Внутреннее строение земли. мир удивительных тайн в одной статье

Состав и поверхность планеты Земля

По форме планета Земля походит на сфероид, сплюснутый на полюсах и с выпуклостью на экваториальной линии (диаметр – 43 км). Это происходит из-за вращения.

Структура Земли представлена слоями, каждый из которых обладает своим химическим составом. Отличается от других планет тем, что наше ядро имеет четкое распределение между твердым внутренним (радиус – 1220 км) и жидким внешним (3400 км).

Далее идет мантия и кора. Первая углубляется на 2890 км (самый плотный слой). Она представлена силикатными породами с железом и магнием. Кора делится на литосферу (тектонические плиты) и астеносферу (низкая вязкость). Можно внимательно рассмотреть строение Земли на схеме.

Планетарные уровни, отображающие внутренне и внешнее ядро, мантию и кору

Литосфера разбивается на твердые тектонические плиты. Это жесткие блоки, перемещающиеся по отношению друг к другу. Есть точки соединения и разрыва. Именно их контакт приводит к землетрясениям, вулканической активности, созданию гор и океанических траншей.

Можно выделить 7 главных плит: Тихоокеанская, Североамериканская, Евразийская, Африканская, Антарктическая, Индо-Австралийская и Южноамериканская.

Наша планета примечательна тем, что примерно 70.8% поверхности покрыто водой. Нижняя карта Земли демонстрирует тектонические плиты.

Земные тектонические плиты

Земной ландшафт везде разный. Погруженная в воду поверхность напоминает горы и обладает подводными вулканами, океаническими траншеями, каньонами, равнинами и даже океаническими плато.

В течение развития планеты поверхность постоянно менялась. Здесь стоит учитывать движение тектонических плит, а также эрозию. Еще влияет трансформация ледников, создание коралловых рифов, метеоритные удары и т.д.

Континентальная кора представлена тремя разновидностями: магниевые породы, осадочные и метаморфические. Первая делится на гранит, андезит и базальт. Осадочная составляет 75% и создается при захоронении накопленного осадка. Последняя формируется при обледенении осадочной породы.

Гора Эверест

С самой низкой точки высота поверхности достигает -418 м (на Мертвом море) и возвышается на 8848 м (вершина Эвереста). Средняя высота суши над уровнем моря – 840 м. Масса делится также между полушариями и континентами.

Во внешнем слое расположена почва. Это некая черта между литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой. Примерно 40% поверхности используется для агрокультурных целей.

Метод измерения теплового потока для изучения строения пла­нет

Еще один путь изучения глубинного строения Земли — это изучение ее теплового потока. Известно, что Земля, го­рячая изнутри, отдает свое тепло. О нагреве глубоких гори­зонтов свидетельствуют извержения вулканов, гейзеры, го­рячие источники. Тепло — главный энергетический источник Земли.

Прирост температуры с углублением от поверхно­сти Земли в среднем составляет около 15° С на 1 км. Это значит, что на границе литосферы и астеносферы, располо­женной примерно на глубине 100 км, температура должна быть близкой к 1500° С. Установлено, что при такой темпера­туре происходит плавление базальтов. Это означает, что астеносферная оболочка может служить источником магмы ба­зальтового состава.

С глубиной изменение температуры про­исходит по более сложному закону и находится в зависи­мости от изменения давления. Согласно расчетным данным, на глубине 400 км температура не превышает 1600° С и на границе ядра и мантии оценивается в 2500—5000° С.

Установлено, что выделение тепла происходит постоян­но по всей поверхности планеты. Тепло — важнейший физи­ческий параметр. От степени нагрева горных пород зависят некоторые их свойства: вязкость, электропроводность, магнитность, фазовое состояние. Поэтому по термическому состоянию можно судить о глубинном строении Земли.

Изме­рение температуры нашей планеты на большой глубине — задача технически сложная, так как измерениям доступны лишь первые километры земной коры. Однако внутренняя температура Земли может быть изучена косвенным путем при измерениях теплового потока.

Несмотря на то, что основным источ­ником тепла на Земле является Солнце, суммарная мощность теплового потока нашей планеты превышает в 30 раз мощность всех электростанций Земли.

Измерения показали, что средний тепловой поток на кон­тинентах и в океанах одинаков. Этот результат объясняется тем, что в океанах большая часть тепла (до 90%) поступает из мантии, где интенсивнее происходит процесс переноса вещества движущимися потоками — конвекцией.

Внутреннее строение земли. мир удивительных тайн в одной статье

Внутренняя температура Земли. Чем ближе к ядру, тем больше наша планета походит на Солнце!

Конвек­ция — процесс, при котором разогретая жидкость расширяет­ся, становясь легче, и поднимается, а более холодные слои опускаются. Поскольку мантийное вещество ближе по сво­ему состоянию к твердому телу, конвекция в нем протека­ет в особых условиях, при невысоких скоростях течения ма­териала.

Какова же тепловая история нашей планеты? Ее пер­воначальный разогрев, вероятно, связан с теплом, образован­ным при соударении частиц и их уплотнении в собственном поле силы тяжести. Затем тепло явилось результатом радио­активного распада. Под воздействием тепла возникла слои­стая структура Земли и планет земной группы.

Радиоактив­ное тепло в Земле выделяется и сейчас. Существует гипоте­за, согласно которой на границе расплавленного ядра Земли продолжаются и поныне процессы расщепления вещества с выделением огромного количества тепловой энергии, разо­гревающей мантию.

Список источников литературы

Изучение строения земной коры с помощью сейсмоволн

Сейсмические колебания могут быть вызваны источни­ками двух видов: естественными и искусственными. Естествен­ными источниками колебаний являются землетрясения, волны которых несут необходимую информацию о плотности по­род, сквозь которые они проникают.

Арсенал искусственных источников колебаний более обширен, но в первую очередь ис­кусственные колебания вызываются обыкновенным взрывом, однако есть и более “тонкие” способы работы – генераторы направленных импульсов, сейсмовибраторов и т.п.

Проведением взрывных работ и изучением скоростей сейсмических волн занимается сейсморазведка — одна из важнейших отраслей современной геофизики.

Что же дало изучение сейсмических волн внутри Земли? Анализ их распространения выявил несколько скачков изменения ско­рости при прохождении через недра планеты.

Земная кора

Первый скачок, при котором скорости возрастают с 6,7 до 8,1 км/с, как счи­тают геологи, регистрирует подошву земной коры. Эта по­верхность располагается в разных местах планеты на различных уровнях, от 5 до 75 км. Граница земной коры и нижележащей оболочки — мантии, получила название «поверхности Мохоровичича», по имени впервые установившего ее югославского ученого А. Мохо­ровичича.

Мантия

Мантия залегает на глубинах до 2 900 км и делится на две части: верхнюю и нижнюю. Граница между верхней и нижней мантией также фиксируется по скачку скорости рас­пространения продольных сейсмических волн (11,5 км/с) и располагается на глубинах от 400 до 900 км.

Верхняя ман­тия имеет сложное строение. В ее верхней части имеется слой расположенный на глубинах 100—200 км, где проис­ходит затухание поперечных сейсмических волн на 0,2— 0,3 км/с, а скорости продольных волн, по существу, не ме­няются. Этот слой назван волноводом. Его толщина обычно равняется 200—300 км.

Часть верхней мантии и кора, залегаю­щие над волноводом, называются литосферой, а сам слой пониженных скоростей — астеносферой.

Таким образом, литосфера представляет собой жесткую твердую оболочку, подстилаемую пластичной астеносфе­рой. Предполагается, что в астеносфере возникают процес­сы, вызывающие движение литосферы.

Внутреннее строение нашей планеты

Ядро Земли

В подошве мантии происходит резкое уменьшение ско­рости распространения продольных волн с 13,9 до 7,6 км/с. На этом уровне лежит граница между мантией и ядром Зем­ли, глубже которой поперечные сейсмические волны уже не распространяются.

Радиус ядра достигает 3500 км, его объем: 16% объема планеты, а масса: 31% массы Земли.

