У дома · Инсталация · Вътрешен строеж на Земята (ядро, мантия, кора). Устройство и състав на земята - геология

Вътрешен строеж на Земята (ядро, мантия, кора). Устройство и състав на земята - геология

Съдържанието на статията

ЗЕМЯ ЗАСТРОЯВАНЕ.Планетата Земя се състои от тънка, твърда обвивка (кора 10–100 km дебелина), заобиколена от дебела водна хидросфера и гъста атмосфера. Вътрешността на Земята е разделена на три основни региона: кора, мантия и ядро. Земната кора е горна частТвърдата обвивка на Земята варира по дебелина от един (под океаните) до няколко десетки километра. (под континентите). Състои се от седиментни слоеве и добре познати минерали и скали. По-дълбоките му слоеве се състоят от различни базалти. Под кората има твърд силикатен слой (вероятно направен от оливин), наречен мантия, С дебелина 1–3 хил. km, тя обгражда течната част на ядрото, чиято централна част с диаметър около 2000 km е твърда.

атмосфера.

Земята, както повечето други планети, е заобиколена от газова обвивка - атмосфера, която се състои главно от азот и кислород. Никоя друга планета няма атмосфера със същия химичен състав като тази на Земята. Смята се, че е възникнал в резултат на дълга химическа и биологична еволюция. Земната атмосфера е разделена на няколко области в съответствие с промените в температурата, химичния състав, агрегатното състояние и степента на йонизация на молекулите и атомите на въздуха. Плътните, дишащи слоеве на земната атмосфера са с дебелина не повече от 4–5 km. По-високо атмосферата е много разредена: нейната плътност намалява приблизително три пъти на всеки 8 km изкачване. В този случай температурата на въздуха първо в тропосферата намалява до 220 K, но на височина от няколко десетки километра в стратосферата започва да се повишава до 270 K на височина около 50 km, където границата със следващия слой на атмосферата преминава - мезосфера(средна атмосфера). Повишаването на температурата в горната стратосфера се дължи на ефекта на нагряване на абсорбираните тук ултравиолетови и рентгенови лъчи. слънчева радиация, който не прониква в ниските слоеве на атмосферата. В мезосферата температурата отново намалява до почти 180 K, след което над 180 km в термосферанеговият много силен растеж започва до стойности над 1000 K. На височини над 1000 km термосферата се превръща в екзосфера , от които се получава разсейване на атмосферни газове в междупланетното пространство. Повишаването на температурата е свързано с йонизацията на атмосферните газове - възникването на електропроводими слоеве, които най-общо се наричат ​​земна йоносфера.

Хидросфера.

Важна характеристика на Земята е голямото количество вода, постоянно присъстващо в различни пропорции и в трите агрегатни състояния - газообразно (водни пари в атмосферата), течно (реки, езера, морета, океани и в по-малка степен атмосферата) и твърди (сняг и лед), главно в ледника х). Благодарение на водния баланс трябва да се поддържа общото количество вода на Земята. Световните океани заемат повечетоповърхността на Земята (361,1 милиона km 2 или 70,8% от площта на земната повърхност), средната му дълбочина е около 3800 m, най-голямата е 11 022 m (Марианската падина в Тихия океан), обемът на водата е 1370 милиона km 3 , средна соленост 35 g/l. Площта на съвременните ледници е около 11% от земната повърхност, което е 149,1 милиона km 2 (» 29,2%). Земята се издига над нивото на Световния океан средно с 875 m (най-високата височина е 8848 m - връх Джомолунгма в Хималаите). Смята се, че съществуването на седиментни скали, чиято възраст (според радиоизотопен анализ) надвишава 3,7 милиарда години, служи като доказателство за съществуването на огромни водни тела на Земята още в онази далечна епоха, когато, вероятно, първите живи се появиха организми.


Световен океан.

Световният океан условно се разделя на четири океана. Най-големият и дълбок от тях е Тихият океан. С площ от 178,62 милиона km2 тя заема половината от цялата водна повърхност на Земята. Средната му дълбочина (3980 m) е по-голяма от средната дълбочина на Световния океан (3700 m). В нейните предели се намира и най-дълбоката падина – Марианската (11 022 м). Повече от половината вода в Световния океан е концентрирана в Тихия океан (710,4 от 1341 милиона км 3). Вторият по големина е Атлантическият океан. Площта му е 91,6 милиона km 2, средната дълбочина е 3600 m, най-голямата е 8742 m (в района на Пуерто Рико), обемът е 329,7 милиона km 3. Следващият по размер е Индийския океан, който заема площ от 76,2 милиона km 2, средна дълбочина 3710 m, най-голямата дълбочина 7729 m (близо до островите Сунда) и воден обем от 282,6 милиона km 3. Най-малкият и най-студен Северен ледовит океан, с площ от само 14,8 милиона km2. Заема 4% от Световния океан), има средна дълбочина 1220 m (най-голямата е 5527 m) и воден обем 18,1 милиона km 3. Понякога т.нар Южен океан (условно наименование на южните части на Атлантическия, Индийския и Тихия океан, съседни на Антарктическия континент). Океаните включват морета. За живота на Земята огромна роля играе постоянно протичащият воден цикъл (цикъл на влага). Това е непрекъснат затворен процес на движение на водата в атмосферата, хидросферата и земната кора, състоящ се от изпарение, пренос на водни пари в атмосферата, кондензация на пара, валежи и воден поток в Световния океан. В този единствен процес има непрекъснат преход на водата от земната повърхност към атмосферата и обратно.

Гълф Стрийм(англ. Гълфстрийм) е система от топли течения в северната част на Атлантическия океан, простираща се на 10 хиляди км от бреговете на полуостров Флорида до островите Шпицберген и Нова Земля. Скорост от 6–10 km/h във Флоридския пролив до 3–4 km/h в района на B. Newfoundland Bank, температура повърхностни водисъответно от 24-28 до 10-20 ° C. Средният воден поток във Флоридския проток е 25 милиона m 3 /s (20 пъти по-висок от общия воден поток на всички реки на земното кълбо). Гълфстрийм се превръща в Северноатлантическо течение (40° W), което под влиянието на западните и югозападните ветрове следва до бреговете на Скандинавския полуостров, оказвайки влияние върху климата на Европа.

Ел Ниньо- топло тихоокеанско екваториално течение, което се появява на всеки няколко години. През последните 20 години пет активни циклиЕлниньо: 1982–1983, 1986–1987, 1991–1993, 1994–1995 и 1997–1998, т.е. средно на всеки 3-4 години.

През годините без Elniño, по цялото тихоокеанско крайбрежие на Южна Америка, поради крайбрежното издигане на студени дълбоки води, причинено от студеното повърхностно Перуанско течение, повърхностната температура на океана варира в тесен сезонен диапазон - от 15 ° C до 19 ° C. По време на периода Elniño температурата на повърхността на океана в крайбрежната зона се повишава с 6–10° C. По време на Elnino в района на екватора това течение се затопля повече от обикновено. Поради това търговските ветрове отслабват или изобщо не духат. Нагрятата вода, разпространявайки се настрани, се връща обратно към американския бряг. Появява се зона на аномална конвекция и дъжд и урагани връхлитат Централна и Южна Америка. Глобално затоплянеможе да доведе до катастрофални последици в близко бъдеще. Цели видове животни и растения измират, защото нямат време да се адаптират към изменението на климата. Поради топенето на полярните ледове, морското равнище може да се повиши с до един метър и ще има по-малко острови. Затоплянето може да достигне 8 градуса в рамките на един век.

Аномални метеорологични условия на земното кълбо през години Елнино.В тропиците има увеличение на валежите над районите източно от централната част Тихи океани намалява в Северна Австралия, Индонезия и Филипините. През декември-февруари валежи над нормата се наблюдават по крайбрежието на Еквадор, в северозападно Перу, над южна Бразилия, централна Аржентина и над екваториалната, източна част на Африка, а през юни-август - в западните САЩ и над централно Чили .

Събитията в Elniño също са отговорни за мащабни аномалии на температурата на въздуха по света. През тези години има изключителни температурни покачвания. По-топли от нормалните условия през декември-февруари бяха над Югоизточна Азия, над Приморие, Япония, Японско море, над югоизточна Африка и Бразилия, в югоизточна Австралия. Температури над нормалните се наблюдават и през юни-август по западното крайбрежие на Южна Америка и над югоизточна Бразилия. По-студени зими (декември-февруари) се срещат на югозападното крайбрежие на Съединените щати.

Ланиньо. Lanino, за разлика от Elniño, се проявява като намаляване на температурата на повърхностните води в източния тропически Тихи океан. Такива явления са наблюдавани през 1984–1985 г., 1988–1989 г. и 1995–1996 г. През този период в източната част на Тихия океан настъпва необичайно студено време. Ветровете изместват зоната на топлата вода и "езикът" на студената вода се простира на 5000 км, в района на Еквадор - Самоанските острови, точно на мястото, където по време на Elniño трябва да има пояс от топли води. През този период силни мусонни дъждове се наблюдават в Индокитай, Индия и Австралия. Страните от Карибския басейн и САЩ страдат от суши и торнада.

Необичайни климатични условия на земното кълбо през годините на Ланиньо. По време на периодите Laniño валежите се увеличават над западната екваториална част на Тихия океан, Индонезия и Филипините и почти напълно липсват над източната част на океана. Най-много валежи падат през декември-февруари в Северна Южна Америка и над Южна Африка и през юни-август над Югоизточна Австралия. По-сухи условия се наблюдават над бреговете на Еквадор, северозападно Перу и екваториална източна Африка през декември-февруари и над южна Бразилия и централна Аржентина през юни-август. По света има мащабни отклонения от нормата. Има най-голям брой райони с необичайно хладни условия, като студени зими в Япония и Приморието, над Южна Аляска и западна централна Канада, и прохладни лета над Югоизточна Африка, Индия и Югоизточна Азия. | Повече ▼ топли зиминападение в югозападната част на Съединените щати.

Lanino, подобно на Elniño, най-често се среща от декември до март. Разликата е, че Elniño се появява средно веднъж на всеки три до четири години, докато Lanino се появява веднъж на всеки шест до седем години. И двете събития носят със себе си увеличен брой урагани, но по време на Laniño има три до четири пъти повече урагани, отколкото по време на Elnino.

Според последните наблюдения, надеждността на атака Elniño или Lanino може да се определи, ако:

1. Близо до екватора, в източната част на Тихия океан, се образува петно ​​с по-топла вода от обикновено в случая на Elniño и по-студена вода в случая на Lanino.

2. Ако Атмосферно наляганев пристанище Дарвин (Австралия) има тенденция към намаляване, а на о-в Таити – към нарастване, очаква се Елнино. Иначе ще е Ланиньо.

Elniño и Lanino са най-ярките прояви на глобалната годишна променливост на климата. Те представляват мащабни температурни промени океан, валежи, атмосферна циркулация, вертикални движения на въздуха над тропическия Тихи океан.


Ледници.

Мантия.

Между земната кора и ядрото на Земята има силикатна (главно оливинова) обвивка или мантия. Земята, в която веществото е в специална пластмаса, аморфно състояние, близо до разтопен (горната мантия е с дебелина около 700 km). Вътрешна мантия с дебелина около 2000 km е в твърдо кристално състояние. Мантията заема около 83% от обема на цялата Земя и представлява до 67% от нейната маса. Горната граница на мантията следва границата на повърхността на Мохоровичич на различни дълбочини - от 5–10 до 70 km, а долната - на границата с ядрото на дълбочина около 2900 km.

Ядро.

Когато се приближите до центъра, плътността на веществото се увеличава и температурата се повишава. Централната част на земното кълбо, приблизително до половината от радиуса, е плътно желязо-никелово ядро ​​с температура 4–5 хиляди келвина, чиято външна част е разтопена и преминава в мантията. Предполага се, че температурата в самия център на Земята е по-висока от тази в атмосферата на Слънцето. Това означава, че Земята има вътрешни източници на топлина.

Сравнително тънък земната кора(а под океаните е по-тънък и по-плътен, отколкото под континентите) съставлява външната обвивка, която е отделена от подлежащата мантия от границата на Мохоровичич. Най-плътният материал съставлява ядрото на Земята, очевидно състоящо се от метали. Кората, вътрешната мантия и вътрешното ядро ​​са твърди, докато външното ядро ​​е течно.

Едуард Кононович

Въведение

В продължение на много векове въпросът за произхода на Земята остава монопол на философите, тъй като фактическият материал в тази област почти напълно липсваше. Първите научни хипотези за произхода на Земята и Слънчевата система, основани на астрономически наблюдения, са изложени едва през 18 век. Оттогава не спират да се появяват нови и нови теории, съответстващи на растежа на нашите космогонични представи.

Първата от тази поредица е известната теория, формулирана през 1755 г. от немския философ Емануел Кант. Кант вярва, че слънчевата система е възникнала от някаква първична материя, която преди това е била свободно разпръсната в пространството. Частиците от тази материя се движеха в различни посоки и, сблъсквайки се една с друга, губеха скорост. Най-тежките и най-плътните от тях под въздействието на гравитацията се свързват помежду си, образувайки централен съсирек - Слънцето, което от своя страна привлича по-далечни, малки и леки частици.

Така възникнаха определен брой въртящи се тела, чиито траектории се пресичаха. Някои от тези тела, първоначално движещи се в противоположни посоки, в крайна сметка бяха привлечени в един поток и образуваха пръстени от газообразна материя, разположени приблизително в една и съща равнина и въртящи се около Слънцето в една и съща посока, без да си пречат. В отделни пръстени се образуват по-плътни ядра, към които постепенно се привличат по-леки частици, образувайки сферични натрупвания на материя; Така се образуваха планетите, които продължиха да кръжат около Слънцето в същата равнина като първоначалните пръстени от газообразна материя.

1. История на земята

Земята е третата планета от Слънцето в Слънчевата система. Той се върти около звездата в елиптична орбита (много близка до кръговата) със средна скорост от 29,765 km/s на средно разстояние от 149,6 милиона km за период от 365,24 дни. Земята има спътник, Луната, който обикаля около Слънцето на средно разстояние от 384 400 км. Наклонът на земната ос към равнината на еклиптиката е 66033`22``. Периодът на въртене на планетата около оста й е 23 часа 56 минути 4,1 секунди. Въртенето около оста си предизвиква смяната на деня и нощта, а наклонът на оста и въртенето около Слънцето предизвиква смяната на сезоните. Формата на Земята е геоид, приблизително триаксиален елипсоид, сфероид. Средният радиус на Земята е 6371,032 км, екваториалният - 6378,16 км, полярен - 6356,777 км. Площта на земното кълбо е 510 милиона km2, обемът - 1,083 * 1012 km2, средна плътност 5518 kg/m3. Масата на Земята е 5976 * 1021 кг. Земята има магнитно поле и тясно свързано с него електрическо поле. Гравитационното поле на Земята определя нейната сферична форма и наличието на атмосфера.

Според съвременните космогонични концепции Земята се е образувала преди приблизително 4,7 милиарда години от газообразна материя, разпръсната в протосоларната система. В резултат на диференциация на материята Земята под въздействието на своето гравитационно поле, в условията на нагряване на земните недра, възниква и се развива различна по химичен състав, агрегатно състояниеи физичните свойства на обвивката - геосферата: ядро ​​(в центъра), мантия, кора, хидросфера, атмосфера, магнитосфера. В състава на Земята преобладават желязо (34,6%), кислород (29,5%), силиций (15,2%), магнезий (12,7%). Земната кора, мантията и вътрешното ядро ​​са твърди (външната част на ядрото се счита за течна). От повърхността на Земята към центъра налягането, плътността и температурата нарастват. Налягането в центъра на планетата е 3,6 * 1011 Pa, плътността е около 12,5 * 103 kg/m3, температурата варира от 50 000 до

60 000 C. Основните видове земна кора са континентални и океански, в преходната зона от континента към океана се развива кора с междинна структура.

По-голямата част от Земята е заета от Световния океан (361,1 милиона km2; 70,8%), сушата е 149,1 милиона km2 (29,2%) и образува шест континента и острови. Издига се над нивото на световния океан средно с 875 м (най-високата височина е 8848 м - връх Чомолунгма), планините заемат повече от 1/3 от земната повърхност. Пустините покриват приблизително 20% от земната повърхност, горите - около 30%, ледниците - над 10%. Средната дълбочина на Световния океан е около 3800 m (най-голямата дълбочина е 11020 m - Марианската падина (падина) в Тихия океан). Обемът на водата на планетата е 1370 милиона km3, средната соленост е 35 g/l.

Атмосферата на Земята, чиято обща маса е 5,15 * 1015 тона, се състои от въздух - смес главно от азот (78,08%) и кислород (20,95%), останалата част е водна пара, въглероден диоксид, както и инертни и други газове. Максималната температура на земната повърхност е 570-580 C (в тропическите пустини на Африка и Северна Америка), минималната е около -900 C (в централните райони на Антарктида).

Образуването на Земята и началният етап от нейното развитие принадлежат към предгеоложката история. Абсолютната възраст на най-древните скали е над 3,5 милиарда години. Геоложката история на Земята е разделена на два неравни етапа: докамбрий, който заема приблизително 5/6 от цялата геоложка хронология (около 3 милиарда години), и фанерозой, обхващащ последните 570 милиона години. Преди около 3-3,5 милиарда години, в резултат на естествената еволюция на материята, на Земята възниква живот и започва развитието на биосферата. Съвкупността от всички живи организми, обитаващи го, т.нар жива материяЗемята оказа значително влияние върху развитието на атмосферата, хидросферата и седиментната обвивка. Нов

фактор, който има мощно влияние върху биосферата, е производствената дейност на човека, появил се на Земята преди по-малко от 3 милиона години. Високият темп на нарастване на населението на Земята (275 милиона души през 1000 г., 1,6 милиарда души през 1900 г. и приблизително 6,3 милиарда души през 1995 г.) и нарастващото влияние на човешкото общество върху околната среда повдигнаха проблемите на рационалното използване на всички природни ресурси и опазване на природата.

