Structura internă a Pământului (nucleu, manta, scoarță terestră). Măruntaiele pământului. Structura internă a Pământului

Structura internă a Pământului

Recent, geofizicianul american M. Herndon a emis ipoteza că în centrul Pământului există un „reactor nuclear” natural de uraniu și plutoniu (sau toriu) cu un diametru de doar 8 km. Această ipoteză este capabilă să explice inversarea câmpului magnetic al pământului, care are loc la fiecare 200.000 de ani. Dacă această ipoteză este confirmată, atunci viața pe Pământ s-ar putea termina cu 2 miliarde de ani mai devreme decât se aștepta, deoarece atât uraniul, cât și plutoniul se ard foarte repede. Epuizarea lor va duce la dispariția câmpului magnetic care protejează pământul de radiațiile solare cu unde scurte și, ca urmare, la dispariția tuturor formelor de viață biologică. Această teorie a fost comentată de membrul corespondent al Academiei Ruse de Științe V.P. Trubitsyn: „Atât uraniul, cât și toriul sunt elemente foarte grele care, în procesul de diferențiere a substanței primare a planetei, se pot scufunda în centrul Pământului. Dar la nivel atomic, ele sunt duse cu elemente ușoare care sunt transportate în scoarța terestră, motiv pentru care toate depozitele de uraniu sunt situate în stratul superior al scoarței. Adică, dacă aceste elemente ar fi concentrate și sub formă de ciorchine, ele ar putea coborî în miez, dar, conform ideilor predominante, ar trebui să existe un număr mic de ele. Astfel, pentru a face afirmații despre nucleul de uraniu al Pământului, este necesar să se dea o estimare mai rezonabilă a cantității de uraniu care a intrat în nucleul de fier. De asemenea, urmărește Structura Pământului

În toamna anului 2002, profesorul de la Universitatea Harvard A. Dzewonski și studentul său M. Ishii, pe baza analizei datelor din peste 300.000 de evenimente seismice culese de-a lungul a 30 de ani, au propus un nou model, conform căruia așa-numitul „cel mai interior ” nucleul se află în interiorul nucleului, care are o lungime de aproximativ 600 km: prezența sa poate fi o dovadă a existenței a două etape în dezvoltarea nucleului interior. Pentru a confirma o astfel de ipoteză, este necesar să se plaseze și mai multe seismografe pe glob pentru a face o selecție mai detaliată a anizotropiei (dependența proprietăților fizice ale materiei de direcția în interiorul acesteia), care caracterizează chiar centrul Pământ.

Fața individuală a planetei, ca și aspectul unei ființe vii, este în mare măsură determinată de factori interni care apar în adâncurile sale adânci. Este foarte dificil să studiezi aceste interioare, deoarece materialele care alcătuiesc Pământul sunt opace și dense, astfel încât volumul de date directe asupra substanței zonelor profunde este foarte limitat. Acestea includ: așa-numitul agregat mineral (componente mari de rocă) dintr-o fântână super-adâncă naturală - o conductă de kimberlit din Lesoto (Africa de Sud), care este considerată ca fiind un reprezentant al rocilor care apar la o adâncime de aproximativ 250 km, ca precum și un miez (coloană cilindrică de rocă), ridicat din cea mai adâncă fântână din lume (12.262 m) din Peninsula Kola. Studiul supraadâncimii planetei nu se limitează la asta. În anii 70 ai secolului al XX-lea, pe teritoriul Azerbaidjanului s-au efectuat foraje științifice continentale - fântâna Saably (8.324 m). Și în Bavaria, la începutul anilor 90 ai secolului trecut, a fost așezat o fântână KTB-Oberpfalz cu o dimensiune de peste 9.000 m.

Există multe metode ingenioase și interesante de a studia planeta noastră, dar principalele informații despre structura sa internă sunt obținute ca urmare a studiilor undelor seismice care apar în timpul cutremurelor și exploziilor puternice. În fiecare oră, aproximativ 10 oscilații ale suprafeței pământului sunt înregistrate în diferite puncte de pe Pământ. În acest caz, apar unde seismice de două tipuri: longitudinale și transversale. Ambele tipuri de unde se pot propaga într-un solid, dar numai undele longitudinale se pot propaga în lichide. Deplasările suprafeței terestre sunt înregistrate de seismografele instalate pe tot globul. Observațiile cu privire la viteza cu care valurile traversează pământul permit geofizicienilor să determine densitatea și duritatea rocilor la adâncimi inaccesibile cercetării directe. Compararea densităților cunoscute din datele seismice și a celor obținute în cursul experimentelor de laborator cu roci (unde sunt modelate temperatura și presiunea corespunzătoare unei anumite adâncimi a pământului) face posibilă tragerea unei concluzii despre compoziția materială a interiorului pământului. . Cele mai recente date de geofizică și experimente legate de studiul transformărilor structurale ale mineralelor au făcut posibilă modelarea multor caracteristici ale structurii, compoziției și proceselor care au loc în adâncurile Pământului.

În secolul al XVII-lea, coincidența surprinzătoare a liniilor de coastă de pe coasta de vest a Africii și coasta de est a Americii de Sud a sugerat unor oameni de știință că continentele „umblau” în jurul planetei. Dar abia trei secole mai târziu, în 1912, meteorologul german Alfred Lothar Wegener a detaliat ipoteza sa de derive continentală, conform căreia pozițiile relative ale continentelor s-au schimbat de-a lungul istoriei pământului. În același timp, el a prezentat multe argumente în favoarea faptului că în trecutul îndepărtat continentele au fost reunite. Pe lângă asemănarea liniilor de coastă, el a descoperit corespondența structurilor geologice, continuitatea lanțurilor muntoase relicve și identitatea rămășițelor fosile de pe diferite continente. Profesorul Wegener a apărat activ ideea existenței unui singur supercontinent Pangea în trecut, scindarea acestuia și deplasarea ulterioară a continentelor formate în direcții diferite. Dar această teorie neobișnuită nu a fost luată în serios, deoarece din punctul de vedere al acelei vremuri părea complet de neînțeles că continentele gigantice se puteau mișca în mod independent în jurul planetei. În plus, Wegener însuși nu putea oferi un „mecanism” adecvat, capabil să miște continentele.

Reînvierea ideilor acestui om de știință a avut loc ca urmare a cercetărilor pe fundul oceanelor. Cert este că relieful exterior al scoarței continentale este bine cunoscut, dar fundul oceanului, acoperit de multe secole în mod fiabil de mulți kilometri de apă, a rămas inaccesibil pentru studiu și a servit drept sursă inepuizabilă a tot felul de legende și mituri. Un pas important înainte în studiul reliefului său a fost inventarea unui ecosonda de precizie, cu ajutorul căruia a devenit posibilă măsurarea și înregistrarea continuă a adâncimii fundului de-a lungul liniei de mișcare a navei. Unul dintre rezultatele izbitoare ale cercetării intensive a fundului oceanului a fost noile date despre topografia acestuia. Astăzi, topografia fundului oceanului este mai ușor de cartografiat, datorită sateliților care măsoară foarte precis „înălțimea” suprafeței mării: reflectă cu acuratețe diferențele de nivel al mării de la un loc la altul. În locul unui fund plat, lipsit de orice semne speciale, acoperit cu nămol, șanțuri adânci și stânci abrupte au fost descoperite lanțuri muntoase gigantice și vulcani cei mai mari. Lanțul muntos Mid-Atlantic, care taie Oceanul Atlantic exact la mijloc, iese în evidență deosebit de clar pe hărți.

S-a dovedit că fundul oceanului îmbătrânește pe măsură ce se îndepărtează de creasta mijlocie a oceanului, „răspândindu-se” din zona sa centrală cu o viteză de câțiva centimetri pe an. Acțiunea acestui proces poate explica asemănarea contururilor marginilor continentale, dacă presupunem că între părțile continentului divizat se formează o nouă creastă oceanică, iar fundul oceanului, crescând simetric pe ambele părți, formează un nou ocean. . Oceanul Atlantic, în mijlocul căruia se află creasta Mid-Atlantic, probabil a apărut în acest fel. Dar dacă suprafața fundului mării crește și Pământul nu se extinde, atunci ceva din scoarța globală trebuie să se prăbușească pentru a compensa acest proces. Este exact ceea ce se întâmplă la marginea unei mari părți a Oceanului Pacific. Aici plăcile litosferice converg, iar una dintre plăcile care se ciocnesc se scufundă sub cealaltă și intră adânc în Pământ. Astfel de locuri de coliziune sunt marcate de vulcani activi care se întind de-a lungul țărmurilor Oceanului Pacific, formând așa-numitul „cerc de foc”.

Forarea directă a fundului mării și determinarea vârstei rocilor ridicate au confirmat rezultatele studiilor paleomagnetice. Aceste fapte au stat la baza teoriei noii tectonici globale, sau tectonicii plăcilor litosferice, care a făcut o adevărată revoluție în științele pământului și a adus o nouă înțelegere a învelișurilor exterioare ale planetei. Ideea principală a acestei teorii este mișcarea orizontală a plăcilor.

Cum s-a născut pământul

Conform conceptelor cosmologice moderne, Pământul s-a format împreună cu alte planete în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani din bucăți și resturi care se învârteau în jurul tânărului Soare. A crescut, înghițind materia din jurul său, până a atins dimensiunea actuală. La început, procesul de creștere a fost foarte violent, iar ploaia continuă a corpurilor în cădere ar fi trebuit să ducă la încălzirea sa semnificativă, deoarece energia cinetică a particulelor a fost transformată în căldură. În timpul impactului, au apărut cratere, iar substanța aruncată din ele nu a mai putut învinge forța gravitațională și a căzut înapoi, iar cu cât corpurile în cădere erau mai mari, cu atât mai mult încălziu Pământul. Energia corpurilor în cădere nu a mai fost eliberată la suprafață, ci în adâncurile planetei, neavând timp să iradieze în spațiu. Deși amestecul inițial de substanțe poate fi omogen pe scară largă, încălzirea masei pământului datorită comprimării gravitaționale și bombardării resturilor sale a dus la topirea amestecului și a lichidelor rezultate sub influența gravitației separate de restul. piese solide. Redistribuirea treptată a substanței de-a lungul adâncimii în conformitate cu densitatea ar fi trebuit să ducă la stratificarea acesteia în cochilii separate. Substantele mai usoare, bogate in siliciu, s-au separat de cele mai dense, continand fier si nichel, si au format prima scoarta terestra. După aproximativ un miliard de ani, când pământul s-a răcit semnificativ, scoarța terestră s-a întărit, transformându-se într-o înveliș exterioară solidă a planetei. Răcindu-se, pământul a ejectat multe gaze diferite din miezul său (de obicei, acest lucru s-a întâmplat în timpul erupțiilor vulcanice) - cele ușoare, cum ar fi hidrogenul și heliul, au scăpat în mare parte în spațiul cosmic, dar deoarece forța de gravitație a pământului era deja destul de mare, s-a menținut mai greu. Tocmai au format baza atmosferei pământului. O parte din vaporii de apă din atmosferă s-au condensat, iar oceanele au apărut pe pământ.

Ce acum?

Pământul nu este cea mai mare, dar nici cea mai mică planetă dintre vecinii săi. Raza lui ecuatorială, egală cu 6378 km, datorită forței centrifuge create de rotația zilnică, este mai mare decât cea polară cu 21 km. Presiunea în centrul Pământului este de 3 milioane atm, iar densitatea materiei este de aproximativ 12 g/cm3. Masa planetei noastre, constatată prin măsurători experimentale ale constantei fizice a gravitației și ale accelerației gravitației la ecuator, este de 6*1024 kg, ceea ce corespunde unei densități medii a materiei de 5,5 g/cm3. Densitatea mineralelor de la suprafață este de aproximativ jumătate din densitatea medie, ceea ce înseamnă că densitatea materiei din regiunile centrale ale planetei ar trebui să fie mai mare decât valoarea medie. Momentul de inerție al Pământului, care depinde de distribuția densității materiei de-a lungul razei, indică, de asemenea, o creștere semnificativă a densității materiei de la suprafață la centru. Un flux de căldură este eliberat în mod constant din intestinele Pământului și, deoarece căldura poate fi transferată doar de la cald la rece, temperatura din adâncurile planetei trebuie să fie mai mare decât cea de pe suprafața acesteia. Forajele adânci au arătat că temperatura crește odată cu adâncimea cu aproximativ 20°C pe kilometru și variază de la un loc la altul. Dacă creșterea temperaturii ar continua continuu, atunci chiar în centrul Pământului ar ajunge la zeci de mii de grade, dar studiile geofizice arată că, în realitate, temperatura aici ar trebui să fie de câteva mii de grade.

Grosimea scoarței terestre (învelișul exterior) variază de la câțiva kilometri (în regiunile oceanice) la câteva zeci de kilometri (în regiunile muntoase ale continentelor). Sfera scoarței terestre este foarte mică, reprezentând doar aproximativ 0,5% din masa totală a planetei. Compoziția principală a crustei este oxizii de siliciu, aluminiu, fier și metale alcaline. Scoarta continentală, care conține straturile superioare (granit) și inferioare (bazalt) sub stratul sedimentar, conține cele mai vechi roci ale Pământului, a căror vârstă este estimată la peste 3 miliarde de ani. Scoarta oceanică de sub stratul sedimentar conține în principal un strat, asemănător ca compoziție cu bazaltul. Vârsta acoperirii sedimentare nu depășește 100-150 de milioane de ani.

Stratul Moho încă misterios (numit după seismologul sârb Mohorovichic, care l-a descoperit în 1909) separă scoarța terestră de mantaua subiacentă, în care viteza de propagare a undelor seismice crește brusc.

Mantaua reprezintă aproximativ 67% din masa totală a planetei. Stratul solid al mantalei superioare, extinzându-se la diferite adâncimi sub oceane și continente, împreună cu scoarța terestră se numește litosferă - cea mai rigidă înveliș a Pământului. Sub acesta este marcat un strat, unde există o scădere ușoară a vitezei de propagare a undelor seismice, ceea ce indică o stare particulară a materiei. Acest strat, mai puțin vâscos și mai plastic în raport cu straturile de deasupra și dedesubt, se numește astenosferă. Se crede că materia mantalei este în mișcare continuă și se sugerează că în straturile relativ adânci ale mantalei, cu creșterea temperaturii și a presiunii, are loc o tranziție a materiei în modificări mai dense. O astfel de tranziție este confirmată și de studii experimentale.

În mantaua inferioară, la o adâncime de 2900 km, există un salt brusc nu numai în viteza undelor longitudinale, ci și în densitate, iar undele transversale dispar complet aici, ceea ce indică o schimbare în compoziția materialului rocilor. Aceasta este limita exterioară a nucleului Pământului.

Miezul Pământului a fost descoperit în 1936. A fost extrem de dificil să-l imaginezi din cauza numărului mic de unde seismice care ajungeau la el și revin la suprafață. În plus, temperaturile și presiunile extreme ale miezului au fost de mult timp dificil de reprodus în laborator. Miezul Pământului este împărțit în 2 regiuni separate: lichid (MIEZ EXTERIOR) și solid (BHUTPEHHE), tranziția dintre ele se află la o adâncime de 5156 km. Fierul este un element care corespunde proprietăților seismice ale nucleului și este distribuit abundent în Univers pentru a reprezenta aproximativ 35% din masa sa în nucleul planetei. Conform datelor moderne, miezul exterior este un curent rotativ de fier topit și nichel, un bun conductor de electricitate. Cu el este asociată originea câmpului magnetic al pământului, având în vedere că curenții electrici care curg în miezul lichid creează un câmp magnetic global. Stratul mantalei care este în contact cu miezul exterior este afectat de acesta, deoarece temperaturile din miez sunt mai mari decât în ​​manta. În unele locuri, acest strat generează căldură uriașă și fluxuri de masă direcționate către suprafața Pământului - penaj.

MIEZUL SOLID INTERN nu este conectat la manta. Se crede că starea sa solidă, în ciuda temperaturii ridicate, este asigurată de presiunea gigantică din centrul Pământului. Se sugerează că, pe lângă aliajele fier-nichel, elemente mai ușoare, cum ar fi siliciul și sulful, și eventual siliciul și oxigenul, ar trebui să fie prezente în miez. Problema stării nucleului Pământului este încă discutabilă. Pe măsură ce distanța față de suprafață crește, crește compresia la care este supusă substanța. Calculele arată că presiunea din miezul pământului poate ajunge la 3 milioane de atm. În același timp, multe substanțe sunt, parcă, metalizate - trec într-o stare metalică. A existat chiar și o ipoteză că nucleul Pământului este format din hidrogen metalic.

Pentru a înțelege modul în care geologii au creat un model al structurii Pământului, trebuie să cunoaștem proprietățile de bază și parametrii acestora care caracterizează toate părțile Pământului. Aceste proprietăți (sau caracteristici) includ:

1. Fizic - densitate, proprietăți elastice magnetice, presiune și temperatură.

2. Compoziție chimică - chimică și compuși chimici, distribuția elementelor chimice în Pământ.

Pe baza acesteia, se determină alegerea metodelor de studiere a compoziției și structurii Pământului. Să le privim pe scurt.

În primul rând, observăm că toate metodele sunt împărțite în:

directă - bazată pe studiul direct al mineralelor și rocilor și plasarea lor în straturile Pământului;

· indirect - bazat pe studiul parametrilor fizico-chimici ai mineralelor, rocilor si straturilor cu ajutorul instrumentelor.

Prin metode directe, putem studia doar partea superioară a Pământului, deoarece. cea mai adâncă fântână (Kolskaya) a ajuns la ~12 km. Părțile mai profunde pot fi judecate după erupțiile vulcanice.

Structura internă profundă a Pământului este studiată prin metode indirecte, în principal printr-un complex de metode geofizice. Să le luăm în considerare pe cele principale.

1.metoda seismică(seismos grecesc - tremurare) - se bazează pe fenomenul de apariție și propagare a vibrațiilor elastice (sau a undelor seismice) în diverse medii. Oscilațiile elastice apar pe Pământ în timpul cutremurelor, căderilor de meteoriți sau exploziilor și încep să se propagă cu viteze diferite de la sursa producerii lor (sursa cutremurului) la suprafața Pământului. Există două tipuri de unde seismice:

1-undele P longitudinale (cele mai rapide), trec prin toate mediile - solide și lichide;

Undele S 2-transverse sunt mai lente și trec doar prin medii solide.

Undele seismice în timpul cutremurelor apar la adâncimi de la 10 km până la 700 km. Viteza undelor seismice depinde de proprietățile elastice și de densitatea rocilor pe care le traversează. Ajungând la suprafața Pământului, par să strălucească prin ea și dau o idee despre mediul pe care l-au traversat. Schimbarea vitezelor oferă o idee despre eterogenitatea și stratificarea Pământului. Pe lângă schimbarea vitezelor, undele seismice experimentează refracția atunci când trec prin straturi eterogene sau reflectarea de la straturile de separare a suprafeței.

2.metoda gravimetrică se bazează pe studiul accelerației gravitației Dg, care depinde nu numai de latitudinea geografică, ci și de densitatea materiei Pământului. Pe baza studiului acestui parametru a fost stabilită eterogenitatea distribuției densității în diferite părți ale Pământului.

3.metoda magnetometrică- pe baza studiului proprietăților magnetice ale materiei Pământului. Numeroase măsurători au arătat că diferite roci diferă unele de altele în proprietăți magnetice. Acest lucru duce la formarea unor zone cu proprietăți magnetice neomogene, care fac posibilă aprecierea structurii Pământului.

Comparând toate caracteristicile, oamenii de știință au creat un model al structurii Pământului, în care se disting trei zone principale (sau geosfere):

1-Coasta Pământului, 2-Mantaua Pământului, 3-Miezul Pământului.

Fiecare dintre ele, la rândul său, este împărțit în zone sau straturi. Luați-le în considerare și rezumați principalii parametri din tabel.

1.Scoarta terestra(stratul A) este învelișul superior al Pământului, grosimea sa variază de la 6-7 km la 75 km.

2.Mantaua Pământului subdivizat în superior (cu straturi: B și C) și inferior (stratul D).

3. Miez - subdivizat în exterior (stratul E) și interior (stratul G), între care există o zonă de tranziție - stratul F.

granita dintre scoarța și mantaua pământului este tronsonul Mohorović, între mantaua si miezul de asemenea o chenar ascuțit - secțiunea Gutenberg.

Tabelul arată că viteza undelor longitudinale și transversale crește de la suprafață la sferele mai adânci ale Pământului.

O caracteristică a mantalei superioare este prezența unei zone în care viteza undelor transversale scade brusc la 0,2–0,3 km/s. Acest lucru se explică prin faptul că, alături de starea solidă, mantaua este reprezentată parțial de o topitură. Acest strat de viteze reduse se numește astenosferă. Grosimea sa este de 200-300 km, adâncimea este de 100-200 km.

La limita dintre manta și miez, există o scădere bruscă a vitezei undelor longitudinale și o atenuare a vitezei undelor transversale. Pe baza acestui fapt, s-a făcut o presupunere că miezul exterior este într-o stare de topire.

Valorile medii ale densității pe geosfere arată creșterea acesteia spre miez.

Despre compoziția chimică a Pământului și a geosferelor sale, dați o idee:

1- compoziția chimică a scoarței terestre,

2 - compoziția chimică a meteoriților.

Compoziția chimică a scoarței terestre a fost studiată suficient de detaliat - sunt cunoscute compoziția sa chimică în vrac și rolul elementelor chimice în formarea mineralelor și a rocii. Situația este mai dificilă în ceea ce privește studiul compoziției chimice a mantalei și a miezului. Nu putem face acest lucru prin metode directe. Prin urmare, se utilizează o abordare comparativă. Punctul de plecare este presupunerea unei asemănări protoplanetare între compoziția meteoriților căzuți pe pământ și geosferele interne ale Pământului.

Toți meteoriții care lovesc Pământul sunt împărțiți în tipuri în funcție de compoziția lor:

1-fier, compus din Ni și 90% Fe;

2-ironstones (sideroliți) constau din Fe și silicați,

3-piatră, constând din silicați Fe-Mg și incluziuni de fier nichel.

Pe baza analizei meteoriților, a studiilor experimentale și a calculelor teoretice, oamenii de știință sugerează (conform tabelului) că compoziția chimică a miezului este nichel fier. Adevărat, în ultimii ani, s-a exprimat punctul de vedere că, pe lângă Fe-Ni, impuritățile din miez pot fi S, Si sau O. Pentru manta, spectrul chimic este determinat de silicații Fe-Mg, adică deosebit de olivin-piroxen pirolit alcătuiește mantaua inferioară, iar cea superioară - roci de compoziție ultramafică.

Compoziția chimică a scoarței terestre include gama maximă de elemente chimice, care se dezvăluie în varietatea de specii minerale cunoscute până în prezent. Raportul cantitativ dintre elementele chimice este destul de mare. O comparație a celor mai comune elemente din scoarța și mantaua pământului arată că Si, Al și O 2 joacă rolul principal.

Astfel, luând în considerare principalele caracteristici fizice și chimice ale Pământului, vedem că valorile lor nu sunt aceleași, ele sunt distribuite zonal. Astfel, dând o idee despre structura eterogenă a Pământului.

Structura scoarței terestre

Tipurile de roci considerate mai devreme - magmatice, sedimentare și metamorfice - sunt implicate în structura scoarței terestre. După parametrii lor fizici și chimici, toate rocile din scoarța terestră sunt grupate în trei straturi mari. De jos în sus este: 1-bazalt, 2-granit-gneis, 3-sedimentar. Aceste straturi din scoarța terestră sunt distribuite neuniform. În primul rând, acest lucru este exprimat în fluctuațiile de putere ale fiecărui strat. În plus, nu toate părțile prezintă un set complet de straturi. Prin urmare, un studiu mai detaliat a făcut posibilă distingerea a patru tipuri de scoarță terestră din punct de vedere al compoziției, structurii și grosimii: 1-continentală, 2-oceanică, 3-subcontinentală, 4-suboceanica.

1. Tip continental- are o grosime de 35-40 km până la 55-75 km în structurile montane, conține toate cele trei straturi în compoziția sa. Stratul de bazalt este format din roci de tip gabbro si roci metamorfice de facies amfibolit si granulit. Se numește așa pentru că în parametrii fizici este aproape de bazalt. Compoziția stratului de granit este gneisuri și gneisuri de granit.

2.Tipul oceanic- diferă puternic de grosimea continentală (5-20 km, medie 6-7 km) și absența unui strat de granit-gneis. Două straturi participă la structura sa: primul strat este sedimentar, subțire (până la 1 km), al doilea strat este bazalt. Unii oameni de știință disting al treilea strat, care este o continuare a celui de-al doilea, adică. are o compoziție bazaltică, dar este compusă din roci ultramafice ale mantalei care au suferit serpentinizare.

3. Tip subcontinental- cuprinde toate cele trei straturi si este apropiat de cel continental. Dar se distinge printr-o grosime mai mică și o compoziție a stratului de granit (mai puține gneisuri și mai multe roci vulcanice cu compoziție acidă). Acest tip se găsește la granița continentelor și oceanelor cu o manifestare intensă de vulcanism.

4. Tip subocean- situate în jgheaburi adânci ale scoarței terestre (mări interioare precum Neagră și Mediterană). Se deosebește de tipul oceanic prin grosimea mai mare a stratului sedimentar de până la 20-25 km.

Problema formării scoarței terestre.

Potrivit lui Vinogradov, procesul de formare a scoarței terestre a avut loc conform principiului topirea zonei. Esența procesului: substanța Proto-Pământului, apropiată de meteorit, s-a topit ca urmare a încălzirii radioactive, iar partea mai ușoară de silicat a urcat la suprafață, iar Fe-Ni s-a concentrat în miez. Astfel, a avut loc formarea geosferelor.

Trebuie remarcat faptul că scoarța terestră și partea solidă a mantalei superioare sunt combinate în litosferă, sub care se află astenosferă.

tectonosferă- aceasta este litosfera și o parte a mantalei superioare la o adâncime de 700 km (adică până la adâncimea celor mai adânci surse de cutremur). Este denumit astfel deoarece aici au loc principalele procese tectonice care determină restructurarea acestei geosfere.

Obiectul principal de studiu al geologiei este scoarța terestră, învelișul solid exterior al pământului, care este de o importanță capitală pentru implementarea vieții și activității umane. Atunci când studiază compoziția, structura și istoria dezvoltării Pământului și a scoarței terestre, în special, geologii folosesc: observații; experiență sau experiment, inclusiv diverse metode de cercetare atât proprii, cât și utilizate în alte științe ale naturii, de exemplu, fizico-chimic, biologic etc.; modelare; metoda analogiei; analiza teoretică; construcții logice (ipoteze) etc.

Această secțiune discută despre originea Pământului, forma și structura acestuia, compoziția, istoria dezvoltării scoarței terestre (geocronologia); mișcări tectonice ale scoarței terestre, forme de suprafață (relief).

