Από τι αποτελείται η Γη: εσωτερική και εξωτερική δομή. Ηφαίστεια και σεισμοί

Οι αστρονόμοι μελετούν το διάστημα, λαμβάνουν πληροφορίες για πλανήτες και αστέρια παρά την τεράστια απόστασή τους. Ταυτόχρονα, στην ίδια τη Γη δεν υπάρχει λιγότερα μυστικάπαρά στο Σύμπαν. Και σήμερα οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν τι υπάρχει μέσα στον πλανήτη μας. Παρακολουθώντας πώς ξεχύνεται η λάβα κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης, μπορεί να σκεφτείτε ότι η Γη είναι επίσης λιωμένη μέσα. Αλλά αυτό δεν είναι αλήθεια.

Πυρήνας.κεντρικό τμήμα σφαίραπου ονομάζεται πυρήνας (Εικ. 83). Η ακτίνα του είναι περίπου 3.500 χλμ. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το εξωτερικό μέρος του πυρήνα είναι σε τετηγμένη-υγρή κατάσταση και το εσωτερικό σε στερεή κατάσταση. Η θερμοκρασία σε αυτό φτάνει τους +5.000 °C. Από τον πυρήνα μέχρι την επιφάνεια της Γης, η θερμοκρασία και η πίεση μειώνονται σταδιακά.

Μανδύας.Ο πυρήνας της Γης καλύπτεται από έναν μανδύα. Το πάχος του είναι περίπου 2.900 km. Ο μανδύας, όπως και ο πυρήνας, δεν έχει δει ποτέ. Αλλά υποτίθεται ότι όσο πιο κοντά στο κέντρο της Γης, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση σε αυτό και η θερμοκρασία - από αρκετές εκατοντάδες έως -2.500 ° C. Πιστεύεται ότι ο μανδύας είναι συμπαγής, αλλά ταυτόχρονα ζεστός.

Φλοιός της γης.Στην κορυφή του μανδύα, ο πλανήτης μας καλύπτεται με φλοιό. Αυτό είναι το ανώτερο στερεό στρώμα της Γης. Σε σύγκριση με τον πυρήνα και τον μανδύα, ο φλοιός της γης είναι πολύ λεπτός. Το πάχος του είναι μόνο 10-70 km. Αλλά αυτό είναι το στερέωμα στο οποίο περπατάμε, υπάρχουν ποτάμια, πάνω του είναι χτισμένες πόλεις.

Ο φλοιός της γης σχηματίζεται από διάφορες ουσίες. Αποτελείται από ορυκτά και βράχους. Μερικά από αυτά είναι ήδη γνωστά σε εσάς (γρανίτης, άμμος, πηλός, τύρφη κ.λπ.). Τα ορυκτά και τα πετρώματα ποικίλλουν ως προς το χρώμα, τη σκληρότητα, τη δομή, το σημείο τήξης, τη διαλυτότητα στο νερό και άλλες ιδιότητες. Πολλά από αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως από τον άνθρωπο, για παράδειγμα, ως καύσιμο, στις κατασκευές και για την παραγωγή μετάλλων. Υλικό από τον ιστότοπο

Γρανίτης

Αμμος

Τύρφη

Ανώτερο στρώμα φλοιός της γηςορατό σε κοιτάσματα σε βουνοπλαγιές, απότομες όχθες ποταμών και λατομεία (Εικ. 84). Και τα ορυχεία και οι γεωτρήσεις, που χρησιμοποιούνται για την εξόρυξη ορυκτών, όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, βοηθούν να κοιτάξουμε βαθιά στον φλοιό.

Η σύνθεση των βαθιών στρωμάτων της Γης εξακολουθεί να είναι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ερωτήματα. σύγχρονη επιστήμη, και παρόλα αυτά, στις αρχές του εικοστού αιώνα, οι σεισμολόγοι Beno Gutenberg και G. Jefferson ανέπτυξαν ένα μοντέλο της εσωτερικής δομής του πλανήτη μας, σύμφωνα με το οποίο η Γη αποτελείται από τα ακόλουθα στρώματα:

Πυρήνας;
- μανδύας?
- Φλοιός της γης.

Μια σύγχρονη εκδοχή εσωτερική οργάνωσηπλανήτες

Στα μέσα του περασμένου αιώνα, με βάση τα τελευταία σεισμολογικά δεδομένα εκείνης της εποχής, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα βαθιά κοχύλια έχουν πιο σύνθετη δομή. Ταυτόχρονα, οι σεισμολόγοι ανακάλυψαν ότι ο πυρήνας της γης χωρίζεται σε εσωτερικό και εξωτερικό και ο μανδύας αποτελείται από δύο στρώματα: το άνω και το κάτω.

Εξωτερικό κέλυφος της γης

Ο φλοιός της γης δεν είναι μόνο το ανώτερο, λεπτότερο, αλλά και το πιο καλά μελετημένο από όλα τα στρώματα. 10 km), ο μέσος όρος Το πάχος του φλοιού της γης κάτω από τις πεδιάδες κυμαίνεται από 35 έως 40 km. Η μετάβαση από τον φλοιό της γης στον μανδύα ονομάζεται όριο Mohorovich ή Moho.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι ο φλοιός της γης, μαζί με πάνω μέροςΟ μανδύας σχηματίζει το βραχώδες κέλυφος της Γης - τη λιθόσφαιρα, το πάχος της οποίας κυμαίνεται από 50 έως 200 km.

Μετά τη λιθόσφαιρα ακολουθεί η ασθενόσφαιρα - ένα μαλακωμένο υγρό στρώμα με αυξημένο ιξώδες. Εκτός από όλα, είναι αυτό το συστατικό η επιφάνεια της γηςΟνομάζεται πηγή ηφαιστείου, καθώς περιέχει θύλακες μάγματος που ρέουν στον φλοιό της γης και στην επιφάνεια.

Στην επιστήμη, συνηθίζεται να διακρίνουμε διάφορους τύπους φλοιού της γης

Ηπειρωτική ή ηπειρωτική εκτείνεται εντός των ορίων ηπείρων και ράφια, αποτελείται από βασάλτη, γρανίτη-γκέις και ιζηματογενή στρώματα. Η μετάβαση του στρώματος γρανίτη-geiss στο στρώμα βασάλτη ονομάζεται όριο Conrad.

Το Oceanic αποτελείται επίσης από τρία μέρη: βαρύ βασάλτη, ένα στρώμα βασαλτικής λάβας και πυκνό ιζηματογενή πετρώματακαι ένα στρώμα από χαλαρά ιζηματογενή πετρώματα.

Ο υποηπειρωτικός φλοιός είναι ένας μεταβατικός τύπος, που βρίσκεται στην περιφέρεια εσωτερικών αλλά και κάτω από νησιωτικά τόξα.

Ο υποωκεάνιος φλοιός είναι παρόμοιος σε δομή με τον ωκεάνιο φλοιό και είναι ιδιαίτερα καλά ανεπτυγμένος στα βαθειά τμήματα των θαλασσών και σε μεγάλα βάθη σε ωκεάνιες τάφρες.

Μέση Γεώσφαιρα

Ο μανδύας αποτελεί περίπου το 83% του συνολικού όγκου του πλανήτη, που περιβάλλει τον πυρήνα της γης από όλες τις πλευρές, με τη σειρά του, χωρίζεται σε δύο στρώματα: σκληρό (κρυσταλλικό) και μαλακό (μάγμα).

Βαθύ στρώμα του πλανήτη Γη

Είναι το λιγότερο μελετημένο. Υπάρχουν πολύ λίγες αξιόπιστες πληροφορίες για αυτό, μπορούμε μόνο να πούμε με απόλυτη βεβαιότητα ότι η διάμετρός του είναι περίπου 7 χιλιάδες χιλιόμετρα. Πιστεύεται ότι ο πυρήνας της γης περιέχει ένα κράμα νικελίου και σιδήρου. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι ο εξωτερικός πυρήνας του πλανήτη είναι παχύς και υγρός, ενώ ο εσωτερικός πυρήνας είναι πιο λεπτός και σκληρότερος σε συνοχή. Το λεγόμενο όριο Guttenberg χωρίζει τον πυρήνα της γης από τον μανδύα.

Η γη στα πρώτα στάδια σχηματισμού ήταν ένα κρύο κοσμικό σώμα, που περιέχει όλα τα γνωστά στη φύση χημικά στοιχεία. Η ατμόσφαιρα και η υδρόσφαιρα δεν υπήρχαν τότε, η επιφάνεια του πλανήτη ήταν εντελώς άψυχη. Σταδιακά όμως λόγω βαρυτικές δυνάμεις, οι ενέργειες της αποσύνθεσης των ραδιενεργών στοιχείων και της σεληνιακής παλίρροιας άρχισαν να θερμαίνουν το εσωτερικό της Γης. Όταν η θερμοκρασία του εσωτερικού έφτασε στο επίπεδο τήξης των οξειδίων του σιδήρου και άλλων ενώσεων, ξεκίνησαν ενεργές διαδικασίες σχηματισμού του πυρήνα και των κύριων κελυφών του πλανήτη.

Η γενική διαδικασία σχηματισμού των οστράκων της Γης, σύμφωνα με την υπόθεση του Ακαδημαϊκού A.P. Vinogradov, προκλήθηκε από την τήξη ζώνης στον μανδύα που βρίσκεται γύρω από τον πυρήνα. Ταυτόχρονα, πυρίμαχα και βαριά στοιχείαβυθίστηκε, σχηματίζοντας και αυξάνοντας τον πυρήνα, και εύτηκτα και ελαφρά στοιχεία αναδύθηκαν, σχηματίζοντας τον φλοιό και τη λιθόσφαιρα της γης.

Έτσι, η Γη, όπως και άλλοι πλανήτες, έχει δομή κελύφους. Κατέστη δυνατό να εδραιωθεί η εσωτερική δομή της Γης με τη μέθοδο της σεισμικής έρευνας (από την ελληνική δόνηση, δόνηση). Όταν τα σεισμικά κύματα (διαμήκη και εγκάρσια) διέρχονται από το σώμα της Γης, οι ταχύτητες τους σε ορισμένα βαθιά επίπεδα αλλάζουν αισθητά (και απότομα), γεγονός που υποδηλώνει αλλαγή στις ιδιότητες του μέσου που περνούν από τα κύματα. Σύγχρονες ιδέες για την κατανομή της πυκνότητας και της πίεσης μέσα στη Γη δίνονται στον πίνακα.

Πίνακας 3.1

Αλλαγές στην πυκνότητα και την πίεση με το βάθος μέσα στη Γη

Βάθος, χλμ	Πυκνότητα, g/cm 3	Πίεση, εκατομμύρια atm

Ο πίνακας δείχνει ότι στο κέντρο της Γης η πυκνότητα φτάνει τα 17,2 g/cm 3 και ότι αλλάζει με ένα ιδιαίτερα απότομο άλμα (από 5,7 σε 9,4) σε βάθος 2900 km, και στη συνέχεια σε βάθος 5 χιλιάδων km. Το πρώτο άλμα καθιστά δυνατή την απομόνωση ενός πυκνού πυρήνα και το δεύτερο - την υποδιαίρεση αυτού του πυρήνα σε εξωτερικά (2900-5000 km) και εσωτερικά (από 5 χιλιάδες χιλιόμετρα στο κέντρο) μέρη.

Πίνακας 3.2

Εξάρτηση της ταχύτητας των διαμήκων και εγκάρσιων κυμάτων από το βάθος

Βάθος, χλμ	Ταχύτητα διαμήκους κύματος, km/sec	Ταχύτητα διατμητικού κύματος, km/sec
60 (κορυφή)
2900 (πάνω)
2900 (κάτω)
5100 (πάνω)
5100 (κάτω)

Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 3.2, υπάρχουν ουσιαστικά δύο απότομες αλλαγές στις ταχύτητες: σε βάθος 60 km και σε βάθος 2900 km. Με άλλα λόγια, ο φλοιός της γης και ο εσωτερικός πυρήνας είναι σαφώς διαχωρισμένοι. Στον ενδιάμεσο ιμάντα μεταξύ τους, καθώς και στο εσωτερικό του πυρήνα, υπάρχει μόνο μια αλλαγή στον ρυθμό αύξησης των στροφών. Μπορεί επίσης να φανεί ότι η Γη βρίσκεται σε στερεή κατάσταση μέχρι το βάθος των 2900 km, επειδή Μέσα από αυτό το πάχος διέρχονται ελεύθερα εγκάρσια ελαστικά κύματα (διατμητικά κύματα), τα οποία είναι τα μόνα που μπορούν να προκύψουν και να διαδοθούν σε στερεό μέσο. Η διέλευση εγκάρσιων κυμάτων μέσω του πυρήνα δεν παρατηρήθηκε και αυτό έδωσε λόγο να θεωρηθεί υγρό. Ωστόσο, οι πιο πρόσφατοι υπολογισμοί δείχνουν ότι ο συντελεστής διάτμησης στον πυρήνα είναι μικρός, αλλά εξακολουθεί να μην είναι ίσος με το μηδέν (όπως είναι τυπικό για ένα υγρό) και, ως εκ τούτου, ο πυρήνας της Γης είναι πιο κοντά σε στερεά κατάσταση παρά σε υγρή κατάσταση. Φυσικά, σε σε αυτήν την περίπτωσηΟι έννοιες «στερεό» και «υγρό» δεν μπορούν να ταυτιστούν με παρόμοιες έννοιες που εφαρμόζονται καταστάσεις συνάθροισηςουσίες της επιφάνειας της γης: υψηλές θερμοκρασίες και τεράστιες πιέσεις επικρατούν στο εσωτερικό της Γης.

Έτσι, η εσωτερική δομή της Γης χωρίζεται σε φλοιό, μανδύα και πυρήνα.

φλοιός της γης– πρώτο κέλυφος στερεόςΓη, έχει πάχος 30-40 km. Κατά όγκο είναι 1,2% του όγκου της Γης, κατά μάζα - 0,4%, μέση πυκνότηταίσο με 2,7 g/cm3. Αποτελείται κυρίως από γρανίτες. τα ιζηματογενή πετρώματα έχουν δευτερεύουσα σημασία σε αυτό. Κέλυφος γρανίτη, το οποίο περιέχει τεράστιο ρόλοπαιχνίδι πυριτίου και αλουμινίου, που ονομάζεται "sialic" ("sial"). Ο φλοιός της γης χωρίζεται από τον μανδύα από ένα σεισμικό τμήμα που ονομάζεται Σύνορα Moho, που πήρε το όνομά του από τον Σέρβο γεωφυσικό A. Mohorovicic (1857-1936), ο οποίος ανακάλυψε αυτό το «σεισμικό τμήμα». Αυτό το όριο είναι καθαρό και παρατηρείται σε όλα τα σημεία της Γης σε βάθη από 5 έως 90 km. Η διαίρεση Moho δεν είναι απλώς ένα όριο μεταξύ βράχων διάφοροι τύποι, και αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο μετάβαση φάσηςανάμεσα σε εκλογίτες και γάβρους του μανδύα και βασάλτες του φλοιού της γης. Κατά τη μετάβαση από τον μανδύα στον φλοιό, η πίεση πέφτει τόσο πολύ που το γάββρο μετατρέπεται σε βασάλτες (πυρίτιο, αλουμίνιο + μαγνήσιο - «σίμα» - πυρίτιο + μαγνήσιο). Η μετάβαση συνοδεύεται από αύξηση του όγκου κατά 15% και, κατά συνέπεια, μείωση της πυκνότητας. Η επιφάνεια του Moho θεωρείται το κατώτερο όριο του φλοιού της γης. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της επιφάνειας είναι ότι είναι γενικό περίγραμμαΕίναι, σαν να λέγαμε, μια κατοπτρική εικόνα του ανάγλυφου της επιφάνειας της γης: κάτω από τους ωκεανούς είναι ψηλότερα, κάτω από τις ηπειρωτικές πεδιάδες είναι χαμηλότερα, κάτω από τα ψηλότερα βουνά κατεβαίνει χαμηλότερα (αυτές είναι οι λεγόμενες ρίζες του βουνά).

Υπάρχουν τέσσερις τύποι φλοιού της γης, αντιστοιχούν στις τέσσερις μεγαλύτερες μορφές της επιφάνειας της Γης. Ο πρώτος τύπος ονομάζεται ηπειρωτική χώρα,Το πάχος του είναι 30-40 km κάτω από νεαρά βουνά αυξάνεται στα 80 km. Αυτός ο τύπος γήινου φλοιού αντιστοιχεί ανάγλυφα σε ηπειρωτικές προεξοχές (συμπεριλαμβάνεται το υποβρύχιο περιθώριο της ηπείρου). Η πιο κοινή διαίρεση είναι σε τρία στρώματα: ιζηματογενές, γρανίτης και βασάλτης. Ιζηματογενές στρώμα, πάχους έως 15-20 χλμ., σύνθετο πολυεπίπεδα ιζήματα(κυριαρχούν οι άργιλοι και οι σχιστόλιθοι, εκπροσωπούνται ευρέως αμμώδη, ανθρακικά και ηφαιστειακά πετρώματα). στρώμα γρανίτη(πάχος 10-15 km) αποτελείται από μεταμορφωμένα και πυριγενή όξινα πετρώματα με περιεκτικότητα σε πυρίτιο πάνω από 65%, παρόμοια σε ιδιότητες με το γρανίτη. τα πιο συνηθισμένα είναι οι γνεύσιοι, οι γρανοδιορίτες και οι διορίτες, οι γρανίτες, οι κρυσταλλικοί σχιστόλιθοι). Το κατώτερο στρώμα, το πιο πυκνό, πάχους 15-35 km, ονομάζεται βασάλτηςγια την ομοιότητά του με βασάλτες. Η μέση πυκνότητα του ηπειρωτικού φλοιού είναι 2,7 g/cm3. Ανάμεσα στα στρώματα γρανίτη και βασάλτη βρίσκεται το όριο Conrad, που πήρε το όνομά του από τον Αυστριακό γεωφυσικό που το ανακάλυψε. Τα ονόματα των στρωμάτων - γρανίτης και βασάλτης - είναι αυθαίρετα και δίνονται ανάλογα με την ταχύτητα διέλευσης των σεισμικών κυμάτων. Σύγχρονη ονομασίατα στρώματα είναι κάπως διαφορετικά (E.V. Khain, M.G. Lomize): το δεύτερο στρώμα ονομάζεται γρανίτη-μεταμορφικό, επειδή Δεν υπάρχουν σχεδόν γρανίτες σε αυτό και αποτελείται από γνεύσιους και κρυσταλλικούς σχιστόλιθους. Το τρίτο στρώμα είναι κοκκώδης-βασίτης και σχηματίζεται από εξαιρετικά μεταμορφωμένα πετρώματα.

Δεύτερος τύπος γήινου φλοιού – μεταβατικό, ή γεωσύγκλινο –αντιστοιχεί σε μεταβατικές ζώνες (γεωσύγκλινα). Οι μεταβατικές ζώνες βρίσκονται έξω από τις ανατολικές ακτές της ευρασιατικής ηπείρου, έξω από τις ανατολικές και δυτικές ακτές της Βόρειας και νότια Αμερική. Έχουν την εξής κλασική δομή: λεκάνη περιθωριακή θάλασσα, νησιωτικά τόξα και τάφρο βαθέων υδάτων. Κάτω από τις λεκάνες των θαλασσών και των βαθέων υδάτων δεν υπάρχει στρώμα γρανίτη, ο φλοιός της γης αποτελείται από ένα ιζηματογενές στρώμα αυξημένου πάχους και βασάλτη. Το στρώμα γρανίτη εμφανίζεται μόνο σε νησιωτικά τόξα. Το μέσο πάχος του γεωσύγκλινου τύπου του φλοιού της γης είναι 15-30 km.

Τρίτος τύπος - ωκεάνιοςο φλοιός της γης αντιστοιχεί στον πυθμένα του ωκεανού, το πάχος του φλοιού είναι 5-10 km. Έχει δομή δύο στρωμάτων: το πρώτο στρώμα είναι ιζηματογενές, που σχηματίζεται από αργιλοπυριτικά-ανθρακικά πετρώματα. το δεύτερο στρώμα αποτελείται από ολοκρυσταλλικά πυριγενή πετρώματα βασικής σύστασης (γάββρο). Μεταξύ του ιζηματογενούς και του βασαλτικού στρώματος υπάρχει ένα ενδιάμεσο στρώμα που αποτελείται από βασαλτικές λάβες με ενδιάμεσα στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων. Ως εκ τούτου, μερικές φορές μιλούν για τη δομή τριών στρωμάτων του ωκεάνιου φλοιού.

Τέταρτος τύπος - ριφτογόνοςο φλοιός της γης, είναι χαρακτηριστικό των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών, το πάχος του είναι 1,5-2 km. Στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, οι βράχοι του μανδύα πλησιάζουν στην επιφάνεια. Το πάχος του ιζηματογενούς στρώματος είναι 1-2 km, το στρώμα βασάλτη στις κοιλάδες του ρήγματος τσιμπά.

Υπάρχουν οι έννοιες «φλοιός της γης» και «λιθόσφαιρα». Η λιθόσφαιρα είναι το βραχώδες κέλυφος της Γης, που σχηματίζεται από τον φλοιό της γης και μέρος του ανώτερου μανδύα. Το πάχος του είναι 150-200 km, περιορισμένο από την ασθενόσφαιρα. Μόνο το πάνω μέρος της λιθόσφαιρας ονομάζεται γήινος φλοιός.

Μανδύαςκατ' όγκο είναι το 83% του όγκου της Γης και το 68% της μάζας της. Η πυκνότητα της ουσίας αυξάνεται στα 5,7 g/cm3. Στο όριο με τον πυρήνα, η θερμοκρασία αυξάνεται στους 3800 0 C, η πίεση - σε 1,4 x 10 11 Pa. Ο άνω μανδύας διακρίνεται σε βάθος 900 km και ο κάτω μανδύας σε βάθος 2900 km. Στον ανώτερο μανδύα σε βάθος 150-200 km υπάρχει ένα ασθενοσφαιρικό στρώμα. Ασθενόσφαιρα(Ελληνικά asthenes - αδύναμος) - ένα στρώμα μειωμένης σκληρότητας και αντοχής στον άνω μανδύα της Γης. Η ασθενόσφαιρα είναι η κύρια πηγή μάγματος, όπου βρίσκονται τα ηφαιστειακά κέντρα τροφοδοσίας και κινούνται οι λιθοσφαιρικές πλάκες.

Πυρήναςκαταλαμβάνει το 16% του όγκου και το 31% της μάζας του πλανήτη. Η θερμοκρασία σε αυτό φτάνει τους 5000 0 C, η πίεση - 37 x 10 11 Pa, η πυκνότητα - 16 g/cm 3. Ο πυρήνας χωρίζεται σε εξωτερικό (μέχρι βάθος 5100 km) και εσωτερικό. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι λιωμένος και αποτελείται από σίδηρο ή επιμεταλλωμένα πυριτικά, ο εσωτερικός πυρήνας είναι συμπαγής, σιδήρου-νικελίου.

Η μάζα ενός ουράνιου σώματος εξαρτάται από την πυκνότητα της ύλης, καθορίζει το μέγεθος της Γης και τη δύναμη της βαρύτητας. Ο πλανήτης μας έχει επαρκές μέγεθος και βαρύτητα, διατηρεί την υδρόσφαιρα και την ατμόσφαιρα. Η μετάλλωση της ύλης συμβαίνει στον πυρήνα της Γης, προκαλώντας το σχηματισμό ηλεκτρικών ρευμάτων και της μαγνητόσφαιρας.

Δομή κελύφους της Γης. Φυσική κατάσταση (πυκνότητα, πίεση, θερμοκρασία), χημική σύσταση, κίνηση σεισμικών κυμάτων στο εσωτερικό της Γης. Επίγειος μαγνητισμός. Πηγές εσωτερική ενέργειαπλανήτες. Εποχή της Γης. Γεωχρονολογία.

Η Γη, όπως και άλλοι πλανήτες, έχει δομή κελύφους. Όταν τα σεισμικά κύματα (διαμήκη και εγκάρσια) διέρχονται από το σώμα της Γης, οι ταχύτητες τους σε ορισμένα βαθιά επίπεδα αλλάζουν αισθητά (και απότομα), γεγονός που υποδηλώνει αλλαγή στις ιδιότητες του μέσου που περνούν από τα κύματα. Σύγχρονες παραστάσειςΗ κατανομή της πυκνότητας και της πίεσης μέσα στη Γη δίνεται στον πίνακα.

Αλλαγές στην πυκνότητα και την πίεση με το βάθος μέσα στη Γη

(S.V. Kalesnik, 1955)

Βάθος, χλμ	Πυκνότητα, g/cm 3	Πίεση, εκατομμύρια atm

Ο πίνακας δείχνει ότι στο κέντρο της Γης η πυκνότητα φτάνει τα 17,2 g/cm 3 και ότι αλλάζει με ένα ιδιαίτερα απότομο άλμα (από 5,7 σε 9,4) σε βάθος 2900 km, και στη συνέχεια σε βάθος 5 χιλιάδων km. Το πρώτο άλμα καθιστά δυνατή την απομόνωση ενός πυκνού πυρήνα και το δεύτερο - την υποδιαίρεση αυτού του πυρήνα σε εξωτερικά (2900-5000 km) και εσωτερικά (από 5 χιλιάδες χιλιόμετρα στο κέντρο) μέρη.

Εξάρτηση της ταχύτητας των διαμήκων και εγκάρσιων κυμάτων από το βάθος

Βάθος, χλμ	Ταχύτητα διαμήκους κύματος, km/sec	Ταχύτητα διατμητικού κύματος, km/sec
60 (κορυφή)
60 (κάτω)
2900 (πάνω)
2900 (κάτω)
5100 (πάνω)
5100 (κάτω)

Έτσι, υπάρχουν ουσιαστικά δύο απότομες αλλαγές στις ταχύτητες: σε βάθος 60 km και σε βάθος 2900 km. Με άλλα λόγια, ο φλοιός της γης και ο εσωτερικός πυρήνας είναι σαφώς διαχωρισμένοι. Στον ενδιάμεσο ιμάντα μεταξύ τους, καθώς και στο εσωτερικό του πυρήνα, υπάρχει μόνο μια αλλαγή στον ρυθμό αύξησης των στροφών. Μπορεί επίσης να φανεί ότι η Γη βρίσκεται σε στερεή κατάσταση μέχρι το βάθος των 2900 km, επειδή Μέσα από αυτό το πάχος διέρχονται ελεύθερα εγκάρσια ελαστικά κύματα (διατμητικά κύματα), τα οποία είναι τα μόνα που μπορούν να προκύψουν και να διαδοθούν σε στερεό μέσο. Η διέλευση των εγκάρσιων κυμάτων μέσω του πυρήνα δεν παρατηρήθηκε και αυτό έδωσε λόγο να θεωρηθεί υγρό. Ωστόσο, οι πιο πρόσφατοι υπολογισμοί δείχνουν ότι ο συντελεστής διάτμησης στον πυρήνα είναι μικρός, αλλά εξακολουθεί να μην είναι ίσος με το μηδέν (όπως είναι τυπικό για ένα υγρό) και, ως εκ τούτου, ο πυρήνας της Γης είναι πιο κοντά σε στερεά κατάσταση παρά σε υγρή κατάσταση. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση, οι έννοιες «στερεό» και «υγρό» δεν μπορούν να ταυτιστούν με παρόμοιες έννοιες που εφαρμόζονται στις αθροιστικές καταστάσεις της ύλης στην επιφάνεια του εδάφους: υψηλές θερμοκρασίες και τεράστιες πιέσεις επικρατούν στο εσωτερικό της Γης.

Έτσι, η εσωτερική δομή της Γης χωρίζεται σε φλοιό, μανδύα και πυρήνα.

φλοιός της γης - το πρώτο κέλυφος του στερεού σώματος της Γης, έχει πάχος 30-40 km. Κατά όγκο είναι 1,2% του όγκου της Γης, κατά μάζα - 0,4%, η μέση πυκνότητα είναι 2,7 g / cm 3. Αποτελείται κυρίως από γρανίτες. τα ιζηματογενή πετρώματα έχουν δευτερεύουσα σημασία σε αυτό. Το κέλυφος από γρανίτη, στο οποίο το πυρίτιο και το αλουμίνιο παίζουν τεράστιο ρόλο, ονομάζεται "sialic" ("sial"). Ο φλοιός της γης χωρίζεται από τον μανδύα από ένα σεισμικό τμήμα που ονομάζεται Σύνορα Moho, από το όνομα του Σέρβου γεωφυσικού A. Mohorovicic (1857-1936), ο οποίος ανακάλυψε αυτό το «σεισμικό τμήμα». Αυτό το όριο είναι καθαρό και παρατηρείται σε όλα τα σημεία της Γης σε βάθη από 5 έως 90 km. Το τμήμα Moho δεν είναι απλώς ένα όριο μεταξύ πετρωμάτων διαφορετικών τύπων, αλλά αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο μετάβασης φάσης μεταξύ εκλογιτών και γάββρων του μανδύα και βασάλτων του φλοιού της γης. Κατά τη μετάβαση από τον μανδύα στον φλοιό, η πίεση πέφτει τόσο πολύ που το γάββρο μετατρέπεται σε βασάλτες (πυρίτιο, αλουμίνιο + μαγνήσιο - «σίμα» - πυρίτιο + μαγνήσιο). Η μετάβαση συνοδεύεται από αύξηση του όγκου κατά 15% και, κατά συνέπεια, μείωση της πυκνότητας. Η επιφάνεια του Moho θεωρείται το κατώτερο όριο του φλοιού της γης. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της επιφάνειας είναι ότι σε γενικές γραμμές είναι σαν μια κατοπτρική εικόνα της τοπογραφίας της επιφάνειας της γης: κάτω από τους ωκεανούς είναι ψηλότερα, κάτω από τις ηπειρωτικές πεδιάδες είναι χαμηλότερα, κάτω από τα ψηλότερα βουνά βυθίζεται χαμηλότερα (αυτά είναι οι λεγόμενες ρίζες των βουνών).

Υπάρχουν τέσσερις τύποι φλοιού της γης, αντιστοιχούν στις τέσσερις μεγαλύτερες μορφές της επιφάνειας της Γης. Ο πρώτος τύπος ονομάζεται ηπειρωτική χώρα,Το πάχος του είναι 30-40 km κάτω από νεαρά βουνά αυξάνεται στα 80 km. Αυτός ο τύπος γήινου φλοιού αντιστοιχεί ανάγλυφα σε ηπειρωτικές προεξοχές (συμπεριλαμβάνεται το υποβρύχιο περιθώριο της ηπείρου). Η πιο κοινή διαίρεση είναι σε τρία στρώματα: ιζηματογενές, γρανίτης και βασάλτης. Ιζηματογενές στρώμα, πάχους έως 15-20 χλμ., σύνθετο πολυεπίπεδα ιζήματα(κυριαρχούν οι άργιλοι και οι σχιστόλιθοι, εκπροσωπούνται ευρέως αμμώδη, ανθρακικά και ηφαιστειακά πετρώματα). στρώμα γρανίτη(πάχος 10-15 km) αποτελείται από μεταμορφωμένα και πυριγενή όξινα πετρώματα με περιεκτικότητα σε πυρίτιο πάνω από 65%, παρόμοια σε ιδιότητες με το γρανίτη. οι πιο συνηθισμένοι είναι οι γνεύσιοι, οι γρανοδιορίτες και οι διορίτες, οι γρανίτες, οι κρυσταλλικοί σχιστόλιθοι). Το κατώτερο στρώμα, το πιο πυκνό, πάχους 15-35 km, ονομάζεται βασάλτηςγια την ομοιότητά του με βασάλτες. Η μέση πυκνότητα του ηπειρωτικού φλοιού είναι 2,7 g/cm3. Ανάμεσα στα στρώματα γρανίτη και βασάλτη βρίσκεται το όριο Conrad, που πήρε το όνομά του από τον Αυστριακό γεωφυσικό που το ανακάλυψε. Τα ονόματα των στρωμάτων - γρανίτης και βασάλτης - είναι αυθαίρετα και δίνονται ανάλογα με την ταχύτητα διέλευσης των σεισμικών κυμάτων. Το σύγχρονο όνομα των στρωμάτων είναι κάπως διαφορετικό (E.V. Khain, M.G. Lomize): το δεύτερο στρώμα ονομάζεται γρανίτης-μεταμορφικό, επειδή Δεν υπάρχουν σχεδόν γρανίτες σε αυτό και αποτελείται από γνεύσιους και κρυσταλλικούς σχιστόλιθους. Το τρίτο στρώμα είναι κοκκώδης-βασίτης και σχηματίζεται από εξαιρετικά μεταμορφωμένα πετρώματα.

Δεύτερος τύπος γήινου φλοιού – μεταβατικό, ή γεωσύγκλινο –αντιστοιχεί σε μεταβατικές ζώνες (γεωσύγκλινα). Οι μεταβατικές ζώνες βρίσκονται στα ανοικτά των ανατολικών ακτών της ευρασιατικής ηπείρου, στα ανατολικά και δυτικές ακτέςΒόρεια και Νότια Αμερική. Έχουν την ακόλουθη κλασική δομή: οριακή θαλάσσια λεκάνη, νησιωτικά τόξα και τάφρο βαθέων υδάτων. Κάτω από τις λεκάνες των θαλασσών και των βαθέων υδάτων δεν υπάρχει στρώμα γρανίτη, ο φλοιός της γης αποτελείται από ένα ιζηματογενές στρώμα αυξημένου πάχους και βασάλτη. Το στρώμα γρανίτη εμφανίζεται μόνο σε νησιωτικά τόξα. Το μέσο πάχος του γεωσύγκλινου τύπου του φλοιού της γης είναι 15-30 km.

Τρίτος τύπος - ωκεάνιοςο φλοιός της γης αντιστοιχεί στον πυθμένα του ωκεανού, το πάχος του φλοιού είναι 5-10 km. Έχει δομή δύο στρωμάτων: το πρώτο στρώμα είναι ιζηματογενές, που σχηματίζεται από αργιλοπυριτικά-ανθρακικά πετρώματα. το δεύτερο στρώμα αποτελείται από ολοκρυσταλλικά πυριγενή πετρώματα βασικής σύστασης (γάββρο). Μεταξύ του ιζηματογενούς και του βασαλτικού στρώματος υπάρχει ένα ενδιάμεσο στρώμα που αποτελείται από βασαλτικές λάβες με ενδιάμεσα στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων. Ως εκ τούτου, μερικές φορές μιλούν για τη δομή τριών στρωμάτων του ωκεάνιου φλοιού.

Τέταρτος τύπος - ριφτογόνοςο φλοιός της γης, είναι χαρακτηριστικό των μεσοωκεάνιων κορυφογραμμών, το πάχος του είναι 1,5-2 km. Στις μεσοωκεάνιες κορυφογραμμές, οι βράχοι του μανδύα πλησιάζουν στην επιφάνεια. Το πάχος του ιζηματογενούς στρώματος είναι 1-2 km, το στρώμα βασάλτη στις κοιλάδες του ρήγματος τσιμπά.

Υπάρχουν οι έννοιες «φλοιός της γης» και «λιθόσφαιρα». Λιθόσφαιρα– το βραχώδες κέλυφος της Γης, που σχηματίζεται από τον φλοιό της γης και μέρος του άνω μανδύα. Το πάχος του είναι 150-200 km, περιορισμένο από την ασθενόσφαιρα. Μόνο το πάνω μέρος της λιθόσφαιρας ονομάζεται γήινος φλοιός.

Μανδύας κατ' όγκο είναι το 83% του όγκου της Γης και το 68% της μάζας της. Η πυκνότητα της ουσίας αυξάνεται στα 5,7 g/cm3. Στο όριο με τον πυρήνα, η θερμοκρασία αυξάνεται στους 3800 0 C, η πίεση - σε 1,4 x 10 11 Pa. Ο άνω μανδύας διακρίνεται σε βάθος 900 km και ο κάτω μανδύας σε βάθος 2900 km. Στον ανώτερο μανδύα σε βάθος 150-200 km υπάρχει ένα ασθενοσφαιρικό στρώμα. Ασθενόσφαιρα(Ελληνικά asthenes - αδύναμος) - ένα στρώμα μειωμένης σκληρότητας και αντοχής στον άνω μανδύα της Γης. Η ασθενόσφαιρα είναι η κύρια πηγή μάγματος, όπου βρίσκονται τα ηφαιστειακά κέντρα τροφοδοσίας και κινούνται οι λιθοσφαιρικές πλάκες.

Πυρήνας καταλαμβάνει το 16% του όγκου και το 31% της μάζας του πλανήτη. Η θερμοκρασία σε αυτό φτάνει τους 5000 0 C, η πίεση - 37 x 10 11 Pa, η πυκνότητα - 16 g/cm 3. Ο πυρήνας χωρίζεται σε έναν εξωτερικό, μέχρι βάθος 5100 km, και έναν εσωτερικό. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι λιωμένος και αποτελείται από σίδηρο ή επιμεταλλωμένα πυριτικά, ο εσωτερικός πυρήνας είναι συμπαγής, σιδήρου-νικελίου.

Η μάζα ενός ουράνιου σώματος εξαρτάται από την πυκνότητα της ύλης, καθορίζει το μέγεθος της Γης και τη δύναμη της βαρύτητας. Ο πλανήτης μας έχει επαρκές μέγεθος και βαρύτητα, διατηρεί την υδρόσφαιρα και την ατμόσφαιρα. Η μετάλλωση της ύλης συμβαίνει στον πυρήνα της Γης, προκαλώντας το σχηματισμό ηλεκτρικών ρευμάτων και της μαγνητόσφαιρας.

Υπάρχουν διάφορα πεδία γύρω από τη Γη, η πιο σημαντική επίδραση στο GO είναι η βαρυτική και μαγνητική.

Πεδίο βαρύτητας στη Γη είναι το πεδίο βαρύτητας. Η βαρύτητα είναι η προκύπτουσα δύναμη μεταξύ της δύναμης έλξης και της φυγόκεντρης δύναμης που εμφανίζεται όταν η Γη περιστρέφεται. Η φυγόκεντρος δύναμη φτάνει στο μέγιστο στον ισημερινό, αλλά και εδώ είναι μικρή και ανέρχεται στο 1/288 της δύναμης της βαρύτητας. Η δύναμη της βαρύτητας στη γη εξαρτάται κυρίως από τη δύναμη έλξης, η οποία επηρεάζεται από την κατανομή των μαζών μέσα στη Γη και στην επιφάνεια. Η δύναμη της βαρύτητας δρα παντού στη γη και κατευθύνεται προς την επιφάνεια του γεωειδούς. Η ισχύς του βαρυτικού πεδίου μειώνεται ομοιόμορφα από τους πόλους στον ισημερινό (στον ισημερινό η φυγόκεντρος δύναμη είναι μεγαλύτερη), από την επιφάνεια προς τα πάνω (σε υψόμετρο 36.000 km είναι μηδέν) και από την επιφάνεια προς τα κάτω (στο κέντρο του η Γη η δύναμη βαρύτητας είναι μηδέν).

Κανονικό βαρυτικό πεδίοΤο σχήμα της Γης είναι αυτό που θα είχε η Γη αν είχε το σχήμα ενός ελλειψοειδούς με ομοιόμορφη κατανομή μαζών. Η πραγματική ένταση του πεδίου σε ένα συγκεκριμένο σημείο διαφέρει από την κανονική και εμφανίζεται μια ανωμαλία του βαρυτικού πεδίου. Οι ανωμαλίες μπορεί να είναι θετικές και αρνητικές: οι οροσειρές δημιουργούν πρόσθετη μάζα και θα πρέπει να προκαλούν θετικές ανωμαλίες, ωκεάνια ορύγματα, αντίθετα, αρνητικές. Αλλά στην πραγματικότητα, ο φλοιός της γης βρίσκεται σε ισοστατική ισορροπία.

Ισόσταση (από το ελληνικό ισοστάσιος - ίσος σε βάρος) - εξισορρόπηση του στερεού, σχετικά ελαφρού φλοιού της γης με βαρύτερο άνω μανδύα. Η θεωρία της ισορροπίας προτάθηκε το 1855 από τον Άγγλο επιστήμονα G.B. Ευάερος. Χάρη στην ισοστασία, μια περίσσεια μάζας πάνω από το θεωρητικό επίπεδο ισορροπίας αντιστοιχεί σε έλλειψη κάτω. Αυτό εκφράζεται στο γεγονός ότι σε ένα ορισμένο βάθος (100-150 km) στο στρώμα της ασθενόσφαιρας, η ύλη ρέει σε εκείνα τα μέρη όπου υπάρχει έλλειψη μάζας στην επιφάνεια. Μόνο κάτω από νεαρά βουνά, όπου η αποζημίωση δεν έχει ακόμη συμβεί πλήρως, παρατηρούνται ασθενείς θετικές ανωμαλίες. Ωστόσο, η ισορροπία διαταράσσεται συνεχώς: ιζήματα εναποτίθενται στους ωκεανούς και ο πυθμένας του ωκεανού λυγίζει κάτω από το βάρος του. Από την άλλη, τα βουνά καταστρέφονται, το ύψος τους μειώνεται, που σημαίνει ότι μειώνεται η μάζα τους.

Η βαρύτητα δημιουργεί το σχήμα της Γης, είναι μια από τις κορυφαίες ενδογενείς δυνάμεις. Χάρη σε αυτό, πέφτουν ατμοσφαιρικές βροχοπτώσεις, ρέουν ποτάμια, σχηματίζονται ορίζοντες υπόγειων υδάτων και παρατηρούνται διεργασίες κλίσης. Η βαρύτητα εξηγεί το μέγιστο ύψος των βουνών. Πιστεύεται ότι στη Γη μας δεν μπορούν να υπάρχουν βουνά υψηλότερα από 9 km. Η βαρύτητα συγκρατεί τα κελύφη αερίου και νερού του πλανήτη μαζί. Μόνο τα ελαφρύτερα μόρια - υδρογόνο και ήλιο - φεύγουν από την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Πίεση μάζας της ύλης, που πραγματοποιείται κατά τη διαδικασία της βαρυτικής διαφοροποίησης στον κάτω μανδύα, μαζί με ραδιενεργή διάσπασηπαράγει θερμική ενέργεια - μια πηγή εσωτερικών (ενδογενών) διεργασιών που ανοικοδομούν τη λιθόσφαιρα.

Το θερμικό καθεστώς του επιφανειακού στρώματος του φλοιού της γης (κατά μέσο όρο έως 30 m) έχει μια θερμοκρασία που καθορίζεται από ηλιακή θερμότητα. Αυτό ηλιομετρικό στρώμααντιμετωπίζουν εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Παρακάτω είναι ένας ακόμη πιο λεπτός ορίζοντας σταθερής θερμοκρασίας (περίπου 20 m), που αντιστοιχεί στη μέση ετήσια θερμοκρασία του τόπου παρατήρησης. Κάτω από το μόνιμο στρώμα, η θερμοκρασία αυξάνεται με το βάθος - γεωθερμικό στρώμα. Για να ποσοτικοποιηθεί το μέγεθος αυτής της αύξησης, δύο έννοιες που συνδέονται αμοιβαία. Η αλλαγή της θερμοκρασίας όταν πηγαίνουμε 100 μέτρα βαθιά στο έδαφος ονομάζεται γεωθερμική κλίση(κυμαίνεται από 0,1 έως 0,01 0 S/m και εξαρτάται από τη σύσταση των πετρωμάτων, τις συνθήκες εμφάνισής τους) και η απόσταση βάθους στην οποία είναι απαραίτητο να πάμε βαθύτερα για να επιτύχουμε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1 0 ονομάζεται γεωθερμικό στάδιο(κυμαίνεται από 10 έως 100 m/0 C).

Επίγειος μαγνητισμός - μια ιδιότητα της Γης που καθορίζει την ύπαρξη ενός μαγνητικού πεδίου γύρω της που προκαλείται από διεργασίες που συμβαίνουν στο όριο πυρήνα-μανδύα. Για πρώτη φορά, η ανθρωπότητα έμαθε ότι η Γη είναι μαγνήτης χάρη στα έργα του W. Gilbert.

Μαγνητόσφαιρα – μια περιοχή του διαστήματος κοντά στη Γη γεμάτη με φορτισμένα σωματίδια που κινούνται στο μαγνητικό πεδίο της Γης. Διαχωρίζεται από τον διαπλανητικό χώρο με τη μαγνητόπαυση. Αυτό είναι το εξωτερικό όριο της μαγνητόσφαιρας.

Στην καρδιά της εκπαίδευσης μαγνητικό πεδίουπάρχουν εσωτερικοί και εξωτερικοί λόγοι. Ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο σχηματίζεται λόγω των ηλεκτρικών ρευμάτων που προκύπτουν στον εξωτερικό πυρήνα του πλανήτη. Οι ηλιακές σωματικές ροές σχηματίζουν το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο της Γης. Οπτική αναπαράστασηΟι μαγνητικοί χάρτες παρέχουν πληροφορίες για την κατάσταση του μαγνητικού πεδίου της Γης. Οι μαγνητικοί χάρτες καταρτίζονται για μια πενταετία - τη μαγνητική εποχή.

Η Γη θα είχε ένα κανονικό μαγνητικό πεδίο αν ήταν μια ομοιόμορφα μαγνητισμένη σφαίρα. Σε μια πρώτη προσέγγιση, η Γη είναι ένα μαγνητικό δίπολο - είναι μια ράβδος της οποίας τα άκρα έχουν αντίθετους μαγνητικούς πόλους. Τα σημεία όπου ο μαγνητικός άξονας του διπόλου τέμνεται με την επιφάνεια της γης ονομάζονται γεωμαγνητικούς πόλους. Οι γεωμαγνητικοί πόλοι δεν συμπίπτουν με γεωγραφικούς και κινούνται αργά με ταχύτητα 7-8 km/έτος. Αποκλίσεις του πραγματικού μαγνητικού πεδίου από το κανονικό (θεωρητικά υπολογισμένο) ονομάζονται μαγνητικές ανωμαλίες. Μπορούν να είναι παγκόσμιες (Οβάλ της Ανατολικής Σιβηρίας), περιφερειακές (KMA) και τοπικές, που σχετίζονται με τη στενή εμφάνιση μαγνητικών πετρωμάτων στην επιφάνεια.

Το μαγνητικό πεδίο χαρακτηρίζεται από τρία μεγέθη: μαγνητική απόκλιση, μαγνητική κλίση και δύναμη. Μαγνητική απόκλιση- τη γωνία μεταξύ του γεωγραφικού μεσημβρινού και της κατεύθυνσης της μαγνητικής βελόνας. Η απόκλιση είναι ανατολική (+), εάν το βόρειο άκρο της βελόνας της πυξίδας αποκλίνει ανατολικά της γεωγραφικής, και δυτικό (-), όταν το βέλος αποκλίνει προς τα δυτικά. Μαγνητική κλίση- τη γωνία μεταξύ του οριζόντιου επιπέδου και της κατεύθυνσης της μαγνητικής βελόνας που αιωρείται στον οριζόντιο άξονα. Η κλίση είναι θετική όταν το βόρειο άκρο του βέλους δείχνει προς τα κάτω και αρνητική όταν το βόρειο άκρο δείχνει προς τα πάνω. Η μαγνητική κλίση κυμαίνεται από 0 έως 90 0 . Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου χαρακτηρίζεται από ένταση.Η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι χαμηλή στον ισημερινό 20-28 A/m, στον πόλο – 48-56 A/m.

Η μαγνητόσφαιρα έχει σχήμα σταγόνας. Στην πλευρά που βλέπει προς τον Ήλιο, η ακτίνα του είναι ίση με 10 ακτίνες της Γης, στη νυχτερινή πλευρά υπό την επίδραση του " ηλιακός άνεμος» αυξάνεται σε 100 ακτίνες. Το σχήμα οφείλεται στην επίδραση του ηλιακού ανέμου, ο οποίος, συναντώντας τη μαγνητόσφαιρα της Γης, ρέει γύρω του. Τα φορτισμένα σωματίδια, φτάνοντας στη μαγνητόσφαιρα, αρχίζουν να κινούνται κατά μήκος της μαγνητικής ηλεκτρικά καλώδιακαι μορφή ζώνες ακτινοβολίας.Η εσωτερική ζώνη ακτινοβολίας αποτελείται από πρωτόνια και έχει μέγιστη συγκέντρωση σε υψόμετρο 3500 km πάνω από τον ισημερινό. Ο εξωτερικός ιμάντας σχηματίζεται από ηλεκτρόνια και εκτείνεται έως και 10 ακτίνες. U μαγνητικούς πόλουςΤο ύψος των ζωνών ακτινοβολίας μειώνεται και εμφανίζονται εδώ περιοχές στις οποίες φορτισμένα σωματίδια εισβάλλουν στην ατμόσφαιρα, ιονίζοντας ατμοσφαιρικά αέρια και προκαλώντας σέλας.

Η γεωγραφική σημασία της μαγνητόσφαιρας είναι πολύ μεγάλη: προστατεύει τη Γη από την σωματική ηλιακή και κοσμική ακτινοβολία. Οι μαγνητικές ανωμαλίες συνδέονται με την αναζήτηση ορυκτών. Οι μαγνητικές γραμμές δύναμης βοηθούν τους τουρίστες και τα πλοία να πλοηγούνται στο διάστημα.

Εποχή της Γης. Γεωχρονολογία.

Η Γη προέκυψε ως ψυχρό σώμα από μια συσσώρευση στερεών σωματιδίων και σωμάτων όπως οι αστεροειδείς. Ανάμεσα στα σωματίδια ήταν και ραδιενεργά. Μόλις μπήκαν στη Γη, διαλύθηκαν εκεί, απελευθερώνοντας θερμότητα. Ενώ το μέγεθος της Γης ήταν μικρό, η θερμότητα διέφυγε εύκολα στο διαπλανητικό διάστημα. Αλλά με την αύξηση του όγκου της Γης, η παραγωγή ραδιενεργού θερμότητας άρχισε να ξεπερνά τη διαρροή της, συσσώρευσε και ζέστανε τα έγκατα του πλανήτη, με αποτέλεσμα να μαλακώσουν. Η πλαστική κατάσταση που άνοιξε πιθανότητες για τη βαρυτική διαφοροποίηση της ύλης– αιώρηση ελαφρότερων ορυκτών μαζών στην επιφάνεια και σταδιακή κάθοδος βαρύτερων προς το κέντρο. Η ένταση της διαφοροποίησης έσβησε με το βάθος, γιατί στην ίδια κατεύθυνση, λόγω αύξησης της πίεσης, το ιξώδες της ουσίας αυξήθηκε. ο πυρήνας της γηςδεν συνελήφθη με διαφοροποίηση και διατήρησε την αρχική του πυριτική σύνθεση. Όμως πύκνωσε απότομα λόγω της υψηλότερης πίεσης, ξεπερνώντας το ένα εκατομμύριο ατμόσφαιρες.

Η ηλικία της Γης προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τη ραδιενεργή μέθοδο, μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε πετρώματα που περιέχουν ραδιενεργά στοιχεία. Αν υποθέσουμε ότι όλο το αργό στη Γη είναι προϊόν αποσύνθεσης του καλίου-49, τότε η ηλικία της Γης θα είναι τουλάχιστον 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Υπολογισμοί από τον O.Yu. Ο Schmidt δίνει ένα ακόμη υψηλότερο ποσοστό - 7,6 δισεκατομμύρια χρόνια. ΣΕ ΚΑΙ. Για να υπολογίσει την ηλικία της Γης, ο Baranov πήρε την αναλογία μεταξύ των σύγχρονων ποσοτήτων ουρανίου-238 και ακτινοουρανίου (ουρανίου-235) σε πετρώματα και ορυκτά και έλαβε την ηλικία του ουρανίου (της ουσίας από την οποία προέκυψε αργότερα ο πλανήτης) 5- 7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Έτσι, η ηλικία της Γης προσδιορίζεται στο εύρος των 4-6 δισεκατομμυρίων ετών. Η ιστορία της ανάπτυξης της επιφάνειας της γης μέχρι στιγμής μπόρεσε να ανακατασκευαστεί άμεσα σε γενικούς όρους μόνο ξεκινώντας από εκείνες τις εποχές από τις οποίες έχουν διατηρηθεί τα παλαιότερα πετρώματα, δηλαδή για περίπου 3 - 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια (Kalesnik S.V.).

Η ιστορία της Γης συνήθως χωρίζεται σε δύο αιων: κρυπτοζωικός(κρυφό και ζωή: κανένα κατάλοιπο σκελετικής πανίδας) και Φανεροζωικό(σαφή και ζωή) . Η κρυπτόζη περιέχει δύο εποχές: Αρχαϊκή και Πρωτοζωική.Το Phanerozoic εκτείνεται στα τελευταία 570 εκατομμύρια χρόνια και περιλαμβάνει: Παλαιοζωική, Μεσοζωική και Καινοζωική εποχή,που με τη σειρά τους χωρίζονται σε έμμηνα.Συχνά ονομάζεται ολόκληρη η περίοδος πριν από το Φανεροζωικό Προκάμβριος(Cambrian - η πρώτη περίοδος της Παλαιοζωικής εποχής).

Περίοδοι της Παλαιοζωικής εποχής:

Περίοδοι της Μεσοζωικής εποχής:

Περίοδοι της Καινοζωικής εποχής:

Παλαιογένεια (εποχές – Παλαιόκαινο, Ηώκαινο, Ολιγόκαινο)

Νεογενές (εποχές – Μειόκαινο, Πλιόκαινο)

Τεταρτογενής (εποχές - Πλειστόκαινο και Ολόκαινο).

Συμπεράσματα:

1.Στη βάση όλων των εκδηλώσεων εσωτερική ζωήΗ γη είναι υπεύθυνη για τον μετασχηματισμό της θερμικής ενέργειας.

2. Στον φλοιό της γης, η θερμοκρασία αυξάνεται με την απόσταση από την επιφάνεια (γεωθερμική κλίση).

3. Η θερμότητα της Γης έχει την πηγή της από τη διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων.

4. Η πυκνότητα της ουσίας της Γης αυξάνεται με το βάθος από 2,7 στην επιφάνεια σε 17,2 στα κεντρικά μέρη. Η πίεση στο κέντρο της Γης φτάνει τα 3 εκατομμύρια atm. Η πυκνότητα αυξάνεται απότομα σε βάθη 60 και 2900 km. Εξ ου και το συμπέρασμα - η Γη αποτελείται από ομόκεντρα κοχύλια που αγκαλιάζουν το ένα το άλλο.

5. Ο φλοιός της γης αποτελείται κυρίως από πετρώματα όπως οι γρανίτες, τα οποία είναι υποστρωμένα από πετρώματα όπως οι βασάλτες. Η ηλικία της γης προσδιορίζεται στα 4-6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Δομή της Γης. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στα βάθη της Γης επηρεάζουν το σχηματισμό πετρωμάτων, τους σεισμούς και ηφαιστειακές εκρήξεις, να επιβραδύνουν τους κραδασμούς της επιφάνειας της γης και του βυθού και σε άλλα φαινόμενα που μεταμορφώνονται γεωγραφικό περίβλημα. Επομένως, μελετώντας φυσική γεωγραφία, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τη δομή της Γης και τη φύση των εσωτερικών της στρωμάτων.

Με μοντέρνα τεχνικά μέσαΔεν είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε και να μελετήσουμε άμεσα τα βαθιά στρώματα της Γης. Η βαθύτερη γεώτρηση στη Γη δεν φτάνει τα 8 χλμ.Υπάρχουν έργα γεώτρησης έως 10-15 χλμ.Τα βαθύτερα στρώματα μελετώνται με έμμεσες γεωφυσικές μεθόδους, βάσει των οποίων μπορούν να κατασκευαστούν μόνο λίγο πολύ πιθανές υποθέσεις. Οι γεωφυσικές μέθοδοι βασίζονται σε μελέτες ελαστικές δονήσειςκαι φυσικά πεδία της Γης.

Η πιο σημαντική είναι η σεισμική μέθοδος, η οποία, σύμφωνα με την ταχύτητα διάδοσης στη Γη ελαστικά κύματαπου προκαλείται από σεισμό ή τεχνητές εκρήξεις, δίνει τη δυνατότητα να κριθούν οι ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας που βρίσκεται σε ένα συγκεκριμένο βάθος και έμμεσα για άλλες ιδιότητες της ουσίας. Η σεισμική μέθοδος βασίζεται στα εξής.

Κύματα συμπίεσης - κύματα τάσης (διαμήκη) και κύματα διάτμησης (εγκάρσια) - προέρχονται από τη θέση του μηχανικού κραδασμού. Τα τελευταία δεν απαντώνται σε υγρά και αέρια. Περνούν σεισμικά κύματα γήινα βάθηκαι, συναντώντας στο δρόμο τους ένα μέσο με διαφορετικές φυσικές ιδιότητες, διαθλούν και αλλάζουν την ταχύτητα διάδοσης. Η κατεύθυνση και η ταχύτητα διάδοσης των σεισμικών κυμάτων καταγράφονται από όργανα – σεισμογράφους. Με βάση πολυάριθμες μετρήσεις, έχει διαπιστωθεί ότι η ταχύτητα διάδοσης των σεισμικών κυμάτων αλλάζει απότομα σε ορισμένα βάθη. Αυτό οφείλεται κυρίως στην απότομη αλλαγή στην πυκνότητα των στρωμάτων της Γης.

Από αυτό μπορούμε να βγάλουμε ένα σημαντικό συμπέρασμα ότι η Γη έχει μια ομόκεντρη δομή. Εγκατα ξαφνική αλλαγήονομάζονται ταχύτητες κυμάτων σεισμικές ζώνες διεπαφής πρώτης τάξης.Η πρώτη ζώνη διαχωρισμού, που ονομάζεται ζώνη Mohorovicic, βρίσκεται στη μέση

βάθος 33 χλμ,το δεύτερο - σε μέσο βάθος 2900 χλμ.Αυτές οι ζώνες χωρίζουν τη Γη σε τρία κύρια στρώματα: κρούστα, μανδύας και πυρήνας(Εικ. 6). Τα βάθη στα οποία οι ταχύτητες των σεισμικών κυμάτων μεταβάλλονται λιγότερο απότομα ονομάζονται σεισμικές ζώνες διεπαφής δεύτερης τάξης.Χωρίζουν τον μανδύα σε άνω και κάτω και τον πυρήνα σε εξωτερικό και εσωτερικό.

Ο φλοιός είναι το ανώτερο σκληρό πέτρωμα της Γης. Τα πετρώματα που αποτελούν τον φλοιό περιλαμβάνουν όλα τα χημικά στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Ωστόσο, τα περισσότερα στοιχεία περιέχονται σε αμελητέες ποσότητες. Τα κύρια στοιχεία του φλοιού είναι: O, Σι, ΕΝΑ1, από τα υπόλοιπα κυριαρχούν Fe, Ca, Να, Κ και Mg.

Τα σεισμικά κύματα και τα βαρυμετρικά δεδομένα υποδεικνύουν αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες των πετρωμάτων με βάθος και ετερογένεια στη δομή του φλοιού, η οποία αντανακλάται σε πλανητικό ανάγλυφοη επιφάνεια της γης. Με βάση τις φυσικές ιδιότητες, ο φλοιός χωρίζεται σε τρία στρώματα: ιζηματογενές, γρανίτη και βασάλτη.Με βάση το πάχος και τη δομή, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι φλοιού: ο ηπειρωτικός και ο ωκεάνιος. στην ενδιάμεση ζώνη μεταξύ τους ο φλοιός είναι μεταβατικού τύπου. Ηπειρωτικός φλοιόςέχει μέσο πάχος 35 χλμ.Κάτω από τις αρχαίες πεδιάδες το πάχος του είναι 30 χλμ,στις ορεινές χώρες το πάχος του κυμαίνεται από 40 έως 80 χλμανάλογα με την καταγωγή και την αρχαιότητα των βουνών. Το μέσο πάχος του ωκεάνιου φλοιού είναι 5 χλμ.

Ο ηπειρωτικός φλοιός αποτελείται από τρία στρώματα: ιζηματογενές με πάχος 0-15 χλμ,μέσο πάχος γρανίτη 10 χλμκαι βασάλτη με μέσο πάχος 20 χλμ. Ωκεάνιος φλοιόςαποτελείται από δύο στρώματα: πάχος ιζήματος μικρότερο από 1 χλμκαι βασάλτης με πάχος 4-5 χλμ(Εικ. 7). Το στρώμα γρανίτη αποτελείται κυρίως από γρανίτη και άλλα λεγόμενα όξινα πετρώματα, το βασαλτικό στρώμα - από βασάλτη και άλλα λεγόμενα βασικά πετρώματα (βλ. γεωμορφολογία). Πυκνότητα

η κρούστα αυξάνεται με το βάθος από 2,7 σε 3,5 g/cm3. Η θερμοκρασία στο ανώτερο στρώμα της Γης αυξάνεται με το βάθος κατά μέσο όρο 3° κάθε 100 m Ο φλοιός της Γης έλιωνε σταδιακά από το υλικό του μανδύα κατά τη διαδικασία μακροχρόνιας φυσικοχημικής και βαρυτικής διαφοροποίησης. Ταυτόχρονα, αναδύθηκαν στρώματα γρανίτη και βασάλτη του φλοιού της γης, ενώ το ιζηματογενές στρώμα προέκυψε αργότερα ως αποτέλεσμα της καταστροφής τους. Η ηλικία του φλοιού της γης στα διάφορα μέρη του δεν είναι η ίδια.

Στη ζωή του φλοιού της γης, υπάρχει συνεχής σχηματισμός και ανάπτυξη μεγάλων βαθουλωμάτων και ανυψώσεων. Στις κινητές λεγόμενες γεωσύγκλινες ζώνες, οι γούρνες και οι ανυψώσεις έχουν επίμηκες σχήμα της τάξης των 50-100 km και η ταχύτητα κάθετης κίνησης είναι περίπου 1 cm ετησίως. Το πλάτος των κάθετων κινήσεων μετριέται σε αυτές τις περιπτώσεις με πολλά χιλιόμετρα. Τέτοιες ανυψώσεις και κοιλότητες οδηγούν σε μια αντίθετη διαίρεση του φλοιού της γης σε μεγάλες μορφέςανακούφιση (βουνά και βαθουλώματα). Σε σταθερές περιοχές, τις λεγόμενες πλατφόρμες, οι ανυψώσεις και οι γούρνες έχουν στρογγυλεμένα ή ακανόνιστα περιγράμματα, η διάμετρός τους μετριέται σε εκατοντάδες χιλιόμετρα και η ταχύτητα των κάθετων κινήσεων μετριέται σε κλάσματα του χιλιοστού ανά έτος. Πρόκειται για περιοχές με χαμηλές ανάγλυφες αντιθέσεις. Ο λόγος για τις περιγραφόμενες κάθετες κινήσεις βρίσκεται στον μανδύα της Γης.

Μερικές μικρές ανασηκώσεις και καθιζήσεις του φλοιού της γης, καλύπτοντας μικρές περιοχές, μετρήθηκε αρκετά χιλιόμετρα, και οι ίδιες τοπικές παραμορφώσεις των πετρωμάτων με τη μορφή μικρών πτυχώσεων ή ρηχών σπασίμων προκαλούνται από διεργασίες που συμβαίνουν στον φλοιό της γης. Μία από αυτές τις διαδικασίες είναι η γρανιτοποίηση, δηλ. μετατροπή ιζηματογενών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων σε γρανίτες με την τήξη τους. Κατά τη διάρκεια της γρανιτοποίησης, ο όγκος των πετρωμάτων αυξάνεται κατά 10-15%. Οι γρανίτες που βρίσκονται σε πλαστική κατάσταση, που εμφανίζονται με τη μορφή φακών άλλων πετρωμάτων σε βάθος 10-15 km, βρίσκονται σε ασταθή κατάσταση. κάτω από το βάρος των υπερκείμενων πετρωμάτων, συμπιέζονται από ορισμένα σημεία και αντλούνται σε άλλα, προκαλώντας παραμόρφωση στην εμφάνιση των υπερκείμενων στρωμάτων.

Ο μανδύας είναι το υποφλοιό κέλυφος της Γης, που διαφέρει από τον φλοιό κυρίως σε φυσικές παραμέτρους. Αποτελείται από οξείδια του μαγνησίου, του σιδήρου και του πυριτίου. Η πίεση στον μανδύα, αυξανόμενη με το βάθος, φτάνει τα 1,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες στο όριο του πυρήνα. Η πυκνότητα του μανδύα αυξάνεται από 3,5 στα ανώτερα στρώματα σε 5,5 g/cm 3 στα όρια του πυρήνα. Η θερμοκρασία του υλικού του μανδύα αυξάνεται ανάλογα από περίπου 500° έως 3800°. Παρά υψηλή θερμοκρασίαο μανδύας είναι σε στερεή κατάσταση. Το όριο μεταξύ του άνω και του κάτω μανδύα βρίσκεται σε βάθος 900-1000 km της επιφάνειας της γης.

Ο άνω μανδύας αποτελείται από περιδοτίτη, ένα υπερμαφικό πέτρωμα πλούσιο σε μαγνήσιο και σίδηρο και φτωχό σε πυρίτιο. Στον άνω μανδύα, συμβαίνουν ρήξεις, που συνοδεύονται από μετατοπίσεις: συμβαίνουν εδώ διεργασίες που καθορίζουν τη σταθερότητα ορισμένων και την κινητικότητα άλλων τμημάτων του φλοιού της γης. Σε βάθος 100-200 km κάτω από τις ηπείρους και 50-400 km κάτω από τους ωκεανούς, υπάρχει μια ζώνη μαλακώματος και σχετικής κινητικότητας του υλικού - η ασθενόσφαιρα ή ο κυματοδηγός Εδώ η θερμοκρασία αυξάνεται ταχύτερα από την πυκνότητα και μπορεί ". καλύψουν τη διαφορά» με το σημείο τήξης. Μια ελαφρά μείωση της πίεσης είναι αρκετή για να λιώσει η ουσία της ασθενόσφαιρας, σχηματίζοντας μάγμα και ορμήση προς τα πάνω. Ως αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενων ανοδικών κινήσεων, το μάγμα μπορεί να ρέει στην επιφάνεια. Τα κατάγματα στα ανώτερα στρώματα του μανδύα διευκολύνουν την ανάβαση μάγματος - ασθενολιτών. Καθορίζουν τη γραμμική διάταξη των πλωτών αθενολίθων. Μερικοί ασθενόλιθοι ανεβαίνουν στην επιφάνεια και σχηματίζονται μέσα στον φλοιό. Φέρνουν μαζί τους βαθιά θερμότητα και θερμαίνοντας έντονα τον φλοιό προκαλούν το φαινόμενο της μεταμόρφωσης στα πετρώματα του μέχρι το σχηματισμό γρανιτών. Μια ενεργή εισροή υλικού και θερμότητας από τον ανώτερο μανδύα στον φλοιό είναι χαρακτηριστική των κινητών ζωνών γεωσύγκλινων. Καθώς η εσωτερική ενέργεια σε ένα δεδομένο μέρος εξαντλείται, η κινητικότητα του φλοιού εξασθενεί και το γεωσύγκλινο αντικαθίσταται από μια κατάσταση πλατφόρμας με σχετικά αργή κάθετες κινήσειςφλοιός. Ωστόσο, για λόγους που δεν έχουν ακόμη διαπιστωθεί, ενδέχεται να σημειωθεί νέα «εντατικοποίηση» των κινήσεων στις περιοχές της πλατφόρμας.

Ο πυρήνας είναι το κεντρικό τμήμα της Γης από όχι εντελώς καθαρά χημικά και φυσική φύση. ΑρχικάXXV. Υπάρχει μια υπόθεση για τον πυρήνα του σιδήρου. Η σύγχρονη τροποποίησή του εξακολουθεί να συμμερίζεται ορισμένοι γεωφυσικοί. Η υπόθεση πυριτικού πυρήνα έχει περισσότερους υποστηρικτές. Ωστόσο, ανεξάρτητα από τη σύνθεση χημικά στοιχείαο πυρήνας, λόγω ειδικών φυσικών συνθηκών, χαρακτηρίζεται από πλήρη εκφύλιση Χημικές ιδιότητεςουσίες. Η θερμοκρασία του πυρήνα είναι περίπου 4000°, η πίεση στο κέντρο της Γης είναι πάνω από 3,5 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η ουσία περνά στη λεγόμενη μεταλλική φάση, ηλεκτρονικά κελύφηάτομα καταστρέφονται και σχηματίζεται πλάσμα ηλεκτρονίων μεμονωμένων χημικών στοιχείων. Η ουσία γίνεται πιο πυκνή και κορεσμένη με ελεύθερα ηλεκτρόνια. Τεράστιες δίνες δακτυλίου ελεύθερα ηλεκτρόνια, που προκύπτουν στον πυρήνα, πιθανότατα δημιουργούν ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο της Γης.

Το όριο μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού πυρήνα βρίσκεται σε βάθος περίπου 5000 km από την επιφάνεια της Γης. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι υγρός - δεν μπορούν να περάσουν μέσα από αυτόν εγκάρσια κύματα. Η πυκνότητα του εξωτερικού πυρήνα στο επάνω μέρος είναι περίπου 10,0 g/cm. Ο εσωτερικός πυρήνας είναι συμπαγής - τα διαμήκη κύματα, που διέρχονται από αυτόν, δημιουργούν εγκάρσια κύματα σε αυτόν. Η πυκνότητα του εσωτερικού πυρήνα φτάνει τα 13,7 g/cm 3 .