Unutrašnja struktura Zemlje
Nedavno je američki geofizičar M. Herndon pretpostavio da se u središtu Zemlje nalazi prirodni „nuklearni reaktor“ od uranijuma i plutonijuma (ili torija) prečnika samo 8 km. Ova hipoteza može objasniti preokret Zemljinog magnetnog polja koji se dešava svakih 200.000 godina. Ako se ova pretpostavka potvrdi, tada bi život na Zemlji mogao završiti 2 milijarde godina ranije nego što se očekivalo, jer i uranijum i plutonijum izgaraju vrlo brzo. Njihovo iscrpljivanje će dovesti do nestanka magnetnog polja koje štiti zemlju od kratkotalasnog sunčevog zračenja i, kao posledica, do nestanka svih oblika biološkog života. Ovu teoriju komentirao je dopisni član Ruske akademije nauka V.P. Trubitsyn: „I uranijum i torijum su veoma teški elementi, koji u procesu diferencijacije primarne supstance planete mogu potonuti u centar Zemlje. Ali na atomskom nivou oni se odnose lakim elementima, koji se prenose u zemljinu koru, zbog čega se sva nalazišta uranijuma nalaze u samom gornjem sloju kore. Odnosno, ako bi ovi elementi bili koncentrirani u obliku klastera, mogli bi potonuti u jezgro, ali bi ih, prema preovlađujućim idejama, trebao biti mali broj. Dakle, da bi se dale izjave o Zemljinom uranijumskom jezgru, potrebno je dati razumniju procjenu količine uranijuma koja je ušla u željezno jezgro. Struktura zemlje takođe treba da bude
U jesen 2002. profesor Univerziteta Harvard A. Dziewonski i njegov student M. Ishii, na osnovu analize podataka iz više od 300.000 seizmičkih događaja prikupljenih tokom 30 godina, predložili su novi model prema kojem se tzv. jezgro leži unutar unutrašnjeg jezgra, ima oko 600 km u prečniku: Njegovo prisustvo može biti dokaz postojanja dvije faze u razvoju unutrašnjeg jezgra. Da bismo potvrdili takvu hipotezu, potrebno je postaviti još veći broj seizmografa širom svijeta kako bi se izvršila detaljnija identifikacija anizotropije (ovisnosti fizičkih svojstava tvari o smjeru unutar nje) koja karakterizira samom centru Zemlje.
Pojedinačno lice planete, poput izgleda živog bića, u velikoj mjeri je određeno unutrašnjim faktorima koji nastaju u njenim dubokim utrobama. Vrlo je teško proučavati ova podzemlja, budući da su materijali koji čine Zemlju neprozirni i gusti, tako da je količina direktnih podataka o tvari dubokih zona vrlo ograničena. To uključuje: takozvani mineralni agregat (velike komponente stijene) iz prirodnog ultra-duboki bunar - kimberlit cijev u Lesoto ( Južna Afrika), koji se smatra predstavnikom stijena koje se nalaze na dubini od oko 250 km, kao i jezgrom (cilindričnim stupom stijena) izvučenom iz najdubljeg bunara na svijetu (12.262 m) na poluotoku Kola. Proučavanje super dubina planete nije ograničeno na ovo. Sedamdesetih godina dvadesetog veka na teritoriji Azerbejdžana vršeno je naučno kontinentalno bušenje - bušotina Saablinskaya (8.324 m). A u Bavarskoj je početkom 90-ih godina prošlog stoljeća položen ultra-duboki bunar KTB-Oberpfalz veličine više od 9.000 m.
Postoji mnogo genijalnih i zanimljivih metoda za proučavanje naše planete, ali glavne informacije o njenoj unutrašnjoj strukturi dobivaju se proučavanjem seizmičkih valova uzrokovanih potresima i snažnim eksplozijama. Svakog sata se zabilježi oko 10 vibracija zemljine površine na različitim tačkama na Zemlji. U ovom slučaju nastaju seizmički valovi dva tipa: uzdužni i poprečni. Obje vrste valova mogu se širiti u čvrstom tijelu, ali samo uzdužni mogu se širiti u tekućinama. Pomjeranja zemljine površine bilježe seizmografi postavljeni širom svijeta. Zapažanja brzine kojom valovi putuju kroz zemlju omogućavaju geofizičarima da odrede gustoću i tvrdoću stijena na dubinama nepristupačnim za direktna istraživanja. Poređenje gustoća poznatih iz seizmičkih podataka i dobijenih tokom laboratorijskih eksperimenata sa stijenama (gdje se simuliraju temperatura i pritisak koji odgovaraju određenoj dubini zemlje) omogućava nam da izvedemo zaključak o materijalnom sastavu zemljine unutrašnjosti. Najnoviji geofizički podaci i eksperimenti vezani za proučavanje strukturnih transformacija minerala omogućili su modeliranje mnogih karakteristika strukture, sastava i procesa koji se odvijaju u dubinama Zemlje.
Još u 17. veku, neverovatna podudarnost obrisa obala zapadne obale Afrike i istočne obale južna amerika navelo je neke naučnike da veruju da kontinenti „šetaju“ oko planete. Ali tek tri veka kasnije, 1912. godine, nemački meteorolog Alfred Lothar Vegener je detaljno izložio svoju hipotezu o pomeranju kontinenata, koja je tvrdila da su se relativni položaji kontinenata menjali kroz istoriju Zemlje. Istovremeno je iznio mnoge argumente u prilog činjenici da su u dalekoj prošlosti kontinenti bili spojeni. Osim sličnosti obala, otkrili su podudarnost geoloških struktura, kontinuitet reliktnih planinskih lanaca i identitet fosilnih ostataka na različitim kontinentima. Profesor Wegener je aktivno branio ideju o postojanju u prošlosti jednog superkontinenta Pangea, njegovog cijepanja i potonjeg spuštanja kontinenata u različite strane. Ali ova neobična teorija nije shvaćena ozbiljno, jer se sa stanovišta tog vremena činilo potpuno nezamislivim da džinovskih kontinenata mogao samostalno da se kreće po planeti. Štaviše, sam Vegener nije bio u stanju da obezbedi odgovarajući „mehanizam“ sposoban da pomera kontinente.
Oživljavanje ideja ovog naučnika dogodilo se kao rezultat istraživanja na dnu okeana. Činjenica je da je vanjski reljef kontinentalne kore dobro poznat, ali je oceansko dno, stoljećima pouzdano prekriveno mnogim kilometrima vode, ostalo nepristupačno za proučavanje i služilo je kao nepresušni izvor svih vrsta legendi i mitova. Važan korak Napredak u proučavanju njegovog reljefa bio je pronalazak preciznog ehosondera, uz pomoć kojeg je postalo moguće kontinuirano mjeriti i snimati dubinu dna duž linije kretanja plovila. Jedan od upečatljivih rezultata intenzivnih istraživanja okeanskog dna bili su novi podaci o njegovoj topografiji. Danas je topografiju okeanskog dna lakše mapirati zahvaljujući satelitima koji vrlo precizno mjere "visinu" morske površine: to je precizno predstavljeno razlikama u nivou mora od mjesta do mjesta. Umjesto ravnog dna, lišenog ikakvih posebnosti, prekrivenog muljem, dubokim jarcima i strmim liticama, otkriveni su džinovski planinski lanci i najveći vulkani. Srednjoatlantski planinski lanac, koji siječe Atlantski okean po sredini, posebno se jasno ističe na kartama.
Ispostavilo se da okeansko dno stari kako se udaljava od srednjeokeanskog grebena, "šireći se" iz njegove središnje zone brzinom od nekoliko centimetara godišnje. Djelovanje ovog procesa može objasniti sličnost obrisa kontinentalnih rubova, ako pretpostavimo da se između dijelova podijeljenog kontinenta formira novi okeanski greben, a okeansko dno, koje raste simetrično s obje strane, formira novi ocean. . Atlantski okean, u sredini kojeg se nalazi Srednjoatlantski greben, vjerovatno je nastao na ovaj način. Ali ako se površina morskog dna poveća i Zemlja se ne proširi, onda se nešto u globalnoj kori mora srušiti da bi kompenziralo ovaj proces. To je upravo ono što se događa na rubovima većeg dijela Tihog okeana. Ovdje se litosferske ploče približavaju jedna drugoj, a jedna od sudarajućih ploča uranja pod drugu i ide duboko u Zemlju. Takva mjesta sudara obilježena su aktivnim vulkanima koji se protežu duž obale Tihog okeana, formirajući takozvani "vatreni prsten".
Direktno bušenje morskog dna i određivanje starosti izdignutih stijena potvrdili su rezultate paleomagnetskih studija. Ove činjenice činile su osnovu teorije nove globalne tektonike, odnosno tektonike litosferskih ploča, koja je napravila pravu revoluciju u znanostima o Zemlji i donijela novo razumijevanje vanjskih omotača planete. Glavna ideja ove teorije je horizontalno kretanje ploča.
Kako je rođena zemlja
Prema modernim kosmološkim konceptima, Zemlja je nastala zajedno sa drugim planetama prije oko 4,5 milijardi godina od komada i krhotina koji se okreću oko mladog Sunca. Rasla je, preuzimajući okolnu materiju, sve dok nije dostigla sadašnju veličinu. U početku se proces rasta odvijao vrlo brzo, a kontinuirana kiša padajućih tijela trebala je dovesti do njegovog značajnog zagrijavanja, jer se kinetička energija čestica pretvarala u toplinu. Prilikom udara pojavili su se krateri, a supstanca koja je izbačena iz njih više nije mogla savladati silu gravitacije i pala je nazad, a što su tijela koja su padala veća, to su više zagrijavala Zemlju. Energija padajućih tijela više se nije oslobađala na površini, već u dubinama planete, a da nije imala vremena da zrači u svemir. Iako je početna mješavina tvari mogla biti homogena u velikim razmjerima, zagrijavanje zemljine mase uslijed gravitacijske kompresije i bombardiranja njezinih krhotina dovelo je do topljenja smjese i nastale tekućine su se pod utjecajem odvajale od preostalih čvrstih dijelova. gravitacije. Postepena preraspodjela tvari u dubinu u skladu s gustinom trebala je dovesti do njenog odvajanja u zasebne ljuske. Lakše supstance, bogate silicijumom, odvojile su se od gušćih materija koje sadrže gvožđe i nikal i formirale prvu zemljinu koru. Otprilike milijardu godina kasnije, kako se Zemlja značajno ohladila, Zemljina kora se stvrdnula u čvrsti vanjski omotač planete. Kako se Zemlja hladila, izbacila je mnogo različitih gasova iz svog jezgra (to se obično dešavalo tokom vulkanskih erupcija) - lakih kao što su vodonik i helijum, uglavnom ispario u svemir, ali pošto je gravitaciona sila Zemlje već bila prilično jaka, zadržala je one teže na svojoj površini. Oni su činili osnovu Zemljine atmosfere. Dio vodene pare iz atmosfere se kondenzovao i na Zemlji su se pojavili okeani.
Šta sad?
Zemlja nije najveća, ali ni najmanja planeta među svojim susjedima. Njegov ekvatorijalni polumjer, jednak 6378 km, je 21 km veći od polarnog zbog centrifugalne sile stvorene dnevnom rotacijom. Pritisak u centru Zemlje je 3 miliona atm, a gustina materije je oko 12 g/cm3. Masa naše planete, pronađena eksperimentalnim mjerenjima fizičke konstante gravitacije i ubrzanja gravitacije na ekvatoru, iznosi 6*1024 kg, što odgovara prosječnoj gustoći materije od 5,5 g/cm3. Gustina minerala na površini je otprilike polovina prosječne gustine, što znači da bi gustina materije u centralnim dijelovima planete trebala biti veća od prosječne vrijednosti. Zemljin moment inercije, koji zavisi od distribucije gustine materije duž poluprečnika, takođe ukazuje na značajno povećanje gustine materije od površine prema centru. Toplotni tok se konstantno oslobađa iz dubina Zemlje, a kako se toplota može prenositi samo sa toplog na hladno, temperatura u dubinama planete treba da bude viša nego na njenoj površini. Duboko bušenje je pokazalo da se temperatura povećava sa dubinom za oko 20°C na svaki kilometar i da varira od mjesta do mjesta. Ako bi se povećanje temperature nastavilo kontinuirano, onda bi u samom centru Zemlje dostiglo desetine hiljada stepeni, ali geofizička istraživanja pokazuju da bi u stvarnosti temperatura ovdje trebala biti nekoliko hiljada stepeni.
Debljina Zemljine kore (spoljne ljuske) varira od nekoliko kilometara (u okeanskim regionima) do nekoliko desetina kilometara (u planinskim predelima kontinenata). Sfera zemljine kore je veoma mala i čini samo oko 0,5% ukupne mase planete. Glavni sastav kore su oksidi silicijuma, aluminijuma, gvožđa i alkalnih metala. Kontinentalna kora, koja sadrži gornji (granitni) i donji (bazaltni) sedimentni sloj, sadrži najstarije stijene Zemlje, čija se starost procjenjuje na više od 3 milijarde godina. Okeanska kora ispod sedimentnog sloja sadrži uglavnom jedan sloj, po sastavu sličan bazaltu. Starost sedimentnog pokrivača ne prelazi 100-150 miliona godina.
Zemljinu koru od donjeg plašta odvaja još uvek misteriozni Moho sloj (nazvan po srpskom seizmologu Mohorovičiću, koji ga je otkrio 1909. godine), u kome se brzina širenja seizmičkih talasa naglo povećava.
Plašt čini oko 67% ukupne mase planete. Čvrsti sloj gornjeg omotača, koji se proteže do različitih dubina ispod okeana i kontinenata, zajedno sa zemljinom korom naziva se litosfera - najčvršća ljuska Zemlje. Ispod njega se nalazi sloj u kojem dolazi do blagog smanjenja brzine širenja seizmičkih valova, što ukazuje na posebno stanje tvari. Ovaj sloj, manje viskozan i više plastičan u odnosu na slojeve iznad i ispod, naziva se astenosfera. Vjeruje se da je supstanca plašta u neprekidnom kretanju, a sugerira se da u relativno dubokim slojevima plašta, s povećanjem temperature i pritiska, dolazi do prijelaza tvari u gušće modifikacije. Ova tranzicija je potvrđena eksperimentalnim istraživanjima.
U donjem plaštu na dubini od 2900 km nalazi se iznenadni skok ne samo u brzini longitudinalnih valova, već iu gustoći, a poprečni valovi ovdje potpuno nestaju, što ukazuje na promjenu materijalnog sastava stijena. Ovo je vanjska granica Zemljinog jezgra.
Zemljino jezgro otkriveno je 1936. Bilo ga je izuzetno teško snimiti zbog malog broja seizmičkih valova koji su dopirali do njega i vraćali se na površinu. Uz to, ekstremne temperature i pritiske jezgra dugo je bilo teško reproducirati u laboratoriji. Zemljino jezgro je podijeljeno u 2 odvojena područja: tečno (VANJSKO JEZGRI) i čvrsto (BHUTPEHHE), prijelaz između njih leži na dubini od 5156 km. Gvožđe je element koji odgovara seizmičkim svojstvima jezgra i ima u izobilju u Univerzumu i predstavlja približno 35% njegove mase u jezgru planete. Prema modernim podacima, vanjsko jezgro je rotirajući mlaz rastopljenog željeza i nikla koji dobro provodi električnu energiju. S njim se povezuje nastanak Zemljinog magnetnog polja, vjerujući da, električne struje, koji teče u tečnom jezgru, stvaraju globalno magnetno polje. Sloj plašta koji je u kontaktu sa vanjskim jezgrom je pod utjecajem toga, jer su temperature u jezgru više nego u omotaču. Na nekim mjestima ovaj sloj stvara ogromne tokove topline i mase usmjerene prema površini Zemlje – perjanice.
UNUTRAŠNJE Čvrsto jezgro nije povezano sa plaštom. Vjeruje se da njegovo čvrsto stanje, uprkos visokoj temperaturi, osigurava gigantski pritisak u središtu Zemlje. Predloženo je da osim legura gvožđa i nikla, jezgro treba da sadrži i lakše elemente, kao što su silicijum i sumpor, a možda i silicijum i kiseonik. Pitanje stanja Zemljinog jezgra je još uvijek diskutabilno. Kako se udaljavate od površine, kompresija kojoj je supstanca izložena se povećava. Proračuni pokazuju da u Zemljinom jezgru pritisak može dostići 3 miliona atm. U ovom slučaju se čini da su mnoge tvari metalizirane - prelaze u metalno stanje. Postojala je čak i hipoteza da se Zemljino jezgro sastoji od metalnog vodonika.
Da biste razumjeli kako su geolozi kreirali model strukture Zemlje, morate znati osnovna svojstva i njihove parametre koji karakteriziraju sve dijelove Zemlje. Ova svojstva (ili karakteristike) uključuju:
1. Fizička - gustina, elastična magnetna svojstva, pritisak i temperatura.
2. Hemijski - hemijski sastav i hemijska jedinjenja, distribucija hemijski elementi u Zemlji.
Na osnovu toga se utvrđuje izbor metoda za proučavanje sastava i strukture Zemlje. Pogledajmo ih ukratko.
Prije svega, napominjemo da su sve metode podijeljene na:
· direktan - zasnovan na direktnom proučavanju minerala i stijena i njihovog smještaja u slojevima Zemlje;
· indirektno - zasnovano na proučavanju fizičko-hemijskih parametara minerala, stena i slojeva pomoću instrumenata.
Direktnim metodama možemo proučavati samo gornji dio Zemlje, jer... najdublji bunar (Kola) dostigao je ~12 km. O dubljim dijelovima se može suditi po vulkanskim erupcijama.
Duboka unutrašnja struktura Zemlje proučava se indirektnim metodama, uglavnom kompleksom geofizičkih metoda. Pogledajmo glavne.
1.Seizmička metoda(grč. seismos - podrhtavanje) - zasniva se na fenomenu pojave i širenja elastičnih vibracija (ili seizmičkih talasa) u različitim medijima. Elastične vibracije nastaju u Zemlji prilikom potresa, pada meteorita ili eksplozije i počinju se širiti različitim brzinama od izvora njihovog nastanka (izvora potresa) do površine Zemlje. Postoje dvije vrste seizmičkih valova:
1-longitudinalni P-talasi (najbrži), prolaze kroz sve medije - čvrste i tečne;
2-poprečni S-talasi, sporiji i putuju samo kroz čvrste medije.
Seizmički talasi tokom potresa javljaju se na dubinama od 10 km do 700 km. Brzina seizmičkih valova ovisi o elastičnim svojstvima i gustoći stijena koje prelaze. Došavši do površine Zemlje, čini se da je osvjetljavaju i daju predstavu o okruženju kroz koje su prešli. Promjena brzina daje ideju o heterogenosti i slojevitosti Zemlje. Osim promjena u brzini, seizmički valovi doživljavaju lom prilikom prolaska kroz nehomogene slojeve ili refleksiju od površine koja razdvaja slojeve.
2.Gravimetrijska metoda zasniva se na proučavanju ubrzanja gravitacije Dg, koje ne zavisi samo od geografska širina, ali i na gustinu Zemljine materije. Na osnovu proučavanja ovog parametra utvrđena je heterogenost u raspodjeli gustine u različitim dijelovima Zemlje.
3.Magnetometrijska metoda- na osnovu proučavanja magnetnih svojstava Zemljine supstance. Brojna mjerenja su pokazala da se različite stijene međusobno razlikuju po magnetskim svojstvima. To dovodi do formiranja područja s nehomogenim magnetskim svojstvima, što omogućava procjenu strukture Zemlje.
Upoređujući sve karakteristike, naučnici su stvorili model strukture Zemlje, u kojem se razlikuju tri glavna regiona (ili geosfere):
1-Zemljina kora, 2-Zemljin omotač, 3-Zemljino jezgro.
Svaki od njih je pak podijeljen na zone ili slojeve. Razmotrimo ih i sumiramo glavne parametre u tabeli.
1.Zemljina kora(sloj A) je gornja ljuska Zemlje, njena debljina se kreće od 6-7 km do 75 km.
2.Zemljin omotač dijeli se na gornji (sa slojevima: B i C) i donji (sloj D).
3. Jezgro - podijeljeno na vanjsku (sloj E) i unutrašnju (sloj G), između kojih se nalazi prelazna zona - sloj F.
Granica između zemljine kore i plašta je dio Mohorovičić, između plašt i jezgro takođe oštra granica - divizija Gutenberg.
Tabela pokazuje da brzina uzdužnih i poprečnih talasa raste od površine ka dubljim sferama Zemlje.
Karakteristika gornjeg plašta je prisustvo zone u kojoj brzina posmičnih valova naglo pada na 0,2-0,3 km/sec. To se objašnjava činjenicom da je, uz čvrsto stanje, plašt djelomično predstavljen talinom. Ovaj sloj smanjenih brzina naziva se astenosfera. Njegova debljina je 200-300 km, dubina 100-200 km.
Na granici plašta i jezgra dolazi do naglog smanjenja brzine longitudinalnih valova i slabljenja brzine transverzalnih valova. Na osnovu toga, pretpostavljeno je da je vanjsko jezgro u stanju rastopljenog.
Prosječne vrijednosti gustine za geosfere pokazuju njeno povećanje prema jezgru.
Sljedeće daje ideju o hemijskom sastavu Zemlje i njenih geosfera:
1- hemijski sastav zemljine kore,
2 - hemijski sastav meteorita.
Hemijski sastav zemljine kore je dovoljno detaljno proučen – poznati su njen hemijski sastav i uloga hemijskih elemenata u formiranju minerala i stijena. Situacija je teža sa proučavanjem hemijskog sastava plašta i jezgra. To još ne možemo učiniti direktnim metodama. Stoga se koristi komparativni pristup. Polazna tačka je pretpostavka protoplanetarne sličnosti između sastava meteorita koji su pali na Zemlju i unutrašnjih geosfera Zemlje.
Svi meteoriti koji su udarili u Zemlju podijeljeni su u vrste prema svom sastavu:
1-gvožđe, sastoji se od Ni i 90% Fe;
2-gvozdeno kamenje (sideroliti) se sastoji od Fe i silikata,
3-kamen, koji se sastoji od Fe-Mg silikata i inkluzija nikl željeza.
Na osnovu analize meteorita, eksperimentalnih studija i teorijskih proračuna, naučnici pretpostavljaju (prema tabeli) da je hemijski sastav jezgra nikl gvožđe. Istina, u poslednjih godina izraženo je gledište da osim Fe-Ni, jezgro može sadržavati i nečistoće S, Si ili O. Za plašt, hemijski spektar je određen Fe-Mg silikatima, tj. vrsta olivin-piroksena pirolitčini donji plašt, a gornji - stijene ultrabazičnog sastava.
Hemijski sastav zemljine kore uključuje maksimalan raspon hemijskih elemenata, koji se otkriva u raznovrsnosti do sada poznatih mineralnih vrsta. Kvantitativni odnos između hemijskih elemenata je prilično velik. Poređenje najčešćih elemenata u zemljinoj kori i plaštu pokazuje da vodeću ulogu imaju Si, Al i O 2.
Dakle, nakon što smo ispitali glavne fizičko-hemijske karakteristike Zemlje, vidimo da njihove vrijednosti nisu iste i da su raspoređene po zonama. Dakle, dajući ideju o heterogenoj strukturi Zemlje.
Struktura Zemljine kore
Vrste stijena koje smo ranije razmatrali - magmatske, sedimentne i metamorfne - učestvuju u strukturi zemljine kore. Prema svojim fizičko-hemijskim parametrima, sve stene zemljine kore grupisane su u tri velika sloja. Odozdo prema gore je: 1-bazalt, 2-granit-gnajs, 3-sedimentni. Ovi slojevi u zemljinoj kori su neravnomjerno raspoređeni. Prije svega, to se izražava u fluktuacijama snage svakog sloja. Osim toga, nemaju svi dijelovi kompletan set slojeva. Stoga je detaljnije istraživanje omogućilo da se razlikuju četiri tipa zemljine kore na osnovu sastava, strukture i debljine: 1-kontinentalna, 2-okeanska, 3-subkontinentalna, 4-suboceanska.
1. Kontinentalni tip- ima debljinu od 35-40 km do 55-75 km u planinskim strukturama, sadrži sva tri sloja. Bazaltni sloj se sastoji od stijena gabro tipa i metamorfnih stijena amfibolitne i granulitne facije. Naziva se tako jer su njegovi fizički parametri bliski bazaltima. Sastav granitnog sloja je gnajs i granit-gnajs.
2.Okeanski tip- oštro se razlikuje od kontinentalnog po debljini (5-20 km, prosječno 6-7 km) i odsustvu granit-gnajs sloja. Njegova struktura uključuje dva sloja: prvi sloj je sedimentni, tanak (do 1 km), drugi sloj je bazalt. Neki naučnici identifikuju treći sloj, koji je nastavak drugog, tj. ima bazaltni sastav, ali je sastavljen od ultrabazičnih plaštnih stijena koje su pretrpjele serpentinizaciju.
3.Subkontinentalni tip- obuhvata sva tri sloja i stoga je blizak kontinentalnom. Ali odlikuje ga manja debljina i sastav granitnog sloja (manje gnajsa i više kiselih vulkanskih stijena). Ovaj tip se nalazi na granici kontinenata i okeana sa intenzivnim vulkanizmom.
4. Subokeanski tip- nalazi se u dubokim koritima zemljine kore (unutrašnja mora kao što su Crno i Sredozemno more). Od okeanskog se razlikuje po većoj debljini sedimentnog sloja do 20-25 km.
Problem formiranja zemljine kore.
Prema Vinogradovu, proces formiranja zemljine kore odvijao se po principu zona topljenja. Suština procesa: supstanca Proto-Zemlje, bliska meteoritu, istopila se kao rezultat radioaktivnog zagrijavanja i lakši silikatni dio je izašao na površinu, a Fe-Ni se koncentrisao u jezgru. Tako je došlo do formiranja geosfera.
Treba napomenuti da su zemljina kora i čvrsti dio gornjeg omotača spojeni u litosfera, ispod kojeg se nalazi astenosfera.
Tektonosfera- ovo je litosfera i dio gornjeg omotača do dubine od 700 km (tj. do dubine najdubljih žarišta potresa). Nazvan je tako jer se ovdje odvijaju glavni tektonski procesi koji određuju restrukturiranje ove geosfere.
Glavni predmet proučavanja geologije je zemljina kora, vanjski tvrdi omotač Zemlje, koji je od najveće važnosti za život i djelovanje čovjeka. Prilikom proučavanja sastava, strukture i istorije razvoja Zemlje i zemljine kore, posebno geolozi koriste: zapažanja; iskustvo ili eksperiment, uključujući različite, kako svoje tako i one koje koriste drugi prirodne nauke metode istraživanja, na primjer, fizičko-hemijske, biološke, itd.; modeliranje; metoda analogija; teorijska analiza; logičke konstrukcije (hipoteze) itd.
IN ovaj odeljak razmatra se pitanje nastanka Zemlje, njenog oblika i strukture, sastava, istorije razvoja zemljine kore (geohronologija); tektonska kretanja zemljine kore, površinski oblici (reljef).
POREKLO, OBLIK I STRUKTURA ZEMLJE POREKLO ZEMLJE
Sunčev sistem se sastoji od nebeskih tela. Uključuje: Sunce, devet glavne planete, uključujući Zemlju, i desetine hiljada malih planeta, kometa i mnoge meteoroide. Sunčev sistem je složen i raznolik svijet, daleko od istraživanja.
Pitanje porekla Zemlje je najvažnije pitanje u prirodnim naukama. Više od 100 godina priznata je Kant-Laplaceova hipoteza, prema kojoj je Sunčev sistem formiran od ogromne magline nalik vrućem gasu, koja se rotira.
ose oko jedne ose, a Zemlja je prvo bila u tečnom stanju, a zatim je postala čvrsto telo.
Dalji razvoj nauke pokazao je nedosljednost ove hipoteze. 40-ih godina XX veka. akad. O.Yu. Schmidt je iznio novu hipotezu o nastanku planeta Sunčevog sistema, uključujući i Zemlju, prema kojoj je Sunce na svom putu prešlo i uhvatilo jednu od akumulacija prašine Galaksije, tako da planete nisu nastale od vrućih plinova. , već od čestica prašine koje se okreću oko Sunca. U ovom klasteru su se vremenom pojavile zbijene nakupine materije koje su dovele do planeta.
Zemljište, prema O.Yu. Schmidt, u početku je bio hladan. Zagrijavanje njegovih dubina počelo je kada je stigao velike veličine. To se dogodilo zbog oslobađanja topline kao rezultat raspada radioaktivnih tvari prisutnih u njemu. Unutrašnjost Zemlje dobila je plastično stanje, gušće tvari koncentrisale su se bliže centru planete, a lakše na njenoj periferiji. Zemlja se razdvojila u zasebne ljuske. Prema hipotezi O.Yu. Schmidt, razdvajanje se nastavlja do danas. Prema brojnim naučnicima, upravo je to glavni uzrok kretanja u zemljinoj kori, odnosno uzrok tektonskih procesa.
Hipoteza V.G. zaslužuje pažnju. Fesenkov, koji vjeruje da se nuklearni procesi odvijaju u dubinama zvijezda, uključujući Sunce. Tokom jednog perioda, to je dovelo do brzog kompresije i povećanja brzine rotacije Sunca. U ovom slučaju nastala je duga izbočina, koja se potom odlomila i raspala na odvojene planete. Pregled hipoteza o nastanku Zemlje i najvjerovatnija shema njenog nastanka detaljno su obrađeni u knjizi I.I. Potapov “Geologija i ekologija danas” (1999).
KRATAK PREGLED GLOBALNE EVOLUCIJE ZEMLJE
Poreklo planeta Sunčevog sistema i njihova evolucija aktivno su proučavani u 20. veku. u temeljnim radovima O.Yu. Schmidt, V.S. Safronov, X. Alven i G. Arrhenius, A.V. Vityazev, A. Gingwood, V.E. Khaina, O.G. Sorokhtina, S.A. Umanova, L.M. Naimark, V. Elsasser, N.A. Bozhko, A. Smith, J. Jurajden i dr. Prema modernim kosmološkim konceptima koje je postavio O.Yu. Schmidt, Zemlja i Mjesec, kao i druge planete Sunčevog sistema, nastali su akrecijom (sljepljivanjem i daljnjim rastom) čvrstih čestica protoplanetarnog oblaka plina i prašine. U prvoj fazi, rast Zemlje se odvijao ubrzano, ali kako su zalihe čvrste materije u roju planetezimala u blizini Zemlje u protoplanetarnom oblaku bile iscrpljene, ovaj rast se postepeno usporavao. Proces akrecije Zemlje bio je praćen oslobađanjem kolosalne količine gravitacione energije, otprilike 23,3 10 erga. Tolika količina energije bila je sposobna ne samo da otopi supstancu, već je čak i rastvori, ali većina te energije se oslobađala u prizemnom dijelu Proto-Zemlje i gubila se u obliku toplinskog zračenja. Bilo je potrebno 100 miliona godina da se Zemlja formira do 99% svoje sadašnje mase.
Mlada Zemlja je u prvoj fazi, odmah po formiranju, bila relativno hladno tijelo, a temperatura njene unutrašnjosti nije prelazila tačku topljenja zemaljske materije, zbog činjenice da tokom formiranja planete nije bilo samo zagrevanje usled pada planetezimala, ali i hlađenje usled gubitaka toplote u okolnom prostoru, osim toga, Zemlja je imala homogeni sastav. Dalja evolucija Zemlje određena je njenim sastavom, rezervama toplote i istorijom interakcije sa Mjesecom. Utjecaj sastava osjeća se prvenstveno kroz energiju raspada radioaktivnih elemenata i gravitacijsko diferenciranje zemaljske materije.
Prije formiranja planetarnog sistema, Sunce je bilo gotovo klasični crveni div. Zvijezde ovog tipa, kao rezultat unutarnjih nuklearnih reakcija sagorijevanja vodika, formiraju teže kemijske elemente uz oslobađanje ogromne količine energije i pojavu jakog svjetlosnog pritiska sa površine u plinovitu atmosferu. Kao rezultat kombinovanih efekata ovog pritiska i ogromne gravitacije, zvezdana atmosfera je doživjela naizmjeničnu kompresiju i širenje. Taj se proces, u uslovima dinamičkog povećanja mase gasovitog omotača, nastavio sve dok se, kao rezultat rezonancije, spoljna gasovita ljuska, odvojena od Sunca, nije pretvorila u planetarnu maglicu.
Pod uticajem magnetnog polja sile zvezde, jonizovana materija planetarne magline pretrpela je elektromagnetsko odvajanje hemijskih elemenata koji je čine. Postepeni gubitak toplotne energije i električnih naboja gasova doveo je do toga da se drže zajedno. Istovremeno, pod uticajem magnetnog polja zvezde, obezbeđen je efikasan prenos rotacionog momenta na planetezimale nastale kao rezultat akrecije, što je poslužilo kao početak formiranja svih planeta Sunčevog sistema. . Kada su ionizirani kemijski elementi izgubili naboj, pretvorili su se u molekule koji su međusobno reagirali, formirajući najjednostavnije kemijske spojeve: hidride, karbide, okside, cijanide, željezo sulfide i kloride, itd.
Proces postepenog zbijanja, zagrijavanja i dalje diferencijacije materije u formiranim planetama odvijao se hvatanjem čestica iz okolnog prostora. U središtu protoplanete koja se formira, metali su bili koncentrisani zbog gravitacionog odvajanja materije. Oko ove zone skupljeni su karbidi željeza i nikla, željezni sulfid i željezni oksidi. Tako je nastalo vanjsko tečno jezgro koje je u svojoj ljusci sadržavalo hidride i okside silicija i aluminija, vodu, metan, vodonik, okside magnezija, kalija, natrijuma, kalcija i druge spojeve. U ovom slučaju, došlo je do zonskog topljenja nastale školjke, a površina se skupila i volumen planete se smanjio. Sljedeće faze bile su formiranje plašta, protokruste i topljenje astenosfere. Protocrust je fragmentiran zbog gore navedenog smanjenja volumena i površine. Zbog toga su se bazalti izlili na površinu, koji su nakon hlađenja ponovo potonuli u duboki dio plašta i bili podvrgnuti daljnjem topljenju; zatim se dio bazaltne kore postepeno transformirao u granit.
Površinski slojevi Zemlje u fazi formiranja sastojali su se od fino poroznog regolita, koji je zbog svog ultrabazičnog sastava aktivno vezivao oslobođenu vodu i ugljični dioksid. Ukupna toplinska rezerva Zemlje i distribucija temperature u njenoj unutrašnjosti određeni su brzinom rasta planete. Generalno, za razliku od Mjeseca, Zemlja se nikada nije potpuno istopila, a proces formiranja Zemljinog jezgra trajao je otprilike 4 milijarde godina.
Stanje hladne i tektonski pasivne Zemlje trajalo je otprilike 600 miliona godina. U to vrijeme unutrašnjost planete se polako zagrijavala i prije oko 4 milijarde godina na Zemlji se pojavila aktivna granitizacija i formirala se astenosfera. Istovremeno, Mesec je, kao najmasivniji satelit, „očistio“ iz svemira blizu Zemlje sve manje satelite i mikromesece koji su se tamo nalazili,
a na samom Mjesecu došlo je do izbijanja bazaltnog magmatizma, što se poklopilo s početkom tektonske aktivnosti na Zemlji (period je trajao od prije 4,0 do 3,6 milijardi godina). Istog trenutka, u utrobi Zemlje, pokreće se proces gravitacijske diferencijacije zemljine materije - glavni proces koji je podržavao tektonsku aktivnost Zemlje u svim narednim geološkim epohama i doveo do oslobađanja i rasta gustoće. oksidno gvozdeno jezgro zemlje.
Budući da se u kriptotektonskoj eri (katarhejskoj) zemljina materija nikada nije istopila, procesi otplinjavanja Zemlje nisu se mogli razviti, pa je prvih 600 miliona godina postojanja Zemlje hidrosfera bila potpuno odsutna na njenoj površini, a atmosfera bio je izuzetno razrijeđen i sastojao se od plemenitih plinova. U to vrijeme, reljef Zemlje je bio zaglađen, koji se sastojao od tamno sivog regolita. Sve je bilo obasjano žutim, slabo zagrejanim Suncem (sjaj je bio 30% manji od savremenog) i enormno velikim, besprekornim Mesečevim diskom (bio je otprilike 300-350 puta veći od savremene vidljive površine Mjesečev disk). Mjesec je još uvijek bio vruća planeta i mogao je zagrijati Zemlju. Kretanje Sunca bilo je brzo – za samo 3 sata prešlo je nebo, da bi nakon 3 sata ponovo izašlo sa istoka. Mesec se kretao mnogo sporije, jer je brzo rotirao oko Zemlje u istom pravcu, tako da su Mesečeve faze prolazile kroz sve faze za 8-10 sati.Mesec je kružio oko Zemlje u orbiti poluprečnika 14 -25 hiljada km (sada je radijus 384,4 hiljade km). Intenzivne plimne deformacije Zemlje uzrokovale su kontinuiranu (svakih 18-20 sati) seriju potresa nakon kretanja Mjeseca. Amplituda mjesečeve plime bila je 1,5 km.
Postepeno, oko milion godina nakon formiranja, usled odbijanja do kojeg je došlo, mesečeve plime su se smanjile na 130 m, nakon još 10 miliona godina na 25 m, a nakon 100 miliona godina - na 15 m, do kraja Katarkeja. - do 7 m, a sada na sublunarnoj tački, moderne plime čvrste Zemlje iznose 45 cm.Plimni potresi u to vrijeme bili su isključivo egzogene prirode, jer tektonske aktivnosti još nije bilo. U Arheju, na samom početku, došlo je do diferencijacije zemaljske materije topljenjem metalnog gvožđa iz nje na nivou gornjeg plašta. Zbog izuzetno visokog viskoziteta hladnog jezgra mlade Zemlje, nastala gravitaciona nestabilnost mogla bi se kompenzovati stiskanjem ovog jezgra prema Zemljinoj površini i protokom prethodno otpuštenih teških talina na njegovo mjesto, odnosno formiranjem gustog jezgra u blizini Zemlja. Ovaj proces je završen do kraja Arheja prije otprilike 2,7-2,6 milijardi godina; U to vrijeme, sve ranije odvojene kontinentalne mase brzo su se počele kretati prema jednom od polova i ujediniti se u prvi superkontinent na planeti, Monogea. Zemaljski pejzaži su se promijenili, kontrast reljefa nije prelazio 1-2 km, sve depresije u reljefu su se postupno punile vodom, a u kasnom arheju formirao se plitak (do 1 km) jedinstven Svjetski okean.
Na početku Arheja, Mjesec se udaljio 160 hiljada km od Zemlje. Zemlja je rotirala oko svoje ose velikom brzinom (u godini je bilo 890 dana, a dan je trajao 9,9 sati). Mjesečeve plime i oseke amplitude do 360 cm deformisale su Zemljinu površinu svakih 5,2 sata; Do kraja arheja, rotacija Zemlje se značajno usporila (bilo je 490 dana po 19 sati u godini), a Mjesec je prestao da utiče na tektonsku aktivnost Zemlje. Atmosfera u Arheju bila je napunjena dušikom, ugljičnim dioksidom i vodenom parom, ali kisik je bio odsutan, budući da je bio trenutno vezan slobodnim (metalnim) željezom materijala plašta, koji se konstantno uzdizao kroz riftne zone do površine Zemlje. .
U proterozoiku, zbog preraspodjele konvektivnih kretanja ispod superkontinenta Monogea, uzlazni tok doveo je do njegovog kolapsa (prije otprilike 2,4-3,3 milijarde godina). Naknadno formiranje i fragmentacija superkontinenata Megagea, Mesogea i Pangea dogodila se formiranjem najsloženijeg tektonske strukture i nastavio se do kambrija i ordovicija (već u paleozoiku). Do tada je masa vode na površini Zemlje postala takva
velika, koja se već manifestovala u formiranju dubljeg okeana. Okeanska kora je bila podvrgnuta hidrataciji i ovaj proces je bio praćen povećanom apsorpcijom ugljičnog dioksida uz stvaranje karbonata. Atmosfera je i dalje bila osiromašena kisikom zbog njegovog stalnog vezivanja otpuštenim željezom. Ovaj proces je završen tek na početku fanerozoika, a od tog vremena se Zemljina atmosfera počela aktivno zasićenja kisikom, postepeno približavajući svom modernom sastavu.
U ovoj novoj situaciji došlo je do nagle aktivacije životnih formi čiji se metabolizam zasnivao na reverznim reakcijama oksidacije. organska materija, koje sintetiziraju biljke. Tako su se pojavili organizmi životinjskog carstva, ali to je bilo već pred kraj kambrijskog perioda, u fanerozoiku, i to je dovelo do pojave svih vrsta skeletnih i neskeletnih životinja, što je uticalo na mnoge geološke procese u površinske zone Zemlje u narednim geološkim erama. Geološka evolucija fanerozoika proučavana je mnogo detaljnije od drugih era i može se ukratko opisati na sljedeći način. U ovom nama najbližem vremenu, kako je otkriveno, dogodile su se transgresije i regresije okeana, globalne klimatske promjene, posebno smjenjivanje glacijalnih i praktički bez leda perioda; inače, prvi, kako se pretpostavlja, na Zemlja je bila huronska glacijacija u proterozoiku.
Procesi transgresije i regresije okeana sa snažnim razvojem životnih oblika, aktivnom erodirajućom aktivnošću glečera i erozivnom aktivnošću glacijalnih voda doveli su do značajne obrade stijena koje su činile površinsku zonu zemljine kore, akumulacije terigenog materijala na dnu okeana, sedimentacijski procesi akumulacije organogenog i hemogenog materijala u vodnim tijelima, bazeni.
Prostorni raspored kontinenata i okeana postupno se mijenjao i bio je vrlo različit u odnosu na ekvator: naizmjenično, zatim sjeverni, pa Južna hemisfera bila kontinentalna ili okeanska. Klima se takođe nekoliko puta menjala, u zatvoriti vezu sa glacijalnim i međuledenim periodima. Od paleozoika do kenozoika (i u njemu), bilo je aktivnih promjena u dubinama, temperaturi i sastavu voda Svjetskog okeana; razvoj životnih oblika doveo je do njihovog izlaska iz vodenog okruženja i postepenog razvoja kopna, kao i evolucije oblika života do poznatih. Na osnovu analize geološke istorije fanerozoika, proizilazi da su sve glavne granice (podela geohronološke skale na ere, periode i epohe) u velikoj meri posledica kolizija i rascepa kontinenata u procesu globalnog kretanja „ ansambl” litosferskih ploča.
OBLIK ZEMLJE
Oblik Zemlje se obično naziva globusom. Utvrđeno je da masa Zemlje iznosi 5976 10 21 kg, zapremina 1,083 10 12 km 3. Prosječni radijus je 6371,2 km, prosječna gustina je 5,518 kg/m 3, prosječno ubrzanje zbog gravitacije je 9,81 m/s 2. Oblik Zemlje je blizak troosnom elipsoidu rotacije sa polarnom kompresijom: moderna Zemlja ima polarni radijus od 6356,78 km i ekvatorijalni radijus od 6378,16 km. Dužina Zemljinog meridijana je 40008,548 km, dužina ekvatora je 40075,704 km. Polarna kompresija (ili "spljoštenost") je uzrokovana rotacijom Zemlje oko polarne ose i veličina ove kompresije je povezana sa brzinom Zemljine rotacije. Ponekad se oblik Zemlje naziva sferoid, ali i za Zemlju postoji
pravi naziv oblika, odnosno geoid. Činjenica je da je površina zemlje promjenjiva i značajna po visini; postoje najviši planinski sistemi od preko 8000 m (na primjer, Mount Everest - 8842 m) i duboki okeanski rovovi od više od
11.000 m (Marijanski rov - 11.022 m). Geoid izvan kontinenata poklapa se sa neporemećenom površinom Svjetskog okeana; na kontinentima se površina geoida izračunava iz gravimetrijskih studija i primjenom zapažanja iz svemira.
Zemlja ima kompleks magnetsko polje, što se može opisati kao polje koje stvara magnetizirana lopta ili magnetni dipol.
Površina zemaljske kugle je 70,8% (361,1 milion km 2) zauzeta površinskim vodama (okeani, mora, jezera, rezervoari, rijeke, itd.). Zemljište čini 29,2% (148,9 miliona km2).
STRUKTURA ZEMLJE
Općenito, kako je utvrđeno modernim geofizičkim istraživanjima zasnovanim, posebno, na procjenama brzine širenja seizmičkih talasa, proučavanju gustine zemljine materije, Zemljine mase, rezultatima svemirskih eksperimenata za određivanje distribucije vazdušni i vodeni prostori i drugi podaci, Zemlja se sastoji od nekoliko koncentričnih ljuski: vanjski - atmosfera (plinska školjka), hidrosfera (vodena školjka), biosfera (područje distribucije žive tvari, prema V.I. Vernadsky) i interni, koje se nazivaju prave geosfere (jezgro, plašt i litosfera) (slika 1).
Atmosfera, hidrosfera, biosfera i najgornji dio zemljine kore dostupni su direktnom posmatranju. Uz pomoć bušotina, ljudi mogu proučavati dubine općenito do 8 km. Bušenje ultra dubokih bušotina se u naučne svrhe izvodi u našoj zemlji, SAD i Kanadi (u Rusiji dubina preko
12 km, što je omogućilo odabir uzoraka stijena za neposredno direktno proučavanje). Glavni cilj ultradubokog bušenja je doseći duboke slojeve zemljine kore - granice slojeva "granita" i "bazalt" ili gornjih granica plašta. Struktura dublje unutrašnjosti Zemlje proučava se geofizičkim metodama, od kojih najveća vrijednost imaju seizmički i gravimetrijski. Proučavanje materije podignute sa granica plašta trebalo bi da razjasni problem strukture Zemlje. Plašt je od posebnog interesa, jer
Rice. 1. Šematski prikaz strukture Zemlje (A) i zemljina kora (b):
L- jezgro; B y C - mantle; O - Zemljina kora; E - atmosfera (prema M. Vasiću); 1 - pokriće depozita; 2 - sloj nalik granitu; 3 - bazaltni sloj; 4-gornji plašt; 5-plašt
Zemljina kora sa svim svojim mineralima na kraju je nastala od njene supstance.
Atmosfera Prema raspoređenoj temperaturi u njemu, odozdo prema gore se dijeli na troposferu, stratosferu, mezosferu, termosferu i egzosferu. Troposferačini oko 80% ukupne mase atmosfere i dostiže visinu od 16-18 km u ekvatorijalnom dijelu i
8-10 km u polarnim područjima. Stratosfera se proteže do visine od 55 km i ima gornja granica ozonski sloj. Slijede mezosfera do visine od 80 km, termosfera do 800-1000 km i više je egzosfera (sfera disperzije), koja ne čini više od 0,5% mase Zemljine atmosfere. IN Sastav atmosfere uključuje azot (78,1%), kiseonik (21,3%), argon (1,28%), ugljen-dioksid (0,04%) i druge gasove i skoro svu vodenu paru. Sadržaj ozona (0 3) je 3,1 10 15 g, a sadržaj kiseonika (0 2) je 1,192 10 2! d. Sa udaljavanjem od Zemljine površine, temperatura atmosfere naglo opada i na visini od 10-12 km već iznosi oko -50°C. IN U troposferi se formiraju oblaci i koncentrišu termalna kretanja zraka. Na površini Zemlje najviša temperatura zabilježena je u Libiji (+58°C u hladu), na teritoriji bivši SSSR na području Termeza (+50°C u hladu).
Većina niske temperature zabilježeno na Antarktiku (-87 °C), au Rusiji - u Jakutiji (-71 °C).
stratosfera - sledeći sloj iznad troposfere. Prisustvo ozona u ovom atmosferskom sloju uzrokuje povećanje temperature u njemu do +50 °C, ali na visini od 8-90 km temperatura ponovo pada na -60...-90 °C.
Prosječni vazdušni pritisak na nivou mora je 1,0132 bara (760 mm Hg), a gustina 1,3 10 3 g/cm. IN Atmosfera i njena oblačnost apsorbuju 18% sunčevog zračenja. Kao rezultat radijacijske ravnoteže sistema Zemlja-atmosfera, prosječna temperatura na površini Zemlje je pozitivna (+15 °C), iako njene fluktuacije u različitim klimatskim zonama mogu doseći 150 °C.
Hidrosfera- vodena školjka koja igra veliku ulogu u geološkim procesima na Zemlji. IN njegov sastav uključuje sve vode Zemlje (okeani, mora, rijeke, jezera, kontinentalni led, itd.). Hidrosfera ne čini neprekidan sloj i pokriva 70,8% zemljine površine. Prosječna debljina mu je oko 3,8 km, najveća - preko 11 km (11.022 m - Marijanski rov u pacifik).
Zemljina hidrosfera je mnogo mlađa od same planete. U prvim fazama svog postojanja, površina Zemlje bila je potpuno bezvodna, a vodene pare u atmosferi praktički nije bilo. Formiranje hidrosfere je posljedica procesa odvajanja vode od plašta. Hidrosfera trenutno čini neraskidivo jedinstvo sa litosferom, atmosferom i biosferom. Upravo za potonju - biosferu - su veoma važna jedinstvena svojstva vode kao hemijskog jedinjenja, na primer promene zapremine tokom prelaska vode iz jednog faznog stanja u drugo (tokom smrzavanja,
tokom isparavanja); visoka sposobnost rastvaranja u odnosu na skoro sva jedinjenja na Zemlji.
Prisustvo vode je ono što inherentno osigurava postojanje života na Zemlji u obliku koji poznajemo. Iz vode, kao jednostavno povezivanje, i ugljičnog dioksida, biljke su sposobne, pod uticajem sunčeve energije i u prisustvu hlorofila, da formiraju kompleks organska jedinjenja, što je zapravo proces fotosinteze. Voda na Zemlji je neravnomjerno raspoređena, većina je koncentrisana na površini. U odnosu na zapreminu globusa, ukupna zapremina hidrosfere ne prelazi 0,13%. Glavni dio hidrosfere čini Svjetski okean (94%), čija je površina 361059 km 2, a ukupna zapremina 1370 miliona km 3. U kontinentalnoj kori ima 4,42 10 23 g vode, u okeanskoj kori -3,61 10 23 g. U tabeli. Slika 1 prikazuje distribuciju vode na Zemlji.
Tabela 1
Volumen hidrosfere i intenzitet izmjene vode
^Samo 4.000 hiljada km 3 podzemnih voda koje se nalaze na malim dubinama može biti podložno aktivnoj razmjeni i korištenju vode.
Temperatura vode u okeanu se mijenja ne samo u zavisnosti od geografske širine područja (blizina polova ili ekvatora), već i od dubine okeana. Najveća temperaturna varijabilnost uočena je u površinskom sloju do dubine od 150 m. Najviša temperatura vode u gornjem sloju zabilježena je u Perzijskom zaljevu (+35,6 °C), a najniža u Sjevernom zaljevu Arktički okean(-2,8 °C).
Hemijski sastav hidrosfere je veoma raznolik: od veoma slatkih do veoma slanih voda, kao što su slane vode.
Više od 98% svih vodnih resursa na Zemlji su slane vode okeana, mora i nekih jezera, ^gtateke minera pussy yang-
nove podzemne vode. Ukupna zapremina svježa voda na Zemlji iznosi 28,25 miliona km 3, što je samo oko 2% ukupne zapremine hidrosfere, dok je najveći deo slatke vode koncentrisan u kontinentalnom ledu Antarktika, Grenlanda, polarnih ostrva i visokog planinskog područja. Ova voda je trenutno nedostupna za praktičnu upotrebu ljudi.
Svjetski okean sadrži 1,4-10 2 ugljičnog dioksida (C0 2), što je skoro 60 puta više nego u atmosferi; U okeanu je otopljeno 8 10 18 g kiseonika, ili skoro 150 puta manje nego u atmosferi. Svake godine rijeke nose oko 2,53 10 16 g terigenog materijala sa kopna u okeane, od čega je gotovo 2,25 10 16 g suspendovano, ostatak je rastvorljiva i organska materija.
Salinitet (srednji) morska voda jednako 3,5% (35 g/l). Osim hlorida, sulfata i karbonata, morska voda sadrži i jod, fluor, fosfor, rubidijum, cezijum, zlato i druge elemente. U vodi je rastvoreno 0,48 10 23 g soli.
Istraživanja dubokog mora koja su provedena posljednjih godina omogućila su utvrđivanje prisutnosti horizontalnih i vertikalnih struja i postojanja oblika života u cijelom vodenom stupcu. Organski svijet mora dijeli se na bentos, plankton, nekton itd. bentos To uključuje organizme koji žive na tlu iu tlu morskih i kontinentalnih vodnih tijela. Plankton- skup organizama koji naseljavaju vodeni stub i koji nisu u stanju da se odupru transportu strujama. Nekton- aktivno plivaju, kao što su ribe i druge morske životinje.
Trenutno postaje ozbiljan problem nestašice pitke vode, što je jedna od komponenti globalne ekološke krize koja se razvija. Činjenica je da je slatka voda neophodna ne samo za ljudske utilitarne potrebe (piće, kuhanje, pranje, itd.), već i za većinu industrijskih procesa, a da ne spominjemo činjenicu da je samo slatka voda pogodna za poljoprivrednu proizvodnju – poljoprivrednu tehnologiju i stočarstvo, budući da je velika većina biljaka i životinja koncentrisana na kopnu i za obavljanje svojih životnih aktivnosti koriste isključivo slatku vodu. Porast stanovništva Zemlje (na planeti već ima više od 6 milijardi ljudi) i povezan aktivni razvoj industrije i poljoprivredne proizvodnje doveli su do toga da ljudi svake godine troše 3,5 hiljada km 3 slatke vode, uz nepovratne gubitke. u iznosu od 150 km 3. Dio hidrosfere koji je pogodan za vodosnabdijevanje je 4,2 km 3, što je samo 0,3% zapremine hidrosfere. Rusija ima prilično velike rezerve slatke vode (oko 150 hiljada rijeka, 200 hiljada jezera, mnogo rezervoara i bara,
značajne količine podzemnih voda), ali distribucija ovih rezervi u cijeloj zemlji je daleko od ujednačene.
Hidrosfera igra važnu ulogu u manifestaciji mnogih geoloških procesa, posebno u površinskoj zoni zemljine kore. S jedne strane, pod utjecajem hidrosfere dolazi do intenzivnog razaranja stijena i njihovog kretanja i ponovnog taloženja, s druge strane, hidrosfera djeluje kao moćan kreativni faktor, u suštini je bazen za akumulaciju u svojim granicama značajnih debljina. sedimenata različitog sastava.
Biosfera je u stalnoj interakciji sa litosferom, hidrosferom i atmosferom, što značajno utiče na sastav i strukturu litosfere.
Općenito, biosfera se trenutno shvaća kao područje distribucije žive tvari (živi organizmi oblika poznatih nauci); to je složeno organizovana ljuska povezana biohemijskim (i geohemijskim) ciklusima migracije materije, energije i informacija. Akademik V.I. Vernadsky u koncept biosfere uključuje sve strukture Zemlje koje su genetski povezane sa živom materijom; prošlih ili sadašnjih aktivnosti živih organizama. Većina geološke istorije Zemlje povezana je sa delovanjem živih organizama, posebno u površinskom delu zemljine kore, na primer, reč je o veoma debelim sedimentnim slojevima organogenih stena – krečnjaka, dijatomita itd. distribucija biosfere u atmosferi je ograničena ozonskim omotačem (otprilike 18-50 km iznad površine planete), iznad kojeg su oblici života poznati na Zemlji nemogući bez posebnih sredstava zaštite, kao što se provodi u svemiru letovi izvan atmosfere i na druge planete. Biosfera se donedavno prostirala u dubinu Zemlje do dubine od 11.022 m u Marijanskom rovu, ali prilikom bušenja superduboke bušotine Kola došlo se do dubine od više od 12 km, što znači da je živa materija prodrla do ove dubine. .
Unutrašnja struktura Zemlje, prema modernim konceptima, sastoji se od jezgra, plašta i litosfere. Granice između njih su prilično proizvoljne, zbog međusobnog prožimanja i po površini i po dubini (vidi sliku 1).
Zemljino jezgro sastoji se od vanjskog (tečnog) i unutrašnjeg (čvrstog) jezgra. Poluprečnik unutrašnjeg jezgra (tzv. sloj B) je približno 1200-1250 km, prelazni sloj (B) između unutrašnjeg i spoljašnjeg jezgra ima debljinu od oko 300-400 km, a poluprečnik spoljašnjeg jezgra iznosi 3450-3500 km (odnosno, dubina je 2870-2920 km). Gustina materije u vanjskom jezgru raste sa dubinom od 9,5 do 12,3 g/cm 3 . U centralnom dijelu
U unutrašnjem jezgru, gustina supstance dostiže skoro 14 g/cm 3 . Sve ovo pokazuje da masa Zemljinog jezgra čini do 32% ukupne mase Zemlje, dok je zapremina približno 16% zapremine Zemlje. Savremeni specijalisti Smatra se da je jezgro Zemlje gotovo 90% gvožđa sa primesom kiseonika, sumpora, ugljenika i vodonika, a unutrašnje jezgro ima, prema savremenim idejama, sastav gvožđe-nikl, koji u potpunosti odgovara sastavu broja proučavanih meteorita.
Zemljin omotač To je silikatna ljuska između jezgra i baze litosfere. Masa plašta čini 67,8% ukupne mase Zemlje (O.G. Sorokhtin, 1994). Geofizičke studije su utvrdile da se plašt, pak, može podijeliti (vidi sliku 1) na gornji plašt(sloj D do dubine od 400 km), Golitsyn prelazni sloj(sloj C na dubini od 400 do 1000 km) i donji plašt(sloj IN sa bazom na dubini od približno 2900 km). Ispod okeana u gornjem plaštu nalazi se sloj u kojem je materijal plašta u djelomično rastopljenom stanju. Vrlo važan element u strukturi plašta je zona koja leži ispod osnove litosfere. Fizički predstavlja površinu prijelaza od vrha prema dnu od ohlađenih tvrdih stijena do djelomično rastopljene materije plašta, koja je u plastičnom stanju i čini astenosferu.
Prema modernim konceptima, plašt ima ultramafični sastav (pirolit, mješavina 75% peridotita i 25% toleritnog bazalta ili lerzolita), pa se zbog toga često naziva peridotit, ili „kamena“ školjka. Sadržaj radioaktivnih elemenata u plaštu je veoma nizak. Dakle, u prosjeku 10 -8% 13; 10~ 7% TH, 10" 6% 40 K. Plašt se trenutno procjenjuje kao izvor seizmičkih i vulkanskih fenomena, procesa izgradnje planina, kao i zona magmatizma.
Zemljina kora predstavlja gornji sloj Zemlje, koji ima donju granicu, odnosno bazu, prema seizmičkim podacima, prema sloju Mohorovičić, gdje je naglo povećanje brzine prostiranja elastičnih (seizmičkih) talasa do 8,2 km/s primetio.
Za inženjera geologije, zemljina kora je glavni objekt istraživanja, na njegovoj površini iu dubini se podižu inženjerski objekti, odnosno izvode se građevinski radovi. Posebno, za rješavanje mnogih praktičnih problema, važno je razjasniti procese formiranja površine zemljine kore i povijest ove formacije.
Općenito, površina zemljine kore nastaje pod utjecajem procesa usmjerenih jedni prema drugima:
- endogeni, uključujući tektonske i magmatske procese koji dovode do vertikalnih kretanja u zemljinoj kori - izdizanja i slijeganja, odnosno stvaraju „nepravilnosti“ u reljefu;
- egzogena, koja uzrokuje denudaciju (zaravnjavanje, izravnavanje) reljefa usled vremenskih uticaja, erozije raznih vrsta i gravitacionih sila;
- sedimentacija (sedimentacija), kao „ispunjavanje“ sedimentima svih nepravilnosti nastalih tokom endogeneze.
Trenutno postoje dvije vrste zemljine kore: "bazaltna" okeanska i "granitna" kontinentalna.
Okeanska kora Sastav je prilično jednostavan i predstavlja svojevrsnu troslojnu formaciju. Gornji sloj čija debljina varira od 0,5 km u srednjem dijelu okeana do 15 km u blizini dubokomorskih riječnih delti i kontinentalnih padina, gdje se akumulira gotovo sav terigeni materijal, dok se u ostalim zonama okeana sedimentni materijal predstavljen karbonatnim sedimentima i nekarbonatnim crvenim dubokomorskim glinama. Drugi sloj čine jastučaste lave okeanskog tipa bazalta, ispod kojih su doleritni nasipi istog sastava; ukupna debljina ovog sloja je 1,5-2 km. Treći sloj u gornjem dijelu isječka predstavlja sloj gabra, koji je podvučen serpentinitima u blizini srednjeokeanskih grebena; ukupna debljina trećeg sloja kreće se od 4,7 do 5 km.
Prosječna gustina okeanske kore (bez padavina) je 2,9 g/cm 3, njena masa je 6,4 10 24 g, a zapremina sedimenta je 323 miliona km 3. Okeanska kora se formira u zonama rifta srednjeokeanskih grebena zbog oslobađanja bazaltnih talina iz sloja astenosfere Zemlje i izlivanja toleritnih bazalta na dno okeana. Utvrđeno je da iz astenosfere godišnje dolazi 12 km 3 bazalta. Svi ovi grandiozni tektono-magmatski procesi praćeni su povećanom seizmičnošću i nemaju premca na kontinentima.
Kontinentalna kora oštro se razlikuje od okeanskog po debljini, strukturi i sastavu. Njegova debljina varira od 20-25 km pod otočnim lukovima i područjima s prijelaznim tipom kore do 80 km ispod mladih naboranih pojaseva Zemlje, na primjer, ispod Anda ili alpsko-himalajskog pojasa. Debljina kontinentalne kore ispod drevnih platformi u prosjeku iznosi 40 km. Kontinentalna kora se sastoji od tri sloja, od kojih je gornji sedimentni, a dva donja su predstavljena kristalnim stijenama. Sedimentni sloj je sastavljen od glinovitih sedimenata i karbonata plitkih morskih basena.
seins i ima vrlo različitu debljinu od 0 na drevnim štitovima do 15 km u rubnim koritima platformi. Ispod sedimentnog sloja leže prekambrijske "granitne" stijene, često transformirane procesima regionalnog metamorfizma. Sljedeći je bazaltni sloj. Razlika između okeanske i kontinentalne kore je prisustvo granitnog sloja u ovoj drugoj. Nadalje, okeanska i kontinentalna kora je podvučena stijenama gornjeg plašta.
Zemljina kora ima aluminosilikatni sastav, predstavljen uglavnom topljivim jedinjenjima. Preovlađujući hemijski elementi su kiseonik (43,13%), silicijum (26%) i aluminijum (7,45%) u obliku silikata i oksida (tabela 2).
tabela 2
Prosječan hemijski sastav zemljine kore
Hemijski sastav zemljine kore,% je sljedeći: kiseli
pol - 46,8; silicijum - 27,3; aluminijum - 8,7; gvožđe -5,1; kalcijum - 3,6; natrijum - 2,6; kalijum - 2,6; magnezijum - 2,1; ostalo - 1.2.
Kako pokazuju noviji podaci, sastav okeanske kore je toliko konstantan da se može smatrati jednom od globalnih konstanti, baš kao i sastav atmosferskog zraka ili prosječni salinitet morske vode. Ovo je dokaz jedinstva mehanizma njegovog formiranja.
Važna okolnost koja Zemljinu koru razlikuje od ostalih unutrašnjih geosfera je prisustvo u njoj povećanog sadržaja dugovječnih radioaktivnih izotopa uranijuma 232 i torija 237 T, kalija 40 K, a njihova najveća koncentracija je zabilježena za "granit" sloj kontinentalne kore, dok su u okeanskoj kori radioaktivni elementi su zanemarljivi.
Rice. 3. Blok dijagram okeanskog transformacionog rasjeda
litosfera
Vulkani
Zgužvan
Continental
litosfera
Magmatski upadi
Topljenje
Rice. 2. Shematski presjek zone podmetanja okeanske litosfere
ispod kontinentalne
Litosfera- ovo je ljuska Zemlje, koja kombinuje zemljinu koru i dio gornjeg omotača. Karakteristična karakteristika litosfere je da sadrži stijene u čvrstom kristalnom stanju i da je kruta i izdržljiva. Niže na dijelu od Zemljine površine uočava se porast temperature. Plastična ljuska plašta koja se nalazi ispod litosfere je astenosfera, u kojoj se na visokim temperaturama supstanca djelomično topi, a kao rezultat toga, za razliku od litosfere, astenosfera nema čvrstoću i može se plastično deformirati, do mogućnosti da teče čak i pod uticajem veoma niskih suvišnih pritisaka (sl. 2, 3). U svjetlu modernih ideja, prema teoriji tektonike litosferskih ploča, ustanovljeno je da litosferske ploče koje čine vanjski omotač Zemlje nastaju hlađenjem i potpunom kristalizacijom djelomično rastopljene supstance astenosfere. , slično onome što se dešava, na primjer, na rijeci kada se voda zamrzne i formira led na mraznom danu.
Treba napomenuti da lherzolit koji čini gornji plašt ima složen sastav, pa je supstanca astenosfere, budući da je u čvrstom stanju, mehanički
toliko oslabio da je sposoban da puzi. Ovo pokazuje da se astenosfera ponaša kao viskozni fluid na geološkim vremenskim skalama. Dakle, litosfera je sposobna za kretanje u odnosu na donji plašt zbog slabljenja astenosfere. Važna činjenica koja potvrđuje mogućnost pomeranja litosferskih ploča je da je astenosfera izražena globalno, iako njena dubina, debljina i fizička svojstva uvelike variraju. Debljina litosfere varira od nekoliko kilometara ispod rascjepnih dolina srednjeokeanskih grebena do 100 km ispod periferije okeana, a ispod drevnih štitova debljina litosfere doseže 300-350 km.
Karakteristično svojstvo globusa je njegova heterogenost. Podijeljen je na više slojeva ili sfera, koje se dijele na unutrašnje i vanjske.
Unutrašnje sfere Zemlje: zemljine kore, plašta i jezgra.
Zemljina kora najheterogeniji. Što se tiče dubine, postoje 3 sloja (od vrha do dna): sedimentni, granitni i bazaltni.
Sedimentni sloj formirane od mekih i ponekad labavih stijena koje su nastale taloženjem tvari u vodenom ili zračnom okruženju na površini Zemlje. Sedimentne stijene su obično raspoređene u slojeve omeđene paralelnim ravnima. Debljina sloja varira od nekoliko metara do 10-15 km. Postoje područja gdje je sedimentni sloj gotovo potpuno odsutan.
granitni sloj sastavljena uglavnom od magmatskih i metamorfnih stijena bogatih Al i Si. Prosječan sadržaj SiO 2 u njima je više od 60%, pa se svrstavaju u kisele stijene. Gustina stijena u sloju je 2,65-2,80 g/cm3. Debljina 20-40 km. Kao dio okeanske kore (na primjer, na dnu Tihog okeana) ne postoji granitni sloj, pa je stoga sastavni dio kontinentalne kore.
Bazaltni sloj leži u podnožju zemljine kore i kontinuirana je, odnosno, za razliku od granitnog sloja, prisutna je i u kontinentalnoj i u okeanskoj kori. Od granitne površine dijeli ga Conradova površina (K), na kojoj se brzina seizmičkih valova mijenja od 6 do 6,5 km/sec. Supstanca koja čini bazaltni sloj bliska je po hemijskom sastavu i fizičkim svojstvima bazaltima (manje bogata SiO 2 od granita). Gustina supstance dostiže 3,32 g/cm 3 . Brzina prolaska longitudinalnih seizmičkih valova raste od 6,5 do 7 km/sec na donjoj granici, gdje brzina ponovo skače i dostiže 8-8,2 km/sec. Ova donja granica zemljine kore može se pratiti svuda i naziva se Mohorovičićeva granica (jugoslovenski naučnik) ili M granica.
Mantle nalazi se ispod zemljine kore u rasponu dubina od 8-80 do 2900 km. Temperatura u gornjim slojevima (do 100 km) je 1000-1300 o C, raste sa dubinom i dostiže 2300 o C na donjoj granici. Međutim, supstanca je tamo u čvrstom stanju zbog pritiska, koji na velikim dubinama iznosi stotine hiljada i milione atmosfera. Na granici sa jezgrom (2900 km) uočava se prelamanje i djelomična refleksija longitudinalnih seizmičkih valova, ali poprečni valovi ne prelaze ovu granicu („seizmička sjena“ se kreće od 103° do 143° luka). Brzina prostiranja talasa u donjem dijelu plašta je 13,6 km/sec.
Relativno nedavno, postalo je poznato da se u gornjem dijelu plašta nalazi sloj dekomprimiranih stijena - astenosfera, koji leži na dubini od 70-150 km (dublje ispod okeana), u kojoj je zabilježen pad brzina elastičnih valova od približno 3%.
Core po fizičkim svojstvima oštro se razlikuje od plašta koji ga obavija. Brzina prolaska longitudinalnih seizmičkih talasa je 8,2-11,3 km/sec. Činjenica je da na granici plašta i jezgra dolazi do oštrog pada brzine longitudinalnih valova sa 13,6 na 8,1 km/sec. Naučnici su odavno došli do zaključka da je gustoća jezgra mnogo veća od gustine površinskih ljuski. Mora odgovarati gustini gvožđa pod odgovarajućim barometrijskim uslovima. Stoga se široko vjeruje da se jezgro sastoji od Fe i Ni i da ima magnetna svojstva. Prisustvo ovih metala u jezgri povezano je s primarnom diferencijacijom tvari prema specifičnoj težini. Meteoriti takođe govore u prilog jezgri gvožđa i nikla. Jezgro se deli na spoljašnje i unutrašnje. U vanjskom dijelu jezgra, pritisak je 1,5 miliona atm; gustina 12 g/cm 3 . Uzdužni seizmički valovi se ovdje šire brzinom od 8,2-10,4 km/sec. Unutrašnje jezgro je u tečnom stanju, a konvektivne struje u njemu indukuju Zemljino magnetno polje. U unutrašnje jezgro pritisak dostiže 3,5 miliona atm., gustina 17,3-17,9 g/cm 3, brzina uzdužnog talasa 11,2-11,3 km/sek. Proračuni pokazuju da bi temperatura tamo trebala dostići nekoliko hiljada stepeni (do 4000 o). Tamo je supstanca u čvrstom stanju zbog visokog pritiska.
Vanjske sfere Zemlje: hidrosfera, atmosfera i biosfera.
Hidrosfera objedinjuje čitav niz manifestacija vodenih formi u prirodi, počevši od kontinuiranog vodenog pokrivača koji zauzima 2/3 Zemljine površine (mora i okeani) do vode koja je dio stijena i minerala. u ovom shvatanju, hidrosfera je neprekidna ljuska Zemlje. Naš kurs ispituje, prije svega, onaj dio hidrosfere koji čini samostalan vodeni sloj - okeanosfera.
Od ukupne površine Površina zemljišta iznosi 510 miliona km2, 361 milion km2 (71%) je pokriveno vodom. Šematski je reljef dna Svjetskog okeana prikazan kao hipsografska kriva. Pokazuje distribuciju visina kopna i dubine okeana; Jasno su vidljiva 2 nivoa morskog dna sa dubinama od 0-200 m i 3-6 km. Prvi od njih je područje relativno plitke vode, koje u obliku podvodne platforme okružuje obale svih kontinenata. Da li je ovo epikontinentalni pojas ili polica. Od mora, polica je ograničena strmom podvodnom izbočinom - kontinentalne padine(do 3000 m). Na dubinama od 3-3,5 km postoji kontinentalno stopalo. Počinje ispod 3500 m okeansko korito (okeansko korito),čija je dubina do 6000 m. Kontinentalno podnožje i okeansko dno čine drugi jasno definisan nivo morskog dna, koji se sastoji od tipično okeanske kore (bez granitnog sloja). Među okeanskim dnom, uglavnom u perifernim dijelovima Tihog okeana, nalaze se dubokomorske depresije (rovovi)- od 6000 do 11000 m. Ovako je otprilike izgledala hipsografska kriva prije 20 godina. Jedno od najvažnijih geoloških otkrića u novije vrijeme bilo je otkriće srednjookeanski grebeni - globalni sistem morskih planina podignutih iznad okeanskog dna za 2 kilometra ili više i koji zauzimaju do 1/3 površine okeanskog dna. O geološkom značaju ovog otkrića bit će riječi kasnije.
Gotovo svi poznati hemijski elementi prisutni su u okeanskoj vodi, ali samo 4 preovlađuju: O 2, H 2, Na, Cl. Sadržaj hemijskih spojeva otopljenih u morskoj vodi (slanost) određuje se u težinskim procentima odn ppm(1 ppm = 0,1%). Prosječan salinitet okeanske vode je 35 ppm (u 1 litru vode ima 35 g soli). Salinitet uveliko varira. Dakle, u Crvenom moru dostiže 52 ppm, u Crnom moru do 18 ppm.
Atmosfera predstavlja najgornju vazdušnu ljusku Zemlje, koja je obavija neprekidnim pokrivačem. Gornja granica nije jasna, jer se gustina atmosfere smanjuje s visinom i postepeno prelazi u bezzračni prostor. Donja granica je površina Zemlje. Ova granica je također proizvoljna, jer zrak prodire do određene dubine u kamenu školjku i nalazi se u otopljenom obliku u vodenom stupcu. Postoji 5 glavnih sfera u atmosferi (odozdo prema gore): troposfera, stratosfera, mezosfera, jonosfera I egzosfera. Troposfera je važna za geologiju, jer je u direktnom kontaktu sa zemljinom korom i ima značajan uticaj na nju.
Troposferu karakterizira velika gustina, stalno prisustvo vodene pare, ugljičnog dioksida i prašine; postepeno smanjenje temperature sa visinom i postojanje vertikalne i horizontalne cirkulacije vazduha u njoj. IN hemijski sastav pored glavnih elemenata - O 2 i N 2 - uvijek postoje CO 2, vodena para, neki inertni plinovi (Ar), H 2, sumpordioksid i prašina. Cirkulacija vazduha u troposferi je veoma složena.
Biosfera- neka vrsta školjke (izolovana i imenovana od strane akademika V.I. Vernadskog), ujedinjuje one školjke u kojima je prisutan život. Ne zauzima poseban prostor, već prodire u zemljinu koru, atmosferu i hidrosferu. Biosfera igra veliku ulogu u geološkim procesima, učestvujući kako u stvaranju stijena tako i u njihovom uništavanju.
Živi organizmi najdublje prodiru u hidrosferu, koja se često naziva "kolijevkom života". Život je posebno bogat u okeanosferi, u njenim površinskim slojevima. U zavisnosti od fizičkog i geografskog položaja, prvenstveno od dubine, u morima i okeanima postoji nekoliko vrsta voda. bionomske zone(grčki "bios" - život, "nomos" - zakon). Ove zone se razlikuju po uslovima postojanja organizama i njihovom sastavu. U području polica postoje 2 zone: primorje I neritic. Litoralna zona je relativno uzak pojas plitke vode, koji se drenira dva puta dnevno tokom oseke. Zbog svoje specifičnosti, priobalni pojas naseljavaju organizmi koji mogu podnijeti privremeno isušivanje (morski crvi, pojedini mekušci, ježinci, zvijezde). Dublje od zone plime i oseke unutar šelfa nalazi se neritska zona, koja je najbogatije naseljena raznim morskim organizmima. Ovdje su široko zastupljene sve vrste faune. Prema načinu života razlikuju se bentoskaživotinje (stanovnici na dnu): sjedeći bentos (koralji, spužve, mahunarke, itd.), lutajući bentos (puzajući - ježevi, zvijezde, rakovi). Nektonživotinje se mogu samostalno kretati (ribe, glavonošci); planktonski (plankton) - suspendovani u vodi (foraminifere, radiolarije, meduze). Odgovara kontinentalnoj padini batijalna zona, kontinentalno podnožje i okeansko korito - ponorska zona. Uslovi za život u njima nisu baš povoljni - potpuni mrak, visok pritisak, nedostatak algi. Međutim, i tamo su nedavno otkriveni ponorske oaze života, ograničeno na podvodne vulkane i zone hidrotermalnog oticanja. Biota se ovdje zasniva na džinovskim anaerobnim bakterijama, vestimentiferama i drugim neobičnim organizmima.
Dubina prodiranja živih organizama u Zemlju uglavnom je ograničena temperaturnim uslovima. Teoretski, za najotpornije prokariote to je 2,5-3 km. Živa tvar aktivno utječe na sastav atmosfere, koja je u svom modernom obliku rezultat vitalne aktivnosti organizama koji su je obogatili kisikom, ugljičnim dioksidom i dušikom. Izuzetno je važna uloga organizama u formiranju morskih sedimenata, od kojih su mnogi minerali (kaustobioliti, jaspiliti itd.).
Pitanja za samotestiranje.
Kako su se formirali pogledi na nastanak Sunčevog sistema?
Kakav je oblik i veličina Zemlje?
Od kojih čvrstih školjki se sastoji Zemlja?
Po čemu se kontinentalna kora razlikuje od okeanske?
Šta uzrokuje Zemljino magnetsko polje?
Šta je hipsografska kriva i njen tip?
Šta je bentos?
Šta je biosfera i njene granice?
Uvod
Tokom mnogih stoljeća, pitanje porijekla Zemlje ostalo je monopol filozofa, budući da je činjenični materijal na ovom području gotovo potpuno izostao. Prve naučne hipoteze o nastanku Zemlje i Sunčevog sistema, zasnovane na astronomskim posmatranjima, iznete su tek u 18. veku. Od tada, sve više i više novih teorija nije prestajalo da se pojavljuje, što odgovara rastu naših kosmogonijskih ideja.
Prva u ovom nizu bila je poznata teorija koju je 1755. godine formulisao njemački filozof Emmanuel Kant. Kant je vjerovao da je Sunčev sistem nastao iz neke primordijalne materije koja je ranije bila slobodno rasuta u svemiru. Čestice ove materije kretale su se u različitim smjerovima i, sudarajući se jedna s drugom, gubile su brzinu. Najteži i najgušći od njih, pod utjecajem gravitacije, povezivali su se jedni s drugima, formirajući središnji ugrušak - Sunce, koje je, zauzvrat, privlačilo udaljenije, male i lagane čestice.
Tako je nastao određeni broj rotirajućih tijela, čije su se putanje presijecale. Neka od ovih tijela, koja su se u početku kretala u suprotnim smjerovima, na kraju su uvučena u jedan tok i formirala prstenove plinovite tvari, smještene približno u istoj ravni i rotirajući oko Sunca u istom smjeru, bez ometanja jedno u drugo. Gušće jezgre su se formirale u pojedinačnim prstenovima, na koje su se postepeno privlačile lakše čestice, formirajući sferne nakupine materije; Tako su nastale planete koje su nastavile da kruže oko Sunca u istoj ravni kao i prvobitni prstenovi gasovite materije.
1. Istorija Zemlje
Zemlja je treća planeta od Sunca u Sunčevom sistemu. Okreće se oko zvijezde po eliptičnoj orbiti (veoma bliskoj kružnoj) sa prosječnom brzinom od 29,765 km/s na prosječnoj udaljenosti od 149,6 miliona km u periodu od 365,24 dana. Zemlja ima satelit, Mjesec, koji kruži oko Sunca na prosječnoj udaljenosti od 384.400 km. Nagib Zemljine ose prema ravni ekliptike je 66033`22``. Period rotacije planete oko svoje ose je 23 sata 56 minuta 4,1 sekundu. Rotacija oko svoje ose uzrokuje promjenu dana i noći, a nagib ose i okretanje oko Sunca uzrokuje promjenu godišnjih doba. Oblik Zemlje je geoid, otprilike troaksijalni elipsoid, sferoid. Prosječni polumjer Zemlje je 6371,032 km, ekvatorijalni - 6378,16 km, polarni - 6356,777 km. Površina globusa je 510 miliona km2, zapremina - 1,083 * 1012 km2, prosečna gustina 5518 kg/m3. Masa Zemlje je 5976 * 1021 kg. Zemlja ima magnetno polje i blisko povezano električno polje. Gravitaciono polje Zemlje određuje njen sferni oblik i postojanje atmosfere.
Prema modernim kosmogonijskim konceptima, Zemlja je nastala prije otprilike 4,7 milijardi godina od plinovite tvari rasute u protosolarnom sistemu. Kao rezultat diferencijacije materije, Zemlja je pod uticajem svog gravitacionog polja, u uslovima zagrevanja zemljine unutrašnjosti, nastala i razvila ljuske različitog hemijskog sastava, agregatnog stanja i fizičkih svojstava – geosfera: jezgro (u centar), plašt, zemljina kora, hidrosfera, atmosfera, magnetosfera. U sastavu Zemlje dominiraju gvožđe (34,6%), kiseonik (29,5%), silicijum (15,2%), magnezijum (12,7%). Zemljina kora, plašt i unutrašnje jezgro su čvrsti (spoljni deo jezgra se smatra tečnim). Od površine Zemlje prema centru raste pritisak, gustina i temperatura. Pritisak u centru planete je 3,6 * 1011 Pa, gustina je oko 12,5 * 103 kg/m3, temperatura se kreće od 50.000 do
60000 C. Glavni tipovi zemljine kore su kontinentalni i okeanski, u zoni tranzicije od kontinenta do okeana razvija se kora srednje strukture.
Veći dio Zemlje zauzima Svjetski okean (361,1 milion km2; 70,8%), kopno je 149,1 milion km2 (29,2%) i čini šest kontinenata i ostrva. Izdiže se iznad nivoa svjetskih okeana u prosjeku za 875 m (najviša visina je 8848 m - Mount Chomolungma), planine zauzimaju više od 1/3 površine kopna. Pustinje pokrivaju oko 20% kopnene površine, šume - oko 30%, glečeri - preko 10%. Prosječna dubina svjetskih okeana je oko 3800 m (najveća dubina je 11020 m - Marijanski rov (rov) u Tihom okeanu). Količina vode na planeti je 1370 miliona km3, prosječni salinitet je 35 g/l.
Zemljina atmosfera, čija je ukupna masa 5,15 * 1015 tona, sastoji se od vazduha - mešavine uglavnom azota (78,08%) i kiseonika (20,95%), ostatak je vodena para, ugljen-dioksid, kao i inertni i dr. gasovi. Maksimalna temperatura površine kopna je 570-580 C (u tropskim pustinjama Afrike i Sjeverne Amerike), minimalna je oko -900 C (u centralnim regijama Antarktika).
Formiranje Zemlje i početna faza njenog razvoja pripadaju predgeološkoj istoriji. Apsolutna starost najstarijih stijena je preko 3,5 milijardi godina. Geološka istorija Zemlje podijeljena je u dvije nejednake faze: prekambrij, koji zauzima otprilike 5/6 cjelokupne geološke hronologije (oko 3 milijarde godina), i fanerozoik, koji pokriva posljednjih 570 miliona godina. Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina, kao rezultat prirodne evolucije materije, na Zemlji je nastao život i započeo je razvoj biosfere. Ukupnost svih živih organizama koji ga nastanjuju, takozvana živa materija Zemlje, imala je značajan uticaj na razvoj atmosfere, hidrosfere i sedimentne ljuske. Novo
faktor koji ima snažan uticaj na biosferu je proizvodna aktivnost čoveka, koji se pojavio na Zemlji pre manje od 3 miliona godina. Visoka stopa rasta stanovništva Zemlje (275 miliona ljudi u 1000. godini, 1,6 milijardi ljudi 1900. godine i približno 6,3 milijarde ljudi 1995. godine) i sve veći uticaj ljudskog društva na prirodnu sredinu pokrenuli su probleme racionalnog korišćenja svih prirodni resursi i očuvanje prirode.
2. Seizmički model strukture Zemlje
Nadaleko poznat model unutrašnje strukture Zemlje (koji je dijeli na jezgro, plašt i koru) razvili su seizmolozi G. Jeffries i B. Gutenberg u prvoj polovini 20. stoljeća. Odlučujući faktor u ovom slučaju bilo je otkriće naglog smanjenja brzine prolaska seizmičkih valova unutar globusa na dubini od 2900 km sa planetarnim radijusom od 6371 km. Brzina prolaska longitudinalnih seizmičkih talasa direktno iznad naznačene granice je 13,6 km/s, a ispod nje 8,1 km/s. Ovo je granica između plašta i jezgra.
Prema tome, radijus jezgre je 3471 km. Gornja granica plašta je Mohorovičićev seizmički odsek, koji je jugoslovenski seizmolog A. Mohorovičić (1857-1936) identifikovao još 1909. godine. Odvaja zemljinu koru od plašta. U ovom trenutku, brzine longitudinalnih talasa koji prolaze kroz zemljinu koru naglo se povećavaju sa 6,7-7,6 na 7,9-8,2 km/s, ali to se dešava na različitim nivoima dubine. Pod kontinentima dubina presjeka M (odnosno podnožja zemljine kore) iznosi nekoliko desetina kilometara, a ispod nekih planinskih struktura (Pamir, Andi) može doseći 60 km, dok pod okeanskim basenima, uključujući i vodu stuba, dubina je samo 10-12 km. Općenito, zemljina kora u ovoj shemi izgleda kao tanka ljuska, dok se plašt proteže u dubinu do 45% Zemljinog polumjera.
Ali sredinom 20. veka ideje o detaljnijoj dubokoj strukturi Zemlje ušle su u nauku. Na osnovu novih seizmoloških podataka pokazalo se da je moguće podijeliti jezgro na unutrašnje i vanjsko, a plašt na donje i gornje (sl. 1). Ovaj model, koji je postao široko rasprostranjen, koristi se i danas. Pokrenuo ga je australijski seizmolog K.E. Bullen, koji je početkom 40-ih predložio šemu podjele Zemlje na zone, koje je označio slovima: A - zemljina kora, B - zona u dubini od 33-413 km, C - zona 413-984 km, D - zona 984-2898 km, D - 2898-4982 km, Ž - 4982-5121 km, G - 5121-6371 km (centar Zemlje). Ove zone se razlikuju po seizmičkim karakteristikama. Kasnije je zonu D podijelio na zone D" (984-2700 km) i D" (2700-2900 km). Trenutno je ova šema značajno izmijenjena i samo sloj D" se široko koristi u literaturi glavna karakteristika- smanjenje gradijenata seizmičke brzine u odnosu na gornji dio plašta.
Unutrašnje jezgro, koje ima radijus od 1225 km, je čvrsto i ima veliku gustinu od 12,5 g/cm3. Spoljno jezgro je tečno, njegova gustina je 10 g/cm3. Na granici jezgra-plašt dolazi do oštrog skoka ne samo u brzini uzdužnih valova, već iu gustoći. U plaštu se smanjuje na 5,5 g/cm3. Sloj D, koji je u direktnom kontaktu sa spoljnim jezgrom, je pod uticajem nje, jer temperature u jezgru znatno prevazilaze temperature omotača.Ponegde ovaj sloj generiše ogromne tokove toplote i mase usmerene ka površini Zemlje kroz plašt, nazvan perjanice.Mogu se manifestirati na planeti u obliku velikih vulkanskih područja, kao što su Havajska ostrva, Island i druge regije.
Gornja granica D" sloja je neizvjesna; njegov nivo od površine jezgra može varirati od 200 do 500 km ili više. Stoga je moguće
zaključiti da ovaj sloj odražava neravnomjeran i različit intenzitet snabdijevanja energijom jezgra u području plašta.
Granica donjeg i gornjeg plašta u šemi koja se razmatra je seizmički dio koji leži na dubini od 670 km. Ima globalnu distribuciju i opravdava se skokom seizmičkih brzina u pravcu njihovog povećanja, kao i povećanjem gustine materije u donjem plaštu. Ovaj dio je ujedno i granica promjena u mineralnom sastavu stijena u plaštu.
Dakle, donji plašt, koji se nalazi između dubina od 670 do 2900 km, proteže se duž radijusa Zemlje za 2230 km. Gornji plašt ima dobro dokumentiran unutrašnji seizmički dio, koji prolazi na dubini od 410 km. Prilikom prelaska ove granice od vrha do dna, seizmičke brzine naglo rastu. Ovdje, kao i na donjoj granici gornjeg plašta, dolazi do značajnih mineralnih transformacija.
Gornji dio gornjeg omotača i Zemljina kora zajednički se razlikuju kao litosfera, koja je gornji čvrsti omotač Zemlje, za razliku od hidro- i atmosfere. Zahvaljujući teoriji tektonike litosferskih ploča, termin "litosfera" je postao široko rasprostranjen. Teorija pretpostavlja kretanje ploča kroz astenosferu - omekšani, djelomično, možda, tečni duboki sloj niske viskoznosti. Međutim, seizmologija ne pokazuje prostorno konzistentnu astenosferu. Za mnoga područja identificirano je nekoliko vertikalno smještenih astenosferskih slojeva, kao i njihov horizontalni diskontinuitet. Njihovo izmjenjivanje posebno je jasno zabilježeno unutar kontinenata, gdje dubina astenosferskih slojeva (leća) varira od 100 km do više stotina.
Pod okeanskim ponornim depresijama, astenosferski sloj leži na dubinama od 70-80 km ili manje. U skladu s tim, donja granica litosfere je zapravo neizvjesna, a to stvara velike poteškoće za teoriju kinematike litosfernih ploča, kako primjećuju mnogi istraživači. Ovo su osnovne ideje o strukturi Zemlje koje su se do danas razvile. Zatim ćemo se osvrnuti na najnovije podatke o dubokim seizmičkim granicama, koji daju najvažnije informacije o unutrašnjoj strukturi planete.
3. Geološka struktura Zemlje
Istorija geološke strukture Zemlje obično se prikazuje u obliku uzastopnih faza ili faza. Geološko vrijeme se računa od početka formiranja Zemlje.
Faza 1(4,7 – 4 milijarde godina). Zemlja je formirana od gasa, prašine i planetezimala. Kao rezultat energije oslobođene tokom raspada radioaktivnih elemenata i sudara planetezimala, Zemlja se postepeno zagrijava. Pad džinovskog meteorita na Zemlju rezultira izbacivanjem materijala iz kojeg je formiran Mjesec.
Prema drugom konceptu, Proto-Mjesec, koji se nalazi u jednoj od heliocentričnih orbita, bio je zarobljen od strane Proto-Zemlje, što je rezultiralo formiranjem binarnog sistema Zemlja-Mjesec.
Otplinjavanje Zemlje dovodi do početka formiranja atmosfere koja se sastoji uglavnom od ugljičnog dioksida, metana i amonijaka. Na kraju faze koja se razmatra, usled kondenzacije vodene pare, počinje formiranje hidrosfere.
2. faza(4 – 3,5 milijardi godina). Pojavljuju se prva ostrva, protokontinenti, sastavljena od stijena koje uglavnom sadrže silicijum i aluminij. Protkontinenti se blago uzdižu iznad još uvijek vrlo plitkih okeana.
Faza 3(3,5 – 2,7 milijardi godina). Gvožđe se skuplja u centru Zemlje i formira njeno tečno jezgro, koje stvara magnetosferu. Stvoreni su preduslovi za pojavu prvih organizama, bakterija. Formiranje kontinentalne kore se nastavlja.
Faza 4(2,7 – 2,3 milijarde godina). Formira se jedan superkontinent. Pangea, kojoj se suprotstavlja superokean Panthalassa.
Faza 5(2,3 – 1,5 milijardi godina). Hlađenje kore i litosfere dovodi do raspada superkontinenta na blokove mikroploča, među kojima su prostori ispunjeni sedimentima i vulkanima. Kao rezultat toga nastaju sistemi naboranih površina i formira se novi superkontinent - Pangea I. Organski svijet predstavljaju plavo-zelene alge, čija fotosintetička aktivnost doprinosi obogaćivanju atmosfere kisikom, što dovodi do daljnjeg razvoj organskog svijeta.
Faza 6(1700 – 650 miliona godina). Dolazi do uništenja Pangee I, formiranja bazena sa korom okeanskog tipa. Formiraju se dva superkontinenta: Gondavana, koja uključuje Južnu Ameriku, Afriku, Madagaskar, Indiju, Australiju, Antarktik i Lauraziju, koja uključuje Sjevernu Ameriku, Grenland, Evropu i Aziju (osim Indije). Gondvana i Laurazija su odvojene morem sisa. Počinju prva ledena doba. Organski svijet ubrzano postaje zasićen višećelijskim, ne-skeletnim organizmima. Pojavljuju se prvi skeletni organizmi (trilobiti, mekušci itd.). dolazi do stvaranja ulja.
Faza 7(650 – 280 miliona godina). Apalački planinski pojas u Americi povezuje Gondvanu sa Laurazijom - formira se Pangea II. Konture su naznačene
Paleozojski okeani - Paleoatlantski, Paleo-Tetis, Paleo-azijski. Gondvanu je dva puta prekrivala glacijacija. Pojavljuju se ribe, a kasnije i vodozemci. Biljke i životinje dolaze na kopno. Počinje intenzivno formiranje uglja.
Faza 8(280 – 130 miliona godina). Pangea II je prožeta sve gustom mrežom kontinentalnih grebena, prorezima, jarcima nalik na delove zemljine kore. Počinje cijepanje superkontinenta. Afrika je odvojena od Južne Amerike i Hindustana, a ovaj drugi od Australije i Antarktika. Australija se konačno odvaja od Antarktika. Angiosperme naseljavaju velike površine zemlje. U životinjskom svijetu dominiraju gmizavci i vodozemci, pojavljuju se ptice i primitivni sisari. Na kraju perioda, mnoge grupe životinja su umrle, uključujući ogromne dinosauruse. Uzroci ovih pojava obično se vide ili u sudaru Zemlje sa velikim asteroidom, ili u naglom porastu vulkanske aktivnosti. I jedno i drugo bi moglo dovesti do globalnih promjena (povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi, pojava velikih požara, pepelnica), nespojive sa postojanjem mnogih vrsta životinja.
Faza 9(130 miliona godina – 600 hiljada godina). Opća konfiguracija kontinenata i okeana prolazi kroz velike promjene; posebno se odvaja Evroazija sjeverna amerika, Antarktik - iz Južne Amerike. Rasprostranjenost kontinenata i okeana postala je vrlo bliska modernoj. Na početku posmatranog perioda klima na cijeloj Zemlji je topla i vlažna. Kraj perioda karakterišu oštri klimatski kontrasti. Nakon glacijacije Antarktika, dolazi do glacijacije Arktika. Nastaje fauna i flora bliska modernim. Pojavljuju se prvi preci modernih ljudi.
Faza 10(modernost). Između litosfere i Zemljinog jezgra, tokovi magme se dižu i spuštaju, probijajući se kroz pukotine u kori do vrha. Fragmenti okeanske kore tonu sve do jezgra, a zatim isplivaju i možda formiraju nova ostrva. Litosferske ploče se sudaraju jedna s drugom i stalno su pod utjecajem tokova magme. Tamo gdje se ploče razmiču, formiraju se novi segmenti litosfere. Postoji stalan proces diferencijacije Zemljine materije, koji transformiše stanje svih geoloških omotača Zemlje, uključujući i jezgro.
Zaključak
Zemlju izdvaja sama priroda: u Sunčevom sistemu samo na ovoj planeti postoje razvijeni oblici života, samo je na ovoj planeti lokalno uređenje materije dostiglo neobično visok nivo, nastavljajući opštu liniju razvoja materije. Na Zemlji je prošla najteža faza samoorganizacije, koja je označila dubok kvalitativni skok ka višim oblicima urednost.
Zemlja je najveća planeta u svojoj grupi. Ali, kako pokazuju procjene, čak se i takve dimenzije i masa ispostavljaju kao minimum na kojem planeta može održati svoju plinovitu atmosferu. Zemlja intenzivno gubi vodonik i neke druge lake gasove, što potvrđuju posmatranja takozvanog Zemljinog oblaka.
Zemljina atmosfera se suštinski razlikuje od atmosfera drugih planeta: u njoj nizak sadržaj ugljični dioksid, visok sadržaj molekulskog kisika i relativno visok sadržaj vodene pare. Dva razloga stvaraju izolaciju Zemljine atmosfere: voda oceana i mora dobro apsorbira ugljični dioksid, a biosfera zasićuje atmosferu molekularnim kisikom koji nastaje tokom procesa fotosinteze biljaka. Proračuni pokazuju da kada bismo oslobodili sav ugljikov dioksid apsorbiran i vezan u oceanima, istovremeno uklonivši iz atmosfere sav kisik akumuliran kao rezultat života biljaka, tada bi sastav Zemljine atmosfere u svojim glavnim karakteristikama postao sličan sastav atmosfere Venere i Marsa.
U Zemljinoj atmosferi, zasićena vodena para stvara sloj oblaka koji pokriva značajan dio planete. Zemljini oblaci su važan element u ciklusu vode koji se odvija na našoj planeti u sistemu hidrosfera – atmosfera – kopno.
Tektonski procesi se danas aktivno odvijaju na Zemlji, njena geološka istorija je daleko od potpune. S vremena na vrijeme, odjeci planetarne aktivnosti manifestiraju se takvom snagom da izazivaju lokalne katastrofalne šokove koji pogađaju prirodu i ljudsku civilizaciju. Paleontolozi tvrde da je u ranoj mladosti Zemlje njena tektonska aktivnost bila još veća. Moderna topografija planete razvijala se i nastavlja se mijenjati pod utjecajem kombiniranog djelovanja tektonskih, hidrosferskih, atmosferskih i bioloških procesa na njegovoj površini.
Bibliografija
V.F. Tulinov „Koncepti savremene prirodne nauke”: Udžbenik za univerzitete.- M.: UNITY-DANA, 2004.
A.V. Byalko “Naša planeta - Zemlja” - M. Nauka, 1989
G.V. Voitkevič "Osnove teorije o nastanku Zemlje" - M Nedra, 1988.
Fizička enciklopedija. Tt. 1-5. – M. Velika ruska enciklopedija, 1988-1998.
Uvod……………………………………………………………………………………………..3
Istorija Zemlje…………………………………………………………………………4
Seizmički model Zemljine strukture………………………………...6
Geološka struktura Zemlje…………………………………………………………………….9
Zaključak…………………………………………………………………………………………….13
Reference…………………………………………………………………………15
INSTITUT ZA EKONOMIJU I PREDUZETNIŠTVO
Ekstramural
SAŽETAK
Na temu „Koncepti savremene prirodne nauke“ Zemlja Zemlja i Sunce su glavni faktor života na njemu zemljaSažetak >> Biologija
1. zemlja i njegovo mesto u Univerzumu zemlja. Oblik, veličina i reljef. Interni struktura. Mjesec. zemlja, treći... 384400 km. Interno struktura Glavna uloga u proučavanju unutrašnjeg zgrade zemlja seizmičke metode igraju...
U dvadesetom vijeku, kroz brojna istraživanja, čovječanstvo je otkrilo tajnu zemljine unutrašnjosti; struktura zemlje u poprečnom presjeku postala je poznata svakom školarcu. Za one koji još ne znaju od čega se sastoji Zemlja, koji su njeni glavni slojevi, njihov sastav, kako se zove najtanji dio planete, navešćemo niz značajnih činjenica.
U kontaktu sa
Oblik i veličina planete Zemlje
Suprotno opštem zabludi naša planeta nije okrugla. Njegov oblik se naziva geoid i blago je spljoštena lopta. Mesta na kojima je globus sabijena nazivaju se polovi. Osa Zemljine rotacije prolazi kroz polove; naša planeta napravi jedan okret oko nje za 24 sata - zemaljski dan.
Planeta je zaokružena u sredini - imaginarni krug koji dijeli geoid na sjevernu i južnu hemisferu.
Pored ekvatora, postoje meridijani - krugovi, okomito na ekvator i prolazi kroz oba pola. Jedan od njih, koji prolazi kroz opservatoriju Greenwich, zove se nula - služi kao referentna tačka za geografsku dužinu i vremenske zone.
Glavne karakteristike globusa uključuju:
- prečnik (km): ekvatorijalni – 12.756, polarni (na polovima) – 12.713;
- dužina (km) ekvatora – 40.057, meridijana – 40.008.
Dakle, naša planeta je neka vrsta elipse - geoida, koji rotira oko svoje ose prolazeći kroz dva pola - sjeverni i južni.
Centralni dio geoida je okružen ekvatorom - krugom koji dijeli našu planetu na dvije hemisfere. Da bi se odredio polumjer Zemlje, koristi se polovina vrijednosti njenog promjera na polovima i ekvatoru.
A sada o tome od čega je zemlja napravljena, kojim školjkama je prekriven i šta je presječnu strukturu zemlje.
Zemljane školjke
Osnovne ljuske zemlje dodjeljuju u zavisnosti od njihovog sadržaja. Budući da je naša planeta sfernog oblika, njene školjke, koje drži gravitacija, nazivaju se sferama. Ako pogledate utrostručenje zemlje u poprečnom presjeku, dakle vide se tri sfere:
U redu(počevši od površine planete) nalaze se na sljedeći način:
- Litosfera - tvrda ljuska planete, uključujući minerale slojeva zemlje.
- Hidrosfera - sadrži vodene resurse - rijeke, jezera, mora i okeane.
- Atmosfera je ljuska zraka koja okružuje planetu.
Osim toga, izdvaja se i biosfera, koja uključuje sve žive organizme koji naseljavaju druge školjke.
Bitan! Mnogi naučnici klasifikuju populaciju planete kao pripadnike odvojene ogromne ljuske koja se zove antroposfera.
Zemljine školjke - litosfera, hidrosfera i atmosfera - identificiraju se prema principu kombinovanja homogene komponente. U litosferi - to su čvrste stijene, tlo, unutrašnji sadržaji planete, u hidrosferi - sve to, u atmosferi - sav zrak i drugi plinovi.
Atmosfera
Atmosfera je gasovita ljuska, unutra njegov sastav uključuje: dušik, ugljični dioksid, plin, prašina.
- Troposfera je gornji sloj zemlje, koji sadrži većinu zemaljskog zraka i proteže se od površine do visine od 8-10 (na polovima) do 16-18 km (na ekvatoru). U troposferi se formiraju oblaci i razne vazdušne mase.
- Stratosfera je sloj u kojem je sadržaj zraka mnogo manji nego u troposferi. Njegovo prosječne debljine je 39-40 km. Ovaj sloj počinje od gornje granice troposfere i završava se na nadmorskoj visini od oko 50 km.
- Mezosfera je sloj atmosfere koji se proteže od 50-60 do 80-90 km iznad površine zemlje. Karakterizira ga stalni pad temperature.
- Termosfera - nalazi se 200-300 km od površine planete, razlikuje se od mezosfere po porastu temperature kako se visina povećava.
- Egzosfera - počinje od gornje granice, leži ispod termosfere, i postepeno prelazi u otvoreni prostor, karakteriše je nizak sadržaj vazduha i visoko sunčevo zračenje.
Pažnja! U stratosferi, na visini od oko 20-25 km, nalazi se tanak sloj ozona koji štiti sav život na planeti od štetnih ultraljubičastih zraka. Bez toga bi sva živa bića vrlo brzo umrla.
Atmosfera - zemaljska školjka, bez koje bi život na planeti bio nemoguć.
Sadrži vazduh neophodan za disanje živih organizama, određuje pogodne vremenske uslove i štiti planetu od negativan uticaj sunčevo zračenje.
Atmosfera se sastoji od zraka, a zrak se sastoji od otprilike 70% dušika, 21% kisika, 0,4% ugljičnog dioksida i ostatka rijetkih plinova.
Osim toga, postoji važan ozonski omotač u atmosferi, na visini od otprilike 50 km.
Hidrosfera
Hidrosfera su sve tečnosti na planeti.
Ova školjka po lokaciji vodni resursi a stepen njihovog saliniteta uključuje:
- svjetski ocean - ogroman prostor koji zauzima slana voda i uključuje četiri i 63 mora;
- Površinske vode kontinenata su slatkovodne, a povremeno i boćate vode. Po stepenu tečnosti dijele se na vodna tijela sa tokom - rijeke i rezervoare sa stajaćom vodom - jezera, bare, močvare;
- podzemna voda je slatka voda koja se nalazi ispod površine zemlje. Dubina njihova pojava se kreće od 1-2 do 100-200 ili više metara.
Bitan! Ogromna količina slatke vode trenutno je u obliku leda - danas u područjima permafrost U obliku glečera, ogromnih santi leda i trajnog snijega koji se ne topi, ima oko 34 miliona km3 rezervi slatke vode.
Hidrosfera je, prije svega,, svježi izvor pije vodu, jedan od glavnih klimatskih faktora. Vodni resursi koriste se kao komunikacijski putevi i turistički i rekreacijski (rekreacijski) objekti.
Litosfera
Litosfera je čvrsta ( mineral) slojeva zemlje. Debljina ove školjke kreće se od 100 (pod morem) do 200 km (ispod kontinenata). Litosfera uključuje zemljinu koru i gornji omotač.
Ono što se nalazi ispod litosfere je neposredna unutrašnja struktura naše planete.
Litosferne ploče se uglavnom sastoje od bazalta, pijeska i gline, kamena i sloja tla.
Dijagram strukture zemlje zajedno sa litosferom predstavljen je sljedećim slojevima:
- Zemljina kora - gornji, sastoji se od sedimentnih, bazaltnih, metamorfnih stijena i plodnog tla. Ovisno o lokaciji, razlikuju se kontinentalna i oceanska kora;
- plašt - nalazi se ispod zemljine kore. Teži oko 67% ukupne mase planete. Debljina ovog sloja je oko 3000 km. Gornji sloj plašta je viskozan i leži na dubini od 50-80 km (ispod okeana) i 200-300 km (ispod kontinenata). Donji slojevi su tvrđi i gušći. Plašt sadrži teške materijale gvožđa i nikla. Procesi koji se odvijaju u plaštu odgovorni su za mnoge pojave na površini planete (seizmički procesi, vulkanske erupcije, formiranje naslaga);
- Centralni dio zemlje je zauzet jezgro koje se sastoji od unutrašnjeg čvrstog i vanjskog tečnog dijela. Debljina vanjskog dijela je oko 2200 km, unutrašnjeg dijela je 1300 km. Udaljenost od površine d o jezgru zemlje je oko 3000-6000 km. Temperatura u centru planete je oko 5000 Cº. Prema mnogim naučnicima, jezgro land by sastav je teška talina željezo-nikl sa primjesom drugih elemenata sličnih svojstvima željezu.
Bitan! Među uskim krugom naučnika, pored klasičnog modela sa poluotopljenim teškim jezgrom, postoji i teorija da se u centru planete nalazi unutrašnja zvijezda, okružena sa svih strana impresivnim slojem vode. Ova teorija, osim malog kruga pristalica u naučnoj zajednici, našla je široku upotrebu u naučnofantastičkoj literaturi. Primjer je roman V.A. Obrucheva "Plutonia", koja govori o ekspediciji ruskih naučnika u šupljinu unutar planete s vlastitom malom zvijezdom i svijetom životinja i biljaka koje su izumrle na površini.
Takav je opšteprihvaćen dijagram strukture zemlje, uključujući zemljinu koru, plašt i jezgro, svake godine se sve više poboljšava i usavršava.
Mnogi parametri modela bit će ažurirani više puta uz poboljšanje istraživačkih metoda i pojavu nove opreme.
Tako, na primjer, da bismo tačno saznali koliko kilometara do vanjskom dijelu jezgra, biće potrebno više godina naučnog istraživanja.
Trenutno je najdublji rudnik u zemljinoj kori koji je iskopao čovjek oko 8 kilometara, pa je proučavanje plašta, a još više jezgra planete, moguće samo u teorijskom kontekstu.
Struktura Zemlje sloj po sloj
Proučavamo od kojih se slojeva Zemlja sastoji iznutra
Zaključak
Uzimajući u obzir presječna struktura zemlje, vidjeli smo koliko je naša planeta zanimljiva i složena. Proučavanje njegove strukture u budućnosti pomoći će čovječanstvu da shvati misterije prirodnih fenomena i omogućit će preciznije predviđanje destruktivnih prirodnih katastrofa, otkrivaju nova, još nerazvijena ležišta minerala.
Učitavanje...