ORIGINEA, FORMA ŞI STRUCTURA PĂMÂNTULUI ORIGINEA PĂMÂNTULUI

Sistemul solar este format din corpuri cerești. Include: Soarele, nouă planete mari, inclusiv Pământul, și zeci de mii de planete mici, comete și multe meteoroide. Sistemul solar este o lume complexă și diversă, departe de a fi explorată încă.

Întrebarea originii Pământului este cea mai importantă întrebare a științei naturii. De mai bine de 100 de ani, a fost recunoscută ipoteza Kant-Laplace, conform căreia sistemul solar s-a format dintr-o nebuloasă uriașă, asemănătoare unui gaz fierbinte, care s-a rotit.

Xia în jurul axei, iar Pământul a fost la început într-o stare lichidă, apoi a devenit un corp solid.

Dezvoltarea ulterioară a științei a arătat eșecul acestei ipoteze. În anii 40 ai secolului XX. acad. O.Yu. Schmidt a prezentat o nouă ipoteză cu privire la originea planetelor sistemului solar, inclusiv a Pământului, conform căreia Soarele în drum a traversat și a capturat una dintre acumulările de praf ale galaxiei, astfel încât planetele nu s-au format din gaze fierbinți. , ci de la particulele de praf care se rotesc în jurul Soarelui. În acest grup, de-a lungul timpului, au apărut cheaguri de materie compactate, care au dat naștere planetelor.

Teren, conform lui O.Yu. Schmidt, la început era frig. Încălzirea adâncurilor sale a început când a ajuns la o dimensiune mare. Acest lucru s-a întâmplat din cauza eliberării de căldură ca urmare a dezintegrarii substanțelor radioactive prezente în ea. Intestinele Pământului au căpătat o stare plastică, substanțele mai dense erau concentrate mai aproape de centrul planetei, altele mai ușoare la periferia acesteia. A existat o stratificare a Pământului în cochilii separate. Conform ipotezei lui O.Yu. Schmidt, stratificarea continuă până în prezent. Potrivit unui număr de oameni de știință, aceasta este cauza principală a mișcărilor în scoarța terestră, adică cauza proceselor tectonice.

Ipoteza lui V.G. Fesenkov, care crede că procesele nucleare au loc în interiorul stelelor, inclusiv al Soarelui. Într-una dintre perioade, aceasta a dus la o contracție rapidă și o creștere a vitezei de rotație a Soarelui. În același timp, s-a format o margine lungă, care apoi s-a desprins și s-a rupt în planete separate. O privire de ansamblu asupra ipotezelor despre originea Pământului și cea mai probabilă schemă a originii sale este analizată în detaliu în cartea lui I.I. Potapov „Geologie și ecologie astăzi” (1999).

O SCURTĂ SCHITARĂ A EVOLUȚII GLOBALE A PĂMÂNTULUI

Originea planetelor sistemului solar și evoluția lor au fost studiate activ în secolul al XX-lea. în lucrările fundamentale ale lui O.Yu. Schmidt, V.S. Safronov, X. Alven și G. Arrhenius, A.V. Vityazev, A. Gingwood, V.E. Khaina, O.G. Sorokhtina, S.A. Umanova, L.M. Naimark, V. Elsasser, N.A. Bozhko, A. Smith, J. Yuraiden și alții Conform conceptelor cosmologice moderne stabilite de O.Yu. Schmidt, Pământul și Luna, precum și alte planete ale sistemului solar, s-au format din cauza acumularii (lipirea împreună și creșterea ulterioară) a particulelor solide ale unui nor protoplanetar de gaz și praf. În prima etapă, creșterea Pământului a continuat într-un mod accelerat de acumulare, dar pe măsură ce rezervele de materie solidă din roiul de planetezimale din apropierea Pământului au fost epuizate, această creștere a încetinit treptat. Procesul de acumulare a Pământului a fost însoțit de eliberarea unei cantități colosale de energie gravitațională, aproximativ 23,3 10 erg. O astfel de energie era capabilă nu numai să topească materia, ci chiar să o dizolve, dar cea mai mare parte a acestei energii a fost eliberată în partea apropiată a suprafeței a Proto-Pământului și s-a pierdut sub formă de radiație termică. A fost nevoie de 100 de milioane de ani pentru ca Pământul să se formeze la 99% din masa sa actuală.

În prima etapă, Pământul tânăr, imediat după formarea sa, era un corp relativ rece, iar temperatura interiorului său nu depășea punctul de topire al substanței Pământului, datorită faptului că în timpul formării planetei, nu doar încălzirea s-a produs datorită căderii planetezimale, dar și răcirea din cauza pierderilor de căldură din spațiul înconjurător, în plus, Pământul avea o compoziție omogenă. Evoluția ulterioară a Pământului este determinată de compoziția sa, rezerva de căldură și istoria interacțiunii cu Luna. Influența compoziției se manifestă în primul rând prin energia de descompunere a elementelor radioactive și diferențierea gravitațională a materiei terestre.

Înainte de formarea sistemului planetar, steaua Soarelui era aproape o gigantă roșie clasică. Stelele de acest tip, ca urmare a reacțiilor nucleare interne de ardere a hidrogenului, formează elemente chimice mai grele, cu eliberarea unei cantități uriașe de energie și apariția unei presiuni ușoare puternice de la suprafață în atmosfera gazoasă. Ca rezultat al efectului combinat al acestei presiuni și al atracției uriașe, atmosfera stelei a experimentat compresie și expansiune alternative. Acest proces, în condițiile unei creșteri dinamice a masei învelișului gazos, a continuat până când, ca urmare a rezonanței, învelișul gazos exterior, desprinzându-se de Soare, s-a transformat într-o nebuloasă planetară.

Sub influența câmpului magnetic de forță al stelei, materia ionizată a nebuloasei planetare a fost supusă separării electromagnetice a elementelor sale chimice constitutive. Pierderea treptată a energiei termice și a sarcinilor electrice ale gazelor le-a determinat să se lipească. În același timp, sub influența câmpului magnetic al stelei, s-a asigurat un transfer eficient al momentului de rotație către planetezimale formate ca urmare a acreției, care a servit drept început pentru formarea tuturor planetelor din sistem solar. Odată cu pierderea sarcinii de către elementele chimice ionizate, acestea din urmă s-au transformat în molecule care au reacţionat între ele, formând cei mai simpli compuşi chimici: hidruri, carburi, oxizi, cianuri, sulfuri şi cloruri de fier etc.

Procesul de compactare treptată, încălzire și diferențiere ulterioară a materiei în planetele formate a avut loc odată cu capturarea particulelor din spațiul înconjurător. În centrul protoplanetei în curs de dezvoltare, metalele au fost concentrate datorită separării gravitaționale a materiei. În jurul acestei zone au fost colectate carburi de fier și nichel, sulfură de fier și oxizi de fier. Astfel, s-a format un miez lichid exterior, care în învelișul său conținea hidruri și oxizi de siliciu și aluminiu, apă, metan, hidrogen, oxizi de magneziu, potasiu, sodiu, calciu și alți compuși. În acest caz, a existat o topire în zonă a învelișului format și o reducere a suprafeței și o scădere a volumului planetei. Următoarele etape au fost formarea mantalei, proto-crustei și topirea astenosferei. Protocora a fost zdrobită datorită reducerii volumului și suprafeței menționate mai sus. Din acest motiv, pe suprafață au fost turnați bazalți, care, după răcire, s-au scufundat din nou în partea adâncă a mantalei și au fost supuse următoarei retopiri; apoi o parte din crusta bazaltică transformată treptat în granit.

Straturile de suprafață ale Pământului în stadiul de formare au constat din regolit fin poros, care a legat în mod activ apa eliberată și dioxidul de carbon datorită compoziției sale ultrabazice. Rezerva totală de căldură a Pământului și distribuția temperaturii în intestinele sale au fost determinate de rata de creștere a planetei. În general, spre deosebire de Lună, Pământul nu s-a topit niciodată complet, iar formarea nucleului Pământului a durat aproximativ 4 miliarde de ani.

Starea Pământului rece și pasiv din punct de vedere tectonic a continuat timp de aproximativ 600 Ma. În acel moment, intestinele planetei se încălzeau încet, iar în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, pe Pământ a apărut granitizarea activă și s-a format o astenosferă. În același timp, Luna, ca cel mai masiv satelit, a „curățat” din spațiul apropiat Pământului toți sateliții mai mici și microlunii care erau acolo,

iar pe Lună însăși a avut loc un focar de magmatism bazaltic, care a coincis cu începutul activității tectonice pe Pământ (perioada a durat de la 4,0 la 3,6 miliarde de ani în urmă). În același moment, în intestinele Pământului este inițiat procesul de diferențiere gravitațională a materiei terestre - principalul proces care a susținut activitatea tectonică a Pământului în toate epocile geologice ulterioare și a dus la eliberarea și creșterea unui oxid dens- miezul pământului de fier.

Întrucât în ​​epoca criptotectonică (katarchea) materia terestră nu s-a topit niciodată, procesele de degazare a Pământului nu s-au putut dezvolta, prin urmare, în primii 600 de milioane de ani de existență a Pământului, hidrosfera a lipsit cu desăvârșire pe suprafața sa, iar atmosfera. era extrem de rarefiată și era formată din gaze nobile. În acel moment, relieful Pământului a fost netezit, constând din regolit gri închis. Totul era iluminat de un Soare galben, ușor cald (luminozitatea era cu 30% mai mică decât cea modernă) și de un disc exorbitant de mare, fără pată al Lunii (era de aproximativ 300-350 de ori mai mare decât zona vizibilă modernă a discului Lunii). ). Luna era încă o planetă fierbinte și putea încălzi Pământul. Mișcarea Soarelui a fost rapidă - în doar 3 ore a traversat cerul, pentru a se ridica din nou dinspre est în 3 ore. Luna s-a deplasat mult mai încet, deoarece s-a rotit rapid în jurul Pământului în aceeași direcție, astfel încât fazele Lunii au trecut prin toate etapele în 8-10 ore.Luna s-a învârtit în jurul Pământului pe o orbită cu o rază de 14. -25 mii km (acum raza este de 384, 4 mii km). Deformarile intense de maree ale Pamantului au provocat, in urma miscarii Lunii, o serie continua (la fiecare 18-20 de ore) de cutremure. Amplitudinea mareelor ​​lunare a fost de 1,5 km.

Treptat, la aproximativ un milion de ani de la formarea lor, din cauza respingerii efectuate, mareele lunare au scăzut la 130 m, după alte 10 milioane de ani la 25 m, iar după 100 de milioane de ani la 15 m, până la sfârșitul Catarhean - la 7 m, iar acum în În punctul sublunar, mareele moderne ale Pământului solid sunt de 45 cm. Cutremurele de maree la acea vreme erau de natură exclusiv exogenă, deoarece nu exista încă activitate tectonică. În Arheic, la început, diferențierea materiei terestre s-a produs prin topirea fierului metalic de aceasta la nivelul mantalei superioare. Datorită vâscozității excepțional de ridicate a nucleului rece al tânărului Pământ, instabilitatea gravitațională rezultată ar putea fi compensată prin strângerea acestui nucleu la suprafața pământului și curgerea topiturii grele eliberate mai devreme în locul său, adică prin formarea unui nucleu dens în apropierea Pământului. . Acest proces a fost finalizat până la sfârșitul Archeanului cu aproximativ 2,7-2,6 miliarde de ani în urmă; în acel moment, toate masele continentale apărate anterior au început să se miște rapid spre unul dintre poli și s-au unit în primul supercontinent de pe planetă, Monogaea. Peisajele Pământului s-au schimbat, contrastul reliefului nu a depășit 1-2 km, toate depresiunile reliefului s-au umplut treptat cu apă, iar în Archeanul Târziu s-a format un singur Ocean Mondial la mică adâncime (până la 1 km).

La începutul Arheanului, Luna s-a îndepărtat de Pământ cu 160 de mii de km. Pământul s-a rotit în jurul axei sale cu viteză mare (au fost 890 de zile într-un an, iar o zi a durat 9,9 ore). Mareele lunare cu o amplitudine de până la 360 cm au deformat suprafața Pământului la fiecare 5,2 ore; până la sfârșitul Arheanului, rotația Pământului a încetinit semnificativ (au fost 490 de zile de 19 ore într-un an), iar Luna a încetat să influențeze activitatea tectonică a Pământului. Atmosfera din Archean a fost umplută cu azot, dioxid de carbon și vapori de apă, dar nu a existat oxigen, deoarece a fost legată instantaneu de fierul liber (metalic) al substanței mantalei, care se ridica constant prin zonele de ruptură până la suprafața Pământului. .

În Proterozoic, datorită redistribuirii mișcărilor convective sub supercontinentul Monogea, fluxul ascendent a dus la destrămarea acestuia (acum aproximativ 2,4-3,3 miliarde de ani). Formarea și fragmentarea ulterioară a supercontinentelor Megagea, Mesogea și Pangea a avut loc odată cu formarea celor mai complexe structuri tectonice și a continuat până la Cambrian și Ordovician (deja în Paleozoic). Până atunci, masa apei de pe suprafața Pământului devenise astfel

mare, care sa manifestat deja prin formarea unui ocean mai adânc. Crusta oceanică a suferit hidratare, iar acest proces a fost însoțit de absorbția crescută a dioxidului de carbon cu formarea de carbonați. Atmosfera a continuat să fie epuizată de oxigen datorită legăturii sale continue de fierul eliberat. Acest proces a fost finalizat abia la începutul Fanerozoicului, iar din acel moment atmosfera pământului a început să fie saturată activ cu oxigen, apropiindu-se treptat de compoziția sa modernă.

În această nouă situație, a avut loc o activare bruscă a formelor de viață, al căror metabolism s-a construit pe reacțiile de oxidare inversă a substanțelor organice sintetizate de plante. Așa au apărut organismele din regnul animal, dar acest lucru a fost deja la sfârșitul perioadei cambriene, în Fanerozoic, iar acest lucru a dus la apariția tuturor tipurilor de animale scheletice și nescheletice care au afectat multe procese geologice din zona de suprafață a Pământului în epocile geologice ulterioare. Evoluția geologică a Fanerozoicului a fost studiată mult mai în detaliu decât alte epoci și poate fi descrisă pe scurt după cum urmează. În acest moment cel mai aproape de noi, după cum s-a dezvăluit, au existat transgresiuni și regresii ale oceanului, schimbări climatice globale, în special, alternarea perioadelor glaciare și practic fără gheață, de altfel, prima, așa cum era de așteptat, pe Pământul a fost glaciația Huron în Proterozoic.

Procesele de transgresiuni și regresii ale oceanului cu dezvoltarea puternică a formelor de viață, activitatea de erodare activă a ghețarilor și activitatea de eroziune a apelor glaciare au condus la o prelucrare semnificativă a rocilor care formau zona de suprafață a scoarței terestre, acumulare de material terigen pe fundul oceanului, procese de sedimentare de acumulare de material organogen și chemogenic în bazine de apă.

Aranjarea spațială a continentelor și oceanelor s-a schimbat treptat și a fost foarte diferită față de ecuator: alternativ, apoi emisfera nordică, apoi emisfera sudică a fost continentală sau oceanică. Clima s-a schimbat și ea în mod repetat, fiind în strânsă legătură cu erele glaciațiilor și interglaciarelor. Activ de la Paleozoic până la Cenozoic (și în el) s-au produs schimbări în adâncimea, temperatura și compoziția apelor Oceanului Mondial; dezvoltarea formelor de viață a dus la ieșirea lor din mediul acvatic și la dezvoltarea treptată a pământului, precum și la evoluția formelor de viață până la cele cunoscute. Pe baza analizei istoriei geologice a Fanerozoicului, rezultă că toate limitele principale (împărțirea scării geocronologice în ere, perioade și epoci) se datorează în mare parte ciocnirilor și scindărilor continentelor în procesul de mișcare globală a „ansamblul” plăcilor litosferice.

FORMA PĂMÂNTULUI

Forma Pământului este denumită în mod obișnuit globul. Se stabilește că masa Pământului este de 5976 10 21 kg, volumul este de 1,083 10 12 km 3 . Raza medie este de 6371,2 km, densitatea medie este de 5,518 kg / m 3, accelerația medie a gravitației este de 9,81 m / s 2. Forma Pământului este apropiată de un elipsoid triaxial de revoluție cu compresie polară: Pământul modern are o rază polară de 6356,78 km și o rază ecuatorială de 6378,16 km. Lungimea meridianului pământului este de 40008,548 km, lungimea ecuatorului este de 40075,704 km. Contracția polară (sau „oblateness”) se datorează rotației Pământului în jurul axei polare, iar cantitatea acestei compresii este legată de viteza de rotație a Pământului. Uneori, forma Pământului este numită sferoid, dar pentru Pământ există și

numele propriu al formei, și anume geoidul. Faptul este că suprafața pământului este schimbătoare și semnificativă ca înălțime; există cele mai înalte sisteme montane la peste 8000 m (de exemplu, Muntele Everest - 8842 m) și depresiuni oceanice adânci în mai mult de

11.000 m (Șanțul Marian - 11.022 m). Geoidul din afara continentelor coincide cu suprafața netulburată a Oceanului Mondial; pe continente, suprafața geoidul este calculată din studii gravimetrice și observații din spațiu.

Pământul are un câmp magnetic complex, care poate fi descris ca un câmp creat de o minge magnetizată sau un dipol magnetic.

Suprafața globului este ocupată în proporție de 70,8% (361,1 milioane km 2) de ape de suprafață (oceane, mări, lacuri, rezervoare, râuri etc.). Terenul reprezintă 29,2% (148,9 milioane km 2).

STRUCTURA PĂMÂNTULUI

În termeni generali, așa cum au stabilit cercetările geofizice moderne bazate, în special, pe estimări ale vitezelor de propagare a undelor seismice, studiul densității materiei terestre, masa Pământului, rezultatele experimentelor spațiale pentru a determina distribuția aerului și spații de apă și alte date, Pământul este compus, parcă, din mai multe învelișuri concentrice: extern - atmosferă (înveliș de gaz), hidrosferă (înveliș de apă), biosferă (zona de distribuție a materiei vii, conform lui V.I. Vernadsky) și intern, care sunt numite geosferele reale (nucleu, manta și litosferă) (Fig. 1).

Atmosfera, hidrosfera, biosfera și partea superioară a scoarței terestre sunt disponibile pentru observare directă. Cu ajutorul forajelor, o persoană reușește să studieze adâncimi, în principal până la 8 km. Forarea sondelor ultraadânci se efectuează în scopuri științifice în țara noastră, SUA și Canada (în Rusia, la puțul superadânc Kola, o adâncime de peste

12 km, ceea ce a făcut posibilă selectarea probelor de rocă pentru studiul direct direct). Scopul principal al forajului ultra-profund este de a ajunge la straturile adânci ale scoarței terestre - limitele straturilor de „granit” și „bazalt” sau limitele superioare ale mantalei. Structura intestinelor profunde ale Pământului este studiată prin metode geofizice, dintre care metodele seismice și gravimetrice sunt de cea mai mare importanță. Studiul materiei ridicate de la limitele mantalei ar trebui să aducă claritate problemei structurii Pământului. De un interes deosebit este mantaua, din moment ce

Orez. 1. Reprezentarea schematică a structurii Pământului (A)și scoarța terestră (b):

L- miez; prin C - manta; O - Scoarta terestra; E - atmosferă (după M. Vasich); 1 - acoperire depozite; 2 - strat asemănător granitului; 3 - strat de bazalt; 4-manta superioara; 5-manta

scoarța terestră cu toate mineralele s-a format în cele din urmă din substanța ei.

AtmosferaÎn funcție de temperatura distribuită în ea, este subdivizată de jos în sus în troposferă, stratosferă, mezosferă, termosferă și exosferă. troposfera reprezintă aproximativ 80% din masa totală a atmosferei și atinge o înălțime de 16-18 km în partea ecuatorială și

8-10 km în regiunile polare. Stratosfera se extinde până la o înălțime de 55 km și are un strat de ozon la limita sa superioară. Apoi urcă până la o înălțime de 80 km mezosferă, până la 800-1000 km termosferă și deasupra se află exosfera (sfera de dispersie), care nu reprezintă mai mult de 0,5% din masa atmosferei terestre. V Compoziția atmosferei include azot (78,1%), oxigen (21,3%), argon (1,28%), dioxid de carbon (0,04%) și alte gaze și aproape toți vaporii de apă. Conținutul de ozon (0 3) este de 3,1 10 15 g, iar oxigenul (0 2) 1,192 10 2! d. Cu distanta fata de suprafata Pamantului, temperatura atmosferei scade brusc si la o altitudine de 10-12 km este deja de aproximativ -50 °C. VÎn troposferă se formează norii și se concentrează mișcările termice ale aerului. La suprafața Pământului, cea mai ridicată temperatură a fost observată în Libia (+58 °С la umbră), pe teritoriul fostei URSS în zona orașului Termez (+50 °С la umbră).

Cea mai scăzută temperatură a fost înregistrată în Antarctica (-87 °С), iar în Rusia - în Yakutia (-71 °С).

stratosfera - următorul strat deasupra troposferei. Prezența ozonului în acest strat atmosferic determină o creștere a temperaturii în acesta până la +50 °C, dar la o altitudine de 8-90 km temperatura scade din nou la -60...-90 °C.

Presiunea medie a aerului la nivelul mării este de 1,0132 bar (760 mm Hg), iar densitatea este de 1,3 10 3 g/cm. V 18% din radiația solară este absorbită de atmosferă și de acoperirea sa de nori. Ca urmare a bilanțului de radiații al sistemului „Pământ-atmosfera”, temperatura medie pe suprafața Pământului este pozitivă (+15 °C), deși fluctuațiile sale în diferite zone climatice pot ajunge la 150 °C.

Hidrosferă- învelișul de apă, care joacă un rol important în procesele geologice ale Pământului. V compoziția sa include toate apele Pământului (oceane, mări, râuri, lacuri, gheață continentală etc.). Hidrosfera nu formează un strat continuu și acoperă suprafața pământului cu 70,8%. Grosimea sa medie este de aproximativ 3,8 km, cea mai mare este de peste 11 km (11.022 m - Transeul Marianelor din Oceanul Pacific).

Hidrosfera Pământului este mult mai tânără decât planeta însăși. În primele etape ale existenței sale, suprafața Pământului era complet anhidră și practic nu existau vapori de apă în atmosferă. Formarea hidrosferei se datorează proceselor de separare a apei de substanța mantalei. Hidrosfera este în prezent o unitate inseparabilă cu litosfera, atmosfera și biosfera. Pentru aceasta din urmă - biosferă - proprietățile unice ale apei ca compus chimic sunt foarte importante, de exemplu, modificările de volum în timpul tranziției apei de la o stare de fază la alta (la îngheț,

în timpul evaporării); putere mare de dizolvare în raport cu aproape toți compușii de pe Pământ.

Prezența apei este cea care asigură în mod inerent existența vieții pe Pământ în forma cunoscută nouă. Din apă, ca simplu compus, și dioxid de carbon, plantele sunt capabile, sub influența energiei solare și în prezența clorofilei, să formeze compuși organici complecși, care este de fapt procesul de fotosinteză. Apa de pe Pământ este distribuită neuniform, cea mai mare parte este concentrată la suprafață. În raport cu volumul globului, volumul total al hidrosferei nu depășește 0,13%. Partea principală a hidrosferei este Oceanul Mondial (94%), a cărui zonă este de 361059 km 2, iar volumul total este de 1370 milioane km 3. În crusta continentală 4,42 10 23 g apă, în cea oceanică -3,61 10 23 g. 1 arată distribuția apei pe Pământ.

tabelul 1

Volumul hidrosferei și intensitatea schimbului de apă

^ Schimbul și utilizarea activă a apei pot fi supuse doar la 4000 mii km 3 de apă subterană situată la adâncimi mici.

Temperatura apei din ocean variază nu numai în funcție de latitudinea zonei (apropierea de poli sau de ecuator), ci și de adâncimea oceanului. Cea mai mare variabilitate a temperaturii se observă în stratul de suprafață până la o adâncime de 150 m. Cea mai mare temperatură a apei în stratul superior a fost înregistrată în Golful Persic (+35,6 °C), iar cea mai scăzută în Oceanul Arctic (-2,8 °C). C).

Compoziția chimică a hidrosferei este foarte diversă: de la ape foarte proaspete până la foarte sărate, precum saramurele.

Peste 98% din toate resursele de apă ale Pământului sunt ape sărate ale oceanelor, ale mărilor și ale unor lacuri, ^gtateke minera pizpu yang-

panza freatica. Volumul total de apă dulce de pe Pământ este de 28,25 milioane km 3, ceea ce reprezintă doar aproximativ 2% din volumul total al hidrosferei, în timp ce cea mai mare parte a apei dulce este concentrată în gheața continentală a Antarcticii, Groenlanda, insulele polare și regiunile muntoase înalte. Această apă este în prezent inaccesibilă pentru uz uman practic.

Oceanul Mondial conține 1,4-10 2 dioxid de carbon (CO 2), care este de aproape 60 de ori mai mult decât în ​​atmosferă; 8 10 18 g de oxigen se dizolvă în ocean, sau de aproape 150 de ori mai puțin decât în ​​atmosferă. În fiecare an, râurile transportă aproximativ 2,53 10 16 g de material terigen de pe uscat în oceane, din care aproape 2,25 10 16 g sunt în suspensie, restul sunt substanțe solubile și organice.

Salinitatea (medie) a apei de mare este de 3,5% (35 g/l). Pe lângă cloruri, sulfați și carbonați, apa de mare conține și iod, fluor, fosfor, rubidiu, cesiu, aur și alte elemente. 0,48 10 23 g de săruri se dizolvă în apă.

Cercetările de adâncime efectuate în ultimii ani au făcut posibilă stabilirea prezenței curenților orizontali și verticali, a existenței formelor de viață în întreaga coloană de apă. Lumea organică a mării este împărțită în bentos, plancton, nekton etc. K bentos includ organisme care trăiesc pe sol și în solul corpurilor de apă marine și continentale. Plancton- un ansamblu de organisme care locuiesc în coloana de apă care nu sunt capabile să reziste transferului prin curent. Nekton- înot activ, cum ar fi peștii și alte animale marine.

În prezent, problema penuriei de apă dulce devine serioasă, care este una dintre componentele crizei globale de mediu în curs de dezvoltare. Cert este că apa dulce este necesară nu numai pentru nevoile utilitare umane (băut, gătit, spălat etc.), ci și pentru majoritatea proceselor industriale, ca să nu mai vorbim de faptul că numai apa dulce este potrivită pentru producția agricolă - tehnologie agricolă și zootehnie, deoarece marea majoritate a plantelor și animalelor sunt concentrate pe pământ și pentru realizarea vieții lor folosesc exclusiv apă dulce. Creșterea populației Pământului (acum sunt peste 6 miliarde de oameni pe planetă) și dezvoltarea activă asociată a industriei și a producției agricole au dus la faptul că în fiecare an o persoană consumă 3,5 mii km 3 de apă dulce, cu irecuperabile. pierderi în valoare de 150 km 3. Acea parte a hidrosferei care este potrivită pentru alimentarea cu apă este de 4,2 km3, ceea ce reprezintă doar 0,3% din volumul hidrosferei. Rusia are rezerve destul de mari de apă dulce (aproximativ 150 de mii de râuri, 200 de mii de lacuri, multe rezervoare și iazuri,

volume semnificative de apă subterană), dar distribuția acestor rezerve în toată țara este departe de a fi uniformă.

