Доповідь, Будова Землі, методи вивчення внутрішньої будови і гіпотези про її походження.

30.09.2015

Доповідь: Будову Землі, методи вивчення внутрішньої будови і гіпотези про її походження.

БУДОВА ЗЕМЛІ.

Давайте здійснимо уявну подорож до центру Землі. Уявімо, що ми рухаємося вглиб, «проходячи» товщу Землі в якомусь фантастичному снаряді, разом з героями книги Жуля Верна «Подорож до центру Землі».

Самий верхній покрив Землі — земна кора. Якщо порівняти Землю з яблуком, то земна кора буде тільки його тонкою шкіркою. Але саме ця «шкірка» інтенсивно використовується людиною. На її поверхні побудовані міста, заводи і фабрики, з її надр видобувають різні корисні копалини, вона дає людині воду, енергію, одяг та багато-багато іншого. Оскільки земна кора самий верхній шар Землі, то і вивчена краще всіх. В її надрах залягають дуже цінні для людини гірські породи і мінерали, який він навчився використовувати в господарстві.

Товщина Земної кори (зовнішньої оболонки) змінюється від декількох кілометрів (в океанічних областях) до декількох десятків кілометрів (в гірських районах материків). Сфера земної кори дуже невелика, на її частку припадає лише близько 0,5% загальної маси планети. Основний склад кори — це оксиди кремнію, алюмінію, заліза і лужних металів. У складі континентальної кори, що містить під осадовим шаром верхній (гранітний) і нижній (базальтовий), зустрічаються найбільш древні породи Землі, вік яких оцінюється більш ніж в 3 млрд. років. Океанічна ж кора під осадовим шаром містить в основному один шар, близький за складом до базальтовим. Вік осадового чохла не перевищує 100-150 мільйонів років.

Верхній шар земної кори складається з досить м’яких гірських порід. Вони утворені в результаті руйнування твердих порід (наприклад, пісок), відкладення залишків тварин (крейда) або рослин (вугілля), осадження на дно морів і океанів різних речовин (кухонна сіль).

Наступний шар земної кори – гранітний. Граніт називають магматичної породою. Він утворився з магми в товщі земної кори в умовах високих температур і тиску. «Магма» в перекладі з грецького означає «густа мазь». Вона являє собою розплавлена речовина земних надр, яке заповнює тріщини в земній корі. При застиганні утворюється граніт. Хімічний аналіз граніту показує, що він містить велику кількість найрізноманітніших мінералів — кремнію, алюмінію, кальцію, калію, натрію.

Після «гранітного» шару, що знаходиться шар, складений переважно з базальту — гірської породи глибинного походження. Базальт важче граніту, він містить більше заліза, магнію і кальцію. Ці три шари земної кори — осадовий, «гранітний» і «базальтовий» — зберігають всі корисні копалини, що використовуються людиною. Товщина земної кори не скрізь однакова: від 5 км під океанами до 75 км під материками. Під океанами, як правило, відсутній «гранітний» шар.

За земною корою, якщо рухатися до центру Землі слід, самий товстий шар Землі – мантія (вчені говорять «найпотужніший»). Ніхто ніколи її не бачив. Вчені припускають, що складається вона з магнію, заліза та свинцю. Температура тут близько 2000° С!

Від низлежачої мантії відокремлює земну кору під вмогом ще загадковий Шар Мохо (названий так на честь сербського сейсмолога Мохоровичича, відкрив його в 1909 році), в якому швидкість поширення сейсмічних хвиль стрибкоподібно збільшується.

На частку Мантії припадає близько 67% загальної маси планети. Твердий шар верхньої мантії, поширюється до різних глибин під океанами і континентами, спільно з земною корою називають літосферою — самої твердою оболонкою Землі. Під нею відзначений шар, де спостерігається деяке зменшення швидкості поширення сейсмічних хвиль, що говорить про своєрідному стані речовини. Цей шар, менш в’язкий і більш пластичний по відношенню до вище і нижче лежить верствам, називають астеносферою. Вважається, що речовина мантії перебуває в безперервному русі і висловлюється припущення, що у відносно глибоких шарах мантії із зростанням температури і тиску відбувається перехід речовини в більш щільні модифікації. Такий перехід підтверджується експериментальними дослідженнями.

В нижній мантії на глибині 2900 км відзначається різкий стрибок не тільки у швидкості подовжніх хвиль, але й у щільності, а поперечні хвилі тут зникають зовсім, що вказує на зміну речовинного складу порід. Це зовнішня межа ядра Землі.

Вчені встановили, що температура гірських порід з глибиною зростає в середньому на кожні 30 м глибини Землі стає тепліше на 1 Ц. Мантія отримує величезну кількість тепла від ядра Землі, яке ще гаряче.

При величезній температурі породи мантії повинні бути в рідкому, розплавленому вигляді. Але цього не відбувається, тому що верхні гірські породи тиснуть на мантію, і тиск на такій глибині в 13 тисяч разів більше, ніж на поверхні. Інакше кажучи, на кожний 1 см2 гірської породи тиснуть 13т. Стільки важить КАМАЗ, навантажений асфальтом. Тому, мабуть, породи мантії і ядра знаходяться в твердому стані. Виділяють нижню та верхню мантію.

Склад мантії:

алюміній, магній, кремній, кальцій

Люди давно помітили, що на дні глибоких шахт температура гірських порід вище, ніж на поверхні. Деякі шахти навіть доводилося закидати, тому що там ставало неможливо працювати, так як температура сягала +50° С.

Ядро Землі — поки загадка для науки. З певною вірогідністю можна говорити лише про його радіусі приблизно 3500 км і температурі — близько 4000 °С. Це поки все, що відомо науці про будову глибин Землі. Деякі науковці дотримуються думки про те, що наше ядро складається з заліза, інші допускають можливим існування величезної порожнечі в центрі нашої планети. Виділяють зовнішнє і внутрішнє ядро. Алеяке ядро Землі насправді поки не знає ніхто.

Земне ядро відкрито в 1936 році. Отримати його зображення було надзвичайно важко із-за малого числа сейсмічних хвиль, що досягали його і поверталися до поверхні. Крім того, екстремальні температури і тиску ядра довгий час важко було відтворити в лабораторії. Земне ядро поділяється на 2 окремі області: рідку (ЗОВНІШНЄ ЯДРО ) і тверду (ВНУТРІШНЬО ), перехід між ними лежить на глибині 5156 км. Залізо — елемент, який відповідає сейсмічним властивостями ядра і рясно поширений у Всесвіті, щоб представити в ядрі планети приблизно 35% її маси. За сучасними даними, зовнішнє ядро являє собою обертові потоки розплавленого заліза і нікелю, добре проводять електрику. Саме з ним пов’язують походження земного магнітного поля, вважаючи, що, електричні струми, поточні в рідкому ядрі, створюють глобальне магнітне поле. Шар мантії, що знаходиться в зіткненні з зовнішнім ядром, випробує його вплив, оскільки температури в ядрі вище, ніж у мантії. Місцями цей шар породжує величезні, спрямовані до поверхні Землі тепломассопотоки — плюмы.

ТВЕРДЕ ВНУТРІШНЄ ЯДРО не пов’язано з мантією. Вважають, що його тверде стан, незважаючи на високу температуру, забезпечується гігантським тиском у центрі Землі. Висловлюються припущення про те, що в ядрі крім залізоніколових сплавів повинні бути і більш легкі елементи, такі як кремній і сірка, а можливо, кремній і кисень. Питання про стан ядра 3емлі досі залишається дискусійним. По мірі віддалення від поверхні збільшується стиснення, якому піддається речовина. Розрахунки показують, що в земному ядрі тиск може досягати 3 млн. атм. При цьому багато речовини як би металлизируются — переходять в металеве стан. Існувала навіть гіпотеза, що ядро Землі складається з металевого водню.

Склад ядра:

залізо, нікель.

Літосфера — це тверда оболонка Землі, що складається із земної кори і верхньої частини мантії (від грец. lithos — камінь та sphaira — куля). Відомо, що існує тісний зв’язок між літосферою і мантією Землі.

Рух літосферних плит.

Багато вчених вважають, що літосфера розділена глибинними розломами на блоки або плити, різної величини. Ці плити переміщаються по разжиженному шару мантії відносно один одного. Літосферні плити бувають материкові й океанічні (ми трохи розповідали чим вони відрізняються). При взаємодії материкової й океанічної плит одна насувається на іншу. З-за своєї меншої товщини край океанічної плити як би «пірнає» під край континентальної плити. При цьому утворюються гори, глибоководні жолоби, острівні дуги. Найбільш яскравий приклад такого утворення — Курильські острови і Анди .

Яка ж сила пересуває плити літосфери?

Рух їх вчені пов’язують з переміщенням речовини в мантії. Мантія несе на собі земну кору, як тонкий аркуш паперу.

Межі літосферних плит в місцях їх розриву і в місцях стикування — це активні ділянки літосфери, до яких приурочено більшість діючих вулканів і де часті землетруси. Ці ділянки утворюють сейсмічні пояси Землі, що простягнулися на тисячі кілометрів. Повторимо, що термін «сейсмічний» походить від грецького слова seismos — коливання.

Тепло ядра Землі змушує мантійна речовина підніматися (як вода при кипінні), утворюючи вертикальні потоки мантії, розсовують літосферні плити. При охолодженні виникають низхідні потоки. Тоді літосферні плити зсуваються, стикаються і утворюються гори.

МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ВНУТРІШНЬОЇ БУДОВИ ЗЕМЛІ.

Об’єктами , які изучаетгеология, є земна кора і літосфера. Завдання геології:

— вивчення речовинного складу внутрішніх оболонок Землі;

— вивчення внутрішньої будови Землі;

— вивчення закономірностей розвитку літосфери і земної кори;

— вивчення історії розвитку життя на Землі та ін.

Методи науки включають як власне геологічні, так і методи спряжених наук (ґрунтознавства, археології, гляціології, геоморфології та ін.). У числі головних методів можна назвати наступні.

1. Методи польової геологічної зйомки — вивчення геологічних відслонень, видобутого при бурінні свердловин кернового матеріалу, шарів гірських порід в шахтах, вивержених вулканічних продуктів, безпосереднє польове вивчення протікають на поверхні геологічних процесів.

2. Геофізичні методи — використовуються для вивчення глибинної будови Землі і літосфери. Сейсмічні методи. засновані на вивченні швидкості розповсюдження поздовжніх і поперечних хвиль, дозволили виділити внутрішні оболонки Землі. Гравіметричні методи. вивчають зміну сили тяжіння на поверхні Землі, дозволяють виявити позитивні і негативні гравітаційні аномалії і, отже, припускати наявність певних видів корисних копалин. Палеомагнитный метод вивчає орієнтування намагнічених кристалів в шарах гірських порід. Осідають кристали феромагнітних мінералів орієнтуються своєю довгою віссю в відповідності з напрямками силових ліній магнітного поля і знаками намагніченості полюсів Землі. Метод заснований на мінливості (інверсії) знака полярності магнітних полюсів. Сучасні знаки намагніченості полюсів (епоха Брюнес) Земля придбала 700 000 років тому. Попередня епоха зворотного намагніченості — Матуяма.

3. Астрономічні і космічні методи засновані на вивченні метеоритів, приливно-відливних рухів літосфери, а також на дослідженні інших планет і Землі (з космосу). Дозволяють глибше зрозуміти суть що відбуваються на Землі і в космосі процесів.

4. Методи моделювання дозволяють в лабораторних умовах відтворювати (і вивчати) геологічні процеси.

5. Метод актуализма — що протікають нині в певних умовах геологічні процеси ведуть до утворення певних комплексів гірських порід. Отже, наявність у давніх шарах таких же порід свідчить про певні, ідентичних сучасним процесах, що відбувалися в минулому.

6. Мінералогічні та петрографічні методи вивчають мінерали і гірські породи (пошук корисних копалин, відновлення історії розвитку Землі).

ГІПОТЕЗА ПОХОДЖЕННЯ ЗЕМЛІ.

Згідно з сучасними космологічними уявленнями 3емля утворилася разом з іншими планетами близько 4,5 млрд. років тому з шматків і уламків, оберталися навколо молодого Сонця. Вона розросталася, захоплюючи речовина, що було навколо, поки не досягла свого нинішнього розміру. Спочатку процес розростання відбувався дуже бурхливо, і безперервний дощ падаючих тіл повинен був привести до її значного нагрівання, так як кінетична енергія частинок перетворювалася в тепло. При ударах виникали кратери, причому викидається з них речовина вже не могло подолати силу земного тяжіння і падав назад, і чим більшими були падаючі тіла, тим сильніше вони розігрівали Землю. Енергія падаючих тіл звільнялася вже не на поверхні, а в глибині планети, не встигаючи излучиться в простір. Хоча первісна суміш речовин могла бути однорідною у великому масштабі, розігрів земної маси внаслідок гравітаційного стиснення і бомбардування її уламками привів до розплавлення суміші і виникли рідини під дією тяжіння відділялися від решти твердих частин. Поступовий перерозподіл речовини по глибині у відповідності з щільністю повинно було привести до його розшарування на окремі оболонки. Більш легкі речовини, багаті кремнієм, відділялися від щільніших, що містять залізо і нікель, і утворювали першу земну кору. Через приблизно мільярд років, коли 3емля істотно охолола, земна кора затверділа, перетворившись на міцну зовнішню оболонку планети. Остигаючи, 3емля викидала з свого ядра безліч різних газів (зазвичай це відбувалося при виверженні вулканів) — легкі, такі як водень і гелій, більшою частиною зникали в космічний простір, але так як сила тяжіння 3емлі була вже достатньо велика, то утримувала в своїй поверхні більш важкі. Вони і склали основу земної атмосфери. Частина водяних парів з атмосфери сконденсувалася, і на 3емлі виникли океани.

Короткий опис статті: внутрішня будова людини >Доповідь: Будову Землі, методи вивчення внутрішньої будови і гіпотези про її походження. (Геологія) читати онлайн або завантажити безкоштовно. >Будова Землі, методи вивчення внутрішньої будови і гіпотези про її походження., Доповідь, Геологія, скачати

Джерело: Доповідь — Будову Землі, методи вивчення внутрішньої будови і гіпотези про її походження. — Геологія

Також ви можете прочитати