Многие ученые считают, что ядро находится в расплавленном состоя­нии. Его внешняя часть характеризуется резко пониженными значениями скоростей продольных волн, во внутренней ча­сти (радиусом в 1200 км) скорости сейсмических волн вновь возрастают до 11 км/с. Плотность пород ядра равна 11 г/см3, и она обуславливается наличием тяжелых элементов. Таким тяжелым элементом может быть железо. Вероятнее всего, железо является составной частью ядра, так как ядро чисто железного или железо-никелевого состава должно иметь плотность, на 8—15% превышающую существующую плот­ность ядра. Поэтому к железу в ядре, по-видимому, при­соединены кислород, сера, углерод и водород.

Структура внутреннего строения Земли

О том, что же таится в недрах планеты, учёные могут только догадываться и предполагать. Ясное дело, что там очень горячо. Настолько, что ни один бур не выдержит — расплавиться, и, тем более, не получится туда спуститься самим и посмотреть, как оно там всё «варится и булькает». Но, опираясь на наблюдения за вулканами, исследуя характер распространения подземных толчков во время землетрясений, учёные всё же смогли более или менее точно определить строение Земли:

  1. Ядро. Оно находится в самом центре и состоит из двух частей: внутренней твёрдой сердцевины (несмотря на чудовищную температуру в 6000 градусов по Цельсию, она остаётся твёрдым из-за сдавливающей ее со всех сторон силы гравитации) и внешней жидкой оболочки. В сравнении с диаметром планеты (12750 км), размер ядра внушает уважение — около 7000 км.
  2. Мантия — следующий слой «Земного» бутерброда. Он достаточно пластичен, по крайней мере, для того, чтобы по нему перемещались литосферные плиты, и чтобы время от времени «показываться» в разломах земной коры.
  3. Кора — собственно, то, по чем мы с вами ходим, на чём плещутся моря и океаны, и что можно назвать «твердью».

Вообще все эти слои достаточно условны. Например, учёные по различным механическим свойствам могут «разделить» мантию ещё на пять слоёв: нижняя мезосфера, верхняя, астеносфера, собственно мантия и её верхняя часть.

Форма и размеры планеты Земля

Форма и геометрические размеры Земли — основные понятия, которыми она описывается, как небесное тело. В средние века считалось, что планета имеет плоскую форму, находится в центре Вселенной, а вокруг нее вращается Солнце и другие планеты.

Внутреннее строение земли. мир удивительных тайн в одной статье

Но такие смелые естествоиспытатели, как Джордано Бруно, Николай Коперник, Исаак Ньютон опровергли подобные суждения и математически доказали, что Земля имеет форму шара с приплюснутыми полюсами и вращается вокруг Солнца, а не наоборот.

Структура планеты очень многообразная, при том, что ее размеры достаточно невелики по меркам даже солнечной системы – длина экваториального радиуса составляет 6378 километров, полярного радиуса – 6356 км.

Внутреннее строение земли. мир удивительных тайн в одной статье

Длина одного из меридианов равняется 40008 км, а экватор простирается на 40007 км. Из этого также видно, что планета несколько «приплющена» между полюсами, ее вес составляет 5.9742 × 1024 кг.

Каково внутреннее строение Земли? Что такое земная кора

По современным представлениям в центре Земли находится металлическое ядро из железа и никеля (рис. 42). Внутренняя часть ядра твёрдая, внешняя — жидкая. Температура ядра 6000 °С (как на поверхности Солнца). Далее идёт мантия (от греческого слова mantion — покрывало, плащ). Температура вещества в мантии достигает 2000 °С. Но из-за высокого давления оно не плавится, а находится в особом состоянии, обладая свойствами жидкого и твёрдого тела. Под давлением вещество мантии может медленно перемещаться.

Внутреннее строение земли. мир удивительных тайн в одной статье

Над мантией располагается твёрдая оболочка Земли — земная кора. Толщина земной коры примерно в 90 раз меньше радиуса Земли. Если сравнить земной шар, например, с яблоком, то земная кора будет даже тоньше, чем его кожура.

Литосферой называют земную кору и верхнюю твёрдую часть мантии.

Материковая земная кора толще, чем океаническая.

В земной коре под океанами нет гранитного слоя.

Начиная с глубины 20—30 м, температура земной коры увеличивается в среднем на 3 °С на каждые 100 м.

Под материками и океанами земная кора неодинакова. Материковая состоит из трёх слоёв: осадочного, гранитного и базальтового. Мощность её в среднем около 35 км, а под горными системами ещё больше. Например, под самыми высокими горами мира, Гималаями, она максимальная (70—80 км).

В океанической земной коре только два слоя: осадочный и базальтовый. Поэтому и мощность её меньше — от 5 до 10 км.

ЗЕМНАЯ КОРА — ВЕРХНЯЯ ЧАСТЬ ЛИТОСФЕРЫ. СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПОД МАТЕРИКАМИ И ОКЕАНАМИ НЕОДИНАКОВО.

Мантия

Считается, что в некоторых местах мантия залегает на глубинах всего в 30 км, однако достичь ее до сих пор не удалось. Границу между мантией и корой называют поверхностью Мохоровичича. В ней фиксирует резкий рост скорости сейсмический волн, а также там должен происходить и такой же резкий рост плотности вещества.

Мантию разделяют на верхнюю и нижнюю. Граница между ними проходит на глубинах 410-670 км и носит название слой Голицына. В нем наблюдается структурная перестройка вещества мантии.

Мантия находится в жидком агрегатном состоянии, однако это не значит, что она похожа на воду. Она отличается огромной вязкостью, в квадриллион раз превышающую вязкости песка. На мантию, простирающуюся до глубины 2900 км, приходится примерно 80% объема земного шара. Также она отличается от земной коры химическим составом. Доля алюминия в ней ниже, а магния значительно выше. Основными элементами в ней являются:

  • кислород (44,8 %);
  • кремний (21,5%);
  • магний (22,8%);
  • железо (5,8%);
  • кальций (2,3%);
  • алюминий (2,2%).

В верхней мантии выделяют слой астеносферы, который более пластичен, чем остальная часть мантии. Также в нем ниже скорость распространения сейсмических волн и выше электропроводность. Именно в ней происходит перемещение литосферных плит земной коры, что порою вызывает землетрясения. По разным оценкам, астеносфера может начинаться на глубинах порядка 50 км и доходить до отметки 350 км.

Определение понятия

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

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

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

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

Движение земной коры

Сравнительно недавно учёные установили, что земная кора и расположенный под ней самый верхний твёрдый слой мантии — не сплошные, а как бы составлены из отдельных частей — плит.

Плиты очень медленно (со скоростью несколько сантиметров в год) движутся — скользят по размягчённому, пластичному слою мантии. В результате материки перемещаются по поверхности Земли. Конечно, мы этого не замечаем, но на протяжении многих миллионов лет расположение материков значительно изменилось. В тех местах, где плиты смыкаются, часто возникают землетрясения и извержения вулканов.

Маленькая экскурсия в мир камней Земная кора сложена горными породами магматического, осадочного и метаморфического происхождения.

Магматические горные породы — гранит, базальт и другие — составляют до 60% объёма земной коры. Они образовались из магмы — расплавленного вещества недр Земли, которое в процессе извержения вулкана выходит на поверхность и застывает (или поднимается по трещинам в земной коре и застывает на некоторой глубине, не достигая земной поверхности).

Осадочные горные породы формируются при накоплении обломков других горных пород или остатков организмов на поверхности суши или на дне океана. По сравнению с другими горными породами осадочные породы более мягкие и легче поддаются разрушению. К ним относят природный газ, нефть, уголь, щебень, поваренную соль, песок, глину, мел, известняк.

Метаморфические горные породы образуются из магматических и осадочных горных пород, подвергшихся воздействию высоких температур и давления (мрамор, кварцит, гнейс
и др.).

Метаморфические породы по своим свойствам совершенно не похожи на те породы, из которых они образовались. В мраморе трудно узнать известняк, в кварците — песчаник, в гнейсе — гранит.

  • Каково внутреннее строение Земли?
  • Что представляет собой ядро Земли?
  • Какими свойствами обладает вещество мантии?
  • Что такое горные породы и минералы?
  • Что называют полезными ископаемыми?
  • Почему одни участки суши медленно поднимаются, а другие — опускаются?
  • Как учёные изучают состав земной коры?

Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Верхнюю твёрдую оболочку Земли называют литосферой, а самую верхнюю часть литосферы — земной корой. Под материками земная кора значительно толще, чем под океанами. Земная кора образована горными породами. Горные породы различают по цвету, блеску, температуре плавления и другим свойствам. Различают магматические, осадочные и метаморфические горные породы. Горные породы состоят из минералов. Горные породы и минералы, которые использует человек, называют полезными ископаемыми. Земная кора и расположенный под ней самый верхний твёрдый слой мантии состоит из отдельных частей — плит. Плиты очень медленно движутся по размягчённому, пластичному слою мантии. В результате материки перемещаются по поверхности Земли.

Строение и состав Земли

Строение и состав Земли похож на многие другие планеты, но все же есть весомые отличия. В составе земли можно найти все элементы таблицы Менделеева. Строение Земли всем известно с малых лет: металлическое ядро, большой слой мантии и, конечно же, земная кора с большим разнообразием рельефа и внутреннего состава.

Состав Земли.

Изучая массу Земли ученые пришли к выводу, что планета состоит на 32% из железа, 30% кислорода, 15% кремния, 14% магния, 3% серы, 2% никеля, 1,5% земли состоит из кальция и на 1,4% из алюминия, а на остальные элементы приходится 1,1%.

Строение Земли.

Земля, как и все планеты земной группы имеет слоистое строение. В центре планеты расположено ядро из расплавленного железа. Внутренняя часть ядра состоит из твердого железа. Все ядро планеты окружено вязкой магмой (более твердой, чем под поверхностью планеты) В состав ядра так же входит расплавленный никель и другие химические элементы.

Мантия планеты – вязкая оболочка на которую приходится 68% массы планеты и около 82% от общего объема планеты. Мантия состоит из силикатов железа, кальция, магния и многих других. Расстояние от поверхности Земли до ядра более 2800 км. и все это пространство занимает мантия. Обычно мантию разделяют на две основные части: верхнею и нижнюю. Выше отметки 660 км. до земной коры расположена верхняя мантия. Известно, что она, со времен формирования Земли и до наших дней, потерпела значительные изменения в своем составе, так же известно, что именно верхняя мантия породила земную кору. Нижняя мантия расположена, соответственно, ниже границы 660 км. до ядра планеты. Нижняя мантия была мало изучена из-за трудной доступности, но у ученых есть все основания полагать, что нижняя мантия не потерпела серьезных изменений в своем составе за все время существования планеты.

Земная кора – самая верхняя, твердая оболочка планеты. Толщина земной коры сохраняется в пределах от 6 км. на дне океанов и до 50 км. на континентах. Земную кору, так же как и мантию, разделяют на 2 части: океаническая земная кора и континентальная земная кора. Океаническая земная кора состоит, в основном, из различных пород и осадочного чехла. Континентальная земная кора состоит из трех слоев: осадочный чехол, гранитный и базальтовый.

За время жизни планеты состав и строение Земли терпели значительные изменения. Рельеф планеты постоянно меняется, тектонические плиты то сдвигаются, образуя на месте своего стыка большие горные рельефы, то раздвигаются, создавая между собой моря и океаны. Движение тектонических плит происходит из-за изменения температур мантии под ними и под различными химическими воздействиями. Состав планеты тоже подвергался различным внешним воздействиям, что привело в его изменению.

В один момент, Земля достигла того состояния, чтобы на ней могла появиться жизнь, что и произошло. Эволюция жизни на Земле длилась очень долгое время. За эти миллиарды лет она смогла из одноклеточного организма перерасти или мутировать в многоклеточные и сложные организмы, каким и является человек.

Образование структуры Земли

Сотни миллионов лет назад Земля была ледяным астероидом, но в процессе движения по орбите вокруг Солнца с ней соединилось много других космических объектов, что сделало планету массивной. Лишний вес породил огромное давление внутри, от чего температура ядра выросла до максимума и начался процесс плавления других слоев.

Подъем температуры вытолкнул водяной пар и газы на поверхность — появилась атмосфера. Начали выпадать первые осадки и остужать поверхность мантии, которая трансформировалась в земную кору.

Литосфера состоит из магматических, метаморфических и осадочных пород. Первыми больше всего представлена земная кора океанического дна. Метаморфические и осадочные — это породы, которые появились от длительного физико-химического воздействия внешней среды.