Внутреннее строение земли. Из чего состоит наша планета: строение Земли в разрезе

Ответ от шеврон [гуру]
http://ssga.ru/erudites_info/geology/geologyZ/1400.html А какой класс, кстати?
Хороший сайт!
Структура земной коры
Представление о земной коре возникло в XVIII в. В то время ученые считали, что Земля образовалась из облака раскаленных газов. Охлаждаясь, это облако сгущалось до огненно-жидкого, уплотнялось и покрывалось с поверхности твердой коркой, под которой, как полагали, существует еще. не остывшее жидкое ядро. Теперь геофизики единодушно считают почти всю Землю твердой. По современным представлениям земная кора - это верхняя, твердая, в основном кристаллическая, сложно построенная оболочка земного шара с плотностью вещества у своей подошвы 2,9-3,2 г/см3. Ниже коры лежит более плотная оболочка - мантия.
Толщина земной коры, строение, состав слагающих ее горных пород и их свойства резко различаются в разных частях материков и особенно в океанах. На материках кора состоит из трех слоев: осадочного, гранита-гнейсового и базальтового. Названия их условны: они укоренились в геологии потому, что скорости распространения сейсмических волн в них близки к тем, которые наблюдались при прохождении через осадочные породы, граниты и базальты на поверхности Земли. На больших глубинах, в условиях высоких давлений и температур известные скорости могут быть в других породах. В океанах гранитный слой отсутствует, а слой осадков очень тонкий - не более 2 км. В переходной области от материков к океанам кора промежуточного типа, с более мощным гранитным слоем. В зоне вулканических дуг, как, например, в Курило-Камчатской или Японской, более утолщен гранито-гнейсовый слой, а в срединно-океанических хребтах - базальтовый слой.
В горных странах кора почти вдвое толще (до 70-80 км), чем в равнинных, за счет утолщения осадочного и гранитного слоев. Последний вместе с базальтовым слоем образует как бы корни молодых горно-складчатых систем - таких, как Кавказ, Памир и Гималаи. В Черном море и в южной части Каспийского кора напоминает океаническую, но покрыта слоем осадков мощностью до 15-20 км. Размах рельефа между максимальными глубинами океанов (11022 м) и вершиной Гималаев (8848 М) составляет примерно 20 км, т. е. он вдвое меньше толщины коры материков. Это указывает на большую подвижность окраин океанов, межгорных морей и гор. Такие подвижные области называются геосинклиналями. Равнины, напротив, связаны с устойчивыми, малоподвижными структурами коры - жесткими плитами, которые называют платформами. Толщина коры здесь составляет 30- 40 км. Вулканические островные дуги вытянуты вдоль зон глубинных разломов, отделяющих океан с базальтовой корой толщиной 5-10 км от материковых окраинных морей с корой промежуточного типа, и представляют собой зародыши материковой коры.
Строение Земли и земной коры. Оболочки земного шара: А - земная кора; В и С - верхняя мантия; D - нижняя мантия; Е - внешняя часть ядра; F - переходная зона между внутренним и внешним ядром; G - внутреннее ядро; d - плотность; р - давление. Цифрами указаны глубины границ в км.
Чем объясняется такое разделение коры на неоднородные слои? Сопоставление химического состава Земли в целом, мантии и коры, а также всех трех основных слоев коры показывает, что от ядра к коре увеличивается содержание более легких элементов: кислорода, кремния, алюминия, калия, натрия. Та же закономерность наблюдается в осадочной оболочке по сравнению с гранитным слоем, а в гранитном слое - по сравнению с базальтовым слоем. Такое распределение веществ в Земле и коре, очевидно, связано с законом всемирного тяготения и с его проявлением на Земле - силой тяжести.
Существует много методов исследования земной коры. Исследования начинаются с описания рельефа, изучения состава и строения горных пород на поверхности Земли. О глубинном строении земной коры геологи судят по составу, строению и условиям залегания горных пород, наблюдаемым на местности, или по пробам грунтов со дна океана и т. д. Ценные сведения дают буровые скважины, глубина которых уже превысила 8 км. Геофизики определяют пл

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км.

Земля имеет слоистое внутреннее строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры, крайне вязкой мантии), и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая (значительно менее вязкая, чем мантия), а внутренняя -- твёрдая.

Земная кора -- это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн -- границей Мохоровичича. Бывает два типа коры -- континентальная и океаническая. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30--50 км на континентах. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга.

Мантия -- это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами -- породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору.

Мантия составляет 67 % всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Она простирается от глубин 5--70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства. Хотя сведения о составе нижней мантии ограничены, и число прямых данных весьма невелико, можно уверенно утверждать, что её состав со времён формирования Земли изменился значительно меньше, чем верхней мантии, породившей земную кору.

Ядро -- центральная, наиболее глубокая часть Земли, геосфера, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью другихсидерофильных элементов. Глубина залегания -- 2900 км. Средний радиус сферы -- 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона. Температура в центре ядра Земли достигает 5000 С, плотность около 12,5 т/мі, давление до 361 ГПа. Масса ядра -- 1,932Ч1024 кг.

Земная корам -- внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Разделяет кору и мантию граница Мохо. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы. Земля обладает корой двух типов: континентальной и океанической.

Масса земной коры оценивается в 2,8Ч1019 тонн (из них 21 % -- океаническая кора и 79 % -- континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.

Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются позднейюрой. Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.

Стандартная океаническая кора имеет мощность 7 км, и строго закономерное строение. Сверху вниз она сложена следующими комплексами:

осадочные породы, представленные глубоководными океаническими осадками.

базальтовые покровы, излившиеся под водой.

дайковый комплекс, состоит из вложенных друг в друга базальтовых даек.

слой основных расслоенных интрузий

мантия, представлена дунитами и перидотитами.

В подошве океанической коры обычно залегают дуниты и перидотиты

Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой -- слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород -- гранулитов и им подобных.

Состав верхней континентальной коры

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% -- на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba -- составляют 99,8 % массы земной коры. земная кора состоит из множества пород разнообразного состава В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород.

Определить реальный размер Земли пытались еще древние греки. Но сделать это с большой точностью удалось только с началом космической эры. Хотя надо сказать, что великие ученые - Исаак Ньютон, Иоганн Кеплер, Тихо Браге использовали выведенные ими законы и формулы для вычисления размеров небесных тел, и довольно успешно. И хотя человек заселил всю планету, далеко не каждый знает, каков размер Земли.

Форма, движение и размеры Земли

Более всего Земля напоминает эллипсоид, слегка сплюснутый на обоих полюсах и несколько растянутый по экватору. Какого размера Земля? Ее радиус в среднем составляет 6371 километр.

Земной шар движется по круговой орбите вокруг Солнца, что является идеальным для существования жизни. Полный оборот вокруг родной звезды наша планета совершает за 365,24 суток. Уникальный наклон оси земного шара к плоскости эклиптики и скорость его обращения вокруг светила оказывают решающее влияние на климат Земли - благодаря этому существуют времена года. Вращение же вокруг оси определяет идеальное соотношение дня и ночи. С течением времени движение планеты вокруг своей оси замедляется. Конечно, относительно продолжительности жизни человека оно незначительно, но по вселенским меркам это происходит довольно быстро - на 0,0015 секунды каждое столетие.

Размер Земли очень велик - ее площадь более 510 млн квадратных километров. Почти 71 процент всей поверхности занимают океаны. Средняя толща водных просторов - 3,8 км, а самое глубокое место - 11,022 километра. Суша поделена на острова и шесть материков. Наибольшая высота суши - 8 километров 848 метров. Причем обе эти крайности находятся в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Гористая местность составляет более трети всей поверхности суши. Двадцать процентов занимает пустыня.

Возникновение планеты

Согласно современным представлениям, Земля образовалась около 4,6-4,7 миллиарда лет назад. Сначала это было протопланетное облако, которое оказалось захвачено солнечным притяжением. Самые первые горные породы "созревали" почти 200 миллионов лет. Современный размер Земли сформировался порядка 3,5 миллиарда лет назад. Примерно к этому времени сложились условия для зарождения жизни. Человек как отдельный вид появился на Земле всего 500 тысяч лет назад.

Спутник

Земля, в отличие от других планет нашей системы, имеет всего один естественный спутник. Размер Земли позволяет Луне совершить полный оборот за 27,32166 суток. Наш спутник имеет шарообразную форму. Приливные силы Земли за прошедшие тысячелетия остановили его вращение вокруг собственной оси. Размер Луны и Земли раньше считали одинаковым, но теперь мы знаем - наша планета почти в 81 раз больше Луны. Плотность спутника также значительно меньше.

Существует несколько теорий возникновения спутника. Одна из их утверждает, что центробежные силы зарождающейся полужидкой Земли выбросили из нее часть земного вещества, которая, благодаря воздействию магнитных и гравитационных полей, не смогла улететь в космос и осталась вращаться вокруг Земли, с течением времени приобретая свою форму.

Другие ученые считают, что формирование Луны произошло без какого-либо "вмешательства" Земли. В спутник она превратилась гораздо позднее, когда попала под действие планетарной гравитации.

Третья же теория говорит о том, что Луна и Земля зародились одновременно, из одного и того же протопланетного облака. Полностью ни одна из существующих теорий не может объяснить существование Луны. Противоречия и подтверждения имеет каждая из них, но четкого ответа на данный момент не существует.

Тем не менее наиболее распространенная версия - Луна возникла в результате столкновения не до конца сформированной Земли с огромным небесным телом, имеющим размеры никак не меньше Марса.

Внутреннее строение

В исследовании внутреннего строения земного шара большую роль играют сейсмические методы. Эти исследования дают основание разделить Землю на несколько зон: ядро, земную кору и ее мантию. С внешней стороны находится кора - ее толщина достигает 35 километров. Она разделяется на два основных типа: океаническую и континентальную. На границе суши и океана формируется промежуточный тип коры. Толщина ее варьируется от 10 километров на дне морей до материковой части, кора которой толще в десятки раз.

Множество различных элементов, из которых состоит Земля, радиоактивны. При их распаде происходит выделение огромного количества тепла. В центре планеты температура достигает пяти тысяч градусов Цельсия. Самая же высокая температура на поверхности зарегистрирована в районах Африки - +60 о C. Минимальная - минус 90 о - в Антарктиде.

Современность

Размер планеты Земля - практически единственный показатель, который не поддается влиянию человеческой деятельности. На био- и геосферу человек оказывает огромное воздействие. Сейчас силы ученых направлены на решение вопроса о том, как минимизировать давление цивилизации на естественный ход вещей.

Повышенные темпы роста численности человечества выдвинули на первый план проблемы адекватного природопользования и охраны природы.

Земля, со средним расстоянием 149 597 890 км от Солнца, является третьей и одной из самых уникальных планет в Солнечной системе. Она сформировался около 4,5-4,6 миллиарда лет назад и является единственной планетой, которая, как известно, поддерживает жизнь. Это связано с рядом факторов, например, атмосферный состав и физические свойства, такие как присутствие воды, занимающей около 70,8% поверхности планеты, позволяют жизни процветать.

Земля также уникальна тем, что она является самой большой из планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), состоящих из тонкого слоя горных пород, в сравнении с газовыми гигантами (Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран). С учетом массы, плотности и диаметра, Земля является пятой по величине планетой во всей Солнечной системе.

Размер земли: масса, объем, окружность и диаметр

Планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс)

Как крупнейшая из планет земной группы, Земля имеет оценочную массу 5.9722±0.0006×10 24 кг. Ее объем также является самым большим из этих планет и составляет 1.08321×10¹² км³.

Кроме того, наша планета наиболее плотная из планет земной группы, так как состоит из коры, мантии и ядра. Земная кора является самым тонким из этих слоев, в то время как мантия составляет 84% объема Земли и простирается на 2900 км ниже поверхности. Ядро является той составляющей, которая делает Землю самой плотной. Это единственная планета земной группы с жидким внешним ядром, окружающим твердое, плотное внутреннее ядро.

Средняя плотность Земли составляет 5,514×10 г/см³. Марс, самая маленькая из землеподобных планет Солнечной системы, имеет лишь около 70% от плотности Земли.

Земля, также классифицируется как самая большая из планет земной группы по окружности и диаметру. Экваториальная окружность Земли составляет 40 075,16 км. Она немного меньше между Северным и Южным полюсами - 40 008 км. Диаметр Земли у полюсов составляет 12 713,5 км, а на экваторе - 12 756,1 км. Для сравнения, самая большая планета в Солнечной системе, Юпитер, имеет диаметр 142 984 км.

Форма Земли

Проекция Хаммера-Аитова

Окружность и диаметр Земли различаются, потому что ее форма представляет сплющенный сфероид или эллипсоид вместо истинной сферы. Полюса планеты немного сплющиваются, что приводит к выпуклости на экваторе и, следовательно, к большей окружности и диаметру.

Экваториальная выпуклость Земли составляет 42,72 км и вызвана вращением и гравитацией планеты. Сама гравитация заставляет планеты и другие небесные тела сжиматься и формировать сферу. Это связано с тем, что она тянет всю массу объекта как можно ближе к центру тяжести (земное ядро в данном случае).

Поскольку планета вращается, то сфера искажается центробежной силой. Это сила, которая заставляет объекты перемещаться наружу от центра тяжести. Когда Земля вращается, наибольшая центробежная сила на экваторе, поэтому она вызывает небольшую наружную выпуклость, придавая этой области большую окружность и диаметр.

Местная топография также играет роль в форме Земли, но в глобальном масштабе она незначительная. Наибольшее различия в местной топографии по всему миру - это гора Эверест, высочайшая точка над уровнем моря - 8 848 м и Марианская впадина, самая низкая точка ниже уровня моря - 10 994±40 м. Эта разница составляет всего лишь около 19 км, что очень незначительно в планетарных масштабах. Если рассматривать экваториальную выпуклость, то высшая точка мира и место, наиболее отдаленное от центра Земли - это вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре, который является самым высоким пиком вблизи экватора. Его высота составляет 6 267 м.

Геодезия

Для правильного изучения размеров и формы Земли используется геодезия, отрасль науки, ответственная за измерение размера и формы Земли с помощью обследований и математических расчетов.

На протяжении всей истории, геодезия была важной отраслью науки, так как ранние ученые и философы пытались определить форму Земли. Аристотель - первый человек, которому приписывают попытку рассчитать размер Земли и, следовательно, ранний геодезист. Затем последовал греческий философ Эратосфен, оценивший окружность Земли в 40 233 км, что лишь немного больше принятого в наши дни измерения.

Чтобы исследовать Землю и использовать геодезию, исследователи часто ссылаются на эллипсоид, геоид и референц-эллипсоид. Эллипсоид является теоретической математической моделью, которая показывает гладкое, упрощенное представление о поверхности Земли. Он используется для измерения расстояний на поверхности без учета таких факторов, как изменения высоты и формы рельефа. С учетом реальности земной поверхности, геодезисты используют геоид - модель планеты, которая строится с помощью глобального среднего уровня моря и, следовательно, принимает во внимание перепады высот.

Основой геодезии на сегодняшний день являются данные, которые выступают в качестве ориентиров для глобальных геодезических работ. Сегодня такие технологии, как спутники и глобальные системы позиционирования (GPS), позволяют геодезистам и другим ученым делать чрезвычайно точные измерения поверхности Земли. На самом деле они настолько точны, что позволяют получать данные о поверхности Земли с точностью до сантиметров, обеспечивая наиболее точные измерения размера и формы Земли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .