Недрата на земята. Вътрешното устройство на Земята

Колко често, в търсене на отговори на нашите въпроси за това как работи светът, ние гледаме нагоре към небето, слънцето, звездите, гледаме далеч, далеч на стотици светлинни години в търсене на нови галактики. Но, ако погледнете под краката си, тогава под краката ви има цял подземен свят, от който се състои нашата планета - Земята!

Недрата на земятатова е същият мистериозен свят под краката ни, подземният организъм на нашата Земя, на който живеем, строим къщи, полагаме пътища, мостове и в продължение на много хиляди години развиваме териториите на нашата родна планета.

Този свят е тайните дълбини на недрата на Земята!

Земна структура

Нашата планета принадлежи към планетите от земния тип и, подобно на другите планети, се състои от слоеве. Повърхността на Земята се състои от твърда обвивка на земната кора, по-дълбоко е разположена изключително вискозна мантия, а в центъра е разположено метално ядро, което се състои от две части, външната е течна, вътрешната е твърда .

Интересното е, че много обекти на Вселената са толкова добре проучени, че всеки ученик знае за тях, космически кораби се изпращат в космоса на далечни стотици хиляди километри, но все още остава невъзможна задача да се изкачи в най-дълбоките недра на нашата планета, така че какво е под повърхността на Земята все още остава голяма мистерия.

Земната кора в научен смисъл е най-горната и най-твърда геоложка част от обвивката на нашата планета.

Научните изследвания ви позволяват да го проучите задълбочено. Това се улеснява от многократно пробиване на кладенци както на континентите, така и на океанското дъно. Структурата на земята и земната кора в различните части на планетата се различават както по състав, така и по характеристики. Горната граница на земната кора е видимият релеф, а долната граница е зоната на разделяне на двете среди, която е известна още като повърхността на Мохоровичич. Често се нарича просто "М граница". Тя получи това име благодарение на хърватския сеизмолог Мохоровичич А. В продължение на много години той наблюдава скоростта на сеизмичните движения в зависимост от нивото на дълбочина. През 1909 г. той установява съществуването на разлика между земната кора и нажежената мантия на Земята. Границата M се намира на нивото, където скоростта на сеизмичните вълни нараства от 7,4 до 8,0 km/s.

Химическият състав на Земята

Изучавайки черупките на нашата планета, учените направиха интересни и дори невероятни заключения. Структурните характеристики на земната кора я правят подобна на същите области на Марс и Венера. Повече от 90% от съставните му елементи са представени от кислород, силиций, желязо, алуминий, калций, калий, магнезий, натрий. Комбинирайки се помежду си в различни комбинации, те образуват еднородни физически тела - минерали. Те могат да влизат в състава на скалите в различни концентрации. Структурата на земната кора е много разнородна. И така, скалите в обобщена форма са агрегати с повече или по-малко постоянен химичен състав. Това са независими геоложки тела. Те се разбират като ясно определена област от земната кора, която има същия произход и възраст в нейните граници.

Скали по групи

1. Магматичен. Името говори само за себе си. Те възникват от охладена магма, изтичаща от отворите на древни вулкани. Структурата на тези скали зависи пряко от скоростта на втвърдяване на лавата. Колкото по-голям е, толкова по-малки са кристалите на веществото. Гранитът, например, се е образувал в дебелината на земната кора, а базалтът се е появил в резултат на постепенното изливане на магма на нейната повърхност. Разнообразието от такива породи е доста голямо. Като се има предвид структурата на земната кора, виждаме, че тя се състои от 60% от магмени минерали.

2. Седиментен. Това са скали, които са резултат от постепенното отлагане на сушата и океанското дъно на фрагменти от различни минерали. Това могат да бъдат насипни компоненти (пясък, камъчета), циментирани (пясъчник), остатъци от микроорганизми (въглища, варовик), продукти на химична реакция (калиева сол). Те съставляват до 75% от цялата земна кора на континентите.
Според физиологичния метод на образуване седиментните скали се разделят на:

Класичен. Това са останки от различни скали. Те са разрушени под въздействието на природни фактори (земетресение, тайфун, цунами). Те включват пясък, камъчета, чакъл, натрошен камък, глина.
химически. Те се образуват постепенно от водни разтвори на различни минерални вещества (соли).
органични или биогенни. Състои се от останки от животни или растения. Това са нефтени шисти, газ, нефт, въглища, варовик, фосфорити, креда.

3. Метаморфни скали. Други компоненти могат да се превърнат в тях. Това се случва под въздействието на променяща се температура, високо налягане, разтвори или газове. Например мрамор може да се получи от варовик, гнайс от гранит, а кварцит от пясък.

Минералите и скалите, които човечеството активно използва в живота си, се наричат минерали. Какво са те?

Това са природни минерални образувания, които оказват влияние върху структурата на земята и земната кора. Могат да се използват в селското стопанство и промишлеността както в естествен вид, така и преработени.

Видове полезни минерали. Тяхната класификация

В зависимост от физическото състояние и агрегацията минералите могат да бъдат разделени на категории:

Твърди (руда, мрамор, въглища).
Течност (минерална вода, масло).
Газообразен (метан).

Характеристика на отделните видове минерали

Според състава и характеристиките на приложението има:

Запалими (въглища, нефт, газ).
Руда. Те включват радиоактивни (радий, уран) и благородни метали (сребро, злато, платина). Има руди на черни (желязо, манган, хром) и цветни метали (мед, калай, цинк, алуминий).
Неметалните минерали играят важна роля в такава концепция като структурата на земната кора. Тяхната география е обширна. Това са неметални и незапалими скали. Това са строителни материали (пясък, чакъл, глина) и химикали (сяра, фосфати, калиеви соли). Отделен раздел е посветен на скъпоценните и декоративни камъни.

Разпределението на минералите на нашата планета зависи пряко от външни фактори и геоложки модели.

По този начин горивните минерали се добиват предимно в нефтени и газоносни и въглищни басейни. Те имат седиментен произход и се образуват върху седиментните покривки на платформи. Нефтът и въглищата рядко се срещат заедно.

Рудните минерали най-често съответстват на основата, первазите и сгънатите зони на платформените плочи. На такива места те могат да създават огромни колани.

Ядро

Земната обвивка, както знаете, е многопластова. Ядрото се намира в самия център, а радиусът му е приблизително 3500 км. Температурата му е много по-висока от тази на Слънцето и е около 10 000 К. Точни данни за химическия състав на ядрото не са получени, но се предполага, че то се състои от никел и желязо.

Външното ядро е в разтопено състояние и има още по-голяма мощност от вътрешното. Последният е под огромен натиск. Веществата, от които се състои, са в постоянно твърдо състояние.

Мантия

Геосферата на Земята заобикаля ядрото и съставлява около 83 процента от цялата обвивка на нашата планета. Долната граница на мантията се намира на голяма дълбочина от почти 3000 km. Тази черупка е условно разделена на по-малко пластична и плътна горна част (именно от нея се образува магмата) и долна кристална, чиято ширина е 2000 километра.

Съставът и структурата на земната кора

За да говорим за това какви елементи изграждат литосферата, е необходимо да дадем някои понятия.

Земната кора е най-външната обвивка на литосферата. Плътността му е по-малко от два пъти в сравнение със средната плътност на планетата.

Земната кора е отделена от мантията от границата М, която вече беше спомената по-горе. Тъй като процесите, протичащи в двете области, си влияят взаимно, тяхната симбиоза обикновено се нарича литосфера. Това означава "каменна черупка". Мощността му варира от 50-200 километра.

Под литосферата е астеносферата, която има по-малко плътна и вискозна консистенция. Температурата му е около 1200 градуса. Уникална характеристика на астеносферата е способността да нарушава границите си и да прониква в литосферата. Това е източникът на вулканизма. Тук има разтопени джобове от магма, която се въвежда в земната кора и се излива на повърхността. Изучавайки тези процеси, учените успяха да направят много удивителни открития. Така е изследван строежът на земната кора. Литосферата се е образувала преди много хиляди години, но дори и сега в нея протичат активни процеси.

Структурни елементи на земната кора

В сравнение с мантията и ядрото, литосферата е твърд, тънък и много крехък слой. Състои се от комбинация от вещества, в които до момента са открити повече от 90 химични елемента. Те са разпределени неравномерно. 98 процента от масата на земната кора се дължи на седем компонента. Това са кислород, желязо, калций, алуминий, калий, натрий и магнезий. Най-старите скали и минерали са на възраст над 4,5 милиарда години.

Чрез изучаване на вътрешната структура на земната кора могат да се разграничат различни минерали.
Минералът е относително хомогенно вещество, което може да се намира както вътре, така и на повърхността на литосферата. Това са кварц, гипс, талк и др. Скалите са изградени от един или повече минерали.

Процеси, които образуват земната кора

Структурата на океанската кора

Тази част от литосферата се състои главно от базалтови скали. Структурата на океанската кора не е проучена толкова задълбочено, колкото континенталната. Теорията за тектоничните плочи обяснява, че океанската кора е относително млада и нейните най-нови участъци могат да бъдат датирани от късната юра.
Дебелината му практически не се променя с времето, тъй като се определя от количеството стопилка, отделена от мантията в зоната на средноокеанските хребети. Значително се влияе от дълбочината на седиментните слоеве на океанското дъно. В най-обемните участъци тя варира от 5 до 10 километра. Този тип земна обвивка принадлежи към океанската литосфера.

континентална кора

Литосферата взаимодейства с атмосферата, хидросферата и биосферата. В процеса на синтез те образуват най-сложната и реактивна обвивка на Земята. Именно в тектоносферата протичат процеси, които променят състава и структурата на тези черупки.
Литосферата на земната повърхност не е еднородна. Има няколко слоя.

Седиментни. Образувана е основно от скали. Тук преобладават глини и шисти, както и карбонатни, вулканични и песъчливи скали. В седиментните слоеве могат да се намерят минерали като газ, нефт и въглища. Всички те са с органичен произход.
гранитен слой. Състои се от магмени и метаморфни скали, които по природа са най-близки до гранита. Този слой не се среща навсякъде, най-силно е изразен на континентите. Тук дълбочината му може да бъде десетки километри.
Базалтовият слой е образуван от скали, близки до едноименния минерал. По-плътен е от гранита.

Дълбочина и изменение на температурата на земната кора

Повърхностният слой се нагрява от слънчева топлина. Това е хелиометрична обвивка. Изпитва сезонни колебания в температурата. Средната дебелина на слоя е около 30 m.

Отдолу има слой, който е още по-тънък и по-крехък. Температурата му е постоянна и приблизително равна на средната годишна температура, характерна за този район на планетата. В зависимост от континенталния климат дълбочината на този слой се увеличава.
Още по-дълбоко в земната кора има друго ниво. Това е геотермалния слой. Структурата на земната кора осигурява наличието му, а температурата му се определя от вътрешната топлина на Земята и нараства с дълбочина.

Повишаването на температурата се дължи на разпадането на радиоактивни вещества, които са част от скалите. На първо място, това са радий и уран.

Геометричен градиент - големината на повишаването на температурата в зависимост от степента на увеличаване на дълбочината на слоевете. Тази настройка зависи от различни фактори. Структурата и видовете земна кора влияят върху нея, както и съставът на скалите, нивото и условията на тяхното възникване.

Топлината на земната кора е важен енергиен източник. Неговото изследване е много актуално и днес.

Астрономите изучават космоса, получават информация за планетите и звездите, въпреки голямата им отдалеченост. В същото време на самата Земя има не по-малко загадки, отколкото във Вселената. И днес учените не знаят какво има вътре в нашата планета. Гледайки как лавата се излива по време на вулканично изригване, човек може да си помисли, че Земята също е разтопена вътре. Но не е.

Ядро.Централната част на земното кълбо се нарича ядро (фиг. 83). Радиусът му е около 3500 км. Учените смятат, че външната част на ядрото е в разтопено-течно състояние, а вътрешната е в твърдо състояние. Температурата в него достига +5 000 °C. От ядрото до повърхността на Земята температурата и налягането постепенно намаляват.

Мантия.Ядрото на Земята е покрито с мантия. Дебелината му е приблизително 2900 km. Мантията, подобно на ядрото, никога не е била виждана. Но се предполага, че колкото по-близо до центъра на Земята, толкова по-високо е налягането в нея, а температурата - от няколкостотин до -2500 ° C. Смята се, че мантията е твърда, но в същото време нажежена до червено.

Земната кора.Над мантията нашата планета е покрита с кора. Това е горният твърд слой на Земята. В сравнение с ядрото и мантията, земната кора е много тънка. Дебелината му е само 10-70 км. Но това е земната твърд, по която вървим, текат реки, градят се градове.

Земната кора е образувана от различни вещества. Състои се от минерали и скали. Някои от тях вече познавате (гранит, пясък, глина, торф и др.). Минералите и скалите се различават по цвят, твърдост, структура, точка на топене, разтворимост във вода и други свойства. Много от тях се използват широко от човека, например като гориво, в строителството, за производството на метали. материал от сайта

Гранит

Пясък

Торф

Горният слой на земната кора се вижда в отлагания по склоновете на планини, стръмни речни брегове и кариери (фиг. 84). А мините и сондажите, които се използват за добив на минерали, като нефт и газ, помагат да се надникне в дълбините на земната кора.

Всъщност това е доста прост въпрос, разбира се, ако имате поне малка представа за структурата на нашата планета. Като цяло, за тези, които са пропуснали географията, не само ще отговоря, но и накратко ще говоря за това как работи нашата Земя. :)

Силата на вътрешните слоеве на Земята

Нашата планета обаче, както повечето други, далеч не е хомогенна, а е представена под формата на „пай“ - слоеве, разположени един над друг. Според данните, получени от изследването на вътрешната структура на планетата, учените са успели да изчислят приблизителната мощност на всеки:

ядро - общият радиус на течната и твърдата част е 3500 км;
мантия - дебелина на слоя не повече от 2900 km;
кора - варира между 10-120 км.

Така се оказва, че най-мощната - мантията - до 85% от общата маса на Земята.

Устройството на планетата Земя

И така, в централната му част се намира ядрото. Според повечето учени тя е представена от две части: външна и вътрешна. В същото време вътрешната част е твърда, което не може да се каже за външния слой. Това обаче е само хипотеза, базирана на дългогодишни изследвания и задълбочен анализ. Но няма съмнение, че основното вещество на ядрото, или по-скоро вътрешната му част, е представено от желязо - до 38%. Що се отнася до външния слой, той се формира от бавно въртящи се потоци от желязо и никел. Между другото, именно с тази характеристика се свързва такова явление като магнитното поле на планетата.

По-нататък към повърхността е разположена мантията - до 85% от общия обем на Земята, което всъщност прави тази част най-голямата. По-голямата част от него е представена от твърда материя, но горната част - до 100 километра, е вискозна и покрита с кора - външна, здрава обвивка. Има следните слоеве:

базалтов;
гранит;
седиментен.

Освен това те разграничават океанската кора, покрита с вода, и тази, която е станала основа на континентите - континенталната. Всеки вид има определени характеристики, но основната разлика е липсата на гранитен слой в океанския тип.

Ядрото на Земята е централната, най-дълбока геосфера на Земята. Средният му радиус е ок. 3,5 хиляди км. То е разделено на външно ядро и под-ядро (вътрешно ядро). Температурата в центъра на земното ядро, очевидно, достига 5000ºС, плътността е прибл. 12,5 t / m 3, налягане до 361 (giga) GPa (3,5 * 10 6 atm). Предполага се, че ядрото е метално (желязо-никел). Външното ядро е течно, а под-ядрото е твърдо. Това се дължи на магнитното поле на Земята. Мантията е обвивката на "твърдата" Земя, разположена между земната кора и ядрото на Земята. Той съставлява 83% от обема на Земята и 67% от нейната маса. Горната граница минава на дълбочина от 5-10 до 70 км по повърхността на Мохоровичич. Долната е на дълбочина 2900 км по границата със земното ядро. Смята се, че мантията на Земята е съставена основно от оливин и е разделена на горна мантия с дебелина приблизително. 900 км и по-малко - прибл. 2000 км. Поради високото налягане - от 1 до 136 GPa, веществото на мантията на Земята, очевидно, е в твърдо кристално състояние (с изключение на астеносферата). Температурата в мантията, очевидно, не надвишава 2000-2500ºС. Процесите в мантията на Земята са свързани с тектонски движения, магматизъм, вулканизъм и др.

В горната мантия има слой с намалена твърдост, якост и вискозитет - астеносферата, която е под литосферата. Горна граница на дълбочина ок. 100 км под континентите и ок. 50 км под океанското дъно; долната е на дълбочина 250-350 км. Астеносферата играе важна роля в произхода на ендогенни процеси, протичащи в земната кора (магматизъм, метаморфизъм и др.). Благодарение на своята пластичност, астеносферата действа като субстрат, по който могат да се движат литосферните плочи. Материята в астеносферата вероятно е аморфна.

Горната твърда обвивка на Земята се нарича земна кора. Отдолу е ограничена от повърхността на Мохоровичич. Дебелината му варира от 5 до 75 km. По структура те разграничават: континентална (континентална) и океанска кора.

континентална корапод равнините има дебелина 25-30 km, а под планините - до 75 km. Средно е 33-35 км. Под планините има удебеляване на земната кора, тоест нейните издатини в дълбините - "корените на планините". Кората достига особено голяма дебелина под Памир, Хиндукуш - повече от 60 км. Хималаите (около 75 км) и Андите (75 км). Така най-високите планини имат най-дълбоките "корени" в недрата на земята.

По време на сеизмичното сондиране на континенталната кора се разграничават три основни слоя:

Горният се нарича седиментен слой. Това е най-малко плътният слой с дебелина от 2-3 km на платформи до 20-30 km в подвижни зони. Този слой е представен от седиментни скали, тоест глини, пясъци, пясъчници, варовици и мергели. Има почвена покривка.
Вторият, най-дебелият слой на континенталната кора се нарича гранитен слой.Има висока плътност и се състои от кристални скали, тоест гранити и гнайси. Този слой излиза на повърхността на някои места. Например на полуостров Кола; в централните части на планинските вериги на Кавказ, Тян Шан, Алтай, Алпи, Карпати и др. В повечето случаи гранитният слой е покрит със седиментни скали, чиято дебелина достига 10-20 km.
Третият слой на континенталната кора се нарича базалтов слой. Състои се от най-тежките скали - базалти, габро и др., дебелината му е 15-25 km.

океанска корапо-тънък от континента и се състои от два слоя - седиментен и базалтов. Дебелината на седиментния слой варира и варира от няколко метра на средноокеанските хребети до 3 km на останалата част от океанското дъно. По-голямата част от този слой е представена от варовикови тини, образувани от останки от живи организми.

Дебелината на базалтовия слой варира от 3 до 12 km. Между тези два основни слоя се откроява слой с по-малка плътност от тази на базалтите: дебелината му е от 1 до 2 км. Смята се, че е представен от лави и вулканични туфи.

По този начин общата дебелина на океанската кора е 5-15 km, нараствайки до 20 km в близост до континентите, под океанските острови и подводни хребети. В централната част на Тихия океан дебелината на кората е около 5-8 km.

Основната роля в изследването на вътрешната структура на Земята играят сеизмичните методи, основани на изследването на разпространението в нейната дебелина на еластични вълни (както надлъжни, така и напречни), които възникват по време на сеизмични събития - по време на естествени земетресения и в резултат на на експлозии.