من جميع الجوانب بطبقة رائعة من الماء. وقد وجدت هذه النظرية، بصرف النظر عن دائرة صغيرة من أتباعها في المجتمع العلمي، استخدامًا واسع النطاق في أدب الخيال العلمي. ومن الأمثلة على ذلك رواية ف. "بلوتونيا" لأوبروتشيف، الذي يحكي عن رحلة العلماء الروس إلى التجويف داخل الكوكب مع نجمه الصغير وعالم من الحيوانات والنباتات المنقرضة على السطح.

مثل هذا مقبول عموما رسم تخطيطي لبنية الأرض,بما في ذلك قشرة الأرض ووشاحها وجوهرها، فإنها تتحسن وتنقى أكثر فأكثر كل عام.

سيتم تحديث العديد من معلمات النموذج أكثر من مرة مع تحسين أساليب البحث وظهور معدات جديدة.

لذلك، على سبيل المثال، من أجل معرفة بالضبط كم كيلومترا لأما الجزء الخارجي من القلب، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من سنوات البحث العلمي.

في الوقت الحالي، يبلغ عمق أعمق منجم في القشرة الأرضية الذي حفره الإنسان حوالي 8 كيلومترات، لذا فإن دراسة الوشاح، وخاصة قلب الكوكب، لا يمكن تحقيقها إلا في سياق نظري.

هيكل طبقة تلو الأخرى للأرض

نحن ندرس الطبقات التي تتكون منها الأرض من الداخل

خاتمة

بعد أن نظرت التركيب المقطعي للأرض,لقد رأينا مدى إثارة كوكبنا وتعقيده. إن دراسة بنيتها في المستقبل ستساعد البشرية على فهم ألغاز الظواهر الطبيعية وستجعل من الممكن التنبؤ بشكل أكثر دقة بالتدمير الكوارث الطبيعيةاكتشاف رواسب معدنية جديدة لم يتم تطويرها بعد.