Подорож до центру Землі, Внутрішня будова Землі. Походження Землі.

07.10.2015

Внутрішня будова Землі. Походження Землі.
Подорож до центру Землі

Одна з найважливіших загадок науки – зовсім не глибини космосу і не таємниці зниклих цивілізацій. Немає. Будову нашої планети – ось те, що найбільше хвилює вчених. А, здавалося б, що може бути складного в вивченні землі, по якій ми ходимо?

Подорож до центру Землі, Внутрішня будова Землі. Походження Землі.

Не так легко досліджувати нашу власну планету, як це може здатися. Адже нам доступна тільки суша, на якій ми живемо, і навіть вивчення глибин океану представляє певну складність, і стало можливо лише нещодавно, з винаходом глибоководних апаратів і ехолотів.

На щастя, ми не можемо просто розпиляти Землю навпіл і подивитися, що всередині. Існує чимало способів вивчення планети без таких радикальних заходів. Тут і математичне моделювання умов, імовірно існуючих в надрах Землі, і буріння багатокілометрових свердловин для отримання матеріалів. Проте основним методом залишається вивчення сейсмічних хвиль.

%img src=»http://www.zoopage.ru/foto/second/136.jpg%3E%3C/p%3E%0D%0A%0D%0A%3Cp%3E%3Cb%3E%D0%92%D1%83%D0%BB%D0%BA%D0%B0%D0%BD» /%Коливання земної кори відбуваються постійно – щогодини в різних точках нашої планети реєструється до 10 поштовхів різної сили. Всі ці сейсмічні свідоцтва ретельно фіксуються сейсмографами. Справа в тому, що сейсмічні хвилі бувають двох типів: повздовжні, здатні поширюватися в твердій речовині і в рідинах, і поперечні, які поширюються лише в твердому речовині. Ця інформація, разом з різною швидкістю поширення хвиль у різних за складом речовин і допомагає вченим робити висновки про склад і будову земних надр.

Наша планета – найбільша з планет земної групи Сонячної системи. Вона складається в основному із заліза (32,1%), кисню (30,1%), кремнію (15,1%), магнію (13,9%), сірки (2,9%) і нікелю (1,8%), всі інші речовини досить рідкісні і всі разом складають не більше 1,2%. Щоб зрозуміти, який склад Землі. потрібно поглянути на обставини її утворення.

Сучасна наука вважає, що Земля утворилася разом з іншими планетами Сонячної системи близько 4,5 млрд. років тому з речовини, обертаються безладно навколо юного Сонця. Завдяки магнітному полю, планета захоплювала шматки і уламки, що оберталися поруч, і росла. Спочатку це відбувалося так бурхливо, що Земля сильно нагрілася – кінетична енергія притягиваемого речовини перетворювалася в теплову. Поступово із зростанням планети ця енергія утворювалася вже не на поверхні, а в глибині, під впливом температури і гравітації речовина розшаровувалося – більш легкі речовини піднімалися на поверхню і утворили земну кору. По мірі того, як Земля охолоджувалася, кора ставала твердою, а вивільняються при цьому гази або зникали в космос, або, якщо були досить важкими, затримувалися тяжінням планети і утворювали атмосферу. Частина водяних парів згодом сконденсувалася і утворила світові океани.

Відповідно, широке поширення отримала теорія, що Земля складається з твердого ядра, в’язкої мантії і твердої кори. Цю теорію розробили на початку XX ст. сейсмологи Р. Джеффріс і Б. Гуттенберг, і довгий час вона вважалася відправною точкою для всіх досліджень будови землі. Однак у середині минулого століття ретельні сейсмологічні дослідження дозволили припустити, що будова землі більш складне.

%img src=»http://www.zoopage.ru/foto/second/138.jpg%3E%3C/p%3E%0D%0A%0D%0A%3Cp%3E» /%Так, ядро складається з двох частин. Внутрішнє ядро тверде, по радіусу воно не перевищує 1225 км Це сама щільна частина Землі, вона складається з металів, переважно заліза, а також радіоактивних ізотопів калію-40, уран-238 і торію-232. Розпад цих елементів забезпечує утворення внутрішньої енергії тепла планети. Температура в ядрі піднімається, як вважається, до 7000 К, а тиск досягає 360 ГПа. Зовнішня частина ядра рідка.

За ядром слід мантія, що становить 67% маси Землі і 83% її обсягу. Мантія – товща частково розплавленого в’язкого речовини, набагато більш щільний, ніж зовнішня частина ядра планети, але все ще не твердого. Вона складається з перидотитов – порід, що містять силікати магнію, заліза, кальцію. Так як мантія – найширший шар Землі, то фізичні умови у всій її товщі неоднакові. Чим глибше до ядра планети, тим вище тиск, і речовини мантії зазнають значні зміни. На глибині приблизно 660 км ці зміни стають незворотними, і там утворюється межа, через яку мантійна речовина вже не може взаємопроникати.

Таким чином, мантія поділяється на два шари – верхній і нижній. Нижній шар простягається до земного ядра, і за весь час життя нашої планети він зазнав малозначні зміни, верхній же розташований безпосередньо під земною корою і утворює її. Між мантією і корою проходить чітка межа, яка визначається дослідженням руху сейсмічних хвиль – границя Мохоровичича, названа так за прізвищем югославського сейсмолога, який виявив її ще в 1909 р.

%img src=»http://www.zoopage.ru/foto/second/139.jpg%3E%3C/p%3E%0D%0A%0D%0A%3Cp%3E%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D1%80″ /%Говорячи про земній корі, що утворює континенти, океани та суходіл, на якій ми всі живемо, не можна не розповісти про теорії літосферних плит. Зовнішня частина мантії, на якій розташована кора, що є, по суті, перегрітої в’язкою рідиною. В ній постійно відбуваються теплові процеси, що призводять до деформації літосфери – кам’яної оболонки Землі. Літосфера нагадує собою потріскане яйце, де кожна шкарлупка – це літосферна плита. Під впливом процесів, що відбуваються в мантії, на ці плити постійно рухаються відносно один одного.

Ще в XVII ст. людей вражала збіг берегової лінії західного узбережжя Африки і східного узбережжя Південної Америки. Але тільки тепер наука прийшла до розуміння, що колись ці берегові лінії збігалися, утворюючи один континент, який за мільйони років розколовся і розійшовся з різних півкуль.

Найбільшими літосферними плитами є африканська, антарктична, австралійська, тихоокеанська, євразійська, північно-американська та південно-американська, а більш маленькими – індостанська, арабська, карибська, плита наска і плита Скотія. Індостанська плита майже приросла до австралійської ще 50 млн. років тому. Тихоокеанська плита – найшвидша, вона рухається зі швидкістю близько 70 мм в рік, а євразійська – найповільніша. Її швидкість не перевищує 21 мм на рік.

Дослідження будови нашої планети продовжують вестися все новими і новими методами. Адже посилаючи апарати в космос для вивчення інших планет, ми повинні докласти усіх зусиль для розуміння устрою нашої батьківщини. Найглибша в світі дослідна свердловина пробурена на Кольському півострові, її глибина становить 12262 метра. Ця свердловина була закладена в травні 1970 р в рамках першої програми надглибокого континентального буріння. Другий по глибині в СРСР стала Саатлинская свердловина на території Азербайджану, її глибина становила 8324 м. Проектна глибина дорівнювала 11 км, але, на жаль, як незалежна держава Азербайджан не зміг фінансувати такий довгостроковий науковий проект. У часи СРСР було пробурено ще 10 наукових свердловин глибиною від 4 до 9 км. В даний час в Росії триває буріння Уральської надглибокої свердловини.

Кольська свердловина – не лише рядок у книзі рекордів Гіннеса, в яку вона була занесена в 1984 р. Мало того, що вона дозволила описати життя на планеті у віці від 1,5 до 3 млрд. років – отримані дані не відповідали попередніми прогнозами. Буквально кожен метр свердловини приносив вченим нові відкриття, в тому числі 14 видів скам’янілих мікроорганізмів – микрофасилий – що дозволило зрозуміти, що органіка з’явилася на землі на 1,5 млрд. років раніше, ніж це передбачалося раніше!

%img src=»http://www.zoopage.ru/foto/second/137.jpg%3E%3C/p%3E%0D%0A%0D%0A%3Cp%3E%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D1%80″ /%Чимало чуток ходило про Кольської свердловини. І дивні звуки з глибин, і оплавлені троси, і навіть лізуть з надр планети чорти – що тільки не обговорювали журналісти. Але справжня сенсація, за словами доктора технічних наук Давида Губермана, директора Науково-виробничого центру «Кольська надглибока», це наукові знання, отримані з допомогою цієї свердловини.

Зараз вона законсервована. За словами керівництва, все, що можна було отримати з її допомогою – вже отримано, причому не тільки наукову інформацію, але і цілком практичні знання про які виходять на поверхню рудах.

У свій час розробка Кольської свердловини стимулювала подібні проекти в інших країнах. Безліч як наукових, так і промислово-розвідувальних – для пошуку нафти – свердловин з’явилося по всьому світу. Однією з найвідоміших є німецька надглибока свердловина КТБ-Оберпфальц в Баварії – її глибина 9101 м.

Не припиняються сейсмологічні дослідження і вивчення дна океанів з допомогою ехолокації. Можливо, коли-небудь всі наші теорії про будову Землі перестануть бути теоріями і перетворяться на тверде наукове знання. Поки ж – ми продовжуємо вивчати.

Мережевий журнал «Жива Планета » 30 листопада 2009

Дивись на світ серцем! http://www.zoopage.ru 8 (495) 972-73-32

Короткий опис статті: внутрішня будова людини

Джерело: Подорож до центру Землі — Внутрішня будова Землі. Походження Землі.

Також ви можете прочитати