A Föld belső szerkezete (mag, köpeny, kéreg). A föld belei. A Föld belső szerkezete

A Föld belső szerkezete

A közelmúltban M. Herndon amerikai geofizikus azt feltételezte, hogy a Föld közepén egy uránból és plutóniumból (vagy tóriumból) álló természetes "atomreaktor" található, amelynek átmérője mindössze 8 km. Ez a hipotézis megmagyarázhatja a Föld mágneses mezejének 200 000 évente bekövetkező megfordulását. Ha ez a feltételezés beigazolódik, akkor a vártnál 2 milliárd évvel korábban érhet véget az élet a Földön, mivel az urán és a plutónium is nagyon gyorsan ég. Kimerülésük a Földet a rövidhullámú napsugárzástól védő mágneses tér eltűnéséhez, és ennek következtében a biológiai élet minden formájának eltűnéséhez vezet. Ezt az elméletet a RAS levelező tagja, V.P. kommentálta. Trubitsyn: „Az urán és a tórium is nagyon nehéz elemek, amelyek a bolygó elsődleges anyagának differenciálódása során a Föld középpontjába süllyedhetnek. De atomi szinten könnyű elemekkel viszik el őket, amelyek a földkéregbe kerülnek, ezért minden uránlerakódás a kéreg legfelső rétegében található. Vagyis ha ezek az elemek klaszterek formájában koncentrálódnának, akkor a magba süllyedhetnének, de az uralkodó nézetek szerint kevésnek kell lenniük. Így ahhoz, hogy a Föld uránmagjával kapcsolatos megállapításokat lehessen tenni, megalapozottabb becslést kell adni a vasmagba került urán mennyiségére. A föld szerkezete is ezt követi.

2002 őszén A. Dzevonski Harvard Egyetem professzora és tanítványa, M. Ishii több mint 300 000 szeizmikus esemény 30 év alatt összegyűjtött adatainak elemzése alapján új modellt javasoltak, amely szerint az ún. " mag a belső magban található. , amely körülbelül 600 km átmérőjű: jelenléte bizonyítéka lehet a belső mag fejlődésének két szakaszának. Egy ilyen hipotézis megerősítéséhez még nagyobb számú szeizmográfot kell elhelyezni a földkerekség körül, hogy az anizotrópiát (az anyag fizikai tulajdonságainak a benne lévő iránytól való függőségét) részletesebben lehessen szétválasztani, ami jellemzi a Föld középpontja.

A bolygó egyéni arculatát, akárcsak egy élőlény megjelenését, nagymértékben meghatározzák a legmélyebb mélységeiben felbukkanó belső tényezők. Nagyon nehéz ezeket a beleket tanulmányozni, mivel a Földet alkotó anyagok átlátszatlanok és sűrűek, ezért a mélyzónák anyagára vonatkozó közvetlen adatok mennyisége nagyon korlátozott. Ezek közé tartozik: egy természetes szupermély fúrásból származó úgynevezett ásványi aggregátum (a kőzet nagy alkotórészei) - egy kimberlitcső Lesotóban (Dél-Afrika), amelyet a körülbelül 250 km-es mélységben előforduló kőzetek képviselőjének tartanak. valamint mag (hengeres sziklaoszlop), amely a világ legmélyebb kútjából (12 262 m) származik a Kola-félszigeten. A bolygó szupermélyeinek feltárása nem korlátozódik erre. A huszadik század 70-es éveiben tudományos kontinentális fúrásokat végeztek Azerbajdzsán területén - a Saablinsky kútban (8 324 m). Bajorországban pedig a múlt század 90-es éveinek elején fúrták meg a KTB-Oberpfalz szupermély kutat, amelynek mérete több mint 9000 m.

Sok ötletes és érdekes módszer létezik bolygónk tanulmányozására, de a belső szerkezetére vonatkozó fő információkat a földrengések és erős robbanások során fellépő szeizmikus hullámok tanulmányozásából nyerjük. Óránként a Föld felszínének körülbelül 10 rezgését rögzítik a Föld különböző pontjain. Ebben az esetben kétféle szeizmikus hullám keletkezik: hosszanti és keresztirányú. Mindkét típusú hullám terjedhet szilárd testben, de csak hosszanti hullámok folyadékban. A földfelszín elmozdulásait a világ minden táján telepített szeizmográfok rögzítik. A hullámok földön való áthaladási sebességének megfigyelése lehetővé teszi a geofizikusok számára, hogy meghatározzák a kőzetek sűrűségét és keménységét olyan mélységekben, amelyek a közvetlen kutatás számára hozzáférhetetlenek. A szeizmikus adatokból ismert és a kőzetekkel végzett laboratóriumi kísérletek során kapott sűrűségek (ahol a föld bizonyos mélységének megfelelő hőmérsékletet és nyomást modelleznek) összehasonlítása lehetővé teszi, hogy következtetést vonjunk le a föld belsejének anyagösszetételére. Az ásványok szerkezeti átalakulásának vizsgálatával kapcsolatos legújabb geofizikai adatok, kísérletek lehetővé tették a Föld mélyén zajló szerkezet, összetétel és folyamat számos jellemzőjének szimulálását.

A 17. században Afrika nyugati partvidéke és Dél-Amerika keleti partvidéke partvonalainak elképesztő egybeesése miatt egyes tudósok azt hitték, hogy a kontinensek „járják” a bolygót. Ám csak három évszázaddal később, 1912-ben Alfred Lothar Wegener német meteorológus részletezte a kontinens-sodródás hipotézisét, amely szerint a kontinensek egymáshoz viszonyított helyzete a Föld története során változott. Ugyanakkor számos érvet hozott fel amellett, hogy a távoli múltban a kontinensek összefogtak. A partvonalak hasonlósága mellett felfedezte a geológiai szerkezetek megfelelését, a reliktum hegyláncok folytonosságát és a különböző kontinenseken található ősmaradványok azonosságát. Wegener professzor aktívan védte a múltban egyetlen szuperkontinens, Pangea létezésének gondolatát, annak kettészakadását és a kialakult kontinensek különböző irányokba való elsodródását. De ezt a szokatlan elméletet nem vették komolyan, mert akkori nézőpontból teljesen érthetetlennek tűnt, hogy az óriási kontinensek önállóan mozoghatnak a bolygó körül. Ráadásul Wegener maga sem tudott megfelelő „mechanizmust” biztosítani, amely képes kontinenseket mozgatni.

A tudós gondolatainak újjáéledése az óceánfenék tanulmányozása eredményeként következett be. A helyzet az, hogy a kontinentális kéreg külső domborzata jól ismert, de az óceánfenék, amelyet évszázadokon át megbízhatóan borított több kilométeres vízoszlop, elérhetetlen maradt a tanulmányozás számára, és mindenféle legenda és mítosz kimeríthetetlen forrásaként szolgált. . Domborzatának tanulmányozásában fontos előrelépést jelentett a precíziós visszhangszonda feltalálása, melynek segítségével az edény mozgásvonala mentén lehetővé vált a fenék mélységének folyamatos mérése és rögzítése. Az óceánfenék intenzív kutatásának egyik megdöbbentő eredménye a domborzatára vonatkozó új adatok. Manapság az óceán fenekének domborzata könnyebben feltérképezhető a tengerfelszín "magasságát" nagyon pontosan mérő műholdaknak köszönhetően: azt a helyenkénti tengerszint-különbségek pontosan jelzik. Az iszappal borított lapos fenék helyett, minden különlegesség nélkül, mély árkok és meredek sziklák, óriási hegyvonulatok és legnagyobb vulkánok kerültek elő. A térképeken különösen jól kiemelkedik az Atlanti-óceánt pontosan középen metsző közép-atlanti hegység.

Kiderült, hogy az óceán feneke az óceánközépi gerinctől távolodva öregszik, és évente több centiméteres ütemben „terjed ki” annak központi zónájából. Ennek a folyamatnak a hatása magyarázhatja a kontinensszegélyek körvonalainak hasonlóságát, ha feltételezzük, hogy a kettéhasadt kontinens részei között egy új óceánhátság alakul ki, és a kétoldalt szimmetrikusan növekvő óceánfenék alkotja a kontinens peremeinek hasonlóságát. új óceán. Valószínűleg így keletkezett az Atlanti-óceán, amelynek közepén a Közép-Atlanti-hátság fekszik. De ha a tengerfenék területe növekszik, és a Föld nem tágul, akkor valaminek a globális kéregben össze kell esnie, hogy kompenzálja ezt a folyamatot. Pontosan ez történik a Csendes-óceán nagy részének peremén. 3 itt a litoszféra lemezek közelednek egymáshoz, és az egyik ütköző lemez a másik alá süllyed és mélyen a Földbe kerül. Az ilyen ütközési területeket aktív vulkánok jelzik, amelyek a Csendes-óceán partjain húzódnak, és az úgynevezett "tűzgyűrűt" alkotják.

A tengerfenék közvetlen fúrása és a megemelkedett kőzetek korának meghatározása megerősítette a paleomágneses vizsgálatok eredményeit. Ezek a tények képezték az új globális tektonika vagy a litoszféra lemezek tektonikája elméletének alapját, amely valódi forradalmat idézett elő a Föld tudományában, és új megértést hozott a bolygó külső héjairól. Ennek az elméletnek a fő gondolata a lemezek vízszintes mozgása.

Hogyan született a föld

A modern kozmológiai elképzelések szerint a Föld más bolygókkal együtt körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt jött létre a fiatal Nap körül keringő darabokból és törmelékekből. Növekedett, megragadta a körülötte lévő anyagot, amíg el nem érte a jelenlegi méretét. Kezdetben a növekedési folyamat nagyon hevesen ment végbe, és a lehulló testek folyamatos esőzése kellett volna ennek jelentős felmelegedéséhez vezetnie, mivel a részecskék mozgási energiája hővé alakult. A becsapódások során kráterek jelentek meg, és a belőlük kilökődő anyag már nem tudta legyőzni a gravitációs erőt és visszazuhant, és minél nagyobbak voltak a lehulló testek, annál jobban felmelegítették a Földet. A lehulló testek energiája már nem a felszínen, hanem a bolygó mélyén szabadult fel, anélkül, hogy ideje lett volna kisugározni az űrbe. Bár a kezdeti anyagkeverék nagy léptékben homogén lehetett, a földtömeg gravitációs összenyomás és törmelékkel való bombázás következtében felmelegedése a keverék megolvadásához vezetett, és a keletkező folyadékok a gravitáció hatására elkülönültek a megmaradt szilárd részektől. Az anyagnak a mélység mentén a sűrűségnek megfelelő fokozatos újraeloszlásának el kellett volna vezetnie annak külön héjakba való rétegződését. A szilíciumban gazdag könnyebb anyagok elváltak a sűrűbb, vasat és nikkelt tartalmazó anyagoktól, és létrehozták az első földkérget. Körülbelül egymilliárd év után, amikor a Föld jelentősen lehűlt, a földkéreg megszilárdult, és a bolygó szilárd külső héjává változott. A Föld lehűlve sok különféle gázt dobott ki magjából (általában ez a vulkánkitörések során fordult elő) - a tüdők, mint a hidrogén és a hélium nagyrészt az űrbe kerültek, de mivel a föld gravitációs ereje már elég nagy volt, felszínén tartotta súlyosabb. Csak a földi légkör alapját képezték. A légkörből származó vízgőz egy része lecsapódott, és óceánok jelentek meg a földön.

És most?

A Föld nem a legnagyobb, de nem is a legkisebb bolygó szomszédai között. Egyenlítői sugara, amely 6378 km, 21 km-rel nagyobb, mint a polárisé, a napi forgás által keltett centrifugális erő miatt. A Föld középpontjában a nyomás 3 millió atm, az anyag sűrűsége pedig körülbelül 12 g / cm3. Bolygónk tömege, amelyet a gravitációs fizikai állandó és az egyenlítői gravitációs gyorsulás kísérleti mérései alapján találtak, 6 * 1024 kg, ami 5,5 g / cm3 átlagos sűrűségnek felel meg. Az ásványi anyagok sűrűsége a felszínen megközelítőleg fele az átlagos sűrűségnek, ami azt jelenti, hogy a bolygó középső régióiban az anyagsűrűségnek nagyobbnak kell lennie az átlagnál. A Föld tehetetlenségi nyomatéka, amely az anyagsűrűség sugár menti eloszlásától függ, szintén az anyag sűrűségének jelentős növekedését jelzi a felszíntől a középpont felé. Folyamatosan hőáram szabadul fel a Föld belsejéből, és mivel a hőt csak melegből lehet hidegbe adni, a bolygó belsejében a hőmérsékletnek magasabbnak kell lennie, mint a felszínén. A mélyfúrások kimutatták, hogy a hőmérséklet a mélységgel körülbelül 20 °C-kal növekszik kilométerenként, és helyről helyre változik. Ha a hőmérséklet emelkedése folyamatosan folytatódna, akkor a Föld középpontjában elérné a több tízezer fokot, de a geofizikai vizsgálatok azt mutatják, hogy a valóságban itt több ezer foknak kellene lennie.

A földkéreg (külső héj) vastagsága több kilométertől (óceáni régiókban) több tíz kilométerig (a kontinensek hegyvidékein) terjed. A földkéreg gömbje nagyon kicsi, a bolygó teljes tömegének csak körülbelül 0,5%-át teszi ki. A kéreg fő összetétele szilícium-, alumínium-, vas- és alkálifém-oxidok. Az üledékes réteg alatti felső (gránit) és alsó (bazalt) réteget tartalmazó kontinentális kéreg a Föld legősibb kőzeteit tartalmazza, amelyek korát több mint 3 milliárd évre becsülik. Az üledékes réteg alatti óceáni kéreg főként egy réteget tartalmaz, amely összetételében hasonló a bazaltos rétegekhez. Az üledéktakaró kora nem haladja meg a 100-150 millió évet.

A máig rejtélyes Moho-réteg (amely az 1909-ben felfedezett Mohorović szerb szeizmológusról kapta a nevét) elválasztja a földkérget az alatta lévő köpenytől, amelyben a szeizmikus hullámok terjedési sebessége hirtelen megnő.

A Köpeny a bolygó teljes tömegének körülbelül 67%-át teszi ki. A felső köpeny kemény rétegét, amely az óceánok és kontinensek alatt különböző mélységekbe terjed, a földkéreggel együtt litoszférának nevezik - a Föld legkeményebb héjának. Alatta egy réteg van jelölve, ahol a szeizmikus hullámok terjedési sebességének enyhe csökkenése figyelhető meg, ami az anyag sajátos állapotára utal. Ezt a réteget, amely kevésbé viszkózus és képlékenyebb a feletti és alatti rétegekhez képest, asztenoszférának nevezzük. Úgy tartják, hogy a köpeny anyaga folyamatos mozgásban van, és azt feltételezik, hogy a köpeny viszonylag mély rétegeiben a hőmérséklet és a nyomás növekedésével az anyag sűrűbb módosulatokká alakul át. Ezt az átmenetet kísérleti vizsgálatok is megerősítik.

Az alsó köpenyben, 2900 km mélységben nemcsak a hosszanti hullámok sebességében, hanem sűrűségében is éles ugrás történik, és a nyíróhullámok itt teljesen eltűnnek, ami a kőzetek anyagösszetételének megváltozására utal. . Ez a Föld magjának külső széle.

A Föld magját 1936-ban fedezték fel. Képe rendkívül nehéz volt az őt elérő és a felszínre visszatérő kis számú szeizmikus hullám miatt. Ezenkívül a mag szélsőséges hőmérsékletét és nyomását régóta nehéz reprodukálni a laboratóriumban. A Föld magja 2 különálló régióra oszlik: folyékony (EXTERNAL NUCLEUS) és szilárd (BHУTPEHHE) részre, a köztük lévő átmenet 5156 km mélységben van. A vas olyan elem, amely megfelel a mag szeizmikus tulajdonságainak, és bőségesen előfordul az Univerzumban, tömegének körülbelül 35%-át teszi ki a bolygó magjában. A modern adatok szerint a külső mag olvadt vas és nikkel forgó árama, amely jól vezeti az elektromosságot. Vele van összefüggésben a Föld mágneses mezejének eredete, tekintve, hogy a folyékony magban folyó elektromos áramok globális mágneses teret hoznak létre. A köpeny külső maggal érintkező rétegét érinti, mivel a magban magasabb a hőmérséklet, mint a köpenyben. Ez a réteg helyenként hatalmas hőt és a Föld felszíne felé irányított tömegáramokat - csóvákat - termel.

A BELSŐ SZILÁRD MAG nem kapcsolódik a köpenyhez. Úgy tartják, hogy szilárd állapotát a magas hőmérséklet ellenére a Föld középpontjában uralkodó gigantikus nyomás biztosítja. Javasolják, hogy a vas-nikkel ötvözetek mellett könnyebb elemeket is tartalmazzon a mag, például szilíciumot és ként, esetleg szilíciumot és oxigént. A Föld atommagjának állapotának kérdése még mindig vitatott. A felülettől való távolság növekedésével az anyag összenyomása növekszik. A számítások szerint a földmagban a nyomás elérheti a 3 millió atm-t. Ugyanakkor sok anyag fémesnek tűnik - fémes állapotba kerül. Még az a hipotézis is létezett, hogy a Föld magja fémes hidrogénből áll.

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan alkották meg a geológusok a Föld szerkezetének modelljét, ismernie kell azokat az alapvető tulajdonságokat és paramétereiket, amelyek a Föld minden részét jellemzik. Ezek a tulajdonságok (vagy jellemzők) a következők:

1. Fizikai - sűrűség, rugalmas mágneses tulajdonságok, nyomás és hőmérséklet.

2. Kémiai - a kémiai összetétel és a kémiai vegyületek, a kémiai elemek eloszlása ​​a Földön.

Ennek alapján határozzák meg a Föld összetételének és szerkezetének tanulmányozására szolgáló módszerek megválasztását. Vessünk egy pillantást rájuk.

Mindenekelőtt megjegyezzük, hogy minden módszer a következőkre oszlik:

· Egyenes vonalak - ásványok és kőzetek közvetlen tanulmányozásán és a Föld rétegeiben való elhelyezkedésükön alapulnak;

· Közvetett - ásványok, kőzetek, rétegek fizikai és kémiai paramétereinek műszeres vizsgálatán alapul.

Közvetlen módszerekkel csak a Föld felső részét vizsgálhatjuk, mert a legmélyebb kút (Kola) elérte a ~ 12 km-t. A mélyebb részeket vulkánkitörések alapján lehet megítélni.

A Föld mély belső szerkezetét közvetett módszerekkel, elsősorban geofizikai módszerekkel vizsgálják. Tekintsük a főbbeket.

1.Szeizmikus módszer(görögül szeizmosz - shake) - a rugalmas rezgések (vagy szeizmikus hullámok) megjelenésének és terjedésének jelenségére támaszkodik különböző környezetekben. Rugalmas rezgések keletkeznek a Földben földrengések, meteoritesések vagy robbanások során, és különböző sebességgel kezdenek terjedni a keletkezésük forrásától (földrengés forrásától) a Föld felszínéig. Kétféle szeizmikus hullám létezik:

1 hosszanti P-hullámok (a leggyorsabb), áthaladnak minden közegen - szilárd és folyékony;

A 2 nyírású S-hullámok lassabbak, és csak szilárd hordozón haladnak át.

A földrengések során a szeizmikus hullámok 10 km-től 700 km-ig terjedő mélységben fordulnak elő. A szeizmikus hullámok sebessége az általuk keresztezett kőzetek rugalmas tulajdonságaitól és sűrűségétől függ. A Föld felszínére érve úgy tűnik, hogy átvilágítanak rajta, és képet adnak arról a környezetről, amelyen átkeltek. A sebesség változása képet ad a Föld inhomogenitásáról és rétegződéséről. A változó sebesség mellett a szeizmikus hullámok törésen mennek keresztül, inhomogén rétegeken haladnak át, vagy visszaverődnek a rétegeket elválasztó felületről.

2.Gravimetriás módszer a Dg gravitációs gyorsulás vizsgálata alapján, amely nemcsak a szélességtől, hanem a Föld anyagának sűrűségétől is függ. Ennek a paraméternek a vizsgálata alapján megállapították a sűrűségeloszlás heterogenitását a Föld különböző részein.

3.Magnetometrikus módszer- a Föld anyagának mágneses tulajdonságainak vizsgálata alapján. Számos mérés kimutatta, hogy a különböző kőzetek mágneses tulajdonságaikban különböznek egymástól. Ez inhomogén mágneses tulajdonságokkal rendelkező területek kialakulásához vezet, amelyek lehetővé teszik a Föld szerkezetének megítélését.

Az összes jellemzőt összehasonlítva a tudósok elkészítették a Föld szerkezetének modelljét, amelyben három fő régiót (vagy geoszférát) különböztetnek meg:

1-Földkéreg, 2-Földköpeny, 3-Földmag.

Mindegyikük zónákra vagy rétegekre van osztva. Tekintsük őket, és foglaljuk össze a főbb paramétereket a táblázatban.

1.földkéreg(A réteg) a Föld felső héja, vastagsága 6-7 km-től 75 km-ig terjed.

2.A Föld köpenye Felső (B és C rétegekkel) és alsó (D réteg) részekre osztva.

3. A mag külső (E réteg) és belső (G réteg) részekre oszlik, amelyek között átmeneti zóna van - F réteg.

A határ között kéreg és köpeny közötti szakasza a Mohorovicic köpeny és magéles határ is - Gutenberg szakasza.

A táblázatból látható, hogy a hosszanti és keresztirányú hullámok sebessége a Föld felszínétől a mélyebb szférák felé növekszik.

A felső köpeny jellemzője egy olyan zóna jelenléte, amelyben a nyírási hullám sebessége élesen 0,2-0,3 km / s-ra csökken. Ez annak köszönhető, hogy a szilárd állapot mellett a köpenyt részben olvadék képviseli. Ezt a csökkentett sebességű réteget ún asztenoszféra... Vastagsága 200-300 km, mélysége 100-200 km.

A köpeny és a mag határán a hosszanti hullámok sebessége élesen csökken, és a keresztirányú hullámok sebessége csillapodik. Ez alapján azt feltételezték, hogy a külső mag olvadt állapotban van.

A geoszférák feletti átlagos sűrűségértékek a mag felé mutatnak növekedést.

Képet kapunk a Föld és geoszféráinak kémiai összetételéről:

1- a földkéreg kémiai összetétele,

2 - meteoritok kémiai összetétele.

A földkéreg kémiai összetételét kellő részletességgel tanulmányozták - ismert a bruttó kémiai összetétele és a kémiai elemek szerepe az ásvány- és kőzetképződésben. Nehezebb a helyzet a köpeny és a mag kémiai összetételének vizsgálatával. Közvetlen módszerekkel ezt még nem tudjuk megtenni. Ezért összehasonlító megközelítést alkalmaznak. A kiindulópont egy protoplanetáris hasonlóság feltételezése a földre hullott meteoritok összetétele és a Föld belső geoszférái között.

A Földet elérő összes meteorit összetételük szerint típusokra osztható:

1-vas, Ni-ből és 90% Fe-ből áll;

A 2-vas-kő (sziderolitok) vasból és szilikátokból állnak,

3-kő, Fe-Mg szilikátokból és nikkelvas zárványokból áll.

A meteoritok elemzése, kísérleti vizsgálatok és elméleti számítások alapján a tudósok azt feltételezik (a táblázat szerint), hogy a mag kémiai összetétele nikkelvas. Igaz, az utóbbi években megfogalmazódott az az álláspont, hogy a magban a Fe-Ni mellett S, Si vagy O szennyeződések is előfordulhatnak.A köpeny esetében a kémiai spektrumot a Fe-Mg szilikátok, pl. különös olivin-piroxén pirolit alkotja az alsó köpeny, és a felső - ultrabázikus kőzetek.

A földkéreg kémiai összetétele magában foglalja a kémiai elemek maximális spektrumát, amely az eddig ismert ásványfajták sokféleségében mutatkozik meg. A kémiai elemek közötti mennyiségi arány elég nagy. A földkéregben és a földköpenyben leggyakrabban előforduló elemek összehasonlítása azt mutatja, hogy a vezető szerepet az Si, Al és O 2 játssza.

Így a Föld fő fizikai és kémiai jellemzőit figyelembe véve azt látjuk, hogy értékeik nem azonosak, zónánként oszlanak meg. Így képet ad a Föld heterogén szerkezetéről.

A földkéreg szerkezete

A korábban figyelembe vett kőzettípusok - magmás, üledékes és metamorf - részt vesznek a földkéreg szerkezetében. Fizikai-kémiai paramétereik szerint a földkéreg összes kőzete három nagy rétegbe csoportosul. Alulról felfelé ez: 1-bazalt, 2-gránit-gneisz, 3-üledékes. Ezek a rétegek egyenetlenül oszlanak el a földkéregben. Először is ez az egyes rétegek vastagságának ingadozásában fejeződik ki. Ráadásul nem minden alkatrész rendelkezik teljes rétegkészlettel. Ezért egy részletesebb vizsgálat lehetővé tette a földkéreg összetételének, szerkezetének és vastagságának négy típusának megkülönböztetését: 1-kontinentális, 2-óceáni, 3-szubkontinentális, 4-szubokeán.

1. Kontinentális típus- hegyi szerkezetekben 35-40 km-től 55-75 km-ig terjed, mindhárom réteget tartalmazza. A bazaltréteg gabbro típusú kőzetekből, valamint amfibolit és granulit fáciesű metamorf kőzetekből áll. Azért hívják így, mert fizikai paramétereit tekintve közel áll a bazaltokhoz. A gránitréteg összetétele gneiszek és gránitgneiszek.

2.Ocean Type- élesen eltér a kontinentális vastagságtól (5-20 km, átlagosan 6-7 km) és a gránit-gneisz réteg hiányától. Szerkezetében két réteg vesz részt: az első réteg üledékes, vékony (legfeljebb 1 km), a második réteg bazalt. Egyes tudósok megkülönböztetnek egy harmadik réteget, amely a második folytatása, azaz. bazalt összetételű, de ultrabázikus köpenykőzetekből áll, amelyek szerpentinizálódtak.

3.Szubkontinentális típus- mindhárom réteget tartalmazza, és így közel áll a kontinentálishoz. De különbözik a gránitréteg kisebb vastagságában és összetételében (kevesebb gneisz és több felzikus vulkáni kőzet). Ez a típus a kontinensek és az óceánok határán található intenzív vulkanizmussal.

4. Szuboceáni típus- a földkéreg mély vályúiban található (beltengerek, például a Fekete és a Földközi-tenger). Az óceáni típustól az üledékréteg nagyobb vastagságában különbözik 20-25 km-ig.

A földkéreg kialakulásának problémája.

Vinogradov szerint a földkéreg kialakulásának folyamata az elv szerint ment végbe zóna olvadás... A folyamat lényege: a meteorithoz közeli Proto-Föld anyaga radioaktív hevítés hatására megolvadt és a könnyebb szilikát rész a felszínre emelkedett, a magban pedig Fe-Ni koncentrálódott. Így a geoszférák kialakulása megtörtént.

Megjegyzendő, hogy a földkéreg és a felső köpeny szilárd része egyesül litoszféra amely alatt található asztenoszféra.

Tektonoszféra- ez a litoszféra és a felső köpeny egy része 700 km mélységig (azaz a földrengések legmélyebb forrásainak mélységéig). Nevét azért kapta, mert itt játszódnak le azok a főbb tektonikai folyamatok, amelyek meghatározzák a geoszféra szerkezeti átalakulását.

A geológia kutatásának fő tárgya a földkéreg, a Föld külső szilárd héja, amely nagy jelentőséggel bír az emberi élet és tevékenység megvalósítása szempontjából. A Föld és a földkéreg összetételének, szerkezetének és fejlődéstörténetének tanulmányozásakor a geológusok különösen a következőket használják: megfigyelések; tapasztalat vagy kísérlet, beleértve a különböző kutatási módszereket, mind saját, mind más természettudományokban, például fizikai-kémiai, biológiai stb.; modellezés; analógiás módszer; elméleti elemzés; logikai konstrukciók (hipotézisek) stb.

Ez a rész a Föld eredetét, alakját és szerkezetét, összetételét, a földkéreg fejlődéstörténetét (geokronológiát) tárgyalja; a földkéreg tektonikus mozgásai, felszíni formák (dombormű).

A FÖLD EREDETE, FORMÁJA ÉS SZERKEZETE A FÖLD EREDETE

A Naprendszer égitestekből áll. Ide tartozik: a Nap, kilenc nagybolygó, köztük a Föld, valamint több tízezer kisebb bolygó, üstökös és sok meteortest. A Naprendszer egy összetett és sokszínű világ, még messze van a feltárástól.

A Föld eredetének kérdése a természettudomány legfontosabb kérdése. Több mint 100 éve ismerték a Kant-Laplace hipotézist, amely szerint a Naprendszer egy hatalmas, izzó gázszerű ködből jött létre, amely forog.

tengely körül, és a Föld először folyékony halmazállapotú volt, majd szilárd testté vált.

A tudomány további fejlődése megmutatta ennek a hipotézisnek a következetlenségét. A XX. század 40-es éveiben. akad. O. Yu. Schmidt új hipotézist állított fel a Naprendszer bolygóinak, köztük a Földnek az eredetére, miszerint a Nap átkelt és útközben befogta a Galaxis egyik porhalmazát, így a bolygók nem forró gázokból jöttek létre. , hanem a Nap körül keringő porszerű részecskéktől. Ebben a halmazban idővel sűrű anyagrögök jelentek meg, amelyek a bolygókat eredményezték.

O.Yu szerint a föld. Schmidt kezdetben hideg volt. Béleinek felmelegedése akkor kezdődött, amikor elérte a nagy méretet. Ez a benne lévő radioaktív anyagok bomlása következtében felszabaduló hő miatt történt. A Föld belei képlékeny állapotba kerültek, a sűrűbb anyagok a bolygó középpontjához közelebb koncentrálódtak, a könnyebbek a perifériáján. A Föld különálló héjakba rétegződése történt. O. Yu hipotézise szerint. Schmidt, a rétegződés a mai napig tart. Számos tudós szerint ez a fő oka a földkéreg mozgásának, vagyis a tektonikai folyamatoknak.

V.G. hipotézise. Fesenkov, aki úgy véli, hogy a nukleáris folyamatok a csillagok, köztük a Nap belsejében mennek végbe. Az egyik periódusban ez a Nap gyors összehúzódásához és forgási sebességének növekedéséhez vezetett. Ezzel egy időben egy hosszú párkány is kialakult, amely aztán leszakadt és külön bolygókra bomlott. A Föld eredetére vonatkozó hipotézisek áttekintését és keletkezésének legvalószínűbb sémáját részletesen tárgyalja I.I. Potapov "Geológia és ökológia ma" (1999).

A FÖLD GLOBÁLIS FEJLŐDÉSÉNEK RÖVID VÁZLATA

A XX. században aktívan tanulmányozták a Naprendszer bolygóinak eredetét és fejlődésüket. O.Yu alapvető műveiben. Schmidt, V.S. Safronov, H. Al-Ven és G. Arrhenius, A.V. Vityazeva, A. Gingwood, V.E. Haina, O.G. Sorokhtin, S.A. Umanova, L.M. Naimark, V. Elsasser, N.A. Bozhko, A. Smith, J. Uray-den és mások Az O. Yu által lefektetett modern kozmológiai koncepciók szerint. Schmidt, a Föld és a Hold, valamint a Naprendszer más bolygói egy gáz-por protoplanetáris felhő szilárd részecskéinek akkréciója (tapadása és további növekedése) következtében jöttek létre. Az első szakaszban a Föld növekedése gyorsuló akkréciós módban zajlott, de amint a protoplanetáris felhő bolygóközeli rajában a szilárd anyag készletei kimerültek, ez a növekedés fokozatosan lelassult. A Föld akkréciós folyamatát kolosszális mennyiségű gravitációs energia felszabadulása kísérte, körülbelül 23,3 10. erg. Ekkora energia nemcsak megolvasztani, de még fel is oldani tudta az anyagot, de ennek az energiának a nagy része az ősföld felszínközeli részén szabadult fel és hősugárzás formájában elveszett. 100 millió évnek kellett eltelnie ahhoz, hogy a Föld kialakuljon jelenlegi tömegének 99%-án.

Az első szakaszban a fiatal Föld közvetlenül a kialakulása után viszonylag hideg test volt, és belsejének hőmérséklete nem haladta meg a szárazföldi anyagok olvadási hőmérsékletét, mivel a bolygó kialakulása során nem csak felmelegedés történt. a lehulló planetezimálok, de a környező tér hőveszteségei miatti lehűlés is, ráadásul a Föld homogén összetételű volt. A Föld további fejlődése összetételének, hőtárolásának és a Holddal való kölcsönhatás történetének köszönhető. Az összetétel hatása elsősorban a radioaktív elemek bomlási energiáján és a földi anyagok gravitációs differenciálódásán keresztül tükröződik.

A bolygórendszer kialakulása előtt a Napcsillag szinte klasszikus vörös óriás volt. Az ilyen típusú csillagok a hidrogén égésének belső nukleáris reakcióinak eredményeként nehezebb kémiai elemeket képeznek, hatalmas mennyiségű energia felszabadulásával és erős könnyű nyomás kialakulásával a felszínről a gáznemű légkörbe. Ennek a nyomásnak és az óriási vonzás együttes hatására a csillag légköre váltakozó összehúzódáson és táguláson ment keresztül. Ez a folyamat a gázhéj tömegének dinamikus növekedése mellett addig tartott, amíg a rezonancia hatására a külső gázhéj a Napról leválva bolygóköddé nem változott.

A csillag mágneses erejének hatására a bolygóköd ionizált anyaga elektromágneses szétváláson ment keresztül az alkotóelemeiből. A hőenergia és a gázok elektromos töltése fokozatos elvesztése összetapadásra késztette őket. Ugyanakkor a csillag mágneses mezejének hatására a szögimpulzus hatékony átvitele az akkréció eredményeként kialakult planetezimálokra, amely a Naprendszer összes bolygójának kialakulásának kezdeteként szolgált, biztosított volt. Amikor az ionizált kémiai elemek elvesztették a töltést, az utóbbiak egymással reakcióba lépő molekulákká alakultak, amelyek a legegyszerűbb kémiai vegyületeket képezték: hidridek, karbidok, oxidok, cianidok, vas-szulfidok és -kloridok stb.

A kialakult bolygókon az anyag fokozatos tömörödésének, felmelegedésének és további differenciálódásának folyamata a környező térből származó részecskék befogásával ment végbe. A formálódó protobolygó közepén az anyag gravitációs szétválása miatt a fémek koncentrálódtak. A zóna körül vas- és nikkel-karbidokat, vas-szulfidot és vas-oxidokat gyűjtöttek. Így kialakult egy külső folyékony mag, amelynek héjában szilícium és alumínium hidridjei és oxidjai, víz, metán, hidrogén, magnézium-, kálium-, nátrium-, kalcium- és egyéb vegyületek oxidjai voltak. Ezzel párhuzamosan a kialakult héj zónaolvadása és a felszín csökkenése, valamint a bolygó térfogatának csökkenése zajlott. A következő szakaszok a köpeny kialakulása, a protokor és az asztenoszféra megolvadása voltak. A protocore a korábban említett térfogat- és felületcsökkenés miatt összetört. Emiatt bazaltok ömlöttek a felszínre, amelyek lehűlés után ismét a köpeny mély részébe merültek, és a következő újraolvasztásra kerültek; majd a bazaltkéreg egy része fokozatosan gránittá alakult át.

A Föld felszíni rétegei a kialakulás szakaszában finoman porózus regolitból álltak, amely ultrabázikus összetételének köszönhetően aktívan megkötötte a felszabaduló vizet és szén-dioxidot. A Föld teljes hőtartalékát és a hőmérséklet eloszlását a belsejében a bolygó növekedési üteme határozta meg. Általában a Holddal ellentétben a Föld soha nem olvadt meg teljesen, és a Föld magjának kialakulásának folyamata körülbelül 4 milliárd évig tartott.

A hideg és tektonikusan passzív Föld állapota körülbelül 600 millió évig tartott. Ebben az időben a bolygó belei lassan felmelegedtek, és körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt megjelent a Földön az aktív granitizáció, és kialakult az asztenoszféra. Ugyanakkor a Hold, mint a legnagyobb tömegű műhold, "megtisztította" a földközeli űrből a létező összes kisebb műholdat és mikroholdat,

magán a Holdon pedig a bazaltmagmatizmus kitörése következett be, ami egybeesett a Föld tektonikus tevékenységének megindulásával (4,0-3,6 milliárd évvel ezelőtti időszak). Ugyanebben a pillanatban a Föld belsejében a föld anyagának gravitációs differenciálódási folyamata gerjesztődik - ez a fő folyamat, amely támogatta a Föld tektonikus aktivitását az összes következő geológiai korszakban, és egy sűrű felszabaduláshoz és növekedéshez vezetett. oxid-vas földmag.

Mivel a kriptotektonikus korszakban (katarchea) a föld anyaga soha nem olvadt meg, a Föld gáztalanítási folyamatai nem alakulhattak ki, ezért a Föld fennállásának első 600 millió évében a hidroszféra teljesen hiányzott a felszínéről, és a A légkör rendkívül ritka volt, és nemesgázokból állt. Ekkor a Föld domborműve kisimult, sötétszürke regolitból állt. Mindent megvilágított a sárga gyengén melegedő Nap (a fényessége 30%-kal volt kisebb, mint a moderné) és a Hold indokolatlanul nagy, foltok nélküli korongja (körülbelül 300-350-szer nagyobb volt, mint a Hold modern látható területe korong). A Hold még mindig forró bolygó volt, és fel tudta melegíteni a Földet. A Nap mozgása gyors volt – mindössze 3 óra alatt átszelte az égboltot, hogy 3 óra múlva ismét felkeljen keletről. A Hold sokkal lassabban mozgott, mivel gyorsan ugyanabban az irányban keringett a Föld körül, így a Hold fázisai 8-10 óra alatt haladtak át minden szakaszon. A Hold 14-25 sugarú pályán keringett a Föld körül. ezer km (most a sugár 384, 4 ezer km). A Föld intenzív árapály-deformációi a Hold mozgását követően folyamatos (18-20 óránkénti) földrengéssorozatot okoztak. A Hold dagályának amplitúdója 1,5 km volt.

Fokozatosan, körülbelül egymillió évvel a kialakulás után, a végrehajtott taszítás miatt a Hold árapálya 130 m-re, további 10 millió év múlva 25 m-re, 100 millió év múlva pedig 15 m-re csökkent a katarkeus végére. - 7 m-re, és jelenleg a holdalatti pontban a szilárd Föld modern árapálya 45 cm. Az akkori árapály-földrengések kizárólag exogén természetűek voltak, mivel tektonikus tevékenység még nem volt. Az Archeánban a legelején úgy ment végbe a földi anyag differenciálódása, hogy a felső köpeny szintjén fémvasat olvasztottak belőle. A fiatal Föld hideg magjának rendkívül nagy viszkozitása miatt az ebből adódó gravitációs instabilitás kompenzálható úgy, hogy ezt a magot a Föld felszínéhez szorítjuk, és a korábban felszabaduló nehéz olvadékok helyére áramoljuk, azaz egy sűrű magot képezünk a közelében. a Föld. Ez a folyamat az archean végére körülbelül 2,7-2,6 milliárd évvel ezelőtt fejeződött be; ebben az időben az összes korábban megrongálódott kontinentális tömeg gyorsan elindult az egyik pólus felé, és egyesült a Monogea bolygó első szuperkontinensévé. A Föld tájképei megváltoztak, a domborzat kontrasztja nem haladta meg az 1-2 km-t, az összes domborzati mélyedés fokozatosan megtelt vízzel, és a késő archeanban sekély (akár 1 km-es) egységes Világóceán alakult ki.

Az Archean kezdetén a Hold 160 ezer km-rel távolodott el a Földtől. A Föld nagy sebességgel forgott a tengelye körül (890 nap volt egy évben, és egy nap 9,9 óráig tartott). Az akár 360 cm-es amplitúdójú holdapály 5,2 óránként deformálta a Föld felszínét; az archean végére a Föld forgása jelentősen lelassult (az év 19 órájában 490 nap volt), és a Hold megszűnt befolyásolni a Föld tektonikai tevékenységét. Az Archean légköre feltöltődött nitrogénnel, szén-dioxiddal és vízgőzzel, de oxigén hiányzott, mivel azonnal megkötötte a köpenyanyag szabad (fémes) vasa, amely a hasadékzónákon keresztül folyamatosan emelkedett a Föld felszínére. .

A proterozoikumban a Monogea szuperkontinens alatti konvektív mozgások újraeloszlása ​​miatt a felszálló folyam annak széteséséhez vezetett (kb. 2,4-3,3 milliárd évvel ezelőtt). A Megagea, Mesogea és Pangea szuperkontinensek ezt követő kialakulása és feldarabolódása a legbonyolultabb tektonikus szerkezetek kialakulásával ment végbe, és egészen a kambriumig és az ordovíciumig (már a paleozoikumban) folytatódott. Ekkorra a víz tömege a Föld felszínén azzá vált

nagy, ami már egy mélyebb Világóceán kialakulásában is megnyilvánult. Az óceáni kéreg hidratáción ment keresztül, és ezt a folyamatot a szén-dioxid felszívódásának növekedése kísérte karbonátok képződésével. A légkör továbbra is oxigénhiányos volt, mivel a felszabaduló vas folyamatosan köti az oxigént. Ez a folyamat csak a Phanérosoy kezdetére fejeződött be, és ettől kezdve a Föld légköre aktívan telítődni kezdett oxigénnel, fokozatosan megközelítve modern összetételét.

Ebben az új helyzetben az életformák éles aktiválódása ment végbe, amelyek anyagcseréje a növények által szintetizált szerves anyagok fordított oxidációjának reakcióira épült. Tehát megjelentek az állatvilág élőlényei, de ez már a kambrium korszak végén, a fanerozoikumban, és ez mindenféle csontvázas és csontvázas állat megjelenéséhez vezetett, ami számos geológiai folyamatot érintett a Föld felszíni zónájában. a következő geológiai korszakokban. A fanerozoikum geológiai evolúcióját sokkal részletesebben tanulmányozták, mint más korszakokban, és röviden a következőképpen írható le. Ebben az időben hozzánk legközelebb, mint kiderült, az óceán áthágásai és visszafejlődései, a globális éghajlatváltozások, különösen a jeges és gyakorlatilag glaciális időszakok váltakozása volt egyébként, az első, a feltételezések szerint a Földön. a huroni eljegesedés a proterozoikumban.

Az óceáni transzgressziós és regressziós folyamatok az életformák erőteljes fejlődésével, a gleccserek aktív erodáló tevékenységével és a jeges vizek eróziós tevékenységével a földkéreg felszíni zónáját alkotó kőzetek jelentős feldolgozásához, a terrigén anyagok felhalmozódásához vezettek. az óceán fenekén, a szerves és kemogén anyagok vizes uszodákban történő felhalmozódásának ülepedési folyamatai.

A kontinensek és az óceánok térbeli elrendezése fokozatosan változott, és az egyenlítőhöz képest nagyon eltérő volt: felváltva az északi, majd a déli félteke volt kontinentális vagy óceáni. Az éghajlat is sokszor változott, szoros kapcsolatban áll a jegesedés és interglaciális korszakokkal. Aktívan a paleozoikumtól a kainozoikumig (és benne) változások történtek a Világóceán vizeinek mélységében, hőmérsékletében és összetételében; az életformák fejlődése a vízi környezetből való kilépéshez és a szárazföld fokozatos fejlődéséhez, valamint az életformák fejlődéséhez vezetett az ismertekig. A fanerozoikum geológiai történetének elemzése alapján az következik, hogy az összes fő határ (a geokronológiai skála korszakokra, időszakokra és korszakokra való felosztása) nagyrészt a kontinensek ütközésének és szétválásának tudható be az ország globális mozgásának folyamatában. litoszféra lemezek "együttese".

A FÖLD FORMÁJA

A Föld alakját általában földgömbnek nevezik. Megállapították, hogy a Föld tömege 5976 10 21 kg, térfogata 1,083 10 12 km 3. Az átlagos sugár 6371,2 km, az átlagos sűrűség 5,518 kg / m 3, az átlagos gravitációs gyorsulás 9,81 m / s 2. A Föld alakja közel áll egy háromtengelyű, poláris kompressziós forgási ellipszoidhoz: a modern Föld poláris sugara 6356,78 km, egyenlítői sugara 6378,16 km. A Föld meridiánjának hossza 40008,548 km, az Egyenlítőé 40075,704 km. A poláris kompressziót (vagy "lelapulást") a Földnek a poláris tengely körüli forgása okozza, és ennek a kompressziónak a nagysága összefügg a Föld forgási sebességével. Néha a Föld alakját gömbnek nevezik, de a Föld esetében igen

az űrlap saját neve, nevezetesen a geoid. A helyzet az, hogy a föld felszíne változékony és jelentős magasságú; több mint 8000 méteren találhatók a legmagasabb hegyrendszerek (például a Mount Everest - 8842 m), és több mint mély óceáni vályúk.

11 000 m (Mariana-árok - 11 022 m). A kontinenseken kívüli geoid egybeesik a Világóceán háborítatlan felszínével, a kontinenseken a geoid felszínét gravimetriás vizsgálatok és űrbeli megfigyelések alapján számítják ki.

A Földnek összetett mágneses tere van, amelyet egy mágnesezett golyó vagy mágneses dipólus által létrehozott mezőként írhatunk le.

A földgömb felszínének 70,8%-át (361,1 millió km 2 ) felszíni vizek (óceánok, tengerek, tavak, tározók, folyók stb.) foglalják el. Földterület 29,2% (148,9 millió km 2).

A FÖLD SZERKEZETE

Általában, amint azt a modern geofizikai kutatások megállapították, különösen a szeizmikus hullámok terjedési sebességére vonatkozó becslések, a szárazföldi anyagok sűrűségének, a Föld tömegének tanulmányozása, valamint az eloszlás meghatározását szolgáló űrkísérletek eredményei alapján. levegő- és vízterek, valamint egyéb adatok alapján a Föld mintegy több koncentrikus héjból van összehajtva: külső - légkör (gázburok), hidroszféra (vízburok), bioszféra (V.I. Vernadsky szerint az élő anyag elterjedési területe) és belső, amelyeket tulajdonképpeni geoszférának (mag, köpeny és litoszféra) nevezünk (1. ábra).

A légkör, a hidroszféra, a bioszféra és a földkéreg legfelső része közvetlen megfigyelésre hozzáférhető. A fúrások segítségével az ember főként 8 km-ig terjedő mélységeket képes tanulmányozni. Hazánkban, az USA-ban és Kanadában tudományos célból szupermély kutakat fúrnak (Oroszországban a Kola szupermély kútnál több mint

12 km, amely lehetővé tette a kőzetminták kiválasztását közvetlen közvetlen vizsgálatra). A szupermély fúrás fő célja a földkéreg mély rétegeinek elérése - a "gránit" és a "bazalt" réteg határai vagy a köpeny felső határai. A Föld mélyebb beleinek szerkezetét geofizikai módszerekkel vizsgálják, amelyek közül a szeizmikus és gravimetriás módszerek a legnagyobb jelentőségűek. A köpeny határai közül kiemelett anyag tanulmányozása tisztázza a Föld szerkezetének problémáját. A köpeny különösen érdekes, mivel

Rizs. 1. A Föld szerkezetének sematikus ábrázolása (a)és a földkéreg (b):

L- mag; C által - palást; O - Földkéreg; E - hangulat (M. Vasich szerint); 1 - fedezeti betétek; 2 - gránitszerű réteg; 3 - bazaltréteg; 4 felső köpeny; 5-köpeny

a földkéreg az összes ásványi anyaggal együtt végül anyagából alakult ki.

Légkör a benne alulról felfelé oszló hőmérséklet szerint troposzférára, sztratoszférára, mezoszférára, termoszférára és exoszférára oszlik. Troposzféra a légkör teljes tömegének mintegy 80%-át teszi ki, és az egyenlítői részen eléri a 16-18 km-es magasságot, ill.

8-10 km a sarkvidékeken. A sztratoszféra 55 km-es magasságig terjed, és a felső határán ózonréteg található. Ezután a mezoszféra felmegy 80 km-re, a termoszféra 800-1000 km-re, felette pedig az exoszféra (diszperziós gömb), amely a földi légkör tömegének legfeljebb 0,5%-át teszi ki. V a légkör összetétele nitrogént (78,1%), oxigént (21,3%), argont (1,28%), szén-dioxidot (0,04%) és egyéb gázokat, valamint szinte az összes vízgőzt tartalmaz. Az ózon (0 3) tartalom 3,1 10 15 g, az oxigén (0 2) tartalom 1,192 10 2! d) A Föld felszínétől távolodva a légkör hőmérséklete meredeken csökken, és 10-12 km magasságban már -50 °C körül van. V a troposzférában felhők képződnek és a termikus légmozgások koncentrálódnak. A Föld felszínén a legmagasabb hőmérsékletet Líbiában (+ 58 ° С árnyékban), az egykori Szovjetunió területén, Termez város közelében rögzítették (+ 50 ° С árnyékban).

A legalacsonyabb hőmérsékletet az Antarktiszon (-87 ° С), Oroszország területén pedig Jakutföldön (-71 ° С) rögzítették.

Sztratoszféra - a következő réteg a troposzféra felett. Az ózon jelenléte ebben a légköri rétegben + 50 ° C-ra emeli a hőmérsékletet, de 8-90 km magasságban a hőmérséklet ismét -60 ...- 90 ° C-ra csökken.

Az átlagos légnyomás tengerszinten 1,0132 bar (760 Hgmm), sűrűsége 1,3 x 10 3 g/cm3. V a légkör és felhőtakarója a napsugárzás 18%-át nyeli el. A "Föld-légkör" rendszer sugárzási egyensúlyának eredményeként a Föld felszínén az átlagos hőmérséklet pozitív (+ 15 ° С), bár ingadozása a különböző éghajlati zónákban elérheti a 150 ° С-ot.

Hidroszféra- a vízhéj, amely fontos szerepet játszik a Föld geológiai folyamataiban. V magában foglalja a Föld összes vizét (óceánok, tengerek, folyók, tavak, kontinentális jég stb.). A hidroszféra nem alkot összefüggő réteget, és 70,8%-ban lefedi a földfelszínt. Átlagos vastagsága körülbelül 3,8 km, a legnagyobb - több mint 11 km (11 022 m - a Mariana-árok a Csendes-óceánban).

A Föld hidroszférája sokkal fiatalabb, mint maga a bolygó. Fennállásának első szakaszaiban a Föld felszíne teljesen víztelen volt, a légkörben gyakorlatilag nem volt vízgőz. A hidroszféra kialakulása a víznek a köpeny anyagától való elválasztási folyamatainak köszönhető. A hidroszféra jelenleg elválaszthatatlan egység a litoszférával, a légkörrel és a bioszférával. Ez utóbbi, a bioszféra számára nagyon fontosak a víz, mint kémiai vegyület egyedi tulajdonságai, például a térfogatváltozások a víz egyik fázisállapotból a másikba való átmenete során (fagyáskor,

párolgáskor); nagy oldóképességű a Föld szinte összes vegyületéhez képest.

A víz jelenléte az, ami lényegében biztosítja az élet létezését a Földön az általunk ismert formában. A vízből, mint egyszerű vegyületből és a szén-dioxidból a növények napenergia hatására és klorofill jelenlétében képesek összetett szerves vegyületeket létrehozni, ami tulajdonképpen a fotoszintézis folyamata. A Földön a víz egyenetlenül oszlik el, nagy része a felszínen koncentrálódik. A földgömb térfogatához viszonyítva a hidroszféra teljes térfogata nem haladja meg a 0,13%-ot. A hidroszféra fő része a Világóceán (94%), amelynek területe 361 059 km 2, teljes térfogata 1370 millió km 3. A kontinentális kéregben 4,42 10 23 g víz, az óceánban -3,61 10 23 g A táblázatban. Az 1. ábra a víz eloszlását mutatja a Földön.

Asztal 1

A hidroszféra térfogata és a vízcsere sebessége

^ A sekély mélységben elhelyezkedő talajvízből csak 4000 ezer km 3 vethető alá aktív vízcserének és felhasználásnak.

Az óceánban lévő víz hőmérséklete nemcsak a terület szélességi fokától (a sarkok vagy az Egyenlítő közelsége), hanem az óceán mélységétől is függ. A legnagyobb hőmérsékleti ingadozás a felszíni rétegre jellemző 150 m mélységig. A legmagasabb vízhőmérséklet a felső rétegben a Perzsa-öbölben (+ 35,6 ° С), a legalacsonyabb pedig a Jeges-tengeren (-2,8) ° С).

A hidroszféra kémiai összetétele nagyon változatos: a nagyon édestől a nagyon sós vizekig, például sós vizekig.

A Föld összes vízkészletének több mint 98%-a óceánok, tengerek és egyes tavak sós vize, ^ rtateke bányász pizpu jang-

felszín alatti vizek. Az édesvíz teljes térfogata a Földön 28,25 millió km 3, ami a hidroszféra teljes térfogatának csak körülbelül 2%-a, míg az édesvíz legnagyobb része az Antarktisz, Grönland, sarki szigeteken és magaslatokon koncentrálódik. hegyvidéki régiók. Ez a víz jelenleg gyakorlatilag emberi felhasználásra nem hozzáférhető.

Az óceánok 1,4-10 2 szén-dioxidot (C0 2) tartalmaznak, ami közel 60-szor több, mint a légkörben; az óceánban 8 10 18 g oxigén van oldva, vagyis csaknem 150-szer kevesebb, mint a légkörben. A folyók évente mintegy 2,53 10 16 g terrigén anyagot szállítanak a szárazföldről az óceánokba, ebből közel 2,25 10 16 g lebegőanyag, a többi oldható és szerves anyag.

A tengervíz sótartalma (átlagos) 3,5% (35 g / l). A tengervíz a kloridokon, szulfátokon és karbonátokon kívül jódot, fluort, foszfort, rubídiumot, céziumot, aranyat és egyéb elemeket is tartalmaz. 0,48 10 23 g sót oldunk fel vízben.

Az elmúlt években végzett mélytengeri vizsgálatok lehetővé tették a vízszintes és függőleges áramlások jelenlétének, az életformák meglétének megállapítását a teljes vízoszlopban. A tenger szerves világa bentoszra, planktonra, nektonra stb. bentosz ide tartoznak a földön, valamint a tengeri és kontinentális víztestek talajában élő szervezetek. Plankton- a vízoszlopban élő organizmusok halmaza, amely nem képes ellenállni az áram általi átvitelnek. Nekton- aktív úszás, például halak és más tengeri állatok.

Jelenleg egyre súlyosabbá válik az édesvízhiány, amely a kialakuló globális környezeti válság egyik összetevője. Az a tény, hogy a friss víz nemcsak az ember hasznos szükségleteihez (ivás, főzés, mosás stb.), hanem a legtöbb ipari folyamathoz is szükséges, nem beszélve arról, hogy mezőgazdasági termelésre csak édesvíz alkalmas - mezőgazdasági technológia és állattenyésztés, mivel a növények és állatok túlnyomó többsége a szárazföldön koncentrálódik, és kizárólag édesvizet használnak életük lefolytatásához. A Föld népességének növekedése (jelenleg több mint 6 milliárd ember él a bolygón), valamint az ipar és a mezőgazdasági termelés ezzel járó aktív fejlődése oda vezetett, hogy egy ember évente 3,5 ezer km 3 édesvizet fogyaszt el. , a helyrehozhatatlan veszteség pedig 150 km 3. A hidroszféra vízellátásra alkalmas része 4,2 km 3, ami a hidroszféra térfogatának mindössze 0,3%-a. Oroszország meglehetősen nagy édesvízkészletekkel rendelkezik (körülbelül 150 ezer folyó, 200 ezer tó, sok tározó és tava,

jelentős mennyiségű talajvíz), de ezeknek a készleteknek az országszerte való eloszlása ​​korántsem egységes.

A hidroszféra számos geológiai folyamat megnyilvánulásában játszik fontos szerepet, különösen a földkéreg felszíni zónájában. Egyrészt a hidroszféra hatására a kőzetek intenzív pusztulása és mozgása, újralerakódása megy végbe, másrészt a hidroszféra erőteljes alkotó tényezőként működik, lényegében jelentős kőzetek felhalmozódásának medencéje. határain belül eltérő összetételű üledékrétegek.

Bioszféra folyamatos kölcsönhatásban van a litoszférával, a hidroszférával és a légkörrel, ami jelentősen befolyásolja a litoszféra összetételét és szerkezetét.

Általánosságban elmondható, hogy a bioszféra jelenleg az élő anyag (a tudomány által ismert formájú élő szervezetek) eloszlási területe; ez egy összetett héj, amelyet az anyag, az energia és az információ biokémiai (és geokémiai) vándorlási ciklusai kötnek össze. V. I. Vernadsky akadémikus a bioszféra fogalmába belefoglalja a Föld minden olyan szerkezetét, amely genetikailag kapcsolódik az élő anyaghoz; élő szervezetek múltbeli vagy jelenlegi tevékenységei. A Föld geológiai történetének nagy része az élő szervezetek tevékenységéhez kötődik, különösen a földkéreg felszíni részén, ezek például nagyon vastag üledékes szerves kőzetrétegek - mészkövek, kovaföldek stb. A bioszféra eloszlását a légkörben az ózonréteg korlátozza (a bolygó felszíne felett kb. 18-50 km-rel), amely felett a Földön ismert életformák lehetetlenek speciális védelmi eszközök nélkül, ahogy az űrrepülések során történik. a légkörön kívülre és más bolygókra. A bioszféra egészen a közelmúltig a Mariana-árokban 11 022 m mélységig nyúlt be a Föld belsejébe, de a Kola szupermély kút fúrásakor több mint 12 km-es mélységet értek el, ami azt jelenti, hogy ebbe a mélységbe behatolt az élő anyag. .

A Föld belső szerkezete a modern fogalmak szerint magból, köpenyből és litoszférából áll. A köztük lévő határvonalak meglehetősen önkényesek, a területi és mélységi áthatolás miatt (lásd 1. ábra).

Föld mag egy külső (folyékony) és egy belső (szilárd) magból áll. A belső mag (az ún. c réteg) sugara hozzávetőleg 1200-1250 km, a belső és külső mag közötti átmeneti réteg (B) vastagsága kb. 300-400 km, a külső mag sugara pedig kb. 3450-3500 km (illetve a mélység 2870-2920 km ). A külső magban lévő anyag sűrűsége a mélységgel 9,5-ről 12,3 g/cm3-re nő. A központi részen

a belső mag sűrűsége eléri a 14 g / cm3-t. Mindez azt mutatja, hogy a Föld magjának tömege a Föld teljes tömegének legfeljebb 32%-a, míg a térfogata a Föld térfogatának körülbelül 16%-a. A modern szakértők úgy vélik, hogy a Föld magjának csaknem 90%-a vasból áll, oxigén, kén, szén és hidrogén keverékével, a belső mag pedig a modern elképzelések szerint vas-nikkel összetételű, ami teljes mértékben megfelel egy szám összetételének. a vizsgált meteoritok közül.

A Föld köpenye egy szilikát héj a litoszféra magja és alja között. A köpeny tömege a Föld teljes tömegének 67,8%-a (OG Sorokhtin, 1994). A geofizikai vizsgálatok megállapították, hogy a köpeny felosztható (lásd 1. ábra) felső köpeny(réteg D 400 km mélységig), Golitsyn átmeneti réteg(C réteg 400-1000 km mélységben) és alsó köpeny(réteg V körülbelül 2900 km mélyen fenékkel). Az óceánok alatt a felső köpenyben megkülönböztetünk egy réteget, amelyben a köpeny anyaga részben olvadt állapotban van. A köpeny szerkezetének nagyon fontos eleme a litoszféra alapja alatti zóna. Fizikailag ez a felülről lefelé történő átmenet felülete a lehűlt merev kőzetekből a részben megolvadt köpenyanyagba, amely képlékeny állapotban van és alkotja az asztenoszférát.

A köpeny a modern elképzelések szerint ultrabázikus összetételű (pirolit, 75% peridotit és 25% tolerit bazalt vagy lherzolit keveréke), amellyel kapcsolatban gyakran peridotitnak, vagy "kőnek" nevezik. A köpeny radioaktív elemek tartalma nagyon alacsony. Tehát átlagosan 10 -8% 13; 10 ~ 7% Th, 10-6% 40 K. A köpenyt jelenleg szeizmikus és vulkáni jelenségek, hegyépítési folyamatok forrásának, valamint a magmatizmus zónájának tekintik.

földkéreg a Föld felső rétegét képviseli, amelynek szeizmikus adatok szerint alsó határa, vagy alapja van a Mohorovichich-réteg mentén, ahol a rugalmas (szeizmikus) hullámok terjedési sebességének ugrásszerű növekedése 8,2 km/s-ig. neves.

Egy geológiai mérnök számára a földkéreg a fő tárgy kutatás, ennek felületén és mélyén mérnöki építményeket emelnek, azaz kivitelezési tevékenységet folytatnak. Különösen sok gyakorlati probléma megoldásához fontos tisztázni a földkéreg felszínének kialakulásának folyamatait, e képződés történetét.

Általában a földkéreg felülete egymással ellentétes folyamatok hatására alakul ki:

• endogén, ideértve a tektonikus és magmás folyamatokat, amelyek a földkéreg függőleges elmozdulásához vezetnek - emelkedők és lejtők, azaz a domborzat „egyenetlenségeit” hozzák létre;
• exogén, amely a domborzat mállás, különböző típusú erózió és gravitációs erők hatására denudációját (lapulását, kiegyenlítését) okozza;
• ülepedés (üledékképződés), mint az endogenezis során keletkező összes egyenetlenség üledék általi "kitöltése".

Jelenleg a földkéreg két típusát különböztetik meg: "bazaltos" óceáni és "gránit" kontinentális.

Óceán kéreg meglehetősen egyszerű összetételű, és egyfajta háromrétegű képződményt képvisel. A felső réteg, amelynek vastagsága az óceán közepén 0,5 km-től a mélyvízi folyódelták és kontinentális lejtők közelében 15 km-ig terjed, ahol szinte az összes terrigén anyag felhalmozódik, míg az óceán többi zónájában üledékes anyag található. karbonátos üledékekkel és karbonátmentes vörös mélytengeri agyagokkal. A második réteg óceáni bazaltpárnás lávákból áll, alattuk azonos összetételű dolerit gátak; ennek a rétegnek a teljes vastagsága 1,5-2 km. A szelvény felső részének harmadik rétegét a gabbroréteg képviseli, amely alatt a közép-óceáni gerincek közelében szerpentinitek húzódnak; a harmadik réteg teljes vastagsága 4,7-5 km között mozog.

Az óceáni kéreg átlagos sűrűsége (csapadék nélkül) 2,9 g / cm 3, tömege 6,4 10 24 g, a csapadék mennyisége 323 millió km 3. Az óceáni kéreg a közép-óceáni hátságok hasadékzónáiban alakul ki az alattuk lévő Föld asztenoszférikus rétegéből bazaltos olvadékok felszabadulásának és az óceánfenékre toleritikus bazaltok kiömlésének köszönhetően. Megállapítást nyert, hogy évente 12 km 3 bazaltot szállítanak az asztenoszférából. Mindezek a grandiózus tektonikus-magmatikus folyamatok fokozott szeizmikussággal járnak, és páratlanok a kontinenseken.

kontinentális kéreg vastagságában, szerkezetében és összetételében élesen eltér az óceánitól. Vastagsága a szigetívek és átmeneti kéregű területek alatti 20-25 km-től a Föld fiatal gyűrött övei alatti 80 km-ig terjed, például az Andok vagy az Alpesi-Himalája öv alatt. A kontinentális kéreg vastagsága az ősi platformok alatt átlagosan 40 km. A kontinentális kéreg három rétegből áll, amelyek közül a felső üledékes, az alsó kettőt pedig kristályos kőzetek képviselik. Az üledékes réteg agyagos üledékekből és sekély tengeri medencék karbonátjaiból áll.

seins, és nagyon eltérő vastagságú az ősi pajzsokon lévő 0-tól a platformok szélső vályúiban lévő 15 km-ig. Az üledékes réteg alatt a regionális metamorfózis folyamatai által gyakran átalakult prekambriumi "gránit" kőzetek fekszenek. Továbbá a bazaltréteg fekszik. Az óceáni és a kontinentális kéreg közötti különbség a gránitréteg jelenléte az utóbbiban. Ezenkívül az óceáni és a kontinentális kérget a felső köpeny sziklái borítják.

A földkéreg alumínium-szilikát összetételű, amelyet főként alacsony olvadáspontú vegyületek képviselnek. A domináns kémiai elemek az oxigén (43,13%), a szilícium (26%) és az alumínium (7,45%) szilikátok és oxidok formájában (2. táblázat).

2. táblázat

A földkéreg átlagos kémiai összetétele

A földkéreg kémiai összetétele,%, a következő: savanyú

nemzetség - 46,8; szilícium - 27,3; alumínium - 8,7; vas -5,1; kalcium - 3,6; nátrium - 2,6; kálium - 2,6; magnézium - 2,1; egyéb - 1.2.

A legfrissebb adatok szerint az óceáni kéreg összetétele olyan állandó, hogy az egyik globális állandónak tekinthető, akárcsak a légköri levegő összetétele vagy a tengervíz átlagos sótartalma. Ez a kialakulásának mechanizmusának egységének bizonyítéka.

Fontos körülmény, amely megkülönbözteti a földkérget a többi belső geoszférától, az, hogy megnövekedett benne az urán 232 és tórium 237 Th, kálium 40 K hosszú élettartamú radioaktív izotópjainak jelenléte, és ezek legmagasabb koncentrációját a „gránit” nevezi. a kontinentális kéreg rétegében, az óceáni kéregben a radioaktív elemek elhanyagolhatóak.

Rizs. 3. Az óceáni transzformációs hiba blokkdiagramja

litoszféra

Vulkánok

Gyűrött

Kontinentális

litoszféra

Magmás behatolások

Olvasztó

Rizs. 2. Az óceáni litoszféra aláásás zónájának sematikus metszete

a kontinentális alatt

Litoszféra- Ez a Föld héja, amely egyesíti a földkérget és a felső köpeny egy részét. A litoszféra jellegzetessége, hogy szilárd kristályos kőzeteket tartalmaz, merev és szilárd. A hőmérséklet emelkedése figyelhető meg a Föld felszínétől lefelé eső szakaszon. A köpenynek a litoszféra alatt elhelyezkedő műanyag héja az asztenoszféra, amelyben magas hőmérsékleten az anyag részben megolvad, és ennek eredményeként a litoszférával ellentétben az asztenoszféra nem rendelkezik szilárdsággal és plasztikusan deformálódhat, egészen az asztenoszféraig. áramlását még nagyon alacsony túlnyomások hatására is (2., 3. ábra). A modern fogalmak tükrében a lemeztektonika elmélete szerint megállapították, hogy a Föld külső héját alkotó litoszféra lemezek az asztenoszféra részben megolvadt anyagának lehűlése és teljes kikristályosodása következtében jönnek létre. , hasonlóan ahhoz, ami például egy folyón történik, amikor a víz megfagy és jégképződés fagyos napon.

Megjegyzendő, hogy a felső köpenyt alkotó lherzolit összetett összetételű, amihez kapcsolódóan az asztenoszféra szilárd állapotú anyaga mechanikusan

annyira legyengült, hogy kúszni tud. Ez azt mutatja, hogy az asztenoszféra geológiai időskálán viszkózus folyadékként viselkedik. Így a litoszféra az asztenoszféra gyengülése miatt képes az alsó köpenyhez képest elmozdulni. A litoszféra lemezek mozgásának lehetőségét megerősítő fontos tény, hogy az asztenoszféra globálisan kifejeződik, bár mélysége, vastagsága és fizikai tulajdonságai igen eltérőek. A litoszféra vastagsága a közép-óceáni gerincek hasadékvölgyei alatti több kilométertől az óceánok peremén található 100 km-ig, az ősi pajzsok alatt pedig a 300-350 km-t is eléri.

A földgömb jellegzetes tulajdonsága a heterogenitása. Rétegek vagy gömbök sorozatára van felosztva, amelyek belső és külső részekre oszlanak.

A Föld belső szférái: a földkéreg, a köpeny és a mag.

földkéreg legheterogénebb. Mélységben 3 réteget különböztetnek meg benne (felülről lefelé): üledékes, gránit és bazalt.

Üledékes réteg Lágy és olykor laza kőzetek alkotják, amelyek a Föld felszínén vizes vagy levegős környezetben lévő anyagok lerakódásával keletkeztek. Az üledékes kőzetek általában párhuzamos síkok által határolt rétegekben helyezkednek el. A réteg vastagsága több métertől 10-15 km-ig terjed. Vannak olyan területek, ahol az üledékes réteg szinte teljesen hiányzik.

Gránit réteg főleg magmás és metamorf kőzetekből áll, gazdag Al-ban és Si-ben. Az átlagos SiO 2 tartalom bennük több mint 60%, ezért a savas kőzetek közé sorolják őket. A réteg kőzeteinek sűrűsége 2,65-2,80 g / cm 3. A teljesítmény 20-40 km. Az óceáni kéreg összetételében (például a Csendes-óceán fenekén) a gránitréteg hiányzik, így a kontinentális kéreg szerves része.

Bazaltréteg a földkéreg tövében fekszik és folyamatos, vagyis a gránitrétegtől eltérően a kontinentális és az óceáni kéreg összetételében egyaránt jelen van. A gránitfelülettől a Konrad-felület (K) választja el, amelyen a szeizmikus hullámok sebessége 6-ról 6,5 km/s-ra változik. A bazaltréteget alkotó anyag kémiai összetételében és fizikai tulajdonságaiban közel áll a bazaltokhoz (kevésbé gazdag SiO 2-ben, mint a gránit). Az anyag sűrűsége eléri a 3,32 g / cm3-t. A hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége 6,5-ről 7 km/s-ra nő az alsó határon, ahol ismét megugrik a sebesség, és eléri a 8-8,2 km/s-ot. A földkéregnek ez az alsó határa mindenhol nyomon követhető, és Mohorovicic (jugoszláv tudós) határának vagy M határának nevezik.

Palást a földkéreg alatt található, 8-80-2900 km mélységben. A hőmérséklet a felső rétegekben (100 km-ig) 1000-1300 о С, a mélységgel emelkedik és az alsó határon eléri a 2300 о С-ot. Az anyag azonban szilárd halmazállapotban van a nyomás miatt, ami nagy mélységben több százezer és millió atmoszféra. A hosszirányú szeizmikus hullámok törése és részleges visszaverődése a maggal határon (2900 km) figyelhető meg, de a nyíróhullámok nem lépik át ezt a határt (a "szeizmikus árnyék" 103 o és 143 o ív között mozog). A hullámok terjedési sebessége a köpeny alsó részén 13,6 km/s.

Viszonylag a közelmúltban vált ismertté, hogy a köpeny felső részén egy meg nem szilárdult kőzetréteg található - asztenoszféra, 70-150 km mélységben (az óceánok alatt mélyebben) fekszik, amelyben a rugalmas hullámok sebességének körülbelül 3%-os csökkenése figyelhető meg.

Mag fizikai tulajdonságaiban élesen eltér az őt körülvevő köpenytől. A hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége 8,2-11,3 km/s. A helyzet az, hogy a köpeny és a mag határán a hosszanti hullámok sebessége élesen 13,6-ról 8,1 km / s-ra csökken. A tudósok régóta arra a következtetésre jutottak, hogy a mag sűrűsége sokkal nagyobb, mint a felszíni héjak sűrűsége. Meg kell felelnie a vas sűrűségének megfelelő légköri körülmények között. Ezért széles körben úgy tartják, hogy a mag vasból és nikkelből áll, és mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ezeknek a fémeknek a jelenléte az atommagban az anyag fajsúly ​​szerinti elsődleges differenciálódásával jár. A meteoritok is a vas-nikkel mag mellett szólnak. A mag külső és belső részekre oszlik. A mag külső részén a nyomás 1,5 millió atm; sűrűsége 12 g/cm3. A hosszanti szeizmikus hullámok itt 8,2-10,4 km/s sebességgel terjednek. A belső mag folyékony halmazállapotú, és a benne lévő konvektív áramok indukálják a Föld mágneses terét. A belső magban a nyomás eléri a 3,5 millió atm-t, a sűrűség 17,3-17,9 g / cm 3, a hosszanti hullámok sebessége 11,2-11,3 km / s. A számítások azt mutatják, hogy ott a hőmérsékletnek több ezer fokot kell elérnie (4000 o-ig). Az ott lévő anyag a nagy nyomás miatt szilárd halmazállapotú.

A Föld külső szférái: hidroszféra, légkör és bioszféra.

Hidroszféra egyesíti a természetben előforduló vízformák teljes megnyilvánulási halmazát, kezdve a folyamatos vízborítástól, amely a Föld felszínének 2/3-át foglalja el (tengerek és óceánok) és a kőzetek és ásványok részét képező vízig. ebben a felfogásban a hidroszféra a Föld folyamatos héja. Tanfolyamunkban mindenekelőtt a hidroszférának azt a részét vesszük figyelembe, amely önálló vízréteget képez - óceánszféra.

A Föld 510 millió km 2 -es teljes területéből 361 millió km 2 (71%) víz borítja. Sematikusan a Világóceán tengerfenékének domborműve van ábrázolva a formában hipszografikus görbe. A szárazföldi magasság és az óceánmélység eloszlását mutatja; A tengerfenék két szintje világosan kifejezve 0-200 m és 3-6 km mélységgel. Az első egy viszonylag sekély vizű terület, amely minden kontinens partjait víz alatti terület formájában veszi körül. Ez egy kontinentális talapzat, ill polc. Tenger felől a polcot egy meredek víz alatti párkány határolja - kontinentális lejtő(3000 m-ig). 3-3,5 km mélységben van kontinentális láb. 3500 m alatt indul óceánfenék (óceán meder), melynek mélysége eléri a 6000 m.. A kontinentális hegyláb és az óceánfenék alkotják a tengerfenék második jól elkülöníthető szintjét, amely jellemzően óceáni kéregből áll (gránitréteg nélkül). Az óceánfenék között főként a Csendes-óceán perifériás részein vannak mélytengeri mélyedések (vályúk)- 6000-11000 m. Körülbelül így nézett ki a gipszgrafikus görbe 20 évvel ezelőtt. Az utóbbi idők egyik legfontosabb geológiai felfedezése a felfedezés volt óceán középső gerincei - a tengerhegyek globális rendszere, amely 2 vagy több kilométerrel az óceán feneke fölé emelkedik, és az óceánfenék területének legfeljebb 1/3-át foglalja el. Ennek a felfedezésnek a geológiai jelentőségéről később lesz szó.

Szinte az összes ismert kémiai elem megtalálható az óceánok vizében, de csak 4 van túlsúlyban: O 2, H 2, Na, Cl. A tengervízben oldott kémiai vegyületek tartalmát (sótartalmát) tömegszázalékban, ill ppm(1 ppm = 0,1%). Az óceánvíz átlagos sótartalma 35 ppm (35 g só 1 liter vízben). A sótartalom nagyon változó. Tehát a Vörös-tengerben eléri az 52 ppm-et, a Fekete-tengerben a 18 ppm-et.

Légkör a Föld legfelső léghéját képviseli, amely összefüggő fedőrétegbe burkolja. A felső határ nem egyértelmű, mivel a légkör sűrűsége a magassággal csökken, és fokozatosan levegőtlen térbe kerül. Az alsó határ a Föld felszíne. Ez a határ is feltételes, mivel a levegő bizonyos mélységig behatol a kőhéjba, és oldott formában a vízoszlopban található. A légkörben 5 fő szféra van (alulról felfelé): troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra, ionoszféraés exoszféra. A geológia szempontjából a troposzféra fontos, mivel közvetlenül érintkezik a földkéreggel, és jelentős hatással van rá.

A troposzférát nagy sűrűsége, vízgőz, szén-dioxid és por állandó jelenléte jellemzi; a hőmérséklet fokozatos csökkenése a magassággal és a függőleges és vízszintes légáramlás megléte benne. A kémiai összetételben a fő elemeken kívül - O 2 és N 2 - CO 2, vízgőz, néhány inert gáz (Ar), H 2, kén-dioxid és por mindig jelen van. A levegő keringése a troposzférában nagyon nehéz.

Bioszféra- egyfajta héj (VI. Vernadsky akadémikus kiemelte és elnevezett), egyesíti azokat a héjakat, amelyekben az élet jelen van. Nem foglal el külön teret, hanem behatol a földkéregbe, a légkörbe és a hidroszférába. A bioszféra fontos szerepet játszik a geológiai folyamatokban, részt vesz a kőzetek keletkezésében és pusztulásában egyaránt.

Az élő szervezetek a legmélyebben behatolnak a hidroszférába, amelyet gyakran az "élet bölcsőjének" neveznek. Az élet különösen gazdag az óceánszférában, annak felszíni rétegeiben. A fizikai és földrajzi helyzettől függően elsősorban a mélyből, a tengerekből és az óceánokból számos bionómiai zónák(görögül "biosz" - élet, "nomos" - törvény). Ezek a zónák különböznek az élőlények létezési feltételeiben és összetételében. A polc területén 2 zóna található: partiés nerit. A Litoral egy viszonylag keskeny sekély vízsáv, amelyet apálykor naponta kétszer leeresztenek. A partvidék sajátosságaiból adódóan ideiglenes lecsapolást elviselő szervezetek (tengeri férgek, egyes puhatestűek, tengeri sünök, csillagok) lakják. Az apály- és dagályzónánál mélyebben, a talapzaton belül van egy nerit zóna, amely a leggazdagabb tengeri élőlények által benépesített. Az állatvilág minden fajtája széles körben képviselteti magát itt. Megkülönböztetés életmód szerint bentikusállatok (fenéken élők): ülő bentosz (korallok, szivacsok, mohafélék stb.), vándor bentosz (kúszó - sünök, csillagok, rákok). Nektonikus az állatok képesek önállóan mozogni (halak, lábasfejűek); plankton (plankton) - vízben lebegő szuszpenzióban (foraminifera, radiolarians, medúza). A kontinentális lejtő megfelel batyális zóna, kontinentális láb és az óceán feneke - mélységi zóna. Az életkörülmények bennük nem túl kedvezőek - teljes sötétség, magas nyomás, algák hiánya. Nemrég azonban találtak az élet mélységes oázisai, víz alatti vulkánokra és folyadékáramlási zónákra korlátozódik. A bióta óriás anaerob baktériumokon, vestimentiferákon és más különös organizmusokon alapul.

Az élő szervezetek Földbe való behatolásának mélységét elsősorban a hőmérsékleti viszonyok korlátozzák. Elméletileg a legkitartóbb prokariótáknál ez 2,5-3 km. Az élőanyag aktívan befolyásolja a légkör összetételét, amely modern formájában az oxigénnel, szén-dioxiddal és nitrogénnel dúsított élőlények létfontosságú tevékenységének eredménye. Rendkívül fontos az élőlények szerepe a tengeri üledékek képződésében, amelyek közül sok ásványi anyag (kausztobiolitok, jaspilitek stb.).

Kérdések önvizsgálathoz.

Hogyan alakultak ki a Naprendszer eredetére vonatkozó nézetek?

Milyen a Föld alakja és mérete?

Milyen szilárd héjakból áll a Föld?

Mi a különbség a kontinentális és az óceáni kéreg között?

Mi okozza a Föld mágneses mezejét?

Mi a hipszografikus görbe, típusa?

Mi az a bentosz?

Mi a bioszféra, határai?

Bevezetés

A Föld eredetének kérdése évszázadokon át a filozófusok monopóliuma maradt, mivel ezen a területen szinte teljesen hiányzott a tényanyag. A Föld és a Naprendszer eredetére vonatkozó, csillagászati ​​megfigyeléseken alapuló első tudományos hipotéziseket csak a Xviii. században terjesztették elő. Azóta egyre több új elmélet szűnt meg megjelenni, összhangban kozmogonikus elképzeléseink növekedésével.

Az első ebben a sorozatban a híres elmélet volt, amelyet Emmanuel Kant német filozófus fogalmazott meg 1755-ben. Kant úgy gondolta, hogy a Naprendszer valamilyen ősanyagból keletkezett, amely korábban szabadon szétszóródott az űrben. Ennek az anyagnak a részecskéi különböző irányokba mozogtak, és egymással ütközve elvesztették sebességüket. Közülük a legnehezebb és legsűrűbb a gravitációs erő hatására összekapcsolódott egymással, és központi rögöt alkotott - a Nap, amely viszont távolabbi, kisebb és könnyebb részecskéket vonzott.

Így számos forgó test keletkezett, amelyek pályái egymást keresztezik. Ezen testek némelyike, amelyek kezdetben ellentétes irányban mozogtak, végül egyetlen áramba húzódtak, és gáznemű anyagból álló gyűrűket alkottak, amelyek megközelítőleg ugyanabban a síkban helyezkedtek el, és ugyanabban az irányban forogtak a Nap körül, anélkül, hogy egymást zavarták volna. Különálló gyűrűkben sűrűbb magok keletkeztek, amelyekhez fokozatosan vonzódtak a könnyebb részecskék, amelyek gömb alakú anyagfelhalmozódást képeztek; így keletkeztek a bolygók, amelyek továbbra is ugyanabban a síkban keringtek a Nap körül, mint a gáznemű anyag eredeti gyűrűi.

1. A Föld története

A Föld a Naptól számított harmadik bolygó a Naprendszerben. Elliptikus pályán kering a csillag körül (a körpályához nagyon közel), átlagos sebessége 29,765 km/s, átlagosan 149,6 millió km távolságra, 365,24 napig. A Földnek van egy műholdja, a Hold, amely átlagosan 384 400 km távolságra kering a Nap körül. A Föld tengelyének dőlése az ekliptika síkjához képest 66033`22``. A bolygó tengelye körüli forgási periódusa 23 óra 56 perc 4,1 másodperc. A tengelye körüli forgás okozza a nappal és az éjszaka változását, a tengely dőlése és a Nap körüli forgás pedig az évszakok változását. A Föld alakja geoid, megközelítőleg háromtengelyű ellipszoid, gömb alakú. A Föld átlagos sugara 6371,032 km, egyenlítői - 6378,16 km, poláris - 6356,777 km. A földgömb felülete 510 millió km2, térfogata 1,083 * 1012 km2, átlagos sűrűsége 5518 kg / m3. A Föld tömege 5976 * 1021 kg. A Földnek mágneses és elektromos mezői vannak, amelyek szorosan kapcsolódnak hozzá. A Föld gravitációs tere határozza meg gömb alakját és a légkör létezését.

A modern kozmogonikus elképzelések szerint a Föld körülbelül 4,7 milliárd évvel ezelőtt keletkezett a protoszoláris rendszerben szétszórt gáznemű anyagokból. Az anyag differenciálódása következtében a Föld gravitációs tere hatására, a föld belsejének felmelegedésének körülményei között, a héj - a geoszféra - kémiai összetételében, aggregációs állapotában és fizikai tulajdonságaiban változatos módon keletkezett és fejlődött. : a mag (középen), a köpeny, a földkéreg, hidroszféra, légkör, magnetoszféra. A Föld összetételében a vas (34,6%), oxigén (29,5%), szilícium (15,2%), magnézium (12,7%) dominál. A földkéreg, a köpeny és a belső mag szilárd (a mag külső része folyékonynak tekinthető). A nyomás, a sűrűség és a hőmérséklet növekszik a Föld felszínétől a középpont felé. A bolygó középpontjában a nyomás 3,6 * 1011 Pa, a sűrűség körülbelül 12,5 * 103 kg / m3, a hőmérséklet 50 000-től

60 000 C. A földkéreg fő típusai kontinentális és óceáni, a kontinensről az óceánra vezető átmeneti zónában egy köztes kéreg alakul ki.

A Föld nagy részét a Világóceán foglalja el (361,1 millió km2; 70,8%), a szárazföld 149,1 millió km2 (29,2%), hat kontinenst és szigetet alkot. Átlagosan 875 m-rel emelkedik a világóceán szintje fölé (a legmagasabb tengerszint feletti magasság 8848 m - Chomolungma-hegy), a szárazföld felszínének több mint 1/3-át hegyek foglalják el. A sivatagok a szárazföld felszínének körülbelül 20% -át, az erdők - körülbelül 30%, a gleccserek - több mint 10% -át. A világ óceánjainak átlagos mélysége körülbelül 3800 m (a legnagyobb mélység 11020 m - a Mariana-árok (depresszió) a Csendes-óceánban). A bolygó víz térfogata 1370 millió km3, az átlagos sótartalom 35 g / l.

A Föld légköre, amelynek össztömege 5,15 * 1015 tonna, levegőből áll - főként nitrogén (78,08%) és oxigén (20,95%) keverékéből, a többi vízgőz, szén-dioxid, valamint inert és egyéb. gázok. A szárazföld felszínének maximális hőmérséklete 570-580 C (Afrika és Észak-Amerika trópusi sivatagaiban), a minimum -900 C körüli (az Antarktisz középső vidékein).

A Föld kialakulása és fejlődésének kezdeti szakasza a pregeológiai történelemhez tartozik. A legősibb kőzetek abszolút kora több mint 3,5 milliárd év. A Föld geológiai története két egyenlőtlen szakaszra oszlik: a prekambriára, amely a teljes geológiai kronológia körülbelül 5/6-át foglalja el (kb. 3 milliárd év), és a fanerozoikumra, amely az elmúlt 570 millió évet fedi le. Körülbelül 3-3,5 milliárd évvel ezelőtt az anyag természetes evolúciója következtében élet keletkezett a Földön, megindult a bioszféra fejlődése. A benne lakó összes élő szervezet összessége, a Föld úgynevezett élőanyaga jelentős hatással volt a légkör, a hidroszféra és az üledékhéj fejlődésére. Új

a bioszférát erőteljesen befolyásoló tényező az ember termelőtevékenysége, aki kevesebb mint 3 millió éve jelent meg a Földön. A világ népességének magas növekedési üteme (1000-ben 275 millió fő, 1900-ban 1,6 milliárd fő, 1995-ben kb. 6,3 milliárd fő) és az emberi társadalom természeti környezetre gyakorolt ​​növekvő befolyása felvetette az összes természeti erőforrás ésszerű felhasználásának problémáját. és a természetvédelem.

2. A Föld szerkezetének szeizmikus modellje

A Föld belső szerkezetének jól ismert modelljét (a magra, köpenyre és kéregre osztva) G. Jeffries és B. Gutenberg szeizmológusok dolgozták ki a 20. század első felében. Ebben a döntő tényező a földgömbön belüli szeizmikus hullámok áthaladási sebességének éles csökkenése volt 2900 km mélységben, 6371 km sugarú bolygón. A hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége közvetlenül a jelzett határ felett 13,6 km / s, alatta pedig 8,1 km / s. Ez a határ a köpeny és a mag között.

Ennek megfelelően a mag sugara 3471 km. A köpeny felső határa a Mohorovicic szeizmikus szakasza, amelyet A. Mohorovich (1857-1936) jugoszláv szeizmológus azonosított még 1909-ben. Elválasztja a földkérget a köpenytől. Ezen a határon a földkérgen áthaladó longitudinális hullámok sebessége ugrásszerűen 6,7-7,6-ról 7,9-8,2 km/s-ra nő, de ez különböző mélységi szinteken történik. A kontinensek alatt az M szakasz mélysége (vagyis a földkéreg alja) az első tíz kilométer, egyes hegyi építmények (Pamir, Andok) alatt pedig elérheti a 60 km-t is, míg az óceáni vályúk alatt a vízoszlopot is beleértve, a mélység mindössze 10-12 km ... Általánosságban elmondható, hogy ebben a sémában a földkéreg vékony héjként rajzolódik ki, míg a köpeny a föld sugarának 45%-áig terjed.

De a 20. század közepén a Föld töredékesebb mélyszerkezetére vonatkozó elképzelések bekerültek a tudományba. Az új szeizmológiai adatok alapján lehetővé vált a mag belső és külső, a köpeny alsó és felső felosztása (1. ábra). Ezt a széles körben elterjedt modellt ma is használják. Az ausztrál szeizmológus, K.E. Bullen, aki a 40-es évek elején egy sémát javasolt a Föld zónákra való felosztására, amelyeket betűkkel jelölt meg: A - a földkéreg, B - egy zóna a 33-413 km-es mélységben, C - egy 413-as zóna. 984 km, D - 984-2898 km hosszú zóna, D - 2898-4982 km, F - 4982-5121 km, G - 5121-6371 km (a Föld közepe). Ezeket a zónákat szeizmikus jellemzők különböztetik meg. Később a D zónát D "(984-2700 km) és D" (2700-2900 km) zónákra osztotta. Jelenleg ezt a sémát jelentősen módosították, és csak a D" réteget használják széles körben az irodalomban. Ennek fő jellemzője a szeizmikus sebességgradiensek csökkenése a fedő köpenyrégióhoz képest.

A belső mag, amelynek sugara 1225 km, szilárd és nagy sűrűségű - 12,5 g / cm3. A külső mag folyékony, sűrűsége 10 g / cm3. A mag és a köpeny határán éles ugrás figyelhető meg nemcsak a hosszanti hullámok sebességében, hanem a sűrűségben is. A köpenyben 5,5 g / cm3-re csökken. A külső maggal közvetlenül érintkező D" réteget érinti, mivel a mag hőmérséklete jóval magasabb, mint a köpeny hőmérséklete. Ez a réteg helyenként hatalmasat generál, a Föld felszíne felé irányítva. köpenyhő és tömegáramok, úgynevezett csóvák. Ezek nagy vulkáni területek formájában jelenhetnek meg a bolygón, mint például a Hawaii-szigeteken, Izlandon és más régiókban.

A D réteg felső határa bizonytalan, magassága a mag felszínétől 200-500 km vagy több között változhat.

arra a következtetésre jutni, hogy ez a réteg tükrözi a magenergia egyenetlen és eltérő intenzitású beáramlását a köpeny régióba.

Az alsó és felső köpeny határa a vizsgált sémában a 670 km mélységben fekvő szeizmikus szakasz. Globális eloszlású, és a szeizmikus sebességek növekedési irányába történő ugrásán, valamint az alsó köpenyanyag sűrűségének növekedésén alapul. Ez a szakasz a köpenyben lévő kőzetek ásványi összetételében bekövetkezett változások határa is.

Így a 670 és 2900 km-es mélység közé zárt alsó köpeny a Föld sugara mentén 2230 km-en keresztül terjed. A felső köpenynek 410 km mélységben jól rögzített belső szeizmikus szakasza van. Amikor felülről lefelé haladja át ezt a határt, a szeizmikus sebességek meredeken nőnek. Itt, valamint a felső köpeny alsó határán jelentős ásványi átalakulások mennek végbe.

A felső köpeny és a földkéreg felső része litoszféraként egyesül, amely a Föld felső szilárd héja, ellentétben a víz- és légkörrel. A lemeztektonika elméletének köszönhetően a "litoszféra" kifejezés széles körben elterjedt. Az elmélet feltételezi a lemezek mozgását az asztenoszféra mentén - egy lágyított, részben, esetleg folyékony, alacsony viszkozitású mélyréteget. A szeizmológia azonban nem mutatja meg az űrben fennmaradt asztenoszférát. Számos területen azonosítottak több függőleges asztenoszférikus réteget, valamint ezek megszakadását a vízszintes mentén. Váltakozásuk különösen határozottan a kontinensen belül rögzíthető, ahol az asztenoszférikus rétegek (lencsék) mélysége 100 km-től sok százig terjed.

Az óceáni mélységi vályúk alatt az asztenoszférikus réteg 70-80 km vagy annál kisebb mélységben fekszik. Ennek megfelelően a litoszféra alsó határa valójában nem definiált, és ez nagy nehézségeket okoz a litoszféra lemezek kinematikájának elméletében, amit számos kutató megjegyez. Ezek a Föld szerkezetére vonatkozó elképzelések alapjai, amelyek máig kialakultak. Ezután rátérünk a mély szeizmikus határokra vonatkozó legfrissebb adatokra, amelyek a bolygó belső szerkezetével kapcsolatos legfontosabb információkat jelentik.

3. A Föld geológiai felépítése

A Föld geológiai felépítésének történetét általában szakaszok vagy fázisok formájában ábrázolják, amelyek egymás után jelennek meg. A geológiai időt a Föld kialakulásának kezdetétől számítják.

1. fázis(4,7-4 milliárd év). A Föld gázból, porból és planetezimálokból áll. A radioaktív elemek bomlása és a planetezimálok ütközése során felszabaduló energia hatására a Föld fokozatosan felmelegszik. Egy óriás meteorit földre zuhanása a Hold keletkező anyagának kilökődését okozza.

Egy másik koncepció szerint az egyik heliocentrikus pályán elhelyezkedő Proto-Holdot a Pro-Föld befogta, melynek eredményeként kialakult a Föld-Hold kettős rendszere.

A Föld gáztalanítása a főként szén-dioxidból, metánból és ammóniából álló légkör kialakulásának kezdetéhez vezet. A vizsgált fázis végén a vízgőz kondenzációja következtében megindul a hidroszféra kialakulása.

2. fázis(4-3,5 milliárd év). Megjelentek az első szigetek, a főként szilíciumot és alumíniumot tartalmazó kőzetekből álló protokontinensek. A protokontinensek kissé a még nagyon sekély óceánok fölé emelkednek.

3. fázis(3,5 - 2,7 milliárd év). A vas a Föld középpontjában gyűlik össze, és kialakítja annak folyékony magját, ami a magnetoszféra kialakulását idézi elő. Az első szervezetek, a baktériumok megjelenésének előfeltételei kialakulóban vannak. A kontinentális kéreg kialakulása folytatódik.

4. fázis(2,7 - 2,3 milliárd év). Egyetlen szuperkontinens jön létre. Pangea, amivel a Panthalassa szuperóceán áll szemben.

5. fázis(2,3 - 1,5 milliárd év). A kéreg és a litoszféra lehűlése a szuperkontinens mikrolemez-tömbökké való széteséséhez vezet, amelyek közötti tereket üledékek és vulkánok töltik ki. Ennek eredményeként redőzött felületű rendszerek jönnek létre, és egy új szuperkontinens alakul ki - Pangea I. A szerves világot kék-zöld algák képviselik, amelyek fotoszintetikus tevékenysége hozzájárul a légkör oxigénnel való dúsításához, ami a halak további fejlődéséhez vezet. a szerves világ.

6. fázis(1700 - 650 millió év). Megtörténik az I. Pangea pusztulása, óceáni kéregű medencék kialakulása. Két szuperkontinens jön létre: Gondavan, amely magában foglalja Dél-Amerikát, Afrikát, Madagaszkárt, Indiát, Ausztráliát, az Antarktist és Laurasia, amely Észak-Amerikát, Grönlandot, Európát és Ázsiát (India kivételével) foglalja magában. Gondwanát és Lauráziát a Titusz-tenger választja el. Jönnek az első jégkorszakok. A szerves világ gyorsan telítődik többsejtű vázszervezetekkel. Megjelennek az első vázszervezetek (trilobitok, puhatestűek stb.). olajképződés következik be.

7. fázis(650 - 280 millió év). Az Appalache-hegység Amerikában Gondwanát Lauráziával köti össze – kialakul a Pangea II. A kontúrok fel vannak tüntetve

Paleozoikus óceánok - Paleo-Antlanti, Paleotethis, Paleo-ázsiai. Gondwanát kétszer is jégtáblák borítják. Megjelennek a halak, később a kétéltűek. Növények és állatok kerülnek ki a földre. Intenzív szénképződés kezdődik.

8. fázis(280-130 millió év). A Pangea II a kontinentális zátonyok egyre sűrűbb hálózatát hatja át, a földkéreg résszerű, árokszerű kiterjedését. Megkezdődik a szuperkontinens kettéválása. Afrika elválik Dél-Amerikától és Hindusztántól, utóbbi pedig Ausztráliától és az Antarktisztól. Végül Ausztrália elválik az Antarktisztól. Az angiospermák nagy területeket kolonizálnak. Az állatvilágot a hüllők és a kétéltűek uralják, megjelennek a madarak és az ősemlősök. Az időszak végén számos állatcsoport pusztul el, köztük hatalmas dinoszauruszok is. E jelenségek okait általában vagy a Földnek egy nagy aszteroidával való ütközésében, vagy a vulkáni aktivitás meredek növekedésében látják. Mindkettő globális változásokhoz vezethet (a légkör szén-dioxid-tartalmának növekedése, nagy tüzek kialakulása, öregedés), ami sok állatfaj létezésével összeegyeztethetetlen.

9. fázis(130 millió év - 600 ezer év). A kontinensek és az óceánok általános konfigurációja jelentős változásokon megy keresztül, különösen Eurázsia elválik Észak-Amerikától, az Antarktisz - Dél-Amerikától. A kontinensek és óceánok eloszlása ​​nagyon közel került a modernhez. A vizsgált időszak elején az éghajlat az egész Földön meleg és párás. Az időszak végét éles éghajlati kontrasztok jellemzik. Az Antarktisz eljegesedését követően bekövetkezik az Északi-sark eljegesedése. Fejlődik az állat- és növényvilág, amely közel áll a modernekhez. Megjelennek a modern ember első ősei.

10. fázis(modernség). A magmaáramlások felemelkednek és süllyednek a litoszféra és a földmag között, és a kéreg repedésein keresztül áttörnek. Az óceáni kéreg törmelékei lesüllyednek egészen a magig, majd felúsznak, és esetleg új szigeteket alkotnak. A litoszféra lemezei egymásnak ütköznek, és folyamatosan befolyásolják a magmaáramlások. Ahol a lemezek szétválnak, ott a litoszféra új szegmensei képződnek. Folyamatosan zajlik a szárazföldi anyag differenciálódási folyamata, amely átalakítja a Föld összes geológiai héjának állapotát, beleértve a magot is.

Következtetés

A Földet maga a természet különbözteti meg: a Naprendszerben csak ezen a bolygón léteznek fejlett életformák, csak ezen érte el az anyag lokális rendeződése szokatlanul magas szintet, folytatva az anyag általános fejlődési vonalát. Az önszerveződés legnehezebb szakaszán a Földön ment túl, ami egy mély minőségi ugrást jelent a rend legmagasabb formái felé.

A Föld a csoport legnagyobb bolygója. De amint azt a becslések mutatják, még az ilyen méretek és tömegek is minimálisak, amelyek mellett a bolygó képes fenntartani gázatmoszféráját. A Föld intenzíven veszít hidrogénből és néhány más könnyű gázból, amit az úgynevezett Föld-csóva megfigyelései is megerősítenek.

A Föld légköre alapvetően különbözik más bolygók légkörétől: alacsony a szén-dioxid-tartalma, magas a molekuláris oxigéntartalma és viszonylag magas a vízgőztartalma. A Föld légkörének szétválását két ok idézi elő: az óceánok és tengerek vize jól felszívja a szén-dioxidot, a bioszféra pedig a növényi fotoszintézis során keletkező molekuláris oxigénnel telíti a légkört. A számítások azt mutatják, hogy ha az óceánokban elnyelt és megkötött összes szén-dioxidot felszabadítjuk, egyúttal a növények élettevékenysége következtében felhalmozódott oxigént is eltávolítjuk a légkörből, akkor a Föld légkörének összetétele alapvető jellemzőiben hasonló lesz. a Vénusz és a Mars légkörének összetételére.

A Föld légkörében a telített vízgőz felhőréteget hoz létre, amely a bolygó nagy részét beborítja. A Föld felhői a bolygónkon a hidroszféra - atmoszféra - szárazföldi rendszerben előforduló vízkörforgás lényeges elemei.

A Földön ma aktívan zajlanak tektonikai folyamatok, geológiai története még korántsem ért véget. A bolygótevékenység visszhangjai időről időre olyan erővel jelentkeznek, hogy helyi katasztrofális felfordulásokat okoznak, amelyek a természetet és az emberi civilizációt érintik. A paleontológusok azt állítják, hogy a Föld korai fiatalságában tektonikus aktivitása még magasabb volt. A bolygó modern domborműve a felszínén zajló tektonikus, hidroszférikus, légköri és biológiai folyamatok együttes hatásának hatására alakult ki és változik tovább.

Bibliográfia

V F. Tulinov "A modern természettudomány fogalmai": Tankönyv egyetemek számára. - M .: UNITI-DANA, 2004.

A.V. Byalko "Bolygónk - Föld" - M. Science, 1989

G.V. Voitkevich "A Föld eredetelméletének alapjai" - M. Nedra, 1988

Fizikai enciklopédia. TT. 1-5. - M. Big Russian Encyclopedia, 1988-1998.

Bevezetés ………………………………………………………………………… ..3

A Föld története …………………………………………… .. ………………… 4

A Föld szerkezetének szeizmikus modellje ………………………………… 6

A Föld geológiai felépítése ………………………………………… 9

Következtetés …………………………………………………………………… .13

Hivatkozások ………………………………………………………………… 15

GAZDASÁGTUDOMÁNYI ÉS VÁLLALKOZÁSI INTÉZET

Város falain kívüli

ESSZÉ

"A modern természettudomány fogalmai" témában Föld A Föld és a Nap az élet fő tényezője földAbsztrakt >> Biológia

1. Földés a helye az univerzumban Föld... Forma, méret és dombormű. Belső szerkezet... Hold. Föld, harmadik ... 384 400 km. Belsőleg szerkezet A fő szerep a belső vizsgálatában épületek A Földről származó szeizmikus technikákat játszani...

A huszadik században számos tanulmány révén az emberiség feltárta a föld belsejének titkát, a föld szerkezetét egy metszetben minden iskolás megismerte. Azok számára, akik még nem tudják, miből áll a Föld, mik a fő rétegei, összetételük, mi a neve a bolygó legvékonyabb részének, felsorolunk néhány jelentős tényt.

Kapcsolatban áll

A Föld bolygó alakja és mérete

A közkeletű tévhittel ellentétben bolygónk nem kerek... Az alakját geoidnak nevezik, és egy enyhén lapított golyó. Azokat a helyeket, ahol a földgömb összenyomódik, pólusoknak nevezzük. A Föld forgástengelye áthalad a pólusokon, bolygónk 24 óra alatt – a Föld napja – egy fordulatot tesz körülötte.

Középen a bolygót egy képzeletbeli kör veszi körül, amely a geoidot az északi és a déli féltekére osztja.

Az Egyenlítőt kivéve, vannak meridiánok – körök merőleges az egyenlítőre és áthalad mindkét póluson. Az egyiket, amely áthalad a Greenwich Obszervatóriumon, nullának hívják - ez referenciapontként szolgál a földrajzi hosszúság és az időzónák számára.

A földgömb fő jellemzői a következők:

• átmérő (km.): egyenlítői - 12 756, poláris (a sarkokon) - 12 713;
• az egyenlítő hossza (km) - 40 057, meridián - 40 008.

Tehát bolygónk egyfajta ellipszis - egy geoid, amely a tengelye körül forog, és áthalad két póluson - északon és délen.

A geoid középső részét az Egyenlítő veszi körül - egy kör, amely két félgömbre osztja bolygónkat. A Föld sugarának meghatározásához használja a pólusoknál és az egyenlítőnél mért átmérőjének felét.

És most erről miből van a föld, milyen kagylókkal van borítva és mi az a föld metszeti szerkezete.

Földi kagylók

A föld fő héja tartalmuktól függően kerülnek kiosztásra. Mivel bolygónk gömb alakú, a gravitáció által megtartott héjait gömböknek nevezzük. Ha onnan nézed a föld megbotlása egy szakaszon, akkor három gömb látható:

sorrendben(a bolygó felszínétől kiindulva) a következőképpen helyezkednek el:

1. A litoszféra a bolygó kemény héja, beleértve az ásványokat is a föld rétegei.
2. Hidroszféra - vízkészleteket tartalmaz - folyók, tavak, tengerek és óceánok.
3. Atmoszféra - egy léghéj, amely körülveszi a bolygót.

Ezenkívül megkülönböztetik a bioszférát is, amely magában foglalja az összes élő szervezetet, amely más héjakban lakik.

Fontos! Sok tudós a bolygó lakosságát egy különálló hatalmas buroknak tulajdonítja, amelyet antroposzférának neveznek.

A földhéjakat - a litoszférát, a hidroszférát és a légkört - a homogén komponens kombinálásának elve alapján különböztetik meg. A litoszférában ezek szilárd kőzetek, talaj, a bolygó belső tartalma, a hidroszférában - mindez, a légkörben - minden levegő és egyéb gázok.

Légkör

Atmoszféra - gázhéj, be magába foglalja:, nitrogén, szén-dioxid, gáz, por.

1. A troposzféra a föld felső rétege, amely a Föld levegőjének nagy részét tartalmazza, és a felszíntől 8-10 km magasságig (a sarkokon) 16-18 km magasságig (az Egyenlítőnél) terjed. A troposzférában felhők és különféle légtömegek képződnek.
2. A sztratoszféra egy olyan réteg, amelyben a levegőtartalom sokkal alacsonyabb, mint a troposzférában. Övé átlagos vastagsága 39-40 km. Ez a réteg a troposzféra felső határától kezdődik és körülbelül 50 km-es magasságban ér véget.
3. A mezoszféra a légkör olyan rétege, amely 50-60-80-90 km-rel a földfelszín felett húzódik. A hőmérséklet folyamatos csökkenése jellemzi.
4. A termoszféra - a bolygó felszínétől 200-300 km-re található, a mezoszférától a hőmérséklet növekedésével különbözik a magasság növekedésével.
5. Exoszféra - a felső határtól indul, a termoszféra alatt fekszik, és fokozatosan átmegy a nyílt térbe, alacsony levegőtartalom, magas napsugárzás jellemzi.

Figyelem! A sztratoszférában, körülbelül 20-25 km magasságban, vékony ózonréteg található, amely megvédi a bolygó minden élővilágát a számára pusztító ultraibolya sugaraktól. Enélkül minden élőlény nagyon hamar elpusztulna.

A légkör a földi héj, amely nélkül lehetetlen lenne az élet a bolygón.

Tartalmazza az élő szervezetek légzéséhez szükséges levegőt, meghatározza a megfelelő időjárási viszonyokat, védi a bolygót a napsugárzás negatív hatása.

A légkör levegőből áll, míg a levegő körülbelül 70% nitrogénből, 21% oxigénből, 0,4% szén-dioxidból és egyéb ritka gázokból áll.

Ezenkívül a légkörben egy fontos ózonréteg található, körülbelül 50 km-en.

Hidroszféra

A hidroszféra minden folyadék a bolygón.

Ez a héj hely szerint vízkészletés sótartalmuk a következőket tartalmazza:

• a világóceán - egy hatalmas terület, amelyet sós víz foglal el, és négy és 63 tengert foglal magában;
• a kontinensek felszíni vizei édesvízi, illetve esetenként sós víztestek. A folyékonyság foka szerint áramlásos tározókra - folyók és állóvizű tározókra - tavakra, tavakra, mocsarakra vannak felosztva;
• talajvíz - a föld felszíne alatt található édesvíz. Mélység előfordulásuk 1-2 métertől 100-200 méterig vagy még többig terjed.

Fontos! Jelenleg hatalmas mennyiségű édesvíz van jég formájában - ma a permafrost zónákban gleccserek, hatalmas jéghegyek, állandó, nem olvadó hó formájában körülbelül 34 millió km3 édesvízkészlet található.

A hidroszféra mindenekelőtt, a friss ivóvíz forrása, az egyik fő klímaformáló tényező. A vízkészleteket kommunikációs útvonalként, valamint a turizmus és a rekreáció (rekreáció) objektumaiként használják.

Litoszféra

A litoszféra szilárd (ásványi) a föld rétegei. Ennek a héjnak a vastagsága 100 (tengerek alatt) és 200 km (kontinensek alatt) között mozog. A litoszféra magában foglalja a földkérget és a köpeny felső részét.

Ami a litoszféra alatt található, az közvetlenül bolygónk belső szerkezete.

A litoszféra lemezei túlnyomórészt bazaltból, homokból és agyagból, kőből és talajból állnak.

A Föld szerkezetének vázlata a litoszférával együtt a következő rétegek képviselik:

• Földkéreg - felső,üledékes, bazalt, metamorf kőzetekből és termékeny talajból áll. Helytől függően kontinentális és óceáni kérget különböztetnek meg;
• köpeny - a földkéreg alatt található. Súlya a bolygó teljes tömegének körülbelül 67% -a. Ennek a rétegnek a vastagsága körülbelül 3000 km. A köpeny felső rétege viszkózus, 50-80 km (az óceánok alatt) és 200-300 km (kontinensek alatt) mélységben fekszik. Az alsó rétegek keményebbek és sűrűbbek. A köpeny nehéz vastartalmú és nikkel anyagokat tartalmaz. A köpenyben lezajló folyamatok felelősek számos jelenségért a bolygó felszínén (szeizmikus folyamatok, vulkánkitörések, lerakódások kialakulása);
• A föld központi része az egy belső szilárd és egy külső folyékony részből álló mag. A külső rész vastagsága körülbelül 2200 km, a belső rész pedig 1300 km. Távolság a felszíntől d a föld magjáról kb 3000-6000 km. A bolygó közepén a hőmérséklet körülbelül 5000 Cº. Sok tudós szerint a mag szálljon le a kompozíció nehéz vas-nikkel olvadék a vashoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező egyéb elemek keverékével.

Fontos! A tudósok szűk köre körében a klasszikus, félig olvadt nehéz maggal rendelkező modellen kívül létezik egy olyan elmélet is, amely szerint a bolygó közepén egy belső csillag található, amelyet minden oldalról lenyűgöző vízréteg vesz körül. Ez az elmélet a tudományos közösség egy szűk köre mellett a tudományos-fantasztikus irodalomban is széles körben elterjedt. Példa erre V.A. regénye. Obruchev "Plutónium", amely az orosz tudósok expedícióját meséli el a bolygó belsejében lévő üregbe saját kis világítótestével, valamint a felszínen kihalt állatok és növények világával.

Olyan gyakori vele a föld szerkezetének hemája, beleértve a földkérget, köpenyt és magot is, évről évre egyre jobban fejlesztik és finomítják.

A modell számos paramétere többször is frissítésre kerül a kutatási módszerek fejlesztésével és új berendezések megjelenésével.

Így például annak érdekében, hogy pontosan megtudjuk, hány kilométerre a mag külső része, több éves tudományos kutatásra lesz szükség.

Jelenleg a földkéreg legmélyebb bányája, amelyet egy ember ásott, körülbelül 8 kilométeres, ezért a köpeny, és még inkább a bolygó magjának tanulmányozása csak elméleti részben lehetséges.

A Föld réteges szerkezete

Azt vizsgáljuk, hogy belül milyen rétegekből áll a Föld

Következtetés

Figyelembe véve a föld metszeti szerkezete, meg voltunk győződve arról, hogy bolygónk milyen érdekes és összetett. Szerkezetének tanulmányozása a jövőben segíti az emberiséget a természeti jelenségek rejtélyeinek megértésében, lehetővé teszi a pusztító természeti katasztrófák pontosabb előrejelzését, valamint új, még ki nem alakult ásványlelőhelyek felfedezését.