Hidrosfera joacă un rol important în manifestarea multor procese geologice, în special în zona de suprafață a scoarței terestre. Pe de o parte, sub influența hidrosferei, are loc o distrugere intensivă a rocilor și mișcarea lor, redepunere, pe de altă parte, hidrosfera acționează ca un puternic factor creator, fiind în esență un bazin pentru acumularea în limitele sale de grosimi semnificative de sedimente de compoziție diferită.

Biosferă este în interacțiune constantă cu litosfera, hidrosfera și atmosfera, ceea ce afectează semnificativ compoziția și structura litosferei.

În general, biosfera este înțeleasă în prezent ca zona de distribuție a materiei vii (organisme vii de forme cunoscute științei); este o înveliș organizată complex, conectată prin cicluri biochimice (și geochimice) ale materiei, energiei și migrației informațiilor. Academicianul V. I. Vernadsky în conceptul de biosfere include toate structurile Pământului, legate genetic de materia vie; activitățile trecute sau prezente ale organismelor vii. Cea mai mare parte a istoriei geologice a Pământului este asociată cu activitatea organismelor vii, în special în partea de suprafață a scoarței terestre, de exemplu, acestea sunt straturi sedimentare foarte groase de roci organogenice - calcar, diatomite etc. Zona de ​distribuția biosferei este limitată în atmosferă de stratul de ozon (la aproximativ 18-50 km deasupra suprafeței planetei), deasupra căruia formele de viață cunoscute pe Pământ sunt imposibile fără mijloace speciale de protecție, așa cum se întâmplă în timpul zborurilor spațiale dincolo de atmosferă și către alte planete. Până de curând, biosfera s-a extins în intestinele Pământului până la o adâncime a șanțului Marianei de 11.022 m, însă, la forarea puțului superadânc Kola, s-a atins o adâncime de peste 12 km, ceea ce înseamnă că materia vie a pătruns până la aceasta. adâncime.

Structura internă a Pământului, conform conceptelor moderne, este formată din miez, manta și litosferă. Granițele dintre ele sunt mai degrabă condiționate, datorită interpenetrării atât în ​​suprafață, cât și în adâncime (vezi Fig. 1).

Miezul Pământului Este format dintr-un miez exterior (lichid) și unul interior (solid). Raza miezului interior (așa-numitul strat c) este aproximativ egală cu 1200-1250 km, stratul de tranziție (B) dintre miezul interior și exterior are o grosime de aproximativ 300-400 km, iar raza miezului interior. miezul exterior este de 3450-3500 km (respectiv, adâncimea este de 2870-2920 km ). Densitatea materiei din miezul exterior crește cu adâncimea de la 9,5 la 12,3 g/cm 3 . În partea centrală

densitatea miezului interior al materiei ajunge la aproape 14 g/cm 3 . Toate acestea arată că masa nucleului Pământului este de până la 32% din întreaga masă a Pământului, în timp ce volumul este de aproximativ 16% din volumul Pământului. Experții moderni consideră că miezul pământului este aproape 90% fier cu un amestec de oxigen, sulf, carbon și hidrogen, iar miezul interior, conform conceptelor moderne, are o compoziție fier-nichel, care corespunde pe deplin compoziției unui număr. a meteoriților studiati.

Mantaua Pământului este o înveliș de silicat între miez și fundul litosferei. Masa mantalei este de 67,8% din masa totală a Pământului (OG Sorokhtin, 1994). Studiile geofizice au stabilit că mantaua, la rândul ei, poate fi subdivizată (vezi Fig. 1) în Mantaua superioara(strat D la o adâncime de 400 km), Stratul de tranziție Golitsyn(stratul C la o adâncime de 400 până la 1000 km) și mantaua inferioară(strat V cu talpa la o adancime de circa 2900 km). Sub oceane, în mantaua superioară, se distinge un strat în care substanța mantalei se află în stare parțial topită. Un element foarte important în structura mantalei este zona care stă la baza bazei litosferei. Din punct de vedere fizic, reprezintă suprafața de tranziție de sus în jos de la rocile dure răcite la materia de mantară parțial topită, care se află într-o stare plastică și formează astenosfera.

Conform conceptelor moderne, mantaua are o compoziție ultramafică (pirolit, ca un amestec de 75% peridotit și 25% tolerită bazalt sau lherzolit), și de aceea este adesea numită peridotită, sau coajă de „piatră”. Conținutul de elemente radioactive din manta este foarte scăzut. Deci, în medie 10 -8% 13; 10~7% Th, 10" 6% 40 K. Mantaua este în prezent evaluată ca o sursă de fenomene seismice și vulcanice, procese de construcție a munților și, de asemenea, o zonă de realizare a magmatismului.

Scoarta terestra reprezintă stratul superior al Pământului, care are o limită inferioară, sau o talpă, conform datelor seismice, de-a lungul stratului Mohorovichic, unde se remarcă o creștere bruscă a vitezelor de propagare a undelor elastice (seismice) până la 8,2 km/s. .

Pentru un geolog, scoarța terestră este obiectul principal cercetare, pe suprafața și în măruntaiele sale se ridică structuri inginerești, adică se desfășoară activități de construcție. În special, pentru rezolvarea multor probleme practice, este important să elucidam procesele de formare a suprafeței scoarței terestre și istoria acestei formațiuni.

În general, suprafața scoarței terestre se formează sub influența proceselor direcționate opus unul față de celălalt:

• endogene, inclusiv procese tectonice și magmatice care duc la mișcări verticale în scoarța terestră - ridicări și subsidență, adică creează „rugozitate” reliefului;
• exogen, determinând denudarea (aplatizarea, nivelarea) reliefului datorită intemperiilor, eroziunii de diferite tipuri și forțelor gravitaționale;
• sedimentare (acumulare sedimentară), ca „împlinirea” cu sedimente a tuturor neregulilor create în timpul endogenezei.

În prezent, se disting două tipuri de scoarță terestră: „bazalt” oceanic și „granit” continental.

crustă oceanică destul de simplu în compoziție și este un fel de formare cu trei straturi. Stratul superior, a cărui grosime variază de la 0,5 km în partea de mijloc a oceanului până la 15 km în apropierea deltelor râurilor de adâncime și a versanților continentali, unde se acumulează aproape tot materialul terigen, în timp ce în alte zone ale oceanului materialul sedimentar este reprezentat de carbonat. sedimente și sedimente de apă adâncă de culoare roșie necarbonatată.argile. Al doilea strat este compus din lave perne din bazalt de tip oceanic, acoperite de diguri de dolerită de aceeași compoziție; grosimea totală a acestui strat este de 1,5-2 km. Al treilea strat din partea superioară a secțiunii este reprezentat de un strat de gabro, care este acoperit de serpentinite în apropierea crestelor mijlocii oceanice; grosimea totală a celui de-al treilea strat se află în intervalul de la 4,7 la 5 km.

Densitatea medie a scoarței oceanice (fără precipitații) este de 2,9 g / cm 3, masa sa este de 6,4 10 24 g, volumul precipitațiilor este de 323 milioane km 3. Scoarta oceanică se formează în zonele de rift ale crestelor mijlocii oceanice din cauza eliberării de topituri bazaltice din stratul astenosferic al Pământului de sub acestea și a revărsării bazalților de tolerit pe fundul oceanului. S-a stabilit că anual 12 km 3 de bazalt provin din astenosferă. Toate aceste grandioase procese tectono-magmatice sunt însoțite de o seismicitate crescută și nu au egal pe continente.

crusta continentală diferă puternic de oceanic ca grosime, structură și compoziție. Grosimea sa variază de la 20-25 km sub arcurile insulare și zonele cu un tip de crustă de tranziție până la 80 km sub curelele tinere pliate ale Pământului, de exemplu, sub Anzi sau centura alpino-himalaya. Grosimea scoartei continentale de sub platformele antice este în medie de 40 km. Scoarta continentala este compusa din trei straturi, al caror superior este sedimentar, iar cele doua inferioare sunt reprezentate de roci cristaline. Stratul sedimentar este compus din sedimente argiloase și carbonați din bazinele marine de mică adâncime.

seins si are o grosime foarte diferita de la 0 pe scuturi antice la 15 km in jgheaburile marginale ale platformelor. Rocile „granitice” precambriene se află sub stratul sedimentar, adesea transformate prin procese de metamorfism regional. Mai departe se află stratul de bazalt. Diferența dintre scoarța oceanică și cea continentală este prezența unui strat de granit în aceasta din urmă. În plus, scoarța oceanică și continentală sunt acoperite de roci din mantaua superioară.

Scoarța terestră are o compoziție de aluminosilicat, reprezentată în principal de compuși cu punct de topire scăzut. Elementele chimice predominante sunt oxigenul (43,13%), siliciul (26%) și aluminiul (7,45%) sub formă de silicați și oxizi (Tabelul 2).

masa 2

Compoziția chimică medie a scoarței terestre

Compoziția chimică a scoarței terestre,%, este următoarea: acidă

gen - 46,8; siliciu - 27,3; aluminiu - 8,7; fier -5,1; calciu - 3,6; sodiu - 2,6; potasiu - 2,6; magneziu - 2,1; altele - 1.2.

După cum arată datele recente, compoziția scoartei oceanice este atât de constantă încât poate fi considerată una dintre constantele globale, la fel ca compoziția aerului atmosferic sau salinitatea medie a apei de mare. Aceasta este o dovadă a unității mecanismului de formare a acestuia.

O circumstanță importantă care distinge scoarța terestră de alte geosfere interne este prezența în ea a unui conținut crescut de izotopi radioactivi cu viață lungă de uraniu 232 și toriu 237 Th, potasiu 40 K, iar concentrația lor cea mai mare a fost remarcată pentru „granit” stratul crustei continentale, în timp ce în crusta oceanică elementele radioactive sunt neglijabile.

Orez. 3. Schema bloc a falii de transformare a oceanului

litosferă

Vulcanii

mototolită

Continental

litosferă

Intruziuni magmatice

Topire

Orez. 2. Secțiune schematică a zonei de subîmpingere a litosferei oceanice

sub continentală

Litosferă- aceasta este învelișul Pământului, unind scoarța terestră și o parte a mantalei superioare. O trăsătură caracteristică a litosferei este că include roci în stare solidă cristalină și are rigiditate și rezistență. Pe secțiunea de la suprafața Pământului, se observă o creștere a temperaturii. Învelișul de plastic al mantalei situat sub litosferă este astenosfera, în care la temperaturi ridicate substanța este parțial topită și, ca urmare, spre deosebire de litosferă, astenosfera nu are rezistență și poate fi deformată plastic, până la capacitatea să curgă chiar și sub acțiunea unor surplusuri foarte mici (Fig. 2, 3). În lumina conceptelor moderne, conform teoriei tectonicii plăcilor litosferice, s-a stabilit că plăcile litosferice care alcătuiesc învelișul exterior al Pământului se formează datorită răcirii și cristalizării complete a substanței parțial topite a astenosferei, similar cu cum se întâmplă, de exemplu, pe un râu, când apa îngheață și se formează gheață într-o zi geroasă.

De remarcat faptul că lherzolitul care compune mantaua superioară are o compoziție complexă, și deci substanța astenosferei, fiind în stare solidă, mecanic.

slăbit atât de mult încât poate arăta înfiorare. Aceasta arată că astenosfera la scara timpului geologic se comportă ca un fluid vâscos. Astfel, litosfera este capabilă să se miște în raport cu mantaua inferioară din cauza slăbirii astenosferei. Un fapt important care confirmă posibilitatea de mișcare a plăcilor litosferice este că astenosfera este exprimată la nivel global, deși adâncimea, grosimea și proprietățile fizice variază foarte mult. Grosimea litosferei variază de la câțiva kilometri sub văile rift ale crestelor mijlocii oceanice la 100 km sub periferia oceanelor, iar sub scuturi antice grosimea litosferei ajunge la 300–350 km.

O proprietate caracteristică a globului este eterogenitatea acestuia. Este subdivizat într-un număr de straturi sau sfere, care sunt împărțite în interne și externe.

Sferele interioare ale Pământului: scoarța, mantaua și miezul pământului.

Scoarta terestra cel mai eterogen. În profunzime, în el se disting 3 straturi (de sus în jos): sedimentare, granit și bazalt.

Stratul sedimentar Este format din roci moi, și uneori libere, care au apărut prin depunerea de materie într-un mediu apos sau aerian pe suprafața Pământului. Rocile sedimentare sunt de obicei dispuse în straturi delimitate de planuri paralele. Grosimea stratului variază de la câțiva metri până la 10-15 km. Există zone în care stratul sedimentar este aproape complet absent.

strat de granit compusă în principal din roci magmatice și metamorfice bogate în Al și Si. Conținutul mediu de SiO 2 în ele este mai mare de 60%, deci sunt clasificate ca roci acide. Densitatea rocilor stratului este de 2,65-2,80 g/cm 3 . Putere 20-40 km. În compoziția scoartei oceanice (de exemplu, la fundul Oceanului Pacific), stratul de granit este absent, fiind, astfel, parte integrantă a scoarței continentale.

Strat de bazalt se află la baza scoarței terestre și este continuă, adică spre deosebire de stratul de granit, este prezent atât în ​​compoziția scoarței continentale, cât și a celei oceanice. Este separat de granit de suprafața Konrad (K), pe care viteza undelor seismice se modifică de la 6 la 6,5 ​​km/sec. Substanța care alcătuiește stratul de bazalt este apropiată ca compoziție chimică și proprietăți fizice de bazalților (mai puțin bogate în SiO 2 decât granitele). Densitatea substanței ajunge la 3,32 g/cm 3 . Viteza de propagare a undelor seismice longitudinale crește de la 6,5 ​​la 7 km/sec la limita inferioară, unde din nou se produce un salt de viteză și ajunge la 8-8,2 km/sec. Această limită inferioară a scoarței terestre poate fi urmărită peste tot și este numită granița Mohorovichic (om de știință iugoslav) sau M.

Manta situat sub scoarța terestră în intervalul de adâncime de la 8-80 până la 2900 km. Temperatura în straturile superioare (până la 100 km) este de 1000-1300 o C, se ridică odată cu adâncimea și atinge la limita inferioară 2300 o C. Cu toate acestea, substanța se află acolo în stare solidă datorită presiunii, care la mare măsură. adâncimi este de sute de mii și milioane de atmosfere. La limita cu miezul (2900 km) se observă refracția și reflexia parțială a undelor seismice longitudinale, în timp ce undele transversale nu trec de această limită („umbra seismică” variază de la 103 o la 143 o de arc). Viteza de propagare a undelor în partea inferioară a mantalei este de 13,6 km/sec.

Relativ recent, a devenit cunoscut faptul că în partea superioară a mantalei există un strat de roci descompactate - astenosfera, situată la o adâncime de 70-150 km (mai adânc sub oceane), în care se înregistrează o scădere a vitezelor undelor elastice cu aproximativ 3%.

Miezîn proprietăţile fizice diferă puternic de mantaua care o învăluie. Viteza undelor seismice longitudinale este de 8,2-11,3 km/sec. Faptul este că la limita mantalei și a miezului, există o scădere bruscă a vitezei undelor longitudinale de la 13,6 la 8,1 km/sec. Oamenii de știință au ajuns de multă vreme la concluzia că densitatea miezului este mult mai mare decât densitatea învelișurilor de suprafață. Trebuie să corespundă densității fierului în condiții barometrice adecvate. Prin urmare, se crede pe scară largă că miezul este format din Fe și Ni și are proprietăți magnetice. Prezența acestor metale în nucleu este asociată cu diferențierea primară a substanței prin greutatea specifică. Meteoriții vorbesc și în favoarea miezului de fier-nichel. Nucleul este împărțit în extern și intern. În partea exterioară a miezului, presiunea este de 1,5 milioane atm.; densitate 12 g/cm3. Undele seismice longitudinale se propagă aici cu o viteză de 8,2-10,4 km/sec. Miezul interior este în stare lichidă, iar curenții convectivi din el induc câmpul magnetic al Pământului. În miezul interior, presiunea atinge 3,5 milioane atm., densitate 17,3-17,9 g/cm3, viteza undei longitudinale 11,2-11,3 km/sec. Calculele arată că acolo temperatura ar trebui să atingă câteva mii de grade (până la 4000 o). Substanța de acolo se află în stare solidă din cauza presiunii ridicate.

Sferele exterioare ale Pământului: hidrosfera, atmosfera si biosfera.

Hidrosferă reunește întregul ansamblu de manifestări ale formelor de apă din natură, pornind de la o acoperire de apă continuă care ocupă 2/3 din suprafața Pământului (mări și oceane) și terminând cu apa care face parte din roci și minerale. în acest sens, hidrosfera este o înveliș continuă a Pământului. Cursul nostru se ocupă în primul rând de acea parte a hidrosferei care formează un strat de apă independent - oceanosfera.

Din suprafața totală a Pământului de 510 milioane km 2, 361 milioane km 2 (71%) sunt acoperite cu apă. Schematic, topografia fundului Oceanului Mondial este reprezentată ca curba hipografică. Arată distribuția înălțimii terenului și adâncimea oceanului; 2 niveluri ale fundului mării sunt clar definite cu adâncimi de 0-200 m și 3-6 km. Prima dintre ele este o zonă de apă relativ mică, care înconjoară coastele tuturor continentelor sub forma unei platforme subacvatice. Este o platformă continentală sau raft. Din partea mării, raftul este limitat de o margine abruptă subacvatică - versant continental(până la 3000 m). La adâncimi de 3-3,5 km se află picior continental. Sub 3500 m începe pat oceanic (altul oceanului), a carui adancime este de pana la 6000 m. Piciorul continental si fundul oceanului constituie al doilea nivel clar exprimat al fundului marii, compus dintr-o crusta oceanica tipica (fara strat de granit). Printre albia oceanică, în principal în părțile periferice ale Oceanului Pacific, se află tranșee de apă adâncă (jgheaburi)- de la 6000 la 11000 m. Așa arăta curba hipografică acum 20 de ani. Una dintre cele mai importante descoperiri geologice din ultima vreme a fost descoperirea crestele mijlocii oceanice un sistem global de munți submarin, înălțați deasupra fundului oceanului cu 2 sau mai mulți kilometri și ocupând până la 1/3 din fundul oceanului. Semnificația geologică a acestei descoperiri va fi discutată mai târziu.

Aproape toate elementele chimice cunoscute sunt prezente în apa oceanelor, însă doar 4 predomină: O 2, H 2, Na, Cl. Conținutul de compuși chimici dizolvați în apa de mare (salinitate) se determină în procente în greutate sau ppm(1 ppm = 0,1%). Salinitatea medie a apei oceanului este de 35 ppm (35 g de săruri la 1 litru de apă). Salinitatea variază foarte mult. Deci, în Marea Roșie ajunge la 52 ppm, în Marea Neagră până la 18 ppm.

Atmosfera reprezintă învelișul de aer cel mai sus al Pământului, care îl învăluie cu o acoperire continuă. Limita superioară nu este clară, deoarece densitatea atmosferei scade odată cu înălțimea și trece treptat în spațiul fără aer. Limita inferioară este suprafața Pământului. Această limită este, de asemenea, condiționată, deoarece aerul pătrunde la o anumită adâncime în învelișul de piatră și este conținut în formă dizolvată în coloana de apă. Există 5 sfere principale în atmosferă (de jos în sus): troposferă, stratosferă, mezosferă, ionosferăși exosfera. Pentru geologie, troposfera este importantă, deoarece este în contact direct cu scoarța terestră și are un impact semnificativ asupra acesteia.

Troposfera se remarcă prin densitatea sa mare, prezența constantă a vaporilor de apă, dioxid de carbon și praf; scăderea treptată a temperaturii odată cu înălțimea și existența unei circulații verticale și orizontale a aerului în aceasta. În compoziția chimică, pe lângă elementele principale - O 2 și N 2 - există întotdeauna CO 2, vapori de apă, unele gaze inerte (Ar), H 2, dioxid de sulf și praf. Circulația aerului în troposferă este foarte complexă.

Biosferă- un fel de scoici (identificat si denumit de academicianul V.I. Vernadsky), uneste acele scoici in care viata este prezenta. Nu ocupă un spațiu separat, ci pătrunde în scoarța terestră, atmosferă și hidrosferă. Biosfera joacă un rol important în procesele geologice, participând atât la formarea rocilor, cât și la distrugerea acestora.

Organismele vii pătrund cel mai adânc în hidrosferă, care este adesea numită „leagănul vieții”. Viața este deosebit de bogată în oceanosferă, în straturile sale de suprafață. In functie de situatia fizica si geografica, in primul rand de adancimi, mai multe zone bionomice(greacă „bios” – viață, „nomos” – lege). Aceste zone diferă în ceea ce privește condițiile de existență a organismelor și compoziția lor. Există 2 zone în zona raftului: litoralși neritic. Litoralul este o fâșie relativ îngustă de apă puțin adâncă, drenată de două ori pe zi la reflux. Datorită specificului său, litoralul este locuit de organisme care pot tolera uscarea temporară (viermi marini, unele moluște, arici de mare și stele). Mai adânc decât zona de maree din cadrul raftului este zona de nerit, care este cel mai bogat populată de o varietate de organisme marine. Toate tipurile din lumea animală sunt larg reprezentate aici. Distins prin modul de viață bentonice animale (locuitori de jos): bentos sedentar (corali, bureți, briozoare etc.), bentos rătăcitor (târâtori - arici, stele, raci). Nektonic animalele se pot deplasa independent (pești, cefalopode); planctonic (plancton) - plutind în apă în suspensie (foraminifere, radiolari, meduze). corespunde versantului continental zona batiala, picior continental și pat oceanic - zona abisala. Condițiile de viață în ele nu sunt foarte favorabile - întuneric complet, presiune ridicată, lipsă de alge. Cu toate acestea, au fost descoperite recent oaze abisale ale vieții, limitat la vulcanii subacvatici și zonele de scurgere hidrotermală. Biota de aici se bazează pe bacterii anaerobe gigantice, vestimentifera și alte organisme deosebite.

Adâncimea de pătrundere a organismelor vii în Pământ este limitată în principal de condițiile de temperatură. Teoretic, pentru cele mai rezistente procariote, este de 2,5-3 km. Materia vie influențează activ compoziția atmosferei, care în forma sa modernă este rezultatul activității vitale a organismelor care au îmbogățit-o cu oxigen, dioxid de carbon și azot. Rolul organismelor în formarea sedimentelor marine este extrem de mare, dintre care multe sunt minerale (caustobiolite, jaspilite etc.).

Întrebări pentru autoexaminare.

Cum s-au format opiniile despre originea sistemului solar?

Care este forma și dimensiunea pământului?

Din ce învelișuri dure este format Pământul?

Cum este crusta continentală diferită de cea oceanică?

Ce cauzează câmpul magnetic al pământului?

Ce este o curbă hipografică, tipul ei?

Ce este bentosul?

Ce este biosfera, limitele ei?

Introducere

Timp de multe secole, problema originii Pământului a rămas monopolul filozofilor, deoarece materialul real din această zonă a fost aproape complet absent. Primele ipoteze științifice privind originea Pământului și a sistemului solar, bazate pe observații astronomice, au fost înaintate abia în secolul al XVIII-lea. De atunci, tot mai multe teorii noi nu au încetat să apară, în concordanță cu creșterea ideilor noastre cosmogonice.

Prima din această serie a fost celebra teorie formulată în 1755 de filozoful german Emanuel Kant. Kant credea că sistemul solar a apărut dintr-o materie primară, dispersată anterior liber în spațiu. Particulele din această materie s-au deplasat în direcții diferite și, ciocnindu-se unele cu altele, și-au pierdut viteza. Cele mai grele și mai dense dintre ele, sub influența gravitației, s-au conectat între ele, formând un grup central - Soarele, care, la rândul său, a atras particule mai îndepărtate, mai mici și mai ușoare.

Astfel, a apărut un anumit număr de corpuri rotative ale căror traiectorii s-au intersectat reciproc. Unele dintre aceste corpuri, mișcându-se inițial în direcții opuse, au fost în cele din urmă atrase într-un singur flux și au format inele de materie gazoasă situate aproximativ în același plan și rotindu-se în jurul Soarelui în aceeași direcție, fără a interfera unele cu altele. În inele separate, s-au format nuclee mai dense, spre care au fost atrase treptat particule mai ușoare, formând acumulări sferice de materie; așa s-au format planetele, care au continuat să se rotească în jurul Soarelui în același plan cu inelele originale de materie gazoasă.

1. Istoria pământului

Pământul este a treia planetă de la Soare în sistemul solar. Se învârte în jurul stelei pe o orbită eliptică (foarte apropiată de circulară) cu o viteză medie de 29,765 km/s la o distanță medie de 149,6 milioane km pe o perioadă de 365,24 zile. Pământul are un satelit - Luna, care se învârte în jurul Soarelui la o distanță medie de 384.400 km. Înclinarea axei pământului față de planul eclipticii este 66033`22``. Perioada de rotație a planetei în jurul axei sale este de 23 h 56 min 4,1 sec. Rotația în jurul axei sale determină schimbarea zilei și a nopții, iar înclinarea axei și circulația în jurul Soarelui - schimbarea anotimpurilor. Forma Pământului este un geoid, aproximativ un elipsoid triaxial, un sferoid. Raza medie a Pământului este de 6371,032 km, ecuatorială - 6378,16 km, polară - 6356,777 km. Suprafața globului este de 510 milioane km2, volumul este de 1,083 * 1012 km2, densitatea medie este de 5518 kg/m3. Masa Pământului este de 5976 * 1021 kg. Pământul are câmpuri magnetice și electrice strâns legate. Câmpul gravitațional al Pământului determină forma sa sferică și existența atmosferei.

Conform conceptelor cosmogonice moderne, Pământul s-a format în urmă cu aproximativ 4,7 miliarde de ani din materia gazoasă împrăștiată în sistemul protosolar. Ca urmare a diferențierii materiei, Pământul, sub influența câmpului său gravitațional, în condițiile de încălzire a interiorului pământului, a apărut și s-a dezvoltat diferit în compoziția chimică, starea de agregare și proprietățile fizice ale învelișului - geosfera. : miez (în centru), manta, scoarță terestră, hidrosferă, atmosferă, magnetosferă. Compoziția Pământului este dominată de fier (34,6%), oxigen (29,5%), siliciu (15,2%), magneziu (12,7%). Scoarța terestră, mantaua și partea interioară a nucleului sunt solide (partea exterioară a nucleului este considerată lichidă). De la suprafața Pământului până la centru, presiunea, densitatea și temperatura cresc. Presiunea în centrul planetei este de 3,6 * 1011 Pa, densitatea este de aproximativ 12,5 * 103 kg / m3, temperatura variază de la 50000 la

60000 C. Principalele tipuri de scoarță terestră sunt continentale și oceanice, în zona de tranziție de la continent la ocean se dezvoltă o crustă intermediară.

Cea mai mare parte a Pământului este ocupată de Oceanul Mondial (361,1 milioane km2; 70,8%), pământul are 149,1 milioane km2 (29,2%) și formează șase continente și insule. Se ridică deasupra nivelului oceanului mondial cu o medie de 875 m (cea mai mare înălțime este de 8848 m - Muntele Chomolungma), munții ocupă mai mult de 1/3 din suprafața terestră. Deșerturile acoperă aproximativ 20% din suprafața terenului, pădurile - aproximativ 30%, ghețarii - peste 10%. Adâncimea medie a oceanului mondial este de aproximativ 3800 m (cea mai mare adâncime este de 11020 m - șanțul Marianelor (jgheab) din Oceanul Pacific). Volumul apei de pe planetă este de 1370 milioane km3, salinitatea medie este de 35 g/l.

Atmosfera Pământului, a cărei masă totală este de 5,15 * 1015 tone, constă din aer - un amestec de azot (78,08%) și oxigen (20,95%), restul este dioxid de carbon din vapori de apă, precum și inert și alte gaze. Temperatura maximă a suprafeței terestre este de 570-580 C (în deșerturile tropicale din Africa și America de Nord), cea minimă este de aproximativ -900 C (în regiunile centrale ale Antarcticii).

Formarea Pământului și stadiul inițial al dezvoltării sale aparțin istoriei pregeologice. Vârsta absolută a celor mai vechi roci este de peste 3,5 miliarde de ani. Istoria geologică a Pământului este împărțită în două etape inegale: Precambrianul, care ocupă aproximativ 5/6 din întreaga cronologie geologică (aproximativ 3 miliarde de ani), și Fanerozoicul, care acoperă ultimele 570 de milioane de ani. Cu aproximativ 3-3,5 miliarde de ani în urmă, ca urmare a evoluției naturale a materiei, viața a apărut pe Pământ și a început dezvoltarea biosferei. Totalitatea tuturor organismelor vii care îl locuiesc, așa-numita materie vie a Pământului, a avut un impact semnificativ asupra dezvoltării atmosferei, hidrosferei și învelișului sedimentar. Nou

un factor care are o influență puternică asupra biosferei este activitatea de producție a omului, care a apărut pe Pământ cu mai puțin de 3 milioane de ani în urmă. Rata ridicată de creștere a populației Pământului (275 milioane de oameni în 1000, 1,6 miliarde de oameni în 1900 și aproximativ 6,3 miliarde de oameni în 1995) și influența tot mai mare a societății umane asupra mediului natural au pus în discuție problemele utilizării raționale a tuturor elementelor naturale. resurse și protecția naturii.

2. Modelul seismic al structurii Pământului

Modelul larg cunoscut al structurii interne a Pământului (diviziunea sa în nucleu, manta și scoarță terestră) a fost dezvoltat de seismologii G. Jeffreys și B. Gutenberg încă din prima jumătate a secolului al XX-lea. Factorul decisiv în acest sens a fost descoperirea unei scăderi accentuate a vitezei de trecere a undelor seismice în interiorul globului la o adâncime de 2900 km cu o rază a planetei de 6371 km. Viteza de propagare a undelor seismice longitudinale direct deasupra graniței specificate este de 13,6 km/s, iar sub aceasta - 8,1 km/s. Aceasta este granița dintre manta și miez.

În consecință, raza miezului este de 3471 km. Limita superioară a mantalei este secțiunea seismică a lui Mohorovichic, identificată de seismologul iugoslav A. Mohorovichic (1857-1936) încă din 1909. Separă scoarța terestră de manta. La această limită, vitezele undelor longitudinale care au trecut prin scoarța terestră cresc brusc de la 6,7-7,6 la 7,9-8,2 km/s, dar acest lucru se întâmplă la diferite niveluri de adâncime. Sub continente, adâncimea secțiunii M (adică tălpile scoarței terestre) este de câteva zeci de kilometri, iar sub unele structuri montane (Pamir, Anzi) poate ajunge la 60 km, în timp ce sub bazinele oceanice, inclusiv coloana de apă, adâncimea este de numai 10-12 km. În general, scoarța terestră în această schemă apare ca o înveliș subțire, în timp ce mantaua se extinde în adâncime până la 45% din raza pământului.

Dar la mijlocul secolului al XX-lea, ideile despre o structură profundă mai fracționată a Pământului au intrat în știință. Pe baza noilor date seismologice, s-a dovedit a fi posibilă împărțirea miezului în interior și exterior, iar mantaua în inferior și superior (Fig. 1). Acest model popular este încă în uz astăzi. A fost început de seismologul australian K.E. Bullen, care a propus la începutul anilor '40 o schemă de împărțire a Pământului în zone, pe care le-a desemnat cu litere: A - scoarța terestră, B - o zonă în intervalul de adâncime de 33-413 km, C - o zonă de 413- 984 km, D - o zonă de 984-2898 km , D - 2898-4982 km, F - 4982-5121 km, G - 5121-6371 km (centrul Pământului). Aceste zone diferă prin caracteristicile seismice. Mai târziu, a împărțit zona D în zonele D „(984-2700 km) și D” (2700-2900 km). În prezent, această schemă a fost modificată semnificativ și doar stratul D " este utilizat pe scară largă în literatură. Caracteristica sa principală este o scădere a gradienților de viteză seismică în comparație cu regiunea de deasupra mantalei.

Miezul interior, care are o rază de 1225 km, este solid și are o densitate mare de 12,5 g/cm3. Miezul exterior este lichid, densitatea sa este de 10 g/cm3. La limita dintre miez și manta, există un salt brusc nu numai în viteza undelor longitudinale, ci și în densitate. În manta, scade la 5,5 g/cm3. Stratul D”, care se află în contact direct cu miezul exterior, este afectat de acesta, deoarece temperaturile din nucleu depășesc semnificativ temperaturile mantalei. În unele locuri, acest strat generează căldură uriașă și fluxuri de masă îndreptate spre suprafața Pământului. prin mantaua caldura si fluxurile de masa, numite penuri.Ele se pot manifesta pe planeta sub forma unor mari regiuni vulcanice, precum in Insulele Hawaii, Islanda si alte regiuni.

Limita superioară a stratului D" este incertă; nivelul său de la suprafața miezului poate varia de la 200 la 500 km sau mai mult. Astfel, se poate

Se poate concluziona că acest strat reflectă fluxul de energie inegal și de intensități diferite în regiunea mantalei.

Limita mantalei inferioare și superioare în schema luată în considerare este secțiunea seismică situată la o adâncime de 670 km. Are o distribuție globală și se justifică printr-un salt al vitezelor seismice spre creșterea acestora, precum și o creștere a densității materiei inferioare a mantalei. Această secțiune este, de asemenea, limita schimbărilor în compoziția minerală a rocilor din manta.

Astfel, mantaua inferioară, închisă între adâncimile de 670 și 2900 km, se întinde de-a lungul razei Pământului pe 2230 km. Mantaua superioară are o secțiune seismică internă bine fixată care trece la o adâncime de 410 km. La traversarea acestei limite de sus în jos, vitezele seismice cresc brusc. Aici, ca și pe limita inferioară a mantalei superioare, au loc transformări minerale semnificative.

Partea superioară a mantalei superioare și scoarța terestră sunt topite împreună ca litosferă, care este învelișul solid superior al Pământului, spre deosebire de hidro și atmosferă. Datorită teoriei tectonicii plăcilor litosferice, termenul de „litosferă” a devenit larg răspândit. Teoria presupune mișcarea plăcilor de-a lungul astenosferei - un strat înmuiat, parțial, posibil, lichid profund, cu vâscozitate redusă. Cu toate acestea, seismologia nu arată o astenosferă susținută în spațiu. Pentru multe zone, au fost identificate mai multe straturi astenosferice situate de-a lungul verticală, precum și discontinuitatea acestora de-a lungul orizontalei. Alternarea lor este deosebit de clară în interiorul continentelor, unde adâncimea de apariție a straturilor astenosferice (lentile) variază de la 100 km la multe sute.

Sub depresiunile abisale oceanice, stratul astenosferic se află la adâncimi de 70–80 km sau mai puțin. Prin urmare, limita inferioară a litosferei este de fapt nedefinită, iar acest lucru creează mari dificultăți pentru teoria cinematicii plăcilor litosferice, care este observată de mulți cercetători. Acestea sunt bazele ideilor despre structura Pământului care s-au dezvoltat până în prezent. În continuare, ne întoarcem la cele mai recente date despre granițele seismice profunde, care oferă cele mai importante informații despre structura internă a planetei.

3. Structura geologică a Pământului

Istoria structurii geologice a Pământului este de obicei descrisă sub forma unor etape sau faze care apar succesiv. Timpul geologic se numără de la începutul formării Pământului.

Faza 1(4,7 - 4 miliarde de ani). Pământul este format din gaze, praf și planetezimale. Ca urmare a energiei eliberate în timpul dezintegrarii elementelor radioactive și al ciocnirii planetezimale, Pământul se încălzește treptat. Căderea unui meteorit gigant pe Pământ duce la eliberarea de material din care este formată Luna.

Conform unui alt concept, Proto-Luna, situată pe una dintre orbitele heliocentrice, a fost capturată de Proto-Pământ, în urma căreia s-a format sistemul binar Pământ-Lună.

Degazarea Pământului duce la începutul formării unei atmosfere formată în principal din dioxid de carbon, metan și amoniac. La sfarsitul fazei luate in considerare, datorita condensului vaporilor de apa, incepe formarea hidrosferei.

Faza 2(4 - 3,5 miliarde de ani). Apar primele insule, protocontinente, compuse din roci ce contin in principal siliciu si aluminiu. Protcontinentele se ridică ușor deasupra oceanelor încă foarte puțin adânci.

Faza 3(3,5 - 2,7 miliarde de ani). Fierul se adună în centrul Pământului și își formează miezul lichid, ceea ce determină formarea magnetosferei. Se creează premisele pentru apariția primelor organisme, bacteriile. Formarea crustei continentale continuă.

Faza 4(2,7 - 2,3 miliarde de ani). Se formează un singur supercontinent. Pangea, căruia i se opune supraoceanul Panthalassa.

Faza 5(2,3 - 1,5 miliarde de ani). Răcirea crustei și a litosferei duce la dezintegrarea supercontinentului în blocuri-microplaci, spațiile între care sunt umplute cu sedimente și vulcani. Ca urmare, apar sisteme cu suprafețe pliate și se formează un nou supercontinent, Pangea I. Lumea organică este reprezentată de alge albastre-verzi, a căror activitate fotosintetică contribuie la îmbogățirea atmosferei cu oxigen, ceea ce duce la dezvoltarea în continuare a lumii organice.

Faza 6(1700 - 650 milioane de ani). Are loc distrugerea Pangeei I, formarea de bazine cu crusta de tip oceanic. Se formează două supercontinente: Gondavana, care include America de Sud, Africa, Madagascar, India, Australia, Antarctica și Laurasia, care include America de Nord, Groenlanda, Europa și Asia (cu excepția Indiei). Gondwana și Laurasia sunt separate de Marea țâțelor. Vin primele ere glaciare. Lumea organică este rapid saturată de organisme multicelulare nescheletice. Apar primele organisme scheletice (trilobiți, moluște etc.). are loc producția de petrol.

Faza 7(650 - 280 milioane de ani). Centura muntilor Apalachi din America leaga Gondwana cu Laurasia - se formeaza Pangea II. Sunt indicate contururile

Oceane paleozoice - Paleo-Atlantice, Paleo-Tethys, Paleo-Asiatice. Gondwana este acoperită de două ori de o foaie de glaciare. Apar peștii, mai târziu - amfibieni. Plantele și animalele vin pe pământ. Începe formarea intensivă a cărbunelui.

Faza 8(280 - 130 milioane de ani). Pangea II este pătrunsă de o rețea din ce în ce mai densă de recife continentale, prelungiri asemănătoare unei cresturi ca fante ale scoarței terestre. Începe scindarea supercontinentului. Africa se separă de America de Sud și Hindustan, iar acesta din urmă de Australia și Antarctica. În cele din urmă, Australia se separă de Antarctica. Angiospermele dezvoltă întinderi mari de pământ. În lumea animală domină reptilele și amfibienii, apar păsările și mamiferele primitive. La sfârșitul perioadei mor multe grupuri de animale, inclusiv dinozauri uriași. Cauzele acestor fenomene se văd de obicei fie în ciocnirea Pământului cu un asteroid mare, fie într-o creștere bruscă a activității vulcanice. Ambele ar putea duce la schimbări globale (creșterea conținutului de dioxid de carbon din atmosferă, apariția unor incendii mari, aurire), incompatibile cu existența multor specii de animale.

Faza 9(130 de milioane de ani - 600 de mii de ani). Configurația generală a continentelor și oceanelor suferă modificări majore, în special, Eurasia este separată de America de Nord, Antarctica de America de Sud. Distribuția continentelor și oceanelor a devenit foarte apropiată de modernă. La începutul perioadei analizate, clima pe tot Pământul este caldă și umedă. Sfârșitul perioadei este caracterizat de contraste climatice ascuțite. În urma glaciației Antarcticii vine glaciarea Arcticii. Fauna și flora se dezvoltă aproape de cele moderne. Apar primii strămoși ai omului modern.

Faza 10(modernitatea). Între litosferă și miezul pământului, fluxurile de magmă cresc și coboară, prin crăpăturile din crustă se sparg în sus. Fragmente din scoarța oceanică se scufundă până în miez, apoi plutesc în sus și, eventual, formează noi insule. Plăcile litosferice se ciocnesc între ele și sunt în mod constant afectate de fluxurile de magmă. Acolo unde plăcile diverg, se formează noi segmente ale litosferei. Procesul de diferențiere a materiei terestre are loc în mod constant, care transformă starea tuturor învelișurilor geologice ale Pământului, inclusiv a nucleului.

Concluzie

Pământul este evidențiat de natura însăși: în sistemul solar doar pe această planetă există forme de viață dezvoltate, doar pe ea ordonarea locală a materiei a atins un nivel neobișnuit de înalt, continuând linia generală de dezvoltare a materiei. Pe Pământ a fost trecută cea mai dificilă etapă de auto-organizare, care marchează un salt calitativ profund către cele mai înalte forme de ordine.

Pământul este cea mai mare planetă din grupul său. Dar, după cum arată estimările, chiar și astfel de dimensiuni și masă se dovedesc a fi minime la care planeta este capabilă să-și păstreze atmosfera gazoasă. Pământul pierde în mod intens hidrogen și alte gaze ușoare, ceea ce este confirmat de observațiile așa-numitului penar de Pământ.

Atmosfera Pământului este fundamental diferită de atmosfera altor planete: are un conținut scăzut de dioxid de carbon, un conținut ridicat de oxigen molecular și un conținut relativ ridicat de vapori de apă. Există două motive pentru care atmosfera Pământului se distinge: apa oceanelor și a mărilor absoarbe bine dioxidul de carbon, iar biosfera saturează atmosfera cu oxigen molecular format în procesul de fotosinteză a plantelor. Calculele arată că dacă eliberăm tot dioxidul de carbon absorbit și legat în oceane, eliminând simultan tot oxigenul acumulat ca urmare a vieții vegetale din atmosferă, atunci compoziția atmosferei pământului în principalele sale caracteristici ar deveni similară cu compoziția. a atmosferelor lui Venus și Marte.

În atmosfera Pământului, vaporii de apă saturati creează un strat de nor care acoperă o parte semnificativă a planetei. Norii Pământului sunt un element esențial în ciclul apei care are loc pe planeta noastră în sistemul hidrosferă – atmosferă – pământ.

Procesele tectonice au loc în mod activ pe Pământ astăzi, istoria sa geologică este departe de a fi completă. Din când în când, ecourile activității planetare se manifestă cu atâta forță încât provoacă răsturnări catastrofale locale care afectează natura și civilizația umană. Paleontologii susțin că în epoca tinereții timpurii a Pământului, activitatea sa tectonă a fost și mai mare. Relieful modern al planetei s-a dezvoltat și continuă să se schimbe sub influența acțiunii combinate a proceselor tectonice, hidrosferice, atmosferice și biologice de pe suprafața sa.

Bibliografie

V.F. Tulinov „Concepte ale științelor naturale moderne”: un manual pentru universități. - M .: UNITI-DANA, 2004

A.V. Byalko "Planeta noastră - Pământul" - M. Nauka, 1989

G.V. Voitkevich „Fundamentele teoriei originii Pământului” - M Nedra, 1988

Enciclopedie fizică. Tt. 1-5. - M. Marea Enciclopedie Rusă, 1988-1998.

Introducere………………………………………………………………………………..3

Istoria Pământului…………………………………………………………………………4

Modelul seismic al structurii Pământului……………………………………………6

Structura geologică a Pământului...................................................................9

Concluzie………………………………………………………………………………….13

Referințe…………………………………………………………………15

INSTITUTUL DE ECONOMIE ȘI Antreprenoriat

Extramural

ESEU

La subiectul „Concepte ale științelor naturale moderne” Pământ Pământul și Soarele sunt principalul factor al vieții pe PământRezumat >> Biologie

1. Terenși locul său în univers Teren. Formă, dimensiune și relief. Intern structura. Luna. Teren, al treilea... 384400 km. Intern structura Rolul principal în studiul intern cladiri Pământ metodele seismice joacă...

În secolul al XX-lea, prin numeroase studii, omenirea a dezvăluit secretul interiorului pământului, structura pământului în context a devenit cunoscută fiecărui școlar. Pentru cei care nu știu încă în ce constă pământul, care sunt straturile sale principale, compoziția lor, care este numele celei mai subțiri părți a planetei, vom enumera o serie de fapte semnificative.

In contact cu

Forma și dimensiunea planetei Pământ

Contrar concepției greșite populare planeta noastră nu este rotundă. Forma sa se numește geoid și este o minge ușor aplatizată. Locurile în care globul este comprimat se numesc poli. Axa de rotație a pământului trece prin poli, planeta noastră face o revoluție în jurul ei în 24 de ore - o zi pământească.

În mijloc, planeta este înconjurată de un cerc imaginar care împarte geoidul în emisfera nordică și sudică.

În afară de ecuator există meridiane – cercuri perpendicular pe ecuator și trecând prin ambii poli. Una dintre ele, care trece prin Observatorul Greenwich, se numește zero - servește ca punct de referință pentru longitudinea geografică și fusurile orare.

Principalele caracteristici ale globului includ:

• diametru (km.): ecuatorial - 12 756, polar (lângă poli) - 12 713;
• lungimea (km.) a ecuatorului - 40.057, meridian - 40.008.

Deci, planeta noastră este un fel de elipsă - un geoid, care se rotește în jurul axei sale trecând prin doi poli - Nord și Sud.

Partea centrală a geoidului este înconjurată de ecuator - un cerc care împarte planeta noastră în două emisfere. Pentru a determina care este raza pământului, folosiți jumătate din valorile diametrului său la poli și ecuator.

Și acum despre asta din ce este făcut pământul cu ce scoici este acoperită și cu ce structura secțională a pământului.

Scoici de pământ

Scoici de bază ale pământului distinse după conţinutul lor. Deoarece planeta noastră este sferică, învelișurile sale ținute împreună de gravitație se numesc sfere. Dacă te uiți la s trinitate a pământului într-o secțiune, atunci pot fi observate trei zone:

În ordine(începând de la suprafața planetei) sunt situate după cum urmează:

1. Litosfera este o înveliș solidă a planetei, inclusiv minerale straturi ale pământului.
2. Hidrosfera - contine resurse de apa - rauri, lacuri, mari si oceane.
3. Atmosfera - este o înveliș de aer care înconjoară planeta.

În plus, se distinge și biosfera, care include toate organismele vii care locuiesc în alte cochilii.

Important! Mulți oameni de știință se referă populația planetei la un înveliș vast separat numit antroposferă.

Învelișurile pământului - litosfera, hidrosfera și atmosfera - se disting după principiul combinării unei componente omogene. În litosferă - acestea sunt roci solide, sol, conținutul intern al planetei, în hidrosferă - toate acestea, în atmosferă - tot aerul și alte gaze.

Atmosfera

Atmosfera este o înveliș gazos compoziția sa include: , azot, dioxid de carbon, gaz, praf.

1. Troposfera - stratul superior al pământului, care conține cea mai mare parte a aerului pământului și se extinde de la suprafață până la o înălțime de 8-10 (la poli) până la 16-18 km (la ecuator). În troposferă se formează nori și diverse mase de aer.
2. Stratosfera este un strat în care conținutul de aer este mult mai scăzut decât în ​​troposferă. A lui grosime medie este de 39-40 km. Acest strat începe la limita superioară a troposferei și se termină la o altitudine de aproximativ 50 km.
3. Mezosfera este un strat al atmosferei care se întinde de la 50-60 până la 80-90 km deasupra suprafeței pământului. Caracterizat printr-o scădere constantă a temperaturii.
4. Termosfera – situată la 200-300 km de suprafața planetei, diferă de mezosferă printr-o creștere a temperaturii pe măsură ce crește altitudinea.
5. Exosfera - începe de la limita superioară, situată sub termosferă și trece treptat în spațiu deschis, se caracterizează prin conținut scăzut de aer, radiație solară ridicată.

Atenţie!În stratosferă la o altitudine de aproximativ 20-25 km există un strat subțire de ozon care protejează toată viața de pe planetă de razele ultraviolete dăunătoare. Fără el, toate viețuitoarele ar fi pierit foarte curând.

Atmosfera este învelișul pământului, fără de care viața pe planetă ar fi imposibilă.

Conține aerul necesar pentru respirația organismelor vii, determină condiții meteorologice potrivite, protejează planeta de impactul negativ al radiației solare.

Atmosfera este formată din aer, la rândul său, aerul este aproximativ 70% azot, 21% oxigen, 0,4% dioxid de carbon și alte gaze rare.

În plus, în atmosferă există un important strat de ozon, la aproximativ 50 km altitudine.

Hidrosferă

Hidrosfera reprezintă toate lichidele de pe planetă.

Această carcasă după locație resurse de apă iar gradul lor de salinitate include:

• oceanul mondial este un spațiu imens ocupat de apă sărată și cuprinde patru și 63 de mări;
• apele de suprafață ale continentelor sunt de apă dulce, precum și ocazional corpuri de apă salmastre. Ele sunt subdivizate în funcție de gradul de fluiditate în rezervoare cu un curs - râuri pe și rezervoare cu apă stagnantă - lacuri, iazuri, mlaștini;
• apă subterană - apă dulce de sub suprafața pământului. Adâncime apariția lor variază de la 1-2 la 100-200 și mai mult de metri.

Important! O cantitate imensă de apă dulce este în prezent sub formă de gheață - astăzi în zonele de permafrost sub formă de ghețari, aisberguri uriașe, zăpadă permanentă care nu se topește, există aproximativ 34 de milioane de km3 de rezerve de apă dulce.

Hidrosfera este în primul rând, o sursă de apă proaspătă de băut, unul dintre principalii factori de formare a climei. Resursele de apă sunt folosite ca mijloace de comunicare și obiecte de turism și recreere (agrement).

Litosferă

Litosfera este solidă ( mineral) straturi ale pământului. Grosimea acestei cochilii variază de la 100 (sub mări) la 200 km (sub continente). Litosfera include scoarța terestră și partea superioară a mantalei.

Ceea ce se află sub litosferă este direct structura internă a planetei noastre.

Plăcile litosferei constau în principal din bazalt, nisip și argilă, piatră și, de asemenea, stratul de sol.

Schema structurii pământuluiîmpreună cu litosfera este reprezentată de următoarele straturi:

• Scoarta terestra - superior, format din roci sedimentare, bazaltice, metamorfice și sol fertil. În funcție de locație, există cruste continentale și oceanice;
• manta – situată sub scoarța terestră. Cântărește aproximativ 67% din masa totală a planetei. Grosimea acestui strat este de aproximativ 3000 km. Stratul superior al mantalei este vâscos, se află la o adâncime de 50-80 km (sub oceane) și 200-300 km (sub continente). Straturile inferioare sunt mai dure și mai dense. Compoziția mantalei include materiale grele de fier și nichel. Procesele care au loc în manta determină multe fenomene de pe suprafața planetei (procese seismice, erupții vulcanice, formarea de depozite);
• Partea centrală a pământului este miezul, constând dintr-un solid interior și o parte lichidă exterioară. Grosimea părții exterioare este de aproximativ 2200 km, cea interioară este de 1300 km. Distanța față de suprafață d despre miezul pământului este de aproximativ 3000-6000 km. Temperatura în centrul planetei este de aproximativ 5000 C. Potrivit multor oameni de știință, nucleul teren de compoziția este o topitură grea de fier-nichel cu un amestec de alte elemente similare ca proprietăți cu fierul.

Important!Într-un cerc restrâns de oameni de știință, pe lângă modelul clasic cu un miez greu semi-topit, există și o teorie conform căreia un luminar interior este situat în centrul planetei, înconjurat pe toate părțile de un strat impresionant de apă. Această teorie, pe lângă un cerc restrâns de adepți din comunitatea științifică, a găsit o largă circulație în literatura științifico-fantastică. Un exemplu este romanul lui V.A. Obruchev „Plutonia”, care povestește despre expediția oamenilor de știință ruși în cavitatea din interiorul planetei cu propriul său mic luminator și despre lumea animalelor și plantelor dispărute la suprafață.

Atat de comun harta structurii pământului, inclusiv scoarța terestră, mantaua și miezul, în fiecare an din ce în ce mai îmbunătățite și mai rafinate.

Mulți parametri ai modelului cu îmbunătățirea metodelor de cercetare și apariția unor noi echipamente vor fi actualizați de mai multe ori.

De exemplu, pentru a ști exact câți kilometri până la partea exterioară a nucleului, va fi nevoie de mai mulți ani de cercetare științifică.

În momentul de față, cel mai adânc ax din scoarța terestră, săpat de om, are aproximativ 8 kilometri, așa că studiul mantalei, și cu atât mai mult nucleul planetei, este posibil doar într-un context teoretic.

Structura stratificată a Pământului

Studiem din ce straturi este format Pământul în interior

Concluzie

Având în vedere structura secțională a pământului am văzut cât de interesantă și complexă este planeta noastră. Studiul structurii sale în viitor va ajuta omenirea să înțeleagă misterele fenomenelor naturale, va prezice mai exact dezastrele naturale devastatoare și va descoperi noi zăcăminte minerale, încă nedezvoltate.