Miből áll bolygónk: a Föld keresztmetszeti szerkezete. A föld belső felépítésének sémái

A huszadik században az emberiség számos tanulmányon keresztül feltárta a föld belsejének titkát, a föld keresztmetszeti szerkezetét minden iskolás megismerte. Azok számára, akik még nem tudják, miből áll a Föld, mik a fő rétegei, milyen összetételűek, mi a neve a bolygó legvékonyabb részének, számos jelentős tényt felsorolunk.

Kapcsolatban áll

A Föld bolygó alakja és mérete

Ellentétben az általános tévhittel bolygónk nem kerek. Az alakját geoidnak nevezik, és egy enyhén lapított golyó. Azokat a helyeket, ahol a földgömb összenyomódik, pólusoknak nevezzük. A Föld forgástengelye áthalad a pólusokon, bolygónk 24 óra alatt – egy földi napon – egy fordulatot tesz körülötte.

A bolygó középen van körülvéve - egy képzeletbeli kör, amely a geoidot az északi és a déli féltekére osztja.

Az Egyenlítőn kívül vannak meridiánok – körök, merőleges az egyenlítőre és áthalad mindkét póluson. Az egyiket, amely áthalad a Greenwich Obszervatóriumon, nullának hívják - ez a földrajzi hosszúság és az időzónák referenciapontjaként szolgál.

A főbb jellemzőkre földgolyó tulajdonítható:

• átmérő (km): egyenlítői – 12 756, sarki (a sarkokon) – 12 713;
• az egyenlítő hossza (km) – 40 057, meridián – 40 008.

Tehát bolygónk egyfajta ellipszis - egy geoid, amely a tengelye körül forog, és két póluson halad át - északon és délen.

A geoid középső részét az Egyenlítő veszi körül - egy kör, amely két félgömbre osztja bolygónkat. A Föld sugarának meghatározásához a pólusoknál és az egyenlítőnél mért átmérőjének felét kell használni.

És most erről miből van a föld, milyen kagylókkal van borítva és mi az a föld metszeti szerkezete.

Földi kagylók

A föld alaphéjai tartalmuktól függően osztják ki. Mivel bolygónk gömb alakú, a gravitáció által megtartott héjait gömböknek nevezzük. Ha megnézed a föld megháromszorozása keresztmetszetben, akkor három gömb látható:

Rendben(a bolygó felszínétől kiindulva) a következőképpen helyezkednek el:

1. Litoszféra - a bolygó kemény héja, beleértve az ásványokat is a föld rétegei.
2. Hidroszféra - vízkészleteket tartalmaz - folyók, tavak, tengerek és óceánok.
3. Atmoszféra – a bolygót körülvevő levegőhéj.

Ezenkívül megkülönböztetik a bioszférát is, amely magában foglalja az összes élő szervezetet, amely más héjakban lakik.

Fontos! Sok tudós a bolygó lakosságát egy különálló hatalmas héjhoz, az antroposzférához sorolja.

A földhéjakat - litoszférát, hidroszférát és atmoszférát - a homogén komponens kombinálásának elve alapján azonosítják. A litoszférában az kemény sziklák, talaj, a bolygó belső tartalma, a hidroszférában - mindez, a légkörben - az összes levegő és egyéb gázok.

Légkör

A légkör egy gáznemű héj, benne összetétele tartalmazza: nitrogén, szén-dioxid, gáz, por.

1. A troposzféra a föld felső rétege, amely a Föld levegőjének nagy részét tartalmazza, és a felszíntől 8-10 (a sarkokon) 16-18 km (az egyenlítőnél) magasságig terjed. A troposzférában felhők és különféle légtömegek képződnek.
2. A sztratoszféra egy olyan réteg, amelyben a levegőtartalom sokkal alacsonyabb, mint a troposzférában. Övé átlagos vastagsága 39-40 km. Ez a réteg a troposzféra felső határától kezdődik és körülbelül 50 km-es magasságban ér véget.
3. A mezoszféra a légkör olyan rétege, amely 50-60-80-90 km-rel a földfelszín felett húzódik. A hőmérséklet folyamatos csökkenése jellemzi.
4. Termoszféra - a bolygó felszínétől 200-300 km-re található, a magasság növekedésével a hőmérséklet növekedésével különbözik a mezoszférától.
5. Exoszféra - a felső határtól indul, a termoszféra alatt helyezkedik el, és fokozatosan a nyitott tér, alacsony levegőtartalom és magas napsugárzás jellemzi.

Figyelem! A sztratoszférában körülbelül 20-25 km magasságban van vékonyrétegózon, amely megvédi a bolygó minden élővilágát a káros ultraibolya sugaraktól. Enélkül minden élőlény nagyon hamar meghalna.

Légkör - föld héja, amely nélkül lehetetlen lenne az élet a bolygón.

Tartalmazza az élő szervezetek lélegezéséhez szükséges levegőt, meghatározza a megfelelő időjárási viszonyokat és védi a bolygót a napsugárzás negatív hatása.

A légkör levegőből áll, a levegő pedig körülbelül 70% nitrogénből, 21% oxigénből, 0,4% szén-dioxidés más ritka gázok.

Ezenkívül a légkörben egy fontos ózonréteg található, körülbelül 50 km-es magasságban.

Hidroszféra

A hidroszféra a bolygó összes folyadéka.

Ez a héj hely szerint vízkészletés sótartalmuk mértéke a következőket tartalmazza:

• a világóceán - sós víz által elfoglalt hatalmas tér, amely négy és 63 tengert foglal magában;
• A kontinensek felszíni vizei édesvizek, valamint esetenként sós vizek. A folyékonyság foka szerint árammal rendelkező tározókra vannak felosztva - folyókra és tározókra állóvíz- tavak, tavak, mocsarak;
• a talajvíz a földfelszín alatt található édesvíz. Mélység előfordulásuk 1-2 métertől 100-200 vagy több méterig terjed.

Fontos! Jelenleg hatalmas mennyiségű édesvíz van jég formájában - ma a permafrost zónákban gleccserek, hatalmas jéghegyek, állandó, nem olvadó hó formájában körülbelül 34 millió km3 édesvízkészlet található.

A hidroszféra mindenekelőtt, friss forrás vizet inni, az egyik fő klímaformáló tényező. Vízkészlet kommunikációs útvonalként, turisztikai és rekreációs (szabadidős) létesítményként használják.

Litoszféra

A litoszféra szilárd (ásványi) a föld rétegei. Ennek a héjnak a vastagsága 100 (tengerek alatt) és 200 km (kontinensek alatt) között mozog. A litoszférába tartozik a földkéreg és a felső köpeny.

Ami a litoszféra alatt található, az bolygónk közvetlen belső szerkezete.

A litoszféra lemezei főleg bazaltból, homokból és agyagból, kőből és talajrétegből állnak.

Földszerkezeti diagram a litoszférával együtt a következő rétegek képviselik:

• Földkéreg - felső,üledékes, bazaltos, metamorf kőzetekből és termékeny talajból áll. Helytől függően kontinentális és óceáni kérget különböztetnek meg;
• köpeny - a földkéreg alatt található. Súlya a bolygó teljes tömegének körülbelül 67% -a. Ennek a rétegnek a vastagsága körülbelül 3000 km. Felső réteg A köpeny viszkózus, 50-80 km mélységben (az óceánok alatt) és 200-300 km mélységben (a kontinensek alatt) fekszik. Az alsó rétegek keményebbek és sűrűbbek. A köpeny nehéz vasat és nikkelt tartalmaz. A köpenyben lezajló folyamatok felelősek számos jelenségért a bolygó felszínén (szeizmikus folyamatok, vulkánkitörések, lerakódások kialakulása);
• A Föld központi része foglalt mag, amely egy belső szilárd és egy külső folyékony részből áll. A külső rész vastagsága kb. 2200 km, a belső rész 1300 km. Távolság a felszíntől d a föld magjáról kb 3000-6000 km. A hőmérséklet a bolygó közepén körülbelül 5000 Cº. Sok tudós szerint a mag föld általösszetétele egy nehéz vas-nikkel olvadék a vashoz hasonló tulajdonságokkal rendelkező egyéb elemek keverékével.

Fontos! A tudósok szűk köre között amellett klasszikus modell félig megolvadt nehéz maggal, van egy olyan elmélet is, amely szerint a bolygó közepén egy belső csillag található, amelyet minden oldalról lenyűgöző vízréteg vesz körül. Ez az elmélet a tudományos közösség egy szűk körétől eltekintve széles körben elterjedt a tudományos-fantasztikus irodalomban. Példa erre V.A. regénye. Obrucsev „Plutonia”, amely az orosz tudósok expedícióját meséli el a bolygó belsejében lévő üregbe, saját kis csillaggal, valamint a felszínen kihalt állatok és növények világával.

Egy ilyen általánosan elfogadott a föld szerkezetének diagramja, beleértve a földkérget, a köpenyét és a magját is, évről évre egyre jobban és finomabbá válik.

A modell számos paramétere többször is frissítésre kerül a kutatási módszerek fejlesztésével és új berendezések megjelenésével.

Így például annak érdekében, hogy pontosan megtudjuk hány kilométerre a mag külső része, több éves tudományos kutatásra lesz szükség.

Jelenleg az ember által ásott legmélyebb bánya a földkéregben körülbelül 8 kilométeres, így a köpeny, és különösen a bolygó magjának tanulmányozása csak elméleti összefüggésben lehetséges.

A Föld rétegenkénti szerkezete

Azt vizsgáljuk, hogy belül milyen rétegekből áll a Föld

Következtetés

Figyelembe véve a föld metszeti szerkezete, láttuk, milyen érdekes és összetett bolygónk. Szerkezetének tanulmányozása a jövőben segít az emberiségnek megérteni a rejtélyeket természetes jelenség, lehetővé teszi a pusztító pontosabb előrejelzését a természeti katasztrófák, fedezze fel az új, még ki nem alakult ásványi lelőhelyeket.

A mi házunk

A bolygót, amelyen élünk, életünk abszolút minden területén használjuk: városainkat és otthonainkat építjük rá; Esszük a rajta termő növények termését; használjuk fel saját céljainkra Természetes erőforrások, mélyéből nyerték ki. A föld a számunkra elérhető előnyök forrása, otthonunk. De kevesen tudják, mi a Föld szerkezete, milyen jellemzői vannak és miért érdekes. Ez a cikk azoknak íródott, akik kifejezetten érdeklődnek a kérdés iránt. Valaki, miután elolvasta, felfrissíti a meglévő tudás emlékét. És valaki megtudhat valamit, amiről fogalma sem volt. Mielőtt azonban rátérnénk arra, hogy mi jellemzi a Föld belső szerkezetét, érdemes egy kicsit szólni magáról a bolygóról.

Röviden a Föld bolygóról

A Föld a harmadik bolygó a Naptól (előtte a Vénusz, mögötte a Mars). A Naptól való távolság körülbelül 150 millió km. A „földi csoportnak” nevezett bolygócsoporthoz tartozik (a Merkúr, a Vénusz és a Mars is). Tömege 5,98 * 10 27, térfogata 1,083 * 10 27 cm³. A keringési sebesség 29,77 km/s. A Föld 365,26 nap alatt tesz meg teljes körforgást a Nap körül, saját tengelye körül pedig 23 óra 56 perc alatt. Tudományos adatok alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a Föld életkora megközelítőleg 4,5 milliárd év. A bolygó gömb alakú, de a körvonala időnként megváltozik az elkerülhetetlen belső dinamikus folyamatok miatt. Kémiai összetétele hasonló a többi földi bolygóéhoz – az oxigén, a vas, a szilícium, a nikkel és a magnézium dominál.

A Föld szerkezete

A föld több összetevőből áll - a magból, a köpenyből és a kéregből. Mindenről egy kicsit.

földkéreg

Ez a Föld legfelső rétege. Ezt használják az emberek aktívan. És ezt a réteget tanulmányozták a legjobban. Kőzet- és ásványi lerakódásokat tartalmaz. Három rétegből áll. Az első üledékes. A kemény kőzetek, növényi és állati maradványok, üledékek pusztulása következtében keletkező lágyabb kőzetek képviselik. különféle anyagok a világ óceánjainak fenekén. Következő réteg- gránit. Megszilárdult magmából (a föld mélyéről származó olvadt anyag, amely kitölti a kéreg repedéseit) nyomás és magas hőmérséklet mellett keletkezik. Ez a réteg különféle ásványi anyagokat is tartalmaz: alumínium, kalcium, nátrium, kálium. Általában ez a réteg hiányzik az óceánok alatt. A gránitréteg után következik a bazaltréteg, amely főleg bazaltból (mély eredetű kőzet) áll. Ez a réteg több kalciumot, magnéziumot és vasat tartalmaz. Ez a három réteg tartalmazza az összes ásványi anyagot, amit az ember használ. A földkéreg vastagsága 5 km-től (az óceánok alatt) és 75 km-ig (kontinensek alatt) terjed. A földkéreg teljes térfogatának körülbelül 1%-át teszi ki.

Palást

A kéreg alatt található, és körülveszi a magot. A bolygó teljes térfogatának 83%-át teszi ki. A köpeny felső (800-900 km mélységben) és alsó (2900 km mélységben) részekre oszlik. A felső részből magma képződik, amit fentebb említettünk. A köpeny sűrű szilikát kőzetekből áll, amelyek oxigént, magnéziumot és szilíciumot tartalmaznak. Szintén szeizmológiai adatok alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a köpeny tövében óriási kontinensekből álló, váltakozva nem folytonos réteg található. Ezek pedig úgy alakulhattak ki, hogy magának a köpenynek a kőzeteit a maganyaggal összekeverték. De egy másik lehetőség az, hogy ezek a területek az ősi óceánok fenekét képviselhetik. De ezek már részletek. További geológiai szerkezet A föld a maggal folytatódik.

Mag

A mag kialakulását az magyarázza, hogy a Föld korai történelmi időszakában az anyagok a legnagyobb sűrűségű(vas és nikkel) leülepedt a közepén és kialakította a magot. Ez a Föld szerkezetének legsűrűbb része. Egy olvadt külső magra (kb. 2200 km vastag) és egy szilárd belső magra (körülbelül 2500 km átmérőjű) oszlik. A Föld teljes térfogatának 16%-át és teljes tömegének 32%-át teszi ki. A sugara 3500 km. Nehéz elképzelni, hogy mi történik a mag belsejében – a hőmérséklet itt 3000°C felett van, és hatalmas nyomás uralkodik.

Konvekció

A Föld kialakulása során felhalmozódott hő a mai napig kiszabadul a mélyéből, ahogy a mag lehűl és a radioaktív elemek bomlanak. Csak azért nem jön felszínre, mert van egy köpeny, aminek a kőzetei kiváló hőszigeteléssel rendelkeznek. De ez a hő magát a köpeny anyagát hozza mozgásba – először a forró sziklák emelkednek fel a magból, majd ettől lehűtve ismét visszatérnek. Ezt a folyamatot konvekciónak nevezik. Ennek eredménye vulkánkitörések és földrengések.

Mágneses mező

A külső magban található megolvadt vas keringést hoz létre elektromos áramok, létrehozva a Föld mágneses terét. Elterjed az űrbe, és mágneses burkot hoz létre a Föld körül, amely visszaveri a napszél áramlását (a Nap által kilökődő töltött részecskék), és megvédi az élőