Millest Maa koosneb: sisemisest ja välisest struktuurist. Vulkaanid ja maavärinad

Astronoomid uurivad kosmost, saavad teavet planeetide ja tähtede kohta, hoolimata nende tohutust kaugusest. Samal ajal pole Maal endal ühtegi vähem saladusi kui Universumis. Ja tänapäeval ei tea teadlased, mis meie planeedi sees on. Vaadates, kuidas vulkaanipurske ajal laava välja voolab, võib arvata, et ka Maa on sees sula. Aga see pole tõsi.

Tuum. Keskosa maakera nimetatakse südamikuks (joonis 83). Selle raadius on umbes 3500 km. Teadlased usuvad, et südamiku välimine osa on sula-vedelas olekus ja sisemine osa tahkes olekus. Temperatuur selles ulatub +5000 °C. Südamikust Maa pinnale langevad temperatuur ja rõhk järk-järgult.

Mantel. Maa tuuma katab vahevöö. Selle paksus on ligikaudu 2900 km. Mantlit, nagu ka südamikku, pole kunagi nähtud. Kuid eeldatakse, et mida lähemal Maa keskpunktile, seda kõrgem on rõhk selles ja temperatuur - mitmesajast kuni -2500 ° C. Arvatakse, et mantel on tahke, kuid samal ajal kuum.

Maakoor. Mantli peal on meie planeet kaetud koorikuga. See on Maa ülemine tahke kiht. Võrreldes südamiku ja vahevööga on maakoor väga õhuke. Selle paksus on vaid 10-70 km. Aga see on taevalaotus, millel me kõnnime, seal on jõed, sellele on ehitatud linnad.

Maakoore moodustavad erinevad ained. See koosneb mineraalidest ja kivid. Mõned neist on teile juba teada (graniit, liiv, savi, turvas jne). Mineraalid ja kivimid erinevad värvi, kõvaduse, struktuuri, sulamistemperatuuri, vees lahustuvuse ja muude omaduste poolest. Paljusid neist kasutavad inimesed laialdaselt näiteks kütusena, ehituses ja metallide tootmiseks. Materjal saidilt

Graniit

Liiv

Turvas

Pealmine kiht maakoor nähtav maardlates mäenõlvadel, jõgede järskudel kallastel ja karjäärides (joonis 84). Ja kaevandused ja puurkaevud, mida kasutatakse mineraalide, nagu nafta ja gaasi, kaevandamiseks, aitavad sügavale maakooresse vaadata.

Maa süvakihtide koostis on jätkuvalt üks intrigeerivamaid küsimusi. kaasaegne teadus, ja sellegipoolest töötasid seismoloogid Beno Gutenberg ja G. Jefferson kahekümnenda sajandi alguses välja meie planeedi siseehituse mudeli, mille kohaselt Maa koosneb järgmistest kihtidest:

Tuum;
- mantel;
- maakoor.

Kaasaegne võte sisemine struktuur planeedid

Möödunud sajandi keskel jõudsid teadlased tolleaegsete uusimate seismoloogiliste andmete põhjal järeldusele, et sügavad kestad on keerulisema ehitusega. Samal ajal selgitasid seismoloogid välja, et maa tuum jaguneb sisemiseks ja välimiseks ning vahevöö koosneb kahest kihist: ülemisest ja alumisest.

Maa väliskest

Maakoor pole mitte ainult kõige ülemine, õhem, vaid ka kõige paremini uuritud kihtidest. Selle paksus (paksus) saavutab maksimumi mägede all (umbes 70 km) ja miinimumi maailmamere vete all (5-). 10 km), keskmine Maakoore paksus tasandike all on 35–40 km. Üleminekut maapõuest vahevööle nimetatakse Mohorovichi või Moho piiriks.

Samuti väärib märkimist, et maakoor koos ülemine osa Vahevöö moodustab Maa kivise kesta - litosfääri, mille paksus jääb vahemikku 50–200 km.

Litosfäärile järgneb astenosfäär – suurenenud viskoossusega pehmendatud vedelikukiht. Lisaks kõigele on see see komponent maa pind nimetatakse vulkanismi allikaks, kuna see sisaldab magma taskuid, mis voolavad maakoore ja pinnale.

Teaduses on tavaks eristada mitut tüüpi maakoort

Mandri ehk kontinentaalne ulatub mandrite ja riiulite piiridesse, koosneb basaldist, graniit-geissist ja settekihtidest. Graniitgeissi kihi üleminekut basaltkihile nimetatakse Conradi piiriks.

Oceanic koosneb ka kolmest osast: raske basalt, basaltse laava kiht ja tihe settekivimid ja lahtiste settekivimite kiht.

Subkontinentaalne maakoor on üleminekutüüp, mis paikneb sisemiste kaare äärealadel ja ka saarekaare all.

Subokeaaniline maakoor on oma ehituselt sarnane ookeanilise maakoorega ja on eriti hästi arenenud merede süvamereosades ja ookeanikaevikutes suurtel sügavustel.

Keskmine geosfäär

Vahevöö moodustab umbes 83% planeedi kogumahust, ümbritsedes Maa tuuma igast küljest.

Sügav planeedi Maa kiht

Seda on kõige vähem uuritud. Selle kohta on väga vähe usaldusväärset teavet, mille läbimõõt on umbes 7 tuhat kilomeetrit. Arvatakse, et Maa tuum sisaldab nikli ja raua sulamit. Samuti väärib märkimist, et planeedi välimine tuum on paks ja vedel, sisemine tuum aga õhem ja kõvema konsistentsiga. Nn Guttenbergi piir eraldab maa tuuma mantlist.

Maa moodustamise algfaasis oli külm kosmiline keha, mis sisaldab kõiki looduses tuntud keemilisi elemente. Atmosfäär ja hüdrosfäär siis veel ei eksisteerinud, planeedi pind oli täiesti elutu. Kuid tasapisi tänu gravitatsioonijõud, hakkasid radioaktiivsete elementide lagunemise ja Kuu loodete energiad soojendama Maa sisemust. Kui sisemuse temperatuur jõudis raudoksiidide ja muude ühendite sulamistasemeni, algasid aktiivsed planeedi tuuma ja põhikestade moodustumise protsessid.

Maa kestade moodustumise üldine protsess akadeemik A.P. hüpoteesi kohaselt. Vinogradovi, põhjustas tsooni sulamine südamiku ümber paiknevas vahevöös. Samal ajal tulekindlad ja rasked elemendid vajus alla, moodustades ja kasvatades tuuma ning sulavad ja kergekaalulised elemendid tõusid ülespoole, moodustades maakoore ja litosfääri.

Seega on Maal, nagu ka teistel planeetidel, kestastruktuur. Maa sisemist ehitust oli võimalik kindlaks teha seismilise uurimismeetodi abil (kreeka keelest värin, vibratsioon). Kui seismilised lained (piki- ja põikisuunalised) läbivad Maa keha, muutuvad nende kiirused mõnel sügavustasandil märgatavalt (ja järsult), mis viitab lainete poolt läbitava keskkonna omaduste muutumisele. Kaasaegsed ideed tiheduse ja rõhu jaotuse kohta Maa sees on toodud tabelis.

Tabel 3.1

Tiheduse ja rõhu muutused sügavusega Maa sees

Sügavus, km	Tihedus, g/cm3	Rõhk, miljon atm

Tabel näitab, et Maa keskmes ulatub tihedus 17,2 g/cm 3 ja see muutub eriti järsu hüppega (5,7-lt 9,4-le) 2900 km sügavusel ja seejärel 5 tuhande km sügavusel. Esimene hüpe võimaldab eraldada tiheda südamiku ja teine - jagada see südamik välimiseks (2900–5000 km) ja sisemiseks (5 tuhandest km kauguselt keskpunkti) osadeks.

Tabel 3.2

Piki- ja põiklainete kiiruse sõltuvus sügavusest

Sügavus, km	Pikilaine kiirus, km/sek	Nihkelaine kiirus, km/sek

60 (ülemine)

2900 (ülemine)
2900 (alumine)
5100 (ülemine)
5100 (alumine)

Nagu näha tabelist 3.2, toimub kiirustes sisuliselt kaks järsku muutust: 60 km sügavusel ja 2900 km sügavusel. Teisisõnu on maakoor ja sisemine tuum selgelt eraldatud. Nendevahelises vahepealses lindis ja ka südamiku sees toimub ainult kiiruste suurenemise kiiruse muutus. Samuti on näha, et Maa on kuni 2900 km sügavuseni tahkes olekus, sest Sellest paksusest läbivad vabalt põiki elastsed lained (nihkelained), mis on ainsad, mis võivad tekkida ja levida tahkes keskkonnas. Ristlainete läbimist läbi südamiku ei täheldatud ja see andis põhjust pidada seda vedelaks. Viimased arvutused näitavad aga, et nihkemoodul südamikus on väike, kuid siiski mitte võrdne nulliga (nagu vedelikule omane) ja seetõttu on Maa tuum tahkele olekule lähemal kui vedelale olekule. Muidugi sisse antud juhul mõisteid "tahke" ja "vedelik" ei saa samastada sarnaste mõistetega, mida kasutatakse agregatsiooniseisundid Maapinna ained: Maa sees valitsevad kõrged temperatuurid ja tohutud rõhud.

Seega jaguneb Maa sisemine struktuur maakooreks, vahevööks ja tuumaks.

Maakoor- esimene kest tahke Maa paksus on 30–40 km. Mahu järgi on see 1,2% Maa mahust, massi järgi - 0,4%. keskmine tihedus võrdne 2,7 g/cm3. Koosneb peamiselt graniidist; settekivimid on selles alluva tähtsusega. Graniidist kest, mis sisaldab tohutut rolli räni ja alumiiniumi mäng, mida nimetatakse "sialic" ("sial"). Maakoort eraldab vahevööst seismiline sektsioon, nn Moho piir, mis on nimetatud selle "seismilise lõigu" avastanud Serbia geofüüsiku A. Mohorovicici (1857-1936) järgi. See piir on selge ja seda täheldatakse kõikjal Maa peal sügavusel 5–90 km. Moho rajoon ei ole ainult piir kivide vahel erinevat tüüpi, ja tähistab tasapinda faasisiire vahevöö eklogiitide ja gabrode ning maakoore basaltide vahel. Vahevöölt maakoorele üleminekul langeb rõhk nii palju, et gabro muutub basaltideks (räni, alumiinium + magneesium - "sima" - räni + magneesium). Üleminekuga kaasneb mahu suurenemine 15% ja vastavalt tiheduse vähenemine. Moho pinda peetakse maakoore alumiseks piiriks. Selle pinna oluline omadus on see, et see on üldine ülevaade See on justkui peegelpilt maapinna reljeefist: ookeanide all on see kõrgem, mandritasandike all madalam, kõrgeimate mägede all laskub kõige madalamalt (need on nn. mäed).

Maakoort on nelja tüüpi, need vastavad Maa pinna neljale suurimale vormile. Esimest tüüpi nimetatakse mandriosa, selle paksus on 30-40 km noorte mägede all, see kasvab 80 km-ni. Seda tüüpi maakoor vastab reljeefselt mandri eenditele (kaasa arvatud mandri veealune piir). Kõige tavalisem jagunemine toimub kolme kihina: settekiht, graniit ja basalt. Settekiht, kuni 15-20 km paksune, kompleksne kihilised setted(domineerivad savid ja kildad, rohkelt on esindatud liivased, karbonaatsed ja vulkaanilised kivimid). graniidikiht(paksus 10-15 km) koosneb moonde- ja tardhappelistest kivimitest, mille ränidioksiidi sisaldus on üle 65%, omadustelt sarnane graniidiga; levinumad on gneissid, granodioriidid ja dioriidid, graniidid, kristallkiled). Alumist, kõige tihedamat, 15-35 km paksust kihti nimetatakse basalt selle sarnasuse tõttu basaltidega. Mandri maakoore keskmine tihedus on 2,7 g/cm3. Graniidi ja basaldi kihtide vahel asub Conradi piir, mis on saanud nime selle avastanud Austria geofüüsiku järgi. Kihtide nimed - graniit ja basalt - on antud vastavalt seismiliste lainete läbimise kiirusele. Kaasaegne nimi kihid on mõnevõrra erinevad (E.V. Khain, M.G. Lomize): teist kihti nimetatakse graniit-metamorfseks, kuna Selles pole peaaegu üldse graniite, see koosneb gneissidest ja kristallilistest kildudest. Kolmas kiht on granuliit-basiit, mille moodustavad tugevalt moondunud kivimid.

Teist tüüpi maakoor – ülemineku- ehk geosünklinaalne – vastab üleminekutsoonidele (geosünkliinidele). Üleminekutsoonid asuvad Euraasia mandri idakaldal, põhja- ja lääneranniku ida- ja läänekaldal. Lõuna-Ameerika. Neil on järgmine klassikaline struktuur: bassein marginaalne meri, saarekaared ja süvamerekraav. Merebasseinide ja süvamerekraavide all puudub graniidikiht, mis koosneb suurenenud paksusega settekihist ja basaltist. Graniidikiht ilmneb ainult saarekaaredes. Maakoore geosünklinaalse tüübi keskmine paksus on 15-30 km.

Kolmas tüüp - ookeaniline maakoor vastab ookeanipõhjale, maakoore paksus on 5-10 km. Sellel on kahekihiline struktuur: esimene kiht on setteline, moodustatud savi-ränikarbonaatsetest kivimitest; teine kiht koosneb põhikoostisega holokristallilistest tardkivimitest (gabro). Sette- ja basaltkihi vahel on vahekiht, mis koosneb settekivimite vahekihtidega basaltsetest laavadest. Seetõttu räägitakse mõnikord ookeanilise maakoore kolmekihilisest struktuurist.

Neljas tüüp - riftogeenne maakoor, see on iseloomulik ookeani keskahelikule, selle paksus on 1,5-2 km. Ookeani keskosas ulatuvad vahevöökivimid maapinna lähedale. Settekihi paksus on 1-2 km, basaldikiht lõheorgudes näpistab välja.

On olemas mõisted "maakoor" ja "litosfäär". Litosfäär on Maa kivine kest, mille moodustavad maakoor ja osa ülemisest vahevööst. Selle paksus on 150-200 km, mida piirab astenosfäär. Maakooreks nimetatakse ainult litosfääri ülemist osa.

Mantel mahu järgi moodustab see 83% Maa mahust ja 68% selle massist. Aine tihedus suureneb 5,7 g/cm3-ni. Südamiku piiril tõuseb temperatuur 3800 0 C-ni, rõhk - 1,4 x 10 11 Pa-ni. Ülemine vahevöö eristub 900 km sügavuseni ja alumine vahevöö 2900 km sügavuseni. Ülemises vahevöös 150-200 km sügavusel on astenosfäärikiht. Astenosfäär(Kreeka astenes – nõrk) – vähendatud kõvaduse ja tugevusega kiht Maa ülemises vahevöös. Astenosfäär on magma peamine allikas, kus asuvad vulkaanilised toitumiskeskused ja kus liiguvad litosfääri plaadid.

Tuum hõivab 16% planeedi mahust ja 31% massist. Temperatuur selles ulatub 5000 0 C-ni, rõhk – 37 x 10 11 Pa, tihedus – 16 g/cm3. Tuum jaguneb välimiseks (sügavuseni 5100 km) ja sisemiseks. Välimine südamik on sula ja koosneb rauast või metalliseeritud silikaatidest, sisemine südamik on tahke, raud-nikkel.

Taevakeha mass oleneb aine tihedusest, määrab Maa suuruse ja gravitatsioonijõu. Meie planeedil on piisav suurus ja gravitatsioon, see säilitab hüdrosfääri ja atmosfääri. Maa tuumas toimub aine metalliseerumine, mis põhjustab elektrivoolude ja magnetosfääri teket.

Maa kesta struktuur. Füüsikaline olek (tihedus, rõhk, temperatuur), keemiline koostis, seismiliste lainete liikumine Maa sisemuses. Maapealne magnetism. Allikad sisemine energia planeedid. Maa vanus. Geokronoloogia.

Maal, nagu ka teistel planeetidel, on kestastruktuur. Kui seismilised lained (piki- ja põikisuunalised) läbivad Maa keha, muutuvad nende kiirused mõnel sügavustasandil märgatavalt (ja järsult), mis viitab lainete poolt läbitava keskkonna omaduste muutumisele. Kaasaegsed esindused Tiheduse ja rõhu jaotus Maa sees on toodud tabelis.

Tiheduse ja rõhu muutused sügavusega Maa sees

(S.V. Kalesnik, 1955)

Sügavus, km	Tihedus, g/cm3	Rõhk, miljon atm

Piki- ja põiklainete kiiruse sõltuvus sügavusest

Sügavus, km	Pikilaine kiirus, km/sek	Nihkelaine kiirus, km/sek

60 (ülemine)
60 (alumine)
2900 (ülemine)
2900 (alumine)
5100 (ülemine)
5100 (alumine)

Seega toimub kiirustes sisuliselt kaks järsku muutust: 60 km sügavusel ja 2900 km sügavusel. Teisisõnu on maakoor ja sisemine tuum selgelt eraldatud. Nendevahelises vahepealses lindis ja ka südamiku sees toimub ainult kiiruste suurenemise kiiruse muutus. Samuti on näha, et Maa on kuni 2900 km sügavuseni tahkes olekus, sest Sellest paksusest läbivad vabalt põiki elastsed lained (nihkelained), mis on ainsad, mis võivad tekkida ja levida tahkes keskkonnas. Ristlainete läbimist läbi südamiku ei täheldatud ja see andis põhjust pidada seda vedelaks. Viimased arvutused näitavad aga, et nihkemoodul südamikus on väike, kuid siiski mitte võrdne nulliga (nagu vedelikule omane) ja seetõttu on Maa tuum tahkele olekule lähemal kui vedelale olekule. Loomulikult ei saa antud juhul mõisteid "tahke" ja "vedelik" samastada sarnaste mõistetega, mida rakendatakse maapinnal olevate aine agregaatide olekute kohta: Maa sees valitsevad kõrged temperatuurid ja tohutud rõhud.

Seega jaguneb Maa sisemine struktuur maakooreks, vahevööks ja tuumaks.

Maakoor - Maa tahke keha esimene kest, mille paksus on 30–40 km. Mahu järgi on see 1,2% Maa mahust, massi järgi - 0,4%, keskmine tihedus on 2,7 g / cm 3. Koosneb peamiselt graniidist; settekivimid on selles alluva tähtsusega. Graniitkest, milles räni ja alumiinium mängivad tohutut rolli, nimetatakse "sialiks" ("sial"). Maakoort eraldab vahevööst seismiline sektsioon, nn Moho piir, selle "seismilise lõigu" avastanud Serbia geofüüsiku A. Mohorovicici (1857-1936) nimest. See piir on selge ja seda täheldatakse kõikjal Maa peal sügavusel 5–90 km. Moho sektsioon ei ole lihtsalt piir eri tüüpi kivimite vahel, vaid kujutab endast faasisiirde taset vahevöö eklogiitide ja gabrode ning maakoore basaltide vahel. Vahevöölt maakoorele üleminekul langeb rõhk nii palju, et gabro muutub basaltideks (räni, alumiinium + magneesium - "sima" - räni + magneesium). Üleminekuga kaasneb mahu suurenemine 15% ja vastavalt tiheduse vähenemine. Moho pinda peetakse maakoore alumiseks piiriks. Selle pinna oluline omadus on see, et üldiselt on see nagu peegelpilt maapinna topograafiast: ookeanide all on see kõrgem, mandritasandike all madalam, kõrgeimate mägede all vajub kõige madalamale (need on nn mägede juured).

Maakoort on nelja tüüpi, need vastavad Maa pinna neljale suurimale vormile. Esimest tüüpi nimetatakse mandriosa, selle paksus on 30-40 km noorte mägede all, see kasvab 80 km-ni. Seda tüüpi maakoor vastab reljeefselt mandri eenditele (kaasa arvatud mandri veealune piir). Kõige tavalisem jagunemine toimub kolme kihina: settekiht, graniit ja basalt. Settekiht, kuni 15-20 km paksune, kompleksne kihilised setted(domineerivad savid ja kildad, rohkelt on esindatud liivased, karbonaatsed ja vulkaanilised kivimid). graniidikiht(paksus 10-15 km) koosneb moonde- ja tardhappelistest kivimitest, mille ränidioksiidi sisaldus on üle 65%, omadustelt sarnane graniidiga; levinumad on gneissid, granodioriidid ja dioriidid, graniidid, kristallkiled). Alumist, kõige tihedamat, 15-35 km paksust kihti nimetatakse basalt selle sarnasuse tõttu basaltidega. Mandri maakoore keskmine tihedus on 2,7 g/cm3. Graniidi ja basaldi kihtide vahel asub Conradi piir, mis on saanud nime selle avastanud Austria geofüüsiku järgi. Kihtide nimetused - graniit ja basalt - on antud vastavalt seismiliste lainete läbimise kiirusele. Kihtide tänapäevane nimetus on mõnevõrra erinev (E.V. Khain, M.G. Lomize): teist kihti nimetatakse graniit-metamorfseks, kuna Selles pole peaaegu üldse graniite, see koosneb gneissidest ja kristallilistest kildudest. Kolmas kiht on granuliit-basiit, mille moodustavad tugevalt moondunud kivimid.

Teist tüüpi maakoor – ülemineku- ehk geosünklinaalne – vastab üleminekutsoonidele (geosünkliinidele). Üleminekutsoonid asuvad Euraasia mandri idakalda lähedal, ida- ja läänekaldad Põhja- ja Lõuna-Ameerika. Neil on järgmine klassikaline struktuur: marginaalne merebassein, saarekaared ja süvamere kaevik. Merebasseinide ja süvamerekraavide all puudub graniidikiht, mis koosneb suurenenud paksusega settekihist ja basaltist. Graniidikiht ilmneb ainult saarekaaredes. Maakoore geosünklinaalse tüübi keskmine paksus on 15-30 km.

On olemas mõisted "maakoor" ja "litosfäär". Litosfäär– Maa kivine kest, mille moodustavad maakoor ja osa ülemisest vahevööst. Selle paksus on 150-200 km, mida piirab astenosfäär. Maakooreks nimetatakse ainult litosfääri ülemist osa.

Mantel mahu järgi moodustab see 83% Maa mahust ja 68% selle massist. Aine tihedus suureneb 5,7 g/cm3-ni. Südamiku piiril tõuseb temperatuur 3800 0 C-ni, rõhk - 1,4 x 10 11 Pa-ni. Ülemine vahevöö eristub 900 km sügavuseni ja alumine vahevöö 2900 km sügavuseni. Ülemises vahevöös 150-200 km sügavusel on astenosfäärikiht. Astenosfäär(Kreeka astene – nõrk) – vähendatud kõvaduse ja tugevusega kiht Maa ülemises vahevöös. Astenosfäär on peamine magma allikas, kus asuvad vulkaanilised toitumiskeskused ja kus liiguvad litosfääri plaadid.

Tuum hõivab 16% planeedi mahust ja 31% massist. Temperatuur selles ulatub 5000 0 C-ni, rõhk - 37 x 10 11 Pa, tihedus - 16 g/cm3. Südamik jaguneb välimiseks, kuni 5100 km sügavuseks, ja sisemiseks. Välimine südamik on sula ja koosneb rauast või metalliseeritud silikaatidest, sisemine südamik on tahke, raud-nikkel.

Maa ümber on erinevaid välju, kõige olulisem mõju GO-le on gravitatsiooniline ja magnetiline.

Gravitatsiooniväli Maal on see gravitatsiooniväli. Gravitatsioon on Maa pöörlemisel tekkiva tõmbejõu ja tsentrifugaaljõu vaheline resultantjõud. Tsentrifugaaljõud saavutab maksimumi ekvaatoril, kuid isegi siin on see väike ja moodustab 1/288 raskusjõust. Gravitatsioonijõud Maal sõltub peamiselt tõmbejõust, mida mõjutab masside jaotus Maa sees ja pinnal. Gravitatsioonijõud toimib kõikjal maa peal ja on suunatud geoidi pinnale. Gravitatsioonivälja tugevus väheneb ühtlaselt poolustelt ekvaatorile (ekvaatoril on tsentrifugaaljõud suurem), pinnalt ülespoole (36 000 km kõrgusel on see null) ja pinnalt allapoole (keskmes). Maa gravitatsioonijõud on null).

Tavaline gravitatsiooniväli Maa kuju on selline, nagu oleks Maa, kui sellel oleks ühtlase massijaotusega ellipsoidi kuju. Tegelik väljatugevus konkreetses punktis erineb tavapärasest ja tekib gravitatsioonivälja anomaalia. Anomaaliad võivad olla positiivsed ja negatiivsed: mäeahelikud loovad lisamassi ja peaksid tekitama positiivseid anomaaliaid, ookeanikraavid, vastupidi, negatiivseid. Kuid tegelikult on maakoor isostaatilises tasakaalus.

Isostasy (kreeka keelest isostasios – kaalult võrdne) – tahke, suhteliselt kerge maakoore tasakaalustamine raskema ülemise vahevööga. Tasakaaluteooria esitas 1855. aastal inglise teadlane G.B. Õhuline. Tänu isostaasile vastab teoreetilisest tasakaalutasemest suurem massi liig allapoole jäävale puudujäägile. See väljendub selles, et teatud sügavusel (100-150 km) astenosfääri kihis voolab aine nendesse kohtadesse, kus pinnal on massipuudus. Ainult noorte mägede all, kus kompensatsioon ei ole veel täielikult toimunud, on täheldatud nõrku positiivseid kõrvalekaldeid. Tasakaal on aga pidevalt häiritud: ookeanidesse ladestub sete ja ookeani põhi paindub selle raskuse all. Teisest küljest mäed hävivad, nende kõrgus väheneb, mis tähendab, et nende mass väheneb.

Gravitatsioon loob Maa kuju, see on üks juhtivaid endogeenseid jõude. Tänu sellele langeb atmosfääri sademeid, voolavad jõed, moodustuvad põhjaveehorisondid ja jälgitakse nõlvaprotsesse. Gravitatsioon selgitab mägede maksimaalset kõrgust; Arvatakse, et meie Maal ei saa olla mägesid, mis on kõrgemad kui 9 km. Gravitatsioon hoiab planeedi gaasi- ja veekesta koos. Planeedi atmosfäärist lahkuvad vaid kõige kergemad molekulid – vesinik ja heelium. Aine massirõhk, mis realiseerub gravitatsioonilise diferentseerumise protsessis alumises vahevöös, koos radioaktiivne lagunemine genereerib soojusenergiat – sisemiste (endogeensete) protsesside allikat, mis taastavad litosfääri.

Maakoore pinnakihi (keskmiselt kuni 30 m) soojusrežiimil on temperatuur, mille määrab päikese soojus. See heliomeetriline kiht kogevad hooajalisi temperatuurikõikumisi. Allpool on veel õhem konstantse temperatuuri horisont (umbes 20 m), mis vastab vaatluskoha aasta keskmisele temperatuurile. Püsikihi all tõuseb temperatuur sügavusega - geotermiline kiht. Selle kasvu suuruse kvantifitseerimiseks kaks omavahel seotud mõistet. Temperatuuri muutust 100 m sügavamale maasse minnes nimetatakse geotermiline gradient(vahemikus 0,1–0,01 0 C/m ja oleneb kivimite koostisest, nende esinemise tingimustest) ning nn. geotermiline etapp(muutub 10-100 m/ 0 C).

Maapealne magnetism - Maa omadus, mis määrab selle ümber magnetvälja olemasolu, mis on põhjustatud tuuma ja vahevöö piiril toimuvatest protsessidest. Esimest korda sai inimkond tänu W. Gilberti töödele teada, et Maa on magnet.

Magnetosfäär – Maa-lähedase ruumi piirkond, mis on täidetud Maa magnetväljas liikuvate laetud osakestega. Seda eraldab planeetidevahelisest ruumist magnetopaus. See on magnetosfääri välispiir.

Hariduse keskmes magnetväli on sisemised ja välised põhjused. Konstantne magnetväli tekib planeedi välissüdamikus tekkivate elektrivoolude tõttu. Päikese korpuskulaarsed voolud moodustavad Maa vahelduva magnetvälja. Visuaalne esitus Magnetkaardid annavad teavet Maa magnetvälja oleku kohta. Magnetkaardid koostatakse viieaastase perioodi – magnetajastu – kohta.

Maal oleks normaalne magnetväli, kui see oleks ühtlaselt magnetiseeritud kera. Esimesel hinnangul on Maa magnetdipool - see on varras, mille otstel on vastassuunalised magnetpoolused. Nimetatakse kohti, kus dipooli magnettelg lõikub maapinnaga geomagnetilised poolused. Geomagnetilised poolused ei lange kokku geograafiliste poolustega ja liiguvad aeglaselt kiirusega 7-8 km/aastas. Nimetatakse tegeliku magnetvälja kõrvalekaldeid normaalväärtusest (teoreetiliselt arvutatud). magnetilised anomaaliad. Need võivad olla globaalsed (Ida-Siberi ovaal), piirkondlikud (KMA) ja kohalikud, mis on seotud magnetiliste kivimite lähedase esinemisega pinnale.

Magnetvälja iseloomustavad kolm suurust: magnetiline deklinatsioon, magnetiline kalle ja tugevus. Magnetiline deklinatsioon- nurk geograafilise meridiaani ja magnetnõela suuna vahel. Deklinatsioon on idapoolne (+), kui kompassinõela põhjaots kaldub geograafilisest ida suunas, ja läänepoolne (-), kui nool kaldub läände. Magnetiline kalle- nurk horisontaaltasapinna ja horisontaalteljel riputatud magnetnõela suuna vahel. Kalde on positiivne, kui noole põhjaots näitab alla, ja negatiivne, kui põhjaots näitab üles. Magnetiline kalle varieerub vahemikus 0 kuni 90 0 . Magnetvälja tugevust iseloomustab pinget. Magnetvälja tugevus on ekvaatoril madal 20-28 A/m, poolusel – 48-56 A/m.

Magnetosfääril on pisarakuju. Päikesepoolsel küljel on selle raadius võrdne 10 Maa raadiusega, öisel küljel on " päikese tuul» suureneb 100 raadiuseni. Kuju on tingitud päikesetuule mõjust, mis Maa magnetosfääriga kokku puutudes selle ümber voolab. Magnetosfääri jõudvad laetud osakesed hakkavad magnetiliselt liikuma elektriliinid ja vorm kiirgusvööd. Sisemine kiirgusvöö koosneb prootonitest ja selle maksimaalne kontsentratsioon on 3500 km kõrgusel ekvaatorist. Välimine vöö on moodustatud elektronidest ja ulatub kuni 10 raadiuseni. U magnetpoolused Kiirgusvööde kõrgus väheneb ja siin tekivad alad, kus laetud osakesed tungivad atmosfääri, ioniseerides atmosfäärigaase ja tekitades aurorasid.

Magnetosfääri geograafiline tähtsus on väga suur: see kaitseb Maad korpuskulaarse päikese- ja kosmilise kiirguse eest. Magnetilised anomaaliad on seotud mineraalide otsimisega. Magnetilised jõujooned aitavad turistidel ja laevadel kosmoses navigeerida.

Maa vanus. Geokronoloogia.

Maa tekkis külma kehana tahkete osakeste ja kehade nagu asteroidide kogunemisest. Osakeste hulgas oli ka radioaktiivseid. Maa sees olles lagunesid nad seal, eraldades soojust. Kuigi Maa oli väike, pääses soojus kergesti planeetidevahelisse ruumi. Kuid Maa mahu suurenemisega hakkas radioaktiivse soojuse tootmine ületama oma leket, see kogunes ja soojendas planeedi soolestikku, põhjustades nende pehmenemist. Võimalusi avanud plastiline olek aine gravitatsiooniliseks diferentseerimiseks– kergemate mineraalmasside hõljumine pinnale ja raskemate järkjärguline laskumine keskele. Eristumise intensiivsus tuhmus sügavusega, sest samas suunas suurenes rõhu suurenemise tõttu aine viskoossus. Maa tuum ei olnud eristatav ja säilitas oma esialgse silikaatkoostise. Kuid see paksenes kõrgeima rõhu tõttu järsult, ületades miljoni atmosfääri.

Maa vanus määratakse radioaktiivse meetodiga, seda saab rakendada ainult radioaktiivseid elemente sisaldavatele kivimitele. Kui eeldame, et kogu argoon Maal on kaalium-49 lagunemissaadus, siis on Maa vanuseks vähemalt 4 miljardit aastat. O.Yu arvutused. Schmidt annab veelgi suurema arvu – 7,6 miljardit aastat. V.I. Maa vanuse arvutamiseks võttis Baranov kivimites ja mineraalides uraani-238 ja aktinouraani (uraan-235) tänapäevaste koguste suhte ning sai uraani (aine, millest planeet hiljem tekkis) vanuseks 5- 7 miljardit aastat.

Seega määratakse Maa vanus 4-6 miljardi aasta vahemikku. Maapinna arengulugu saab seni üldjoontes otseselt rekonstrueerida alles nendest aegadest, millest on säilinud vanimad kivimid, s.o ligikaudu 3-3,5 miljardit aastat (Kalesnik S.V.).

Maa ajalugu jaguneb tavaliselt kaheks eoon: krüptosooik(peidetud ja elu: skeletifauna jäänused puuduvad) ja fanerosoikum(selgesõnaline ja eluline) . Krüptoos sisaldab kahte ajastud: arheoikum ja proterosoikum. Fanerosoikum hõlmab viimast 570 miljonit aastat ja hõlmab: Paleosoikumi, mesosoikumi ja kenosoikumi ajastud, mis omakorda jagunevad perioodid. Sageli nimetatakse kogu perioodi enne fanerosoikumi Eelkambrium(Kambrium – paleosoikumi ajastu esimene periood).

Paleosoikumi perioodid:

Mesosoikumi ajastu perioodid:

Kainosoikumi perioodid:

Paleogeen (ajastud – paleotseen, eotseen, oligotseen)

Neogeen (ajastud – miotseen, pliotseen)

Kvaternaar (ajastud - pleistotseen ja holotseen).

Järeldused:

1.Kõigi ilmingute alusel siseelu Maa vastutab soojusenergia muundamise eest.

2. Maakoores temperatuur tõuseb maapinnast kaugenedes (geotermiline gradient).

3. Maa soojuse allikas on radioaktiivsete elementide lagunemine.

4. Maa aine tihedus suureneb sügavusega 2,7-lt pinnal kuni 17,2-ni keskosas. Rõhk Maa keskpunktis ulatub 3 miljoni atm-ni. Tihedus suureneb järsult 60 ja 2900 km sügavusel. Siit järeldus – Maa koosneb kontsentrilistest kestadest, mis üksteist embavad.

5. Maakoor koosneb peamiselt kivimitest, näiteks graniidist, mille all on kivimid, näiteks basaltid. Maa vanuseks on määratud 4-6 miljardit aastat.

Maa struktuur. Maa sügavustes toimuvad protsessid mõjutavad kivimite teket, maavärinaid ja vulkaanipursked, aeglustada maapinna ja merepõhja vibratsiooni ning muid nähtusi, mis muunduvad geograafiline ümbrik. Seetõttu õppimine füüsiline geograafia, on vaja teada Maa ehitust ja selle sisekihtide olemust.

Kaasaegsega tehnilisi vahendeid Meil ei ole võimalik Maa süvakihte vahetult vaadelda ja uurida. Maa sügavaim puurauk ei ulatu 8-ni km. Puurimisprojekte on kuni 10-15 km. Sügavamaid kihte uuritakse kaudsete geofüüsikaliste meetoditega, mille põhjal saab püstitada vaid enam-vähem tõenäolisi hüpoteese. Geofüüsikalised meetodid põhinevad uuringutel elastsed vibratsioonid ja Maa füüsikalised väljad.

Kõige olulisem on seismiline meetod, mis vastavalt levimiskiirusele Maal elastsed lained maavärina või kunstliku plahvatuse põhjustatud, võimaldab hinnata konkreetsel sügavusel paikneva aine elastsusomadusi ja kaudselt ka aine muid omadusi.

Seismiline meetod põhineb järgmisel. Mehaanilise löögi kohast lähtuvad survelained - pingelained (pikisuunalised) ja nihkelained (ristisuunas). Viimaseid vedelikes ja gaasides ei esine. Seismilised lained läbivad maised sügavused

ja kui nad puutuvad kokku erinevate füüsikaliste omadustega keskkonnaga, murduvad nad ja muudavad levimiskiirust. Seismiliste lainete levimise suund ja kiirus registreeritakse instrumentide – seismograafidega. Arvukate mõõtmiste põhjal on kindlaks tehtud, et seismiliste lainete levimise kiirus muutub teatud sügavustes järsult. Selle põhjuseks on eelkõige Maa kihtide tiheduse järsk muutus. Sellest saame teha olulise järelduse, et Maal on kontsentriline struktuur. Sügavusedäkiline muutus lainekiirusi nimetatakse esimest järku seismilised liidese tsoonid.

Esimene eraldustsoon, mida nimetatakse Mohorovici tsooniks, asub keskel sügavus 33 km, km. teine - keskmiselt 2900 sügavusel Need tsoonid jagavad Maa kolmeks põhikihiks: koorik, vahevöö ja tuum (joonis 6). Nimetatakse sügavusi, mille juures seismiliste lainete kiirused muutuvad vähem järsult teist järku seismilised liidese tsoonid.

Nad jagavad mantli ülemiseks ja alumiseks ning südamiku väliseks ja sisemiseks. Maakoor on Maa ülemine kõva kivikoorik. Maakoore moodustavad kivimid sisaldavad kõiki perioodilisuse tabeli keemilisi elemente. Enamik elemente sisaldub aga tühistes kogustes. Ajukoore peamised elemendid on: O,, SiA 1, ülejäänud ülekaalus, Fe, CaNa , K ja.

Seismilised lained ja gravimeetrilised andmed näitavad kivimite füüsikaliste omaduste muutusi sügavuse ja maakoore struktuuri heterogeensusega, mis peegeldub planetaarne reljeef maa pind. Füüsikaliste omaduste põhjal jaguneb koor kolmeks kihiks: setted, graniit ja basalt. Paksuse ja struktuuri põhjal eristatakse kahte peamist maakoore tüüpi: kontinentaalne ja ookeaniline; nendevahelises vahevööndis on maakoor üleminekutüüpi. Mandriline maakoor selle keskmine paksus on 35 km. Muistsete tasandike all on selle paksus 30 sügavus 33 mägistes riikides on selle paksus 40–80 km olenevalt mägede päritolust ja antiikajast. Ookeanilise maakoore keskmine paksus on 5 km.

Mandriline maakoor koosneb kolmest kihist: settekihist paksusega 0-15 sügavus 33 graniidi keskmine paksus 10 km ja basalt keskmise paksusega 20 km. Ookeaniline maakoor koosneb kahest kihist: sette paksus alla 1 km ja basaltne paksusega 4-5 km(joonis 7). Graniidikiht koosneb peamiselt graniidist ja teistest nn happelistest kivimitest, basaltikiht - basaltist ja muudest nn põhikivimitest (vt geomorfoloogia). Tihedus

koorik suureneb sügavusega 2,7-3,5 g/cm3. Maa ülemise kihi temperatuur tõuseb koos sügavusega keskmiselt 3° iga 100 m järel. Maakoor sulas pikaajalise füüsikalis-keemilise ja gravitatsioonilise diferentseerumise käigus mantlimaterjalist järk-järgult välja.

Samal ajal tekkisid maakoore graniit- ja basaltkihid, settekiht aga hiljem nende hävimise tulemusena. Maakoore vanus selle erinevates osades ei ole sama. Maakoore elus toimub pidev suurte lohkude ja tõusude teke ja areng. Liikuvates nn geosünklinaalsetes tsoonides on lohud ja tõusud pikliku kujuga suurusjärgus 50-100 km ning vertikaalse liikumise kiirus on umbes 1 cm aastas. Vertikaalsete liikumiste amplituudi mõõdetakse sellistel juhtudel paljude kilomeetritega. Sellised tõusud ja lohud toovad kaasa maapõue kontrastse jagunemise

suured vormid reljeef (mäed ja lohud). Stabiilsetel aladel, nn platvormidel, on tõusud ja lohud ümarate või ebakorrapäraste piirjoontega, nende läbimõõtu mõõdetakse sadades kilomeetrites, vertikaalsete liikumiste kiirust mõõdetakse millimeetri murdosades aastas. Need on madala reljeefi kontrastiga alad. Kirjeldatud vertikaalsete liikumiste põhjus peitub Maa vahevöös., mõõdetuna mitu kilomeetrit, ja samasugused kivimite lokaalsed deformatsioonid väikeste voltide või madalate murdude kujul on põhjustatud maakoores toimuvatest protsessidest. Üks neist protsessidest on granitiseerimine, s.o. sette- ja moondekivimite muutmine graniidiks nende sulamise teel. Graniseerimisel suureneb kivimite maht 10-15%.

Plastilises olekus graniidid, mis esinevad teiste kivimite läätsedena 10-15 km sügavusel, satuvad ebastabiilsesse olekusse; katvate kivimite raskuse all pigistatakse need mõnest kohast välja ja pumbatakse teistesse, põhjustades kattekihtide tekkimisel deformatsiooni. Vahevöö on Maa maakoorealune kest, mis erineb maakoorest peamiselt füüsikaliste parameetrite poolest. See koosneb magneesiumi, raua ja räni oksiididest. Rõhk vahevöös, kasvades sügavusega, ulatub südamiku piiril 1,3 miljoni atmosfäärini. Vahevöö tihedus suureneb ülemiste kihtide 3,5-lt 5,5 g/cm 3-ni südamiku piiril. Mantli materjali temperatuur tõuseb vastavalt ligikaudu 500°-lt 3800°-ni.

Ülemine vahevöö koosneb peridotiidist, magneesiumi- ja rauarikkast ning ränidioksiidivaesest ülimafilisest kivimist. Ülemises vahevöös tekivad rebendid, millega kaasnevad nihked: siin toimuvad protsessid, mis määravad osade stabiilsuse ja teiste maakoore osade liikuvuse. 100–200 km sügavusel mandrite all ja 50–400 km sügavusel ookeanide all on materjali pehmenemise ja suhtelise liikuvuse tsoon - astenosfäär ehk lainejuht Siin kasvab temperatuur tihedusest kiiremini ja võib “. järele jõudma” sulamistemperatuuriga. Piisab vähesest rõhu langusest, et astenosfääri aine sulaks, moodustades magma ja tormaks ülespoole. Korduva ülespoole liikumise tulemusena võib magma pinnale voolata. Vahevöö ülemiste kihtide murrud hõlbustavad magma - astenoliitide - tõusu. Need määravad ujuvate astenoliitide lineaarse paigutuse. Mõned astenoliidid tõusevad pinnale ja moodustuvad maakoore sees. Need toovad endaga kaasa sügava kuumuse ja maakoort tugevalt kuumutades põhjustavad selle kivimites metamorfismi kuni graniidi tekkeni. Materjali ja soojuse aktiivne sissevool ülemisest vahevööst maakoore on iseloomulik geosünkliinide liikuvatele tsoonidele. Kuna siseenergia antud kohas ammendub, nõrgeneb maakoore liikuvus ja geosünkliin asendub suhteliselt aeglase platvormi olekuga. vertikaalsed liigutused

koor. Kuid põhjustel, mida pole veel kindlaks tehtud, võib platvormialadel toimuda uus liikumiste "intensiivistumine". Tuum on Maa keskosa mitte täiesti selge keemiline ja füüsiline olemus. AlgulXX V. on olemas raudse tuuma hüpotees; selle tänapäevast modifikatsiooni jagavad mõned geofüüsikud siiani. Silikaattuumiku hüpoteesil on rohkem toetajaid. Samas olenemata koostisest keemilised elemendid tuumale on eriliste füüsiliste tingimuste tõttu iseloomulik täielik degeneratsioon keemilised omadused ained. Südamiku temperatuur on umbes 4000°, rõhk Maa keskmes üle 3,5 miljoni atmosfääri. Sellistes tingimustes läheb aine nn metallifaasi, elektroonilised kestad aatomid hävivad ja tekib üksikute keemiliste elementide elektronplasma. Aine muutub tihedamaks ja küllastub vabade elektronidega. Tohutud ringpöörised

Välise ja sisemise tuuma vaheline piir asub Maa pinnast umbes 5000 km sügavusel. Välimine tuum on vedel – nad ei pääse sellest läbi põiklained. Välissüdamiku tihedus ülemises osas on umbes 10,0 g/cm. Sisemine tuum on tahke - seda läbivad pikilained tekitavad selles põiklaineid.