2. Сеизмичен модел на устройството на Земята

Широко известен модел на вътрешната структура на Земята (разделяйки я на ядро, мантия и кора) е разработен от сеизмолозите Г. Джефрис и Б. Гутенберг през първата половина на 20 век. Решаващият фактор в този случай беше откритието за рязко намаляване на скоростта на преминаване на сеизмичните вълни вътре в земното кълбо на дълбочина 2900 km с планетарен радиус 6371 km. Скоростта на преминаване на надлъжни сеизмични вълни непосредствено над посочената граница е 13,6 km/s, а под нея е 8,1 km/s. Това е границата между мантията и ядрото.

Съответно радиусът на ядрото е 3471 км. Горната граница на мантията е сеизмичният участък на Мохоровичич, идентифициран от югославския сеизмолог А. Мохоровичич (1857-1936) през 1909 г. Той разделя земната кора от мантията. В този момент скоростите на надлъжните вълни, преминаващи през земната кора, рязко нарастват от 6,7-7,6 до 7,9-8,2 km/s, но това се случва на различни нива на дълбочина. Под континентите дълбочината на участък М (т.е. основата на земната кора) е няколко десетки километра, а под някои планински структури (Памир, Андите) може да достигне 60 км, докато под океанските басейни, включително водата колона, дълбочината е само 10-12 км. Като цяло земната кора в тази схема изглежда като тънка обвивка, докато мантията се простира в дълбочина до 45% от радиуса на земята.

Но в средата на 20-ти век идеите за по-подробната дълбока структура на Земята навлязоха в науката. Въз основа на нови сеизмологични данни се оказа възможно ядрото да се раздели на вътрешно и външно, а мантията на долна и горна (фиг. 1). Този модел, който стана широко разпространен, се използва и до днес. Началото му е поставено от австралийския сеизмолог К.Е. Булен, който в началото на 40-те години предлага схема за разделяне на Земята на зони, които той обозначава с букви: А - земната кора, Б - зона в диапазона на дълбочината от 33-413 км, С - зона 413-984 км, D - зона 984-2898 км, D - 2898-4982 км, F - 4982-5121 км, G - 5121-6371 км (център на Земята). Тези зони се различават по сеизмични характеристики. По-късно той разделя зона D на зони D" (984-2700 км) и D" (2700-2900 км). Понастоящем тази схема е значително модифицирана и само слой D" се използва широко в литературата. Основната му характеристика е намаляване на градиентите на сеизмичната скорост в сравнение с надлежащата област на мантията.

Вътрешното ядро, което има радиус от 1225 km, е твърдо и има висока плътност от 12,5 g/cm3. Външното ядро ​​е течно, плътността му е 10 g/cm3. На границата между ядрото и мантията има рязък скок не само в скоростта на надлъжните вълни, но и в плътността. В мантията намалява до 5,5 g/cm3. Слой D, който е в пряк контакт с външното ядро, се влияе от него, тъй като температурите в ядрото значително надвишават температурите на мантията.На места този слой генерира огромни топлинни и масови потоци, насочени към земната повърхност през мантия, наречена шлейфове.Те могат да се проявят на планетата под формата на големи вулканични области, като например на Хавайските острови, Исландия и други региони.

Горната граница на слоя D е несигурна; нивото му от повърхността на ядрото може да варира от 200 до 500 km или повече. По този начин е възможно

заключават, че този слой отразява неравномерното и различно по интензитет снабдяване на основната енергия към региона на мантията.

Границата на долната и горната мантия в разглежданата схема е сеизмичният участък, лежащ на дълбочина 670 км. Има глобално разпространение и се обосновава от скока на сеизмичните скорости в посока на тяхното нарастване, както и от увеличаването на плътността на материята в долната мантия. Този участък е и границата на промените в минералния състав на скалите в мантията.

По този начин долната мантия, съдържаща се между дълбочини от 670 и 2900 km, се простира по радиуса на Земята за 2230 km. Горната мантия има добре документиран вътрешен сеизмичен разрез, преминаващ на дълбочина 410 km. При преминаване на тази граница отгоре надолу сеизмичните скорости рязко нарастват. Тук, както и на долната граница на горната мантия, се извършват значителни минерални трансформации.

Горната част на горната мантия и земната кора се разграничават заедно като литосфера, която е горната твърда обвивка на Земята, за разлика от хидро- и атмосферата. Благодарение на теорията за тектониката на литосферните плочи терминът "литосфера" стана широко разпространен. Теорията предполага движението на плочи през астеносферата - омекотен, частично, може би, течен дълбок слой с нисък вискозитет. Сеизмологията обаче не показва пространствено последователна астеносфера. За много области са идентифицирани няколко астеносферни слоя, разположени вертикално, както и тяхната хоризонтална прекъснатост. Тяхното редуване е особено ясно записано в рамките на континентите, където дълбочината на астеносферните слоеве (лещи) варира от 100 km до много стотици.

Под океанските абисални депресии астеносферният слой лежи на дълбочина от 70-80 km или по-малко. Съответно долната граница на литосферата всъщност е несигурна и това създава големи трудности за теорията на кинематиката на литосферните плочи, както отбелязват много изследователи. Това са основните представи за структурата на Земята, които са се развили до днес. След това се обръщаме към най-новите данни относно дълбоките сеизмични граници, които предоставят най-важната информация за вътрешната структура на планетата.

3. Геоложки строеж на Земята

Историята на геоложката структура на Земята обикновено се изобразява под формата на последователно появяващи се етапи или фази. Геологичното време се брои от началото на формирането на Земята.

Фаза 1(4,7 – 4 милиарда години). Земята се образува от газ, прах и планетезимали. В резултат на енергията, която се отделя при разпадането на радиоактивните елементи и сблъсъка на планетезималите, Земята постепенно се затопля. Падането на гигантски метеорит на Земята води до изхвърляне на материал, от който е образувана Луната.

Според друга концепция, Прото-Луната, разположена в една от хелиоцентричните орбити, е била заловена от Прото-Земята, което води до образуването на двоичната система Земя-Луна.

Дегазирането на Земята води до началото на образуването на атмосфера, състояща се главно от въглероден диоксид, метан и амоняк. В края на разглежданата фаза, поради кондензацията на водните пари, започва образуването на хидросферата.

Фаза 2(4 – 3,5 милиарда години). Появяват се първите острови, протоконтиненти, съставени от скали, съдържащи предимно силиций и алуминий. Проконтинентите се издигат леко над все още много плитките океани.

Фаза 3(3,5 – 2,7 милиарда години). Желязото се събира в центъра на Земята и образува нейното течно ядро, което поражда магнитосферата. Създават се предпоставки за появата на първите организми, бактериите. Формирането продължава континентална кора.

Фаза 4(2,7 – 2,3 милиарда години). Образува се единен суперконтинент. Пангея, на която се противопоставя суперокеанът Панталаса.

Фаза 5(2,3 – 1,5 милиарда години). Охлаждането на кората и литосферата води до разпадането на суперконтинента на блокове от микроплочи, пространствата между които са запълнени със седименти и вулкани. В резултат на това възникват системи с нагъната повърхност и се образува нов суперконтинент - Пангея I. Органичният свят е представен от синьо-зелени водорасли, чиято фотосинтетична активност допринася за обогатяването на атмосферата с кислород, което води до по-нататъшно развитие на органичния свят.

Фаза 6(1700 – 650 милиона години). Настъпва разрушаването на Пангея I, образуването на басейни с кора от океански тип. Образуват се два суперконтинента: Гондавана, който включва Южна Америка, Африка, Мадагаскар, Индия, Австралия, Антарктика и Лавразия, който включва Северна Америка, Гренландия, Европа и Азия (с изключение на Индия). Гондвана и Лавразия са разделени от Титско море. Започват първите ледникови периоди. Органичният свят бързо се насища с многоклетъчни безскелетни организми. Появяват се първите скелетни организми (трилобити, мекотели и др.). образува се масло.

Фаза 7(650 – 280 милиона години). Планинският пояс Апалачи в Америка свързва Гондвана с Лавразия – образува се Пангея II. Посочват се контури

Палеозойски океани - Палеоатлантически, Палео-Тетис, Палео-Азиатски. Гондвана е била покрита от заледяване два пъти. Появяват се риби, а по-късно и земноводни. Растенията и животните излизат на сушата. Започва интензивно въглеобразуване.

Фаза 8(280 – 130 милиона години). Пангея II е пронизана от все по-гъста мрежа от континентални рифове, подобни на прорези и ровове участъци от земната кора. Започва разделянето на суперконтинента. Африка е отделена от Южна Америка и Индустан, а последният от Австралия и Антарктика. Австралия окончателно се отделя от Антарктида. Покритосеменните колонизират големи площи земя. Животинският свят е доминиран от влечуги и земноводни, появяват се птици и примитивни бозайници. В края на периода много групи животни умират, включително огромни динозаври. Причините за тези явления обикновено се виждат или в сблъсъка на Земята с голям астероид, или в рязкото увеличаване на вулканичната активност. И двете могат да доведат до глобални промени (увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата, възникване на големи пожари, пепеляване), несъвместими със съществуването на много видове животни.

Фаза 9(130 милиона години – 600 хиляди години). Общата конфигурация на континентите и океаните претърпява големи промени; по-специално Евразия е отделена от Северна Америка, Антарктида - от Южна Америка. Разпределението на континентите и океаните стана много близко до съвременните. В началото на разглеждания период климатът на цялата Земя е топъл и влажен. Краят на периода се характеризира с резки климатични контрасти. След заледяването на Антарктика настъпва заледяването на Арктика. Създава се фауна и флора, близки до съвременните. Появяват се първите предци на съвременния човек.

Фаза 10(модерност). Между литосферата и земното ядро ​​потоците магма се издигат и спадат, пробивайки през пукнатини в кората до върха. Фрагменти от океанска кора потъват чак до ядрото, а след това изплуват нагоре и вероятно образуват нови острови. Литосферните плочи се сблъскват една с друга и постоянно се влияят от потоци магма. Там, където плочите се раздалечават, се образуват нови сегменти от литосферата. Има постоянен процес на диференциация на земната материя, който трансформира състоянието на всички геоложки обвивки на Земята, включително ядрото.

Заключение

Земята е отделена от самата природа: в Слънчевата система само на тази планета съществуват развити форми на живот, само на тази планета локалното подреждане на материята е достигнало необичайно високо ниво, продължавайки общата линия на развитие на материята. Именно на Земята е преминат най-сложният етап на самоорганизация, бележещ дълбок качествен скок към по-високи форми на ред.

Земята е най-голямата планета в своята група. Но, както показват оценките, дори такива размери и маса се оказват минимумът, при който планетата е в състояние да поддържа газовата си атмосфера. Земята интензивно губи водород и някои други леки газове, което се потвърждава от наблюденията на така наречения земен шлейф.

Атмосферата на Земята е фундаментално различна от атмосферите на други планети: има ниско съдържание на въглероден диоксид, високо съдържание на молекулярен кислород и относително високо съдържание на водни пари. Две причини създават изолацията на земната атмосфера: водата на океаните и моретата абсорбира добре въглеродния диоксид, а биосферата насища атмосферата с молекулярен кислород, образуван по време на процеса на фотосинтеза на растенията. Изчисленията показват, че ако освободим целия въглероден диоксид, абсорбиран и свързан в океаните, като същевременно премахнем от атмосферата целия кислород, натрупан в резултат на живота на растенията, тогава съставът на земната атмосфера в основните си характеристики ще стане подобен на състава на атмосферите на Венера и Марс.

В земната атмосфера наситената водна пара създава облачен слой, покриващ значителна част от планетата. Облаците на Земята са важен елемент във водния цикъл, протичащ на нашата планета в системата хидросфера – атмосфера – суша.

Днес на Земята активно протичат тектонични процеси, нейната геоложка история далеч не е завършена. От време на време ехото на планетарната активност се проявява с такава сила, че причинява локални катастрофални сътресения, които засягат природата и човешката цивилизация. Палеонтолозите твърдят, че в ранната младост на Земята нейната тектонична активност е била още по-висока. Съвременният релеф на планетата се е развил и продължава да се променя под въздействието на комбинираното действие на нейната повърхност на тектонични, хидросферни, атмосферни и биологични процеси.

Библиография

    V.F. Тулинов „Концепции на съвременната естествознание”: Учебник за университети – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004.

    А.В. Бялко “Нашата планета – Земята” – М. Наука, 1989г

    Г.В. Войткевич „Основи на теорията за произхода на Земята” - М Недра, 1988 г.

    Физическа енциклопедия. Tt. 1-5. – М. Велика руска енциклопедия, 1988-1998.

Въведение……………………………………………………………………………………..3

    История на Земята…………………………………………………………………………4

    Сеизмичен модел на структурата на Земята………………………………...6

    Геоложки строеж на Земята…………………………………………………………...9

Заключение………………………………………………………………………………….13

Използвана литература………………………………………………………………15

ИНСТИТУТ ПО ИКОНОМИКА И ПРЕДПРИЕМАЧЕСТВО

Задочна

РЕЗЮМЕ

По темата „Концепции на съвременната естествена наука“Земята Земята и Слънцето са основният фактор на живота ЗемятаРезюме >> Биология

1. Земятаи мястото му във Вселената Земята. Форма, размер и релеф. Вътрешен структура. Луна. Земята, трети... 384400 км. Вътрешно структураОсновната роля в изследването на вътрешните сгради Земятаиграят сеизмични методи...

Образуван от планетарен, той беше студен. Освобождаването на топлина при компресия по време на радиоактивен разпад доведе до нагряване на веществото. Когато се отдели, по-тежките компоненти се спуснаха към центъра на планетата, по-леките се издигнаха на повърхността - Земята се състои от ядро, мощна обвивка - мантията и тънка външна обвивка.

земното ядро- радиус 3500 км. се състои от желязо с примес на леки елементи. Външният слой на ядрото е в течно, разтопено състояние. Вътрешното ядро ​​има радиус 1250 км. - твърд. Движението на материята във външния слой на ядрото е причината магнитно полеЗемята.

Мантия- 2900 км. (83% от обема на планетата). Веществото на мантията под огромно налягане е в специално пластично състояние.

земната корамасивна, слоеста външна, дебелина от 5 км. под океаните и до 70 км. под планинските структури на континентите. Състои се от 90% от 8 химични елемента: кислород, силиций, алуминий, желязо, калций, натрий, магнезий. Комбинацията от различни химични елементи образува естествени тела, които са еднородни по физични свойства - минерали. Те се състоят от.

Магматични скалисе образуват при втвърдяване (60% от обема на земната кора).

Седиментни скали- резултат от отлагането на сушата и океанското дъно на фрагменти от различни скали, както и останки от древни организми и продукти от химични реакции.
Различни скали могат да се превърнат в метаморфни под въздействието на високи, големи и влиянието на разтвори (например мрамор, шисти).

Планетарен етап- преди 7 милиарда години от раждането на Земята като планета и завършва преди 4,5 - 5 милиарда години с образуването на първичната и.

След образуването започва геоложкият етап - образуват се различни скали.

  • Предкамбрий или криптозой (време на скрит живот),
  • Фанерозой (време на очевиден живот).

Живите организми от криптозои все още бяха без скелет и не оставиха следи след смъртта си. Най-древните живи организми са се появили в криптозойските морета преди около 3,5 милиарда години.

Във фанерозоя много животни вече са имали твърди части на тялото (черупки, черупки, вътрешни скелети).

Фанерозойът е разделен на епохи:

  • Палеозой (древен живот),
  • Мезозой (среден живот)
  • Кайнозой (нов живот).

Ерите са разделени на периоди. По време на тях настъпиха промени и в лицето на планетата и нейния органичен свят.

Първо геоложки период, преди около 4,5 - 5 милиарда години, цялата земна кора е била все още тънка и подвижна. Лесно се разтопи от нахлуващата магма. Постепенно в земната кора се появиха по-стабилни зони - древни платформи.

Древният, най-стабилен участък от земната кора има двустепенна структура. Долният слой се състои от скали, натрошени на гънки. Върху основата лежи платформа или седиментна обвивка. Образува се поради утаяване на дъното на моретата,

Резултатът от геоложкото развитие на Земята е образуването на най-горните черупки - атмосферата, хидросферата и литосферата. Това е станало в резултат на охлаждането на земната повърхност и е довело до образуването на първичната базалтова или подобна по състав на земната кора. Почти едновременно, поради кондензацията на водните пари, се образува водната обвивка на планетата - хидросферата.

Образуване и структура на литосферата. Земната кора е образувана от скали, които имат различни форми на поява. Скалите лежат в хоризонтални пластове или са натрошени от разломи и нагънати. Появата на скалите най-често се причинява от вътрешни (ендогенни) сили. Структурата на земната кора, създадена от ендогенни процеси, се нарича тектонска структура или тектоника.

Съвременната топография на планетата се е развила в продължение на много стотици милиони години и продължава да се променя под въздействието на комбинираното действие на тектонични, хидросферни, атмосферни и биологични процеси на нейната повърхност. Това започна преди около 3,5 милиарда години, когато започнаха да се образуват вулканични дъги. Образуването на вулканични дъги е настъпило върху първичната остатъчна или вторична кора, образувана по време на разтягането на океанската кора над зоните на субдукция (сблъсъци на литосферни плочи и тяхното субдукция една под друга с образуването на вулканична дъга). В резултат на това преди около 2,7-2,5 милиарда години възникнаха значителни области от континентална кора, които очевидно се обединиха в един суперконтинент - първата Пангея в историята на Земята. Дебелината на тази кора вече е достигнала съвременната дебелина от 35-40 km. Долната му част под въздействието на високи налягания и температури претърпява значителни трансформации, а в средните нива са разтопени големи масиви от гранит.

Следващият важен момент в развитието на Земята е настъпил преди приблизително 2,5 милиарда години. Суперконтинентът, който се появи на предишния етап - първата Пангея - претърпя значителни промени и преди 2,2 милиарда години се разпадна на отделни, сравнително малки континенти, разделени от басейни с новообразувана океанска кора. Някои следи от тези етапи на тектониката на плочите все още могат да бъдат намерени днес. Първият етап (преди появата на Пангея) обикновено се нарича ембрионална тектоника на плочите, а вторият - тектоника на малките плочи. В края на втория период, преди около 1,7 милиарда години, континентите отново се сливат в един суперконтинент. Създадена е Пангея-N. Колапсът му е започнал преди около 1 милиард години, въпреки че частични разделяния и събирания е можело да има преди това.

В интервала преди 1-0,6 милиарда години структурният план на Земята претърпява радикални промени и значително се доближава до съвременния. От този момент нататък започва пълномащабна тектоника на плочите. Това се дължи на факта, че литосферата на Земята е разделена на ограничен брой големи (5 хил. км) и средни (1 хил. км) твърди и монолитни плочи, които са разположени върху по-пластична и вискозна обвивка - астеносферата . Литосферните плочи започнаха да се движат по протежение на астеносферата в хоризонтална посока, образувайки разделения и изваждания, които средно се компенсират взаимно в планетарен мащаб. Така в историята на Земята като планета процесът на формиране и разпадане на Пангея се е случвал многократно. Продължителността на такива цикли е 500-600 милиона години. Върху тази едромащабна периодичност се наслагва периодичността на по-малките мащаби, свързани с разтягането и свиването на земната кора.

В резултат на тектонската активност релефът на земната повърхност днес се характеризира с глобална асиметрия на две полукълба (Северно и Южно): едното от тях е гигантско пространство, пълно с вода. Това са океани, заемащи повече от 70% от цялата повърхност. В другото полукълбо са съсредоточени издиганията на земната кора, които образуват континентите. Глобалната асиметрия в структурата на повърхността на нашата планета беше забелязана отдавна, което направи възможно разделянето на планетарния релеф на две основни области - океанска и континентална. Океанското дъно и континентите се различават един от друг по структурата на земната кора, химичния и петрографски състав, както и историята на геоложкото развитие. Кората има увеличена дебелина в областта на континентите и намалена дебелина в областите на океанското дъно.

Средната дебелина на континенталната кора е 35 km. Горният му слой е богат на гранитни скали, долният - базалтови магми. На дъното на океаните няма гранитен слой, а земната кора се състои само от базалтов слой. Дебелината му е 5-10 km. В допълнение, континенталната кора съдържа повече генериращи топлина радиоактивни елементи, отколкото тънката океанска кора.

Земната кора, която образува горната част на литосферата, се състои главно от осем химични елемента: кислород, силиций, алуминий, желязо, калций, магнезий, натрий и калий. Половината от общата маса на кората е кислород, който се съдържа в нея в свързано състояние, главно под формата на метални оксиди.

Земната кора е изградена от различни по вид и произход скали. Повече от 70% са магмени скали, 20% са метаморфни и 9% са седиментни скали.

Не бива да забравяме, че повърхността на Земята е изградена от литосферни плочи, чийто брой и положение се променят от ера в ера. Плочата е цялата маса на земната кора и подлежащата мантия, които се движат като едно цяло по земната повърхност. Днес има 8-9 големи плочи и повече от 10 малки. Плочите се движат бавно хоризонтално (глобална тектоника на плочите). В областите на рифтови долини, където материалът на мантията се изнася навън, плочите се разминават, а на места, където хоризонталните премествания на съседните плочи са противоположни, те се придвижват една към друга. По границите на литосферните плочи има зони на повишена тектонска активност.

Докато плочите се движат, краищата им се смачкват, образувайки планински вериги или цели планински региони. Океанските плочи, които произхождат от рифтови разломи, увеличават дебелината си, когато се приближават до континентите. Те преминават под островни дъги или континентални плочи, носейки със себе си натрупани седиментни скали. Веществото на субдуктиращата плоча достига дълбочина до 500-700 km в мантията, където започва да се топи.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Добра работакъм сайта">

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Въведение - общи геоложки сведения за Земята

1. Раждането на Земята

2. Форма, големина и движение на Земята

3. Вътрешен строеж на Земята

4. Теория на естествения реактор

5. Еволюция на Земята

Заключение - посоката на геоложкото развитие на Земята

Списък на използваната литература

Въведение- общи геоложки сведения за Земята

Има 3 етапа в историята на земята - акреция, предгеоложки и геоложки. Възможно е да се разглежда геоложката история на нашата планета само от времето, от което са запазени най-древните свидетели на тази история - скали и минерали. За първи най-древен етап от образуването на земята обаче трябва да се счита интервалът от време, през който тя се е формирала като една от планетите на Слънчевата система, т.е. от времето на натрупване на материя от мъглявината газ и прах, което според изследователите не е дълго и очевидно е продължило не повече от 100 милиона години.

Вторият най-стар етап често се нарича предгеоложки, тъй като на практика не са запазени скали от това време и процесите, протичащи на този етап, доведоха до диференциация на материята вътре в планетата, образуването на някакъв вид първична земна кора на основен състав, освобождаването на външното течно ядро ​​на Земята и съответно появата на магнитно поле. Най-вероятно по това време метеоритната бомбардировка на Земята е била силно проявена и нейната повърхност е приличала на съвременната Луна или по-скоро Венера, като се има предвид, че е имало безкислородна атмосфера, чиито облаци са покривали Земята с плътен воал . През 1978 г. СССР приема докамбрийската стратиграфска скала, която включва две основни части: архей и протерозой, наречени еони - чиято продължителност далеч надхвърля времевия интервал на фанерозойските ери.

Възрастта на земята се оценява на 4,5 милиарда години. Започвайки от границата отпреди приблизително 4,0 - 3,5 милиарда години, започва третият етап, който най-общо може да се нарече докамбрий или геоложки, като горната му граница е била ограничена до границата на средния - късен рифей, т.е. преди около 1 милиард години. Факт е, че в късния Рифей започва разпадането на гигантския континент Пангея-1 и се формират всички основни подвижни пояси, които по-късно се развиват във фанерозоя. Продължителността на геоложкия или докамбрийския етап е много голяма - около 3 милиарда години, и факт общ изгледима няколко основни етапа:

1) древен архей или катархей (4,0 - 3,5 милиарда години);

2) архейски (3,5 - 2,6 милиарда години);

3) ранен протерозой (2,6 - 1,65 милиарда години);

4) късен палеозой (1,65 - 1,0 милиарда години).

До късния рифей;

Появата на живот на земята датира от преди 1 милиард години в сурови климатични условия Короновски Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. „Историческа геология” Издателство: „Академия”, 2008г.

Развитието на живота се подчинява на законите на еволюцията – цикличност, прогресия и необратимост. Цикличност - всичко, което се случва на Земята, се появява и изчезва и всичко това се случва последователно през определен интервал, така съществуващият някога суперконтинент Пангея-1 се разцепи, но впоследствие, както твърдят научните факти и самите учени, след 40 000 милиона години ще съществува на Земята отново (формира) гигантски суперконтинент.

Геоложката история на Земята е разделена на периоди в съответствие с геохронологичната скала, приета на Международния геологически конгрес през 1965 г. В геологията, както в никоя друга наука, е важна последователността на събитията, тяхната хронология, основана на естествената периодизация на геоложка история.

1. ПроизходЗемята

Според съвременните космологични концепции земята се е образувала заедно с други планети преди около 4,5 милиарда години от парчета и отломки, въртящи се около младото Слънце. Той растеше, превземайки околната материя, докато достигна сегашния си размер. Първоначално процесът на растеж протича много бързо и непрекъснатият дъжд от падащи тела трябва да доведе до значителното му нагряване, тъй като кинетичната енергия на частиците се превръща в топлина. По време на ударите се появиха кратери и изхвърленото от тях вещество вече не можеше да преодолее силата земно притеглянеи падаха назад и колкото по-големи бяха падащите тела, толкова повече нагряваха Земята. Енергията на падащите тела вече не се освобождаваше на повърхността, а в дълбините на планетата, без да има време да се излъчва в космоса. Въпреки че първоначалната смес от вещества може да бъде хомогенна в голям мащаб, нагряването на земната маса поради гравитационно свиване и бомбардиране на нейните отломки доведе до стопяването на сместа и получените течности бяха отделени от останалите твърди части под въздействието на на гравитацията. Постепенното преразпределение на веществото в дълбочина в съответствие с плътността е трябвало да доведе до разделянето му на отделни черупки. По-леките вещества, богати на силиций, се отделят от по-плътните вещества, съдържащи желязо и никел, и образуват първата земна кора. Около милиард години по-късно, когато Земята се охлади значително, земната кора се втвърди в здравата външна обвивка на планетата. Докато се охлаждаше, земята изхвърли много различни газове от ядрото си (обикновено това се случваше по време на вулканични изригвания) - леките газове, като водород и хелий, се изпариха предимно в космоса, но тъй като гравитационната сила на земята вече беше доста силна, тя задържа то близо до повърхността му е по-тежко. Те формират основата на земната атмосфера. Част от водните пари от атмосферата се кондензираха и на земята се появиха океани. Молоденски М.С. “Избрани произведения. Гравитационно поле. Фигура и вътрешно устройство на Земята", Издателство "Наука", М., 2001 г

2. Форма, размер и движение на Земята

Формата на Земята е близка до елипсоид, сплескана на полюсите и опъната в екваториалната зона. Средният радиус на Земята е 6371.032 km, полярен 6356.777 km, екваториален 6378.160 km. Масата на Земята е 5,976·1024 kg, средната плътност е 5518 kg/m3.

Земята се движи около Слънцето със средна скорост от 29,765 km/s по елиптична, почти кръгова орбита (ексцентричност 0,0167); средното разстояние от Слънцето е 149,6 милиона км, периодът на една орбитална революция е 365, 24 слънчеви дни. Земята се върти около собствената си ос със средна ъглова скорост 7,292115·10 -5 rad/s, което приблизително съответства на период от 23 часа 56 минути 4,1 s. Линейна скоростземната повърхност на екватора е около 465 m/s. Оста на въртене е наклонена спрямо равнината на еклиптиката под ъгъл 66° 33" 22". Този наклон и годишното въртене на Земята около Слънцето определят смяната на сезоните, което е изключително важно за климата на Земята, и нейното собствено въртене - смяната на деня и нощта.Въртенето на Земята поради влиянието на приливите и отливите се забавя стабилно (макар и много бавно с 0,0015 s на век) Има и малки неравномерни вариации в продължителността на деня.

Площта на земната повърхност е 510,2 милиона km 2, от които приблизително 70,8% са в Световния океан. Средната му дълбочина е около 3,8 km, максималната (Марианската падина в Тихия океан) е 11,022 km; обемът на водата е 1370 милиона km 3, средната соленост е 35 g / l. Сушата представлява съответно 29,2% и образува шест континента и острови. Издига се над морското равнище средно с 875 m; най-висока височина (връх Джомолунгма в Хималаите) 8848 м. Планините заемат над 1/3 от земната повърхност. Пустините покриват около 20% от земната повърхност, саваните и горите около 20%, горите около 30%, ледниците над 10%. Над 10% от земята е заета от земеделска земя. Земята има само един спътник, Луната. Орбитата му е близка до окръжност с радиус около 384 400 км.

3. Вътрешно устройство на Земята

ЗЕМЯ, третата голяма планета в Слънчевата система от слънцето. Благодарение на своите уникални, може би уникални природни условия във Вселената, той стана мястото, където органичният живот възниква и се развива.

Фиг.1 Структура на Земята Жарков В.Н. "Вътрешно устройство на Земята и планетите." Издателство "Наука", 2-ро изд. М., 1983.

Номер 1 на фигурата показва земната кора(външна обвивка), чиято дебелина варира от няколко километра (в океанските райони) до няколко десетки километра (в планинските райони на континентите). Сферата на земната кора е много малка и представлява само около 0,5% от общата маса на планетата. Основният състав на кората е оксиди на силиций, алуминий, желязо и алкални метали. Континенталната кора, която съдържа горен (гранит) и долен (базалтов) седиментен слой, съдържа най-древните скали на Земята, чиято възраст се оценява на повече от 3 милиарда години. Океанската кора под седиментния слой съдържа основно един слой, подобен по състав на базалта. Възрастта на седиментната покривка не надвишава 100-150 милиона години.

Земната кора е отделена от подлежащата мантия от до голяма степен мистериозен Мохо слой(по името на сръбския сеизмолог Мохоровичич, който го открива през 1909 г.), при което скоростта на разпространение на сеизмичните вълни рязко нараства.

На акция халатикоето представлява около 67% от общата маса на планетата. Твърдият слой на горната мантия, простиращ се на различни дълбочини под океаните и континентите, заедно със земната кора се нарича литосфера - най-твърдата обвивка на Земята. Под него има слой, където има леко намаление на скоростта на разпространение на сеизмичните вълни, което показва особено състояние на веществото. Този слой, по-малко вискозен и по-пластичен по отношение на слоевете отгоре и отдолу, се нарича астеносфера. Смята се, че веществото на мантията е в непрекъснато движение и се предполага, че в относително дълбоките слоеве на мантията, с повишаване на температурата и налягането, настъпва преходът на веществото в по-плътни модификации. Този преход се потвърждава от експериментални изследвания.

IN долна мантияна дълбочина 2900 km има рязък скок не само в скоростта на надлъжните вълни, но и в плътността, а напречните вълни изчезват напълно тук, което показва промяна в материалния състав на скалите. Това е външната граница на земното ядро.Според Б. Болт са дадени следните граници на отделните зони: основата на слой С - 670 км, слой D - 2885 км, слой F в диапазона 4590-5155 км. . Подобни данни в работата на В. А. Жарков.

земното ядрооткрит през 1936 г. Изобразяването му беше изключително трудно поради малкия брой сеизмични вълни, които достигнаха до него и се върнаха на повърхността. В допълнение, екстремните температури и налягания на ядрото за дълго времетрудно се възпроизвежда в лаборатория. Земното ядро ​​е разделено на 2 отделни области: течност ( външно ядро) и трудно ( вътрешни), преходът между тях е на дълбочина 5156 km. Желязото е елемент, който съответства на сеизмичните свойства на ядрото и е изобилен във Вселената, за да представлява приблизително 35% от масата му в ядрото на планетата. Според съвременните данни външното ядро ​​е въртящ се поток от разтопено желязо и никел, който провежда добре електричество. Именно с него се свързва произходът на земното магнитно поле, като се смята, че електрически токове, протичащи в течното ядро, създават глобално магнитно поле. Слоят на мантията в контакт с външното ядро ​​се влияе от него, тъй като температурите в ядрото са по-високи от тези в мантията. На някои места този слой генерира огромни топлинни и масови потоци, насочени към земната повърхност - струи.

Вътрешно твърдо ядроне е свързано с мантията. Смята се, че твърдото му състояние, въпреки висока температура, се осигурява от гигантски натиск в центъра на Земята. Предполага се, че освен желязо-никелови сплави, ядрото трябва да съдържа и по-леки елементи, като силиций и сяра, и вероятно силиций и кислород. Въпросът за състоянието на земното ядро ​​все още е дискусионен. Когато се отдалечите от повърхността, компресията, на която е подложено веществото, се увеличава. Изчисленията показват, че в земното ядро ​​налягането може да достигне 3 милиона атм. В същото време много вещества изглеждат метализирани - преминават в метално състояние. Имаше дори хипотеза, че ядрото на Земята се състои от метален водород.

4. Теория на естествения реактор

Наскоро американският геофизик М. Херндън изказа хипотезата, че в центъра на Земята има естествена “ ядрен реактор"изработен от уран и плутоний (или торий) с диаметър само 8 км http://galspace.spb.ru - Проект "Изследване на Слънчевата система" (2005-2008 г.). Тази хипотеза може да обясни обръщането на магнитното поле на Земята, което се случва на всеки 200 000 години. Ако това предположение се потвърди, животът на Земята може да приключи 2 милиарда години по-рано от очакваното, тъй като и уранът, и плутоният изгарят много бързо. Тяхното изчерпване ще доведе до изчезването на магнитното поле, което защитава земята от късовълновата слънчева радиация и, като следствие, до изчезването на всички форми на биологичен живот. Тази теория е коментирана от член-кореспондент на Руската академия на науките V.P. Трубицин Трубицин В.П., Жарков В.Н. “Физика на планетарните вътрешности,” - М. Наука 1980: “ И уранът, и торият са много тежки елементи, които в процеса на диференциация на първичното вещество на планетата могат да потънат в центъра на Земята. Но на атомно ниво те се увличат с белите дробовеъъъелементи, които се пренасят в земната кора, поради което всички находища на уран се намират в самата земна кора горен слойкора. Тоест, ако тези елементи бяха концентрирани под формата на клъстери, те биха могли да потънат в ядрото, но според преобладаващите идеи трябва да има малък брой от тях. Следователно, за да се правят изявления за ураново ядроЗемята, е необходимо да се даде по-разумна оценка на количеството уран, което е влязло в желязното ядро. Трябва също да се отбележи, че движението на уран в ядрото води до намаляване на радиоактивната опасност, тъй като скалната мантия е много добър щит».

През есента на 2002 г. професорът от Харвардския университет A. Dziewonski и неговият ученик M. Ishii, въз основа на анализ на данни от повече от 300 000 сеизмични събития, събрани в продължение на 30 години, предложиха нов модел, според който т.нар. „най-вътрешен“ ядрото се намира във вътрешното ядро, с диаметър около 600 km: Неговото присъствие може да е доказателство за съществуването на два етапа в развитието на вътрешното ядро. За да се потвърди такава хипотеза, е необходимо да се поставят още по-голям брой сеизмографи по целия свят, за да се извърши по-подробна идентификация на анизотропията (зависимостта на физичните свойства на веществото от посоката в него), която характеризира самият център на Земята.

Индивидуалното лице на планетата, подобно на външния вид на живо същество, до голяма степен се определя вътрешни фактори, възникващи в дълбоките му недра. Много е трудно да се изследват тези подпочви, тъй като материалите, които изграждат Земята, са непрозрачни и плътни, така че количеството преки данни за веществото на дълбоките зони е много ограничено. Те включват: така наречения минерален агрегат (големи съставни части на скалата) от естествен свръхдълбок кладенец - кимберлитова тръба в Лесото (Южна Африка), който се счита за представител на скали, намиращи се на дълбочина около 250 km, както и ядро ​​(цилиндрична колона от скала), издигнато от най-дълбокия кладенец в света (12 262 m) на полуостров Кола. Изследването на свръхдълбочините на планетата не се ограничава до това. През 70-те години на ХХ век на територията на Азербайджан е извършено научно континентално сондиране - кладенецът Saablinskaya (8324 m). А в Бавария в началото на 90-те години на миналия век е положен свръхдълбок кладенец KTB-Oberpfalz с размер над 9000 m.

Има много други методи за изучаване на нашата планета, но основната информация за нейната вътрешна структура се получава от изследвания на сеизмични вълни, генерирани от земетресения и мощни експлозии. Всеки час се регистрират около 10 трептения на земната повърхност в различни точки на Земята. В този случай възникват сеизмични вълни от два вида: надлъжни и напречни. И двата вида вълни могат да се разпространяват в твърдо тяло, но само надлъжни вълни могат да се разпространяват в течности. Изместванията на земната повърхност се записват от сеизмографи, инсталирани по цялото земно кълбо. Наблюденията на скоростта, с която вълните преминават през земята, позволяват на геофизиците да определят плътността и твърдостта на скалите на дълбочини, недостъпни за пряко изследване. Сравнението на плътностите, известни от сеизмичните данни и получените по време на лабораторни експерименти със скали, ни позволява да направим заключение за материалния състав на земните недра. Най-новите геофизични данни и експерименти, свързани с изследването на структурните трансформации на минералите, позволиха да се моделират много характеристики на структурата, състава и процесите, протичащи в дълбините на Земята.

Още през 17 век, удивително съвпадение на очертанията брегови линиизападното крайбрежие на Африка и източното крайбрежие на Южна Америка накараха някои учени да вярват, че континентите се „разхождат“ по планетата. Но едва три века по-късно, през 1912 г., немският метеоролог Алфред Лотар Вегенер описва подробно своята хипотеза за континенталния дрейф, която постулира, че относителните позиции на континентите са се променяли през цялата история на Земята. В същото време той изложи много аргументи в полза на факта, че в далечното минало континентите са били събрани. В допълнение към сходството на бреговете, те откриха съответствието на геоложките структури, непрекъснатостта на реликтните планински вериги и идентичността на фосилните останки на различни континенти. Професор Вегенер активно защитава идеята за съществуването в миналото на един суперконтинент Пангея, неговото разделяне и последващото дрейфиране на получените континенти в различни посоки. Но този необичайна теорияне се приемаше на сериозно, защото от гледна точка на това време изглеждаше напълно немислимо гигантски континенти да могат независимо да се движат около планетата.

Възраждането на идеите на този учен се случи в резултат на изследване на океанското дъно. Факт е, че външният релеф на континенталната кора е добре известен, но океанското дъно, в продължение на много векове надеждно покрито с много километри вода, остава недостъпно за изучаване и служи като неизчерпаем източник на всякакви легенди и митове. Важна стъпка напред в изследването на неговия релеф беше изобретяването на прецизен ехолот, с помощта на който стана възможно непрекъснатото измерване и записване на дълбочината на дъното по линията на движение на плавателния съд. Един от поразителните резултати от интензивните изследвания на океанското дъно са новите данни за неговата топография. Днес топографията на океанското дъно е по-лесна за картографиране благодарение на сателитите, които измерват „височината“ на морската повърхност много прецизно: тя е точно представена от разликите в морското ниво от място на място. Вместо плоско дъно, лишено от всякакви особености, покрито с тиня, дълбоки ровове и стръмни скали, гигантски планински вериги и най-големите вулкани. Средноатлантическата планинска верига, пресичаща Атлантически океанпо средата.

Оказа се, че океанското дъно остарява, докато се отдалечава от средноокеанския хребет, „разпространявайки се“ от централната му зона със скорост няколко сантиметра годишно. Действието на този процес може да обясни сходството на очертанията на континенталните граници, ако приемем, че между частите на разделения континент се образува нов океански хребет, а океанското дъно, нарастващо симетрично от двете страни, образува нов океан . Атлантическият океан, в средата на който се намира Средноатлантическият хребет, вероятно е възникнал по този начин. Но ако площта на морското дъно се увеличи и Земята не се разширява, тогава нещо в глобалната кора трябва да се срути, за да компенсира този процес. Точно това се случва в покрайнините на голяма част от Тихия океан. Тук литосферните плочи се доближават една до друга и една от сблъскващите се плочи се потапя под другата и навлиза дълбоко в Земята. Такива места на сблъсък са белязани от активни вулкани, които се простират по крайбрежието на Тихия океан, образувайки така наречения „огнен пръстен“.

Директното сондиране на морското дъно и определянето на възрастта на повдигнатите скали потвърдиха резултатите от палеомагнитните изследвания. Тези факти са в основата на теорията за новата глобална тектоника или тектониката на литосферните плочи, която направи истинска революция в науките за земята и донесе ново разбиране за външните обвивки на планетата. Основната идея на тази теория е хоризонталното движение на плочите.

5. Еволюция на Земята

Въпросът за ранната еволюция на Земята е тясно свързан с теорията за нейния произход. Днес е известно, че нашата планета е формирана преди около 4,5 милиарда години. По време на формирането на Земята от частици на протопланетния облак нейната маса постепенно нараства. Гравитационната сила се увеличи и следователно скоростта на частиците, падащи върху планетата. Кинетична енергиячастиците се превърнаха в топлина и Земята се затопли все повече и повече. По време на ударите върху него се появиха кратери и изхвърленото от тях вещество вече не можеше да преодолее гравитацията и падна обратно.

Колкото по-големи са падащите обекти, толкова повече са нагрявали Земята. Енергията на удара се отделя не на повърхността, а на дълбочина, равна приблизително на два диаметъра на вграденото тяло. И тъй като по-голямата част на този етап е доставена на планетата от тела с размери няколкостотин километра, енергията се освобождава в слой с дебелина около 1000 km. Нямаше време да се излъчи в космоса, оставайки в недрата на Земята. В резултат на това температурата на дълбочини от 100-1000 км може да се доближи до точката на топене. Допълнителното повишаване на температурата вероятно е причинено от разпадането на краткотрайни радиоактивни изотопи.

Очевидно първите възникнали стопилки са били смес от течно желязо, никел и сяра. Стопилката се натрупа, а след това поради повече висока плътностсе просмукват, като постепенно образуват земното ядро. По този начин диференциацията (стратификацията) на земното вещество може да започне на етапа на неговото формиране. Ударната преработка на повърхността и появата на конвекция несъмнено възпрепятстваха този процес. Но известна част от по-тежкото вещество все пак успя да потъне под разбъркания слой. От своя страна диференциацията по плътност спря конвекцията и беше придружена от допълнително отделяне на топлина, ускорявайки процеса на формиране на различни зони в Земята.

Предполага се, че ядрото се е образувало в продължение на няколкостотин милиона години. Докато планетата постепенно се охлаждаше, богатата на никел желязо-никелова сплав, която има висока точка на топене, започна да кристализира - това е (вероятно) раждането на твърдо вътрешно ядро. Към днешна дата тя съставлява 1,7% от масата на Земята. Около 30% от земната маса е концентрирана в разтопеното външно ядро.

Развитието на други черупки продължи много по-дълго и в някои отношения все още не е приключило.

Литосферата веднага след образуването си е била тънка и много нестабилна. Той отново беше погълнат от мантията и унищожен по време на ерата на така наречената голяма бомбардировка (от 4,2 до 3,9 милиарда години), когато Земята, подобно на Луната, беше ударена от много големи и доста много метеорити. На Луната днес можете да видите доказателства за метеоритна бомбардировка - множество кратери и морета (области, пълни с изригнала магма). На нашата планета активните тектонични процеси и влиянието на атмосферата и хидросферата практически са заличили следите от този период.

Преди около 3,8 милиарда години се образува първата лека и следователно „непотопяема“ гранитна кора. По това време планетата вече има въздушна обвивка и океани; Необходимите за тяхното образуване газове през предходния период интензивно се доставяха от недрата на Земята. Тогава атмосферата се състоеше главно от въглероден диоксид, азот и водни пари. В него имаше малко кислород, но той беше произведен в резултат, първо, на фотохимичната дисоциация на водата и, второ, на фотосинтетичната активност прости организми, като синьо-зелените водорасли.

Преди 600 милиона години на Земята е имало няколко движещи се континентални плочи, много подобни на съвременните. Новият суперконтинент Пангея се появи много по-късно. Той е съществувал преди 300-200 милиона години и след това се е разделил на части, които са образували сегашните континенти.

Какво крие бъдещето за Земята? На този въпрос може да се отговори само с висока степен на несигурност, абстрахирайки се както от възможното външно, космическо влияние, така и от дейността на човечеството, преобразувайки околната среда, и то не винаги към по-добро.

В крайна сметка вътрешността на Земята ще се охлади до такава степен, че конвекцията в мантията и съответно движението на континентите (а оттам и изграждането на планини, вулканичните изригвания, земетресенията) постепенно ще отслабнат и спрат. Изветрянето в крайна сметка ще изтрие неравностите на земната кора и повърхността на планетата ще изчезне под водата. По-нататъшната му съдба ще се определи от средната годишна температура. Ако падне значително, океанът ще замръзне и Земята ще се покрие с ледена кора. Ако температурата се повиши (и най-вероятно това ще доведе до нарастващата яркост на Слънцето), тогава водата ще се изпари, излагайки плоска повърхностпланети. Очевидно и в двата случая човешкият живот на Земята ще бъде невъзможен, поне в съвременното ни разбиране за това.

заключение -посока на геоложкото развитие на Земята

Геоложката история на Земята включва следната последователност от събития в развитието на Земята като планета: образуване на скали, възникване и унищожаване на земни форми, потапяне на сушата под вода (настъпление на морето), отстъпление на морето, заледяването, появата и изчезването различни видовеживотни и растения и др. Продължителността на геоложката история на Земята се измерва в много милиони години.

Очертаната по-горе последователност от основни събития в историята на земната кора, образуването на океаните и континентите, не се вписва в рамките на широко разпространената идея, че континентите нарастват прогресивно за сметка на океаните. Съвременните океани в никакъв случай не са реликти (останки) от първичния океан, а геоложките структури на континентите, често отрязани от по-млади океански басейни; всичко това противоречи на мнението, че океаните са първични. Всъщност, как можем да обясним защо в продължение на 4,5 милиарда години в някои райони процесите на отделяне на мантийната материя доведоха до създаването на дебела континентална кора, докато в други райони този процес спря на етапа на формиране на примитивна океанска кора? Да предположим, че такова постоянство може да се обясни с първичната хетерогенност на мантията. Но това не се вписва в редица факти от общия структурен план на литосферата; Историята на съвременните геосинклинали и платформи противоречи на това.

Друга гледна точка не е напълно задоволителна, според която развитието на земната кора дълго време следва пътя на нарастване на континенталната кора и едва в мезозоя започва разпадането на континентите, докато се образуват нови океани или поради отделяне на континенталните, или поради пропадане, потъване и обработка на континентална кора („океанизация”).

Очевидно и двете хипотези опростяват много по-сложния път на развитие на литосферата в действителност. В ранните етапи, при условия на силен топлинен поток и високо съдържание на летливи и топими вещества в горната мантия, първо се формира първичната океанска кора (до 4,0 милиарда години пр. н. е.), а след това първичната континентална кора (до 3,5 милиарда години пр.н.е.).-2,0 милиарда години пр.н.е.). Този процес, постепенно отслабващ, приключи главно до 2,0 милиарда години пр.н.е. д. създаването, вероятно, на доста равномерен и сравнително малка дебелина (средно не повече от 30-35 км) слой от континентална кора. В същото време с течение на времето топлинният поток от вътрешността също отслабна и широко разпространената подвижност на кората беше заменена от нейната неравномерна подвижност по протежение на мрежа от дълбоки разломи в охладената твърда обвивка на Земята. След това дойде времето на раздробяване на континенталната кора; Образуваха се широки подвижни геосинклинални пояси, чиито вътрешни части в началните етапи на своето развитие се доближаваха до океаните по размер и характер на земната кора. По-късно в подвижните пояси се появиха зони на рязко удебеляване на кората - на някои места тя беше почти два пъти по-дебела от „нормалната“ първична континентална кора. С други думи, настъпи преразпределение на кората: нейната дебелина в някои области рязко се увеличи, а в други намаля не по-малко рязко, докато дебелината (дебелината) на литосферата под континентите се увеличи поради потъването на нейната основа. В същото време дебелината на литосферата под океаните започва да намалява, което се свързва с образуването на дълбоки разломи - рифтове, в които издатините на дълбокия подкоров слой с намалена плътност и вискозитет достигат основата на кората.

По този начин, по време на еволюцията на земната кора в горната мантия (т.е. сферата на земята, покрита от тектонични процеси), хетерогенността на кората се увеличава, което определя разликите между океанското и континенталното полукълбо на Земята, докато се прояви най-общият закон на развитието на нашата планета - настъпи усложнение на материалния състав и структурата на земната кора, диференциацията и мултитемпоралността на възникването на дълбоки процеси в геоложката история се увеличиха.

Разбира се, науката върви напред и нашето разбиране за миналото се подобрява, което е толкова необходимо както за разбиране на съвременните геоложки процеси, така и за прогнозиране на бъдещето.

Списък на използваната литература

1. Короновски Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. „Историческа геология” Издателство: „Академия”, 2008г

2. Джефрис Г. „Земята, нейният произход, история и устройство”: Изд. за чуждестранна литература, Прев. от английски М., 1960.

3. Молоденски M.S. “Избрани произведения. Гравитационно поле. Фигура и вътрешно устройство на Земята", Издателство "Наука", М., 2001 г

4. Жарков В.Н. “Вътрешно устройство на Земята и планетите” Издателство “Наука”, 2-ро изд. М., 1983.

5. http://galspace.spb.ru - Проект „Изследване на Слънчевата система” (2005-2008)

6. Трубицин В.П., Жарков В.Н. “Физика на планетарните недра”, - М. Наука 1980г

7. Гехтман Г.Н. „Изключителни географи и пътешественици“ Т., 1962 г.

8. Федински В.В. "Проучвателна геофизика" М., 1964 г.

9. Магидович И.П. „Очерци по историята на географските открития” М., 2004 г.

10. Вернадски V.I. „Любим. тр. по история на науката" М., 1981 г.

11. Khain V.E., Михайлов A.E. "Обща геотектоника". М., 1985.

Подобни документи

    Вътрешен строеж и история на геоложкото развитие на Земята, формиране на почвата, химичен състав. Разлики между Земята и другите земни планети. Концепции за развитието на геосферните черупки и тектониката на литосферните плочи. Структура и химичен състав на атмосферата.

    курсова работа, добавена на 29.04.2011 г

    Създаване на модел вътрешна структураЗемята като един от най големи постижениянаука на 20 век. Химичен състав и структура на земната кора. Характеристики на състава на мантията. Съвременни представиза вътрешния строеж на Земята. Състав на земното ядро.

    резюме, добавено на 17.03.2010 г

    Вътрешна структура и история на геоложкото развитие на Земята, нейното формиране и диференциация на подпочвения слой, химичен състав. Методи за определяне на вътрешния строеж и възрастта на Земята. Структура и химичен състав на атмосферата. Атмосферна циркулация и климат на Земята.

    резюме, добавено на 14.03.2011 г

    Образуването на Земята според съвременните космологични представи. Модел на структурата, основните свойства и техните параметри, характеризиращи всички части на Земята. Структурата и дебелината на континенталната, океанската, субконтиненталната и субокеанската кора.

    резюме, добавено на 22.04.2010 г

    Земята в световното пространство, положението на Земята в Слънчевата система. Формата, размерите и структурата на Земята, нейната геоложка структура, физични свойстваи химичен състав. Структурата на земната кора, топлинният режим на планетата. Представа за произхода на Земята.

    резюме, добавено на 13.10.2013 г

    Ранната еволюция на Земята и връзката на този проблем с теорията за произхода на живота на планетата. Етапи на възникване и развитие на земните черупки. Опити за прогнозиране на по-нататъшното развитие на Земята. Структурата на земната кора в различни епохи от съществуването на планетата.

    резюме, добавено на 23.04.2010 г

    Устройство и произход на слънчевата система. Устройство на Земята, материален състав. Ендогенни геоложки процеси. Основни закономерности на развитие на земната кора. Разпределение на водата по земното кълбо. Класификация подземни водии условията за тяхното възникване.

    урок, добавен на 23.02.2011 г

    Характеристики на черупките на Земята. Тектоника на литосферните плочи и формирането на големи релефни форми. Хоризонтална структура на литосферата. Видове земна кора. Движение на мантийната материя през мантийните канали във вътрешността на Земята. Посока и движение на литосферните плочи.

    презентация, добавена на 01/12/2011

    Обща картина на вътрешния строеж на Земята. Състав на материята в земното ядро. Блокове от земната кора. Литосфера и астеносфера. Структурата на основата на Източноевропейската платформа. кратко описание надълбока структура на територията на Беларус и съседните региони.

    тест, добавен на 28.07.2013 г

    Образуването на Земята преди 4,7 милиарда години от газообразна материя, разпръсната в протослънчевата система. Състав на Земята: желязо (34,6%), кислород (29,5%), силиций (15,2%), магнезий (12,7%). Дебелина на земната кора. Световните океани и земя. Обемът на водата на нашата планета.