Литосферой называют твердую оболочку планеты, название которой происходит от греческого слова «литос», обозначающего камень. Термин был предложен Дж. Барреллом в 1916 году и использовался вначале им в качестве синонима земной коры. Только несколько лет спустя было доказано, что строение литосферы Земли более сложное. Оно включает в себя следующее:

• Земная кора;
• Мантия (верхний слой).

Основные слои

Земная кора – это составляющая часть литосферы, которая имеет глубину 35–70 км под континентальной частью суши и 5–15 км под океаническим дном. Она также состоит из слоев:

• Материковая кора: осадочный, гранитный, базальтовый слой;
• Океаническая: слой морских осадков (может отсутствовать в некоторых случаях вовсе), средний слой из базальта и серпентина, нижний слой из габбро.

В составе земной коры можно найти практически всю таблицу Менделеева, только в разных долях. Больше всего она содержит кислород, железо, кремний, алюминий, натрий, магний, кальций и калий. На земную кору приходится около 1% общей массы всей планеты.

Мантия – это нижняя часть литосферы, глубина которой доходит до 2900 км. Она состоит в основном их кремния, кислорода, железа, магния, никеля. Внутри ее различают особый слой – астеносферу, созданную из особого вещества. В состав твердой оболочки земли входит та часть мантии, которая находится до астеносферы. Это нижняя граница оболочки, верхняя же расположена рядом с атмосферой и гидросферой, с которыми литосфера взаимодействует, частично проникая в них.

Ошибочно причислять к литосфере ядро, отдельный слой земного шара, который находится на глубине 2900–6371 км и состоит из раскаленного железа и никеля.

Особенности оболочки

Исходя из строения литосферы Земли, можно утверждать, что она является относительно хрупкой оболочкой, поскольку не монолитная. Ее разбивают глубинные разломы на отдельные блоки (или плиты), которые очень медленно двигаются в горизонтальном направлении по астеносфере. Поэтому различают относительно стабильные платформы и подвижные области (складчатые пояса).

Строение литосферы Земли на сегодня – это разделение поверхности планеты на семь крупных и несколько малых плит. Границы между ними обозначены зонами наивысшей вулканической и сейсмической активности. В поперечнике же эти элементы литосферы имеют 1–10 тыс. км.

Изостазия

Отдельно хочется остановиться на изостазии, явлении, которое обнаружили ученые во время изучения горных массивов и силы тяжести у их подножия (горы образуются в местах стыка литосферных плит). Ранее считалось, что большие неровности рельефа увеличивают силу притяжения в регионе. Однако выяснилось, что сила тяжести одинакова на всей земной поверхности. Массивные сооружения уравновешиваются где-то в глубине Земли, в верхней мантии: чем крупнее гора, тем глубже она погружена в литосферу. На некоторое время земная кора может выйти из равновесия под воздействием тектонических сил, однако потом она все равно возвращается в него.

Источник: life-students.ru

Строение нашей планеты

Земля, которую мы знаем сегодня, — это не однородный шар. Стоит хоть немного задуматься, это становится очевидным. Ведь люди бурят скважины и добывают воду, нефть и даже алмазы, а значит, все это находится под твердой поверхностью, по которой мы ходим, ездим и на которой строим города. Но что именно таят в себе недра?

Согласно последним научным исследованиям, в центре планеты находится ядро, состоящее в основном из металлов — железа и никеля. Внешний слой жидкого ядра состоит по большей части из железа. Выше расположена мантия (нижняя и верхняя), и все это покрыто относительно тонким слоем твердой и хрупкой коры, материковой и океанической. Вместе кора и верхняя часть мантии составляют литосферу.

«Люби землю. Она не унаследована тобой у твоих родителей, она одолжена тобой у твоих детей» (индейская поговорка)

Литосфера «опирается» на текучую часть мантии. И хотя сами тектонические (или литосферные) плиты твердые, под воздействием различных процессов в мантии Земли и благодаря ее пластичности они могут «дрейфовать», то есть очень медленно перемещаться, сближаясь и отдаляясь друг от друга.

Именно в верхнем слое мантии образуется и прорывается на поверхность планеты магма — так происходят извержения вулканов. А магматические породы являются источником месторождений многих полезных ископаемых. Мантия Земли воистину волшебна: подобно древнему алхимику, превращающему железо в золото, она может превращать обычный уголь в драгоценный камень. Ведь уголь, как и алмаз, и графит, — это углерод (элемент С в таблице Менделеева). Под воздействием давления и температуры в мантии его кристаллическая решетка изменяется, и он становится алмазом!

КРУПНЕЙШИЕ ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ПЛИТЫ:

• Тихоокеанская — 103,3 млн км²
• Северо-Американская — 75,9 млн км²
• Евразийская — 67,8 млн. км²

Как мы узнаем, что внутри Земли?

Вы спросите, откуда нам все это известно? Ведь толщина земной коры составляет максимум 60-70 километров, а человеку пока не удалось проникнуть сколько-нибудь глубоко внутрь Земли: самая глубокая скважина, пробуренная с научными целями, едва преодолела отметку 12 километров. На это ученые ответят, что давно существует прибор, позволяющий изучать внутреннее строение Земли, — сейсмограф.

Сейсмические волны — это волны энергии, перемещающиеся в упругих телах. Их источником могут быть, например, землетрясения или взрывы. Скорость и направление распространения этих волн зависят от плотности и упругости среды, сквозь которую они проходят. Если волна проходит через границу двух сред, то происходит преломление волны, по характеру которого можно судить о свойствах этих сред. Измеряя скорость сейсмических волн, ученые получают данные о плотности слоев Земли и могут делать выводы об их составе.

И раньше сейсмографы, размещенные на расстоянии друг от друга в подвижных, а значит, опасных зонах земной коры, позволяли ученым довольно точно определять источник колебаний, сужая район бедствия, где предстояло работать спасателям. А с приходом компьютерных технологий и аналого-цифровых преобразователей точность и продуктивность работы приборов повысилась в разы, что стало причиной качественного скачка в сейсмологии.

Столкновение литосферных плит

В 1912 году немецкий ученый Альфред Вегенер предложил теорию дрейфа материков. Ее ждала непростая судьба, от полного отрицания до постепенного принятия и прочного становления. В настоящее время теория тектоники плит является одной из самых обоснованных и перспективных.

В целом она довольно проста. Земная кора постоянно подвергается воздействию более глубоких слоев мантии и из-за этого постоянно изменяется. Магма, поднимающаяся к поверхности, вспучивает и растягивает отдельные участки коры. В основном эти процессы происходят в океане, так как океаническая кора тоньше и уязвимее континентальной. Но, согласно общеизвестному закону сохранения вещества, если где-то что-то прибавляется, то где-то что-то должно убавиться. Ведь иначе Землю просто постепенно раздувало бы, как воздушный шарик! И если в отдельных местах земная кора растягивается, то в других она «складывается», за счет того, что край одной тектонической плиты уходит под край другой.

Место стыка двух плит — всегда сейсмически неспокойный район, там часто случаются землетрясения и извержения вулканов. А из-за «столкновения» плит, как правило, возникают океанские впадины и сухопутные горные цепи. Таких примеров на планете не счесть: глубоководные Перуанский и Чилийский желоба, высокогорье Анд, где расположено огромное количество вулканов, или Армянское нагорье, где проходит сухопутная граница столкновения Эгейской и Иранской тектонических плит, место частых землетрясений (Армения, Иран, Турция), и многие другие.

В настоящее время литосфера Земли представляет собой мозаику из постоянно движущихся плит. И наше счастье, что их дрейф составляет всего около пяти сантиметров в год!

Но медленное «дыхание» планеты можно увидеть и на более наглядных примерах. В Италии, на берегу Неаполитанского залива расположен небольшой город Поццуоли. Среди древних городских развалин там есть небольшой храм, построенный почти две тысячи лет назад. К XIII веку и сам храм, и городская площадь, образовавшаяся вокруг него… опустились ниже уровня моря. И произошло это не сразу, во время землетрясения, а постепенно, год за годом. Почти три века эти постройки находились в воде, потом суша снова начала подниматься. К 1800 году остатки зданий снова стояли на земле. Море оставило нам наглядное доказательство: сейчас можно увидеть, что мраморные колонны храма изъедены морскими камнеточцами на высоте 5,71 метра от основания.

Поццуоли соседствует с вулканом Везувием, и происходящее с храмом прекрасно иллюстрирует вулканическую активность в этом районе.

Вулканы

Самыми явными, красочными — и в то же время самыми опасными доказательствами активной внутренней жизни Земли являются, пожалуй, вулканы.

Это геологические образования в месте выхода на поверхность магмы, которая превращается в лаву, вулканические газы и камни. Свое название огнедышащие горы получили по имени бога-кузнеца Вулкана из древнеримской мифологии.

Хотя почему только горы? Да, большинство вулканов — образования так называемого центрального типа, классический конус, сформированный застывшими потоками лавы и пепла, с жерлом и центральным кратером, откуда изливается магма. Таковы, например, Эльбрус, Везувий, Этна и Фудзияма.

Однако довольно распространенным является и трещинный тип вулкана. Это длинные разломы земной коры, лава во время извержений растекается и застывает вдоль них огромными полями. Древние трещинные вулканы были найдены на нагорьях Эфиопии. Действующие современные находятся в основном на острове Исландия. Самый знаменитый из них — Лаки, длиной 25 километров, — в 1783 году едва не убил на острове все живое: из-за многочисленных извержений Исландию накрыло плотным облаком удушающего вулканического пепла, не пропускавшего солнечные лучи.

Самые активные действующие вулканы находятся на границах литосферных плит, по линиям глубинных разломов коры. Таково, например, Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли.

Если происходят мощные извержения, то тонны вулканического пепла могут достигать верхних слоев атмосферы и даже затруднять авиационные перелеты, что совсем недавно, в 2010 году, доказал исландский вулкан Эйяфьятлайокудль, который две сотни лет считали спящим. А в прошлом вулканы приводили даже к изменению климата!

Вообще, соседство с ними опасно для человека. Печально знаменитый вулкан Кракатау, расположенный между островами Ява и Суматра, спал почти двести лет. Но в августе 1883 года он разразился несколькими грандиозными взрывами. Две трети острова Кракатау ушли под воду, а сам вулкан просел в высоте с почти 2000 до 813 метров. Пеплом накрыло территорию площадью почти 800 000 квадратных километров. Содрогнувшееся океанское дно породило волны до 35 метров высотой, прокатившиеся по Индийскому, Тихому и Атлантическому океанам. В тот раз погибло почти сорок тысяч человек.

А кому не знакомы, хотя бы на слух, такие названия, как Везувий и Помпеи? Извержение Везувия произошло почти две тысячи лет назад, в 79 году, обрушившийся пепел полностью засыпал римские города Помпеи, Геркуланум и Стабии, которые были найдены археологами только многие столетия спустя.

Почему же человек не бежит подальше от страшного соседства? Ответ прост. Горячие недра планеты создают благоприятные климатические условия для жизни — человека, животных и растений. Без вулканов в Исландии жизнь была бы невозможна из-за холода, а горячие воды используются в качестве альтернативного источника тепла. Например, все отопление столицы острова, Рейкьявика, осуществляется за счет термальных вод. На Камчатке — и не только — вулканы порождают термальные источники. Состав воды в них может очень разниться, но их польза для здоровья очевидна. Исследование термальных вод породило в медицине целое направление — бальнеологию: специалисты используют эти воды, насыщенные минеральными веществами, для лечения самых разных органов, от суставов до легких.

Однородна ли земля?

В древности на этот вопрос сразу и без всяких сомнений ответили бы «да». Современный человек так же однозначно скажет «нет» — и будет абсолютно прав. Один процент земного радиуса, доставшийся на долю земной коры, очень разнообразен по составу, и в этом счастье для человечества. Представьте себе жизнь на голых гранитных и базальтовых скалах! А на деле земные недра являются источником самых разных полезных ископаемых, без которых развитие цивилизации было бы просто невозможно.

Нефть, газ, руды, уголь, строительные материалы — вы можете представить мир без них? Но, по геологическим меркам, мы добываем нефть совсем недавно, а минералы служили человеку с момента его появления на планете.

В каменном веке, за четыре тысячи лет до нашей эры, человек строил себе жилье из глины и камня, из горных пород растирали краски для наскальной живописи, из кремния делали скребки, ножи и наконечники для копий, чтобы добывать пищу и обрабатывать шкуры.

«Грандиозные вещи делаются грандиозными средствами. Одна природа делает великое даром» (А. Герцен)

Век бронзовый принес людям знакомство с металлами. Самой доступной и поддающейся обработке оказалась мягкая медь. Постепенно человек учился добавлять в нее примеси: олово, серебро, свинец — и получать более прочную бронзу. По-прежнему большое значение имела добыча камня для строительства, свидетели чему пирамиды Древнего Египта.

В железном веке человек научился добывать и обрабатывать железные руды. Надо ли говорить, что это породило очередной скачок в развитии цивилизации?

Чем же еще питает нас Земля?

Важность полезных ископаемых

Если полезные ископаемые сосредоточены в одном месте в большом количестве, то возможна их добыча в промышленных масштабах. Например, таковы Донбасс и Кузбасс — огромные угольные месторождения Донецкого и Кузнецкого бассейнов.

Энергетике необходимо горючее, поэтому столь важна добыча нефти, природного газа, торфа и угля. Это стратегическое сырье для каждой страны. Богатейшие месторождения энергоносителей находятся в Саудовской Аравии, Кувейте, России, Азербайджане, Канаде, США и Мексике.

Огромное значение имеет и разработка рудных месторождений. Современные технологии требуют руд не только черных металлов, таких как железо, титан, марганец, хром, но и благородных — золота, серебра и платины, ведь ювелирная промышленность отнюдь не единственное их применение.

Однако самым важным полезным ископаемым на Земле является… вода. Как известно из биологии, она — источник всего живого на планете. Но это еще и источник энергии. А еще без воды, переносящей частицы различных минералов, было бы невозможно образование столь разнообразных руд.

Что тут спорить? Без воды человек может прожить не больше нескольких дней, в условиях засухи не растут аграрные культуры, а значит, нет пищи. Трудно представить, но треть человечества страдает от нехватки воды, это крайне серьезная проблема. Еще большую проблему представляет собой загрязнение воды. Она не знает границ: все водоемы — реки, моря, озера, океаны — связаны между собой, а значит, зараженная промышленными отходами вода вливается в постоянный круговорот, отравляя всю планету…

Но самое главное, темпы потребления ископаемых постоянно растут, и не так уж далек час, когда природные ресурсы будут истощены. Что же делать?

Если всерьез подойти к этому вопросу, шансы у нас есть. Кроме тех полезных ископаемых, которые мы просто забираем у природы, существуют так называемые возобновляемые ресурсы. Это природные ресурсы, которые или не зависят от того, используем мы их или нет, или восстанавливаются быстрее, чем человек их потребляет.

Возобновляемые источники энергии — это Солнце, реки, ветра, морские волны, приливы и отливы, тепло Земли (геотермальное), разница температур между океаном и воздухом, животная и растительная биомасса. Да, нам потребуется разработка и внедрение сложных технологий, но это единственный путь к тому, чтобы не разрушить свою планету и выжить самим.

«Земля, природы мать, — ее же и могила: Что породила, то и схоронила» (У. Шекспир)

Одним из самых сложных и спорных вопросов является использование ядерной энергии. С одной стороны, это огромный КПД (коэффициент полезного действия) и колоссальные запасы, которых человечеству хватило бы на миллионы лет. С другой стороны, термоядерная реакция взята человеком под контроль не полностью. Как сказал один из российских ученых-физиков, пока мы еще только чиркаем термоядерными спичками. Любая утечка крайне опасна с точки зрения экологии, что доказала и трагедия в Чернобыле, и недавняя авария на японской станции Фукусима. Кроме того, ядерный цикл не является замкнутым, а эффективно утилизировать ядерные отходы люди еще не научились. Ядерная энергетика, к сожалению, пока слишком опасна и неподконтрольна, и во многих странах мира ведутся дискуссии об отказе от этого вида топлива.

Но не расстраивайтесь. Во-первых, ученые постоянно работают над топливным вопросом, а во-вторых, каждый из нас может помочь восстановлению природы и ее ресурсов. Как? Например, посадить дерево.

Источник: SiteKid.ru

Глоссарий

Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.

Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.

Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.

Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.

Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.

Определение литосферы

Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.  

Пангея

Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.

Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.

В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние. Доказательства этой теории подробно изложены на странице 178 учебника «География. Землеведение 5-6 классы» под редакцией Климановой О. А.

Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.

Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.

В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.

Крупнейшие тектонические плиты:

• Австралийская плита
• Антарктическая плита
• Африканская плита
• Евразийская плита
• Индостанская плита
• Тихоокеанская плита
• Северо-Американская плита
• Южно-Американская плита

Строение литосферы

Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.

К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.

Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.

Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.

Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.

В коре материкового типа выделяют три слоя пород:

• осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
• гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
• базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.

Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.

Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.

Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.

Мантия делится на два слоя:

• верхний, который относится к литосфере;
• нижний, окутывающий раскаленное ядро.

Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.

В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.

Способы изучения земной коры

Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.

Про один из способов изучения земных недр рассказывается на странице 86 учебника «География. Землеведение. 5-6 классы» под редакцией Климановой О.А.

Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.

По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.

Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.

Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.

Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.

Методические советы

С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.

1. Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.

2. Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.

3. Заключительный этап — тестирование по теме.

Темы докладов

• От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит
• Сокровища недр Земли
• Три жизни углерода: от графита до алмаза
• Чем богаты, тем и рады. Полезные ископаемые родного края

ТЕСТ

1. Как называется твердая оболочка Земли?
   • литосфера +
   • наносфера
   • атмосфера
2. Пангея — это…
   • имя древнегреческой богини плодородия
   • название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
   • название планеты в Крабовидной Туманности
3. Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?
   • пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
   • активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
   • рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью
4. Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?
   • космонавтика
   • тектоника
   • брадисеймс +
5. Поверхность Мохоровичича расположена…
   • между земной корой и верхним слоем магмы +
   • между базальтовым и осадочными слоями земной коры
   • между нижним слоем магмы и земным ядром

#ADVERTISING_INSERT#

Источник: rosuchebnik.ru

Внутренняя структура Земли [вместе с ее составом] является одним из первых предметов, которые учащиеся изучают в школе по географии / геологии. Это дает нам приблизительное представление о далеком прошлом Земли и о том, как жизнь, как мы знаем сегодня, появилась на этой планете.

Поскольку невозможно непосредственно наблюдать глубины планеты, наше текущее понимание этого вопроса полностью основано на топографических исследованиях поверхности и анализе вулканических выбросов и сейсмических волн.

Землю можно просто разделить на три слоя: кору, мантию и ядро, но другие слои также распознаются благодаря своим уникальным химическим свойствам и плотности. Ниже приведены важные слои земли, которые вы должны знать.

Земная кора

Кора — это самый внешний слой земли, глубина которого колеблется от 5 до 70 км. Земная кора состоит из трех основных типов камней; магматические, осадочные и метаморфические наиболее распространенные из магматических (гранит и базальт).

Корка делится на два типа; океаническая кора и континентальная кора. Линия или граница, которая разделяет эти два, называется разрывом Конрада.

Океаническая кора

Океаническая кора простирается от 5 до 10 км ниже морского дна. Он в основном состоит из мафических пород (базальт) и часто упоминается как Сима (силикат магния). Плотность океанической коры составляет около 3 г / см3.

Океаническая кора непрерывно формируется в середине океанических хребтов в процессе, называемом распространением морского дна. Когда магма поднимается из разлома, она распространяется и постепенно остывает, превращаясь в новую океаническую кору. Возраст океанической коры можно определить по ее удаленности от срединно-океанических хребтов.

Этому процессу противостоит разрушение океанической коры в зонах субдукции. Зона субдукции — это место, где одна плита (как океаническая, так и континентальная) подчинена мантии вышележащей плитой.

Из-за этой «переработки» океанической коры они намного моложе континентальной коры. Самой древней сохранившейся океанической коре около 340 миллионов лет, в то время как континентальной коре в некоторых регионах столько же лет, сколько и самому возрасту Земли.

Континентальный разлом

Континентальная кора полностью состоит из скалистых пород, таких как гранит. Он толще (30-50 км), чем океаническая кора, но также менее плотен (2,7 г / см3). Как и океаническая кора, континентальная кора образована тектоникой плит, но гораздо менее разрушена.

Верхняя мантия

Прямо под земной корой лежит мантия, которая разделена на два основных слоя; верхняя и нижняя мантия. Мантия в целом составляет около 84% объема земли.

Расчетная глубина верхней мантии составляет около 640 км, а всей мантии (включая нижнюю мантию) — ок. Глубина 2900 км.

Граница, которая отделяет земную кору от верхней мантии, называется разрывом Мохоровича (для краткости Мохо), однако она не обнаружена на одинаковой глубине. Мохо был обнаружен хорватским сейсмологом Андрией Мохоровичем в 1909 году.

В этом слое расположены две механически разные области, а именно литосфера и астеносфера.
литосфера

Литосфера — это твердый и жесткий слой земли, который включает в себя кору и самый верхний участок верхней мантии. Литосфера бывает двух типов; континентальная литосфера (расширение континентальной коры) и океаническая литосфера.

Континентальная литосфера состоит в основном из фельсиковых пород (пород с высоким содержанием кремнезема). Океаническая литосфера, с другой стороны, почти полностью состоит из перидотита (ультрамафитовой породы с низким содержанием кремнезема) и более плотной, чем континентальная литосфера.

Астеносфера

Под литосферой лежит гораздо более плотный и механически слабый слой астеносферы. Хотя этот слой обычно располагается где-то между глубинами 80 и 200 км, в некоторых регионах он может простираться на 700 км ниже поверхности Земли.

Давление и температура в астеносфере настолько высоки, что породы становятся полурасплавленными. Интересно, что астеносфера гораздо более пластична, чем нижняя мантия, где температура намного выше. Граница литосферы и астеносферы (LAB) — это то, что разделяет два слоя, а его глубина определяется очевидными изменениями химических и термических свойств горных пород.

И литосфера, и астеносфера связаны с тектоникой плит — геонаучной теорией, которая описывает движение литосферных блоков, известных как тектонические плиты.

Проще говоря, жесткая астеносфера «плавает» на вершине пластичной астеносферы, заставляя тектонические плиты двигаться. Геологические виды деятельности, такие как землетрясения и извержения вулканов, обычно связаны с тектоникой плит.

Переходная зона

Переходная зона представляет собой отчетливый слой в мантии Земли между глубинами 410 км и 660 км ниже поверхности. Здесь из-за высокой температуры и давления породы становятся более плотными и претерпевают структурные изменения (кристаллизация).

Исследования показали, что переходная зона мантии содержит столько же воды, сколько и океаны Земли. Однако вода существует там только в форме гидроксид-ионов. На глубинах 525-660 км гидроксид-ионы улавливаются минералами из оливина, такими как вадслиит и рингвудит.

Нижняя мантия

Между переходной зоной и ядром лежит нижняя мантия. Он простирается от 660 км до примерно 2900 км ниже поверхности Земли. Температура в нижней мантии колеблется от 1900 до 2630 К, в зависимости от глубины. Хотя эта область намного горячее и плотнее верхней мантии, она гораздо менее пластична.

Нижняя мантия в основном состоит из минералов, таких как кальциево-силикатный перовскит и ферропериклаз, оба происходят из рингвудита.

На основе сейсмической модели Предварительная эталонная Земля (PREM) нижняя мантия может быть разделена на три секции; самая верхняя нижняя мантия, средне-нижняя мантия и слой D ”.

Граница Ядро-Мантия

Граница ядро-мантия — это место, где богатая силикатами нижняя мантия взаимодействует с никель-железным внешним ядром. Он расположен примерно на 2890 км ниже земной поверхности и соответствует скачкам сейсмической скорости. Граница также известна как разрыв Гутенберга.

Ядро

Ядро Земли — самая горячая и самая плотная часть нашей планеты. Считается, что он почти полностью состоит из Никла и Айрон. Ядро делится на два слоя; твердое внутреннее ядро и жидкое внешнее ядро, а граница, разделяющая эти две области, называется разрывом по Буллену.

Внешнее ядро

Внешнее ядро простирается от 2900 км до примерно 5150 км ниже поверхности Земли. Несмотря на то, что точную температуру ядра Земли практически невозможно измерить, по оценкам, она находится где-то между 3000 К и 4500 К вблизи ее верхних областей. Он может подняться до 8000 К вблизи своей границы с внутренним ядром.

Внешнее ядро, по-видимому, имеет очень низкую вязкость, что вызывает сильную конвекцию в этой области. Согласно теории динамо, жидкое никель-железное внешнее ядро ​​- то, что питает магнитное поле Земли. Средняя напряженность магнитного поля внешнего ядра (2,5 миллисела) примерно в 50 раз выше, чем у поверхности.

Внутреннее ядро

В отличие от жидкого внешнего ядра, внутреннее ядро ​​Земли является твердым и имеет общий радиус 1220 км. Его расчетная температура близка к 5700 К, аналогично температуре внешней поверхности Солнца. Хотя температуры во внутреннем ядре намного превышают температуру плавления железа, он остается твердым из-за сильного давления, оказываемого остальной частью земли.

Поскольку внутреннее ядро ​​соединено с жидким внешним ядром, оно может вращаться с несколько иной скоростью, чем остальные. Эта теория была подтверждена исследованием, проведенным в 2005 году.

Анализируя разрывы в сейсмических волнах, исследователи смогли сделать вывод, что внутреннее ядро ​​Земли фактически вращается быстрее, чем остальная часть Земли, примерно на 0,3–0,5 градуса в год, что в 50 000 раз превышает тектоническое движение плиты.

Внутреннее ядро ​​растет примерно на 1 мм / год. Поскольку тепло от внешнего ядра передается в мантию, это заставляет внутреннюю часть жидкой области замерзать или затвердевать, а внутреннее ядро ​​толкаться вверх.

Внутреннее Внутреннее Ядро

В 2015 году, изучая эхо землетрясений, исследователи получили ранее неизвестные сведения о внутреннем ядре Земли. Исследование предполагает, что есть внутренний слой во внутреннем ядре. Он дублирован как внутреннее внутреннее ядро. Этот слой отличается от внутреннего ядра так же, как внутреннее ядро отличается от внешнего ядра.

Источник: new-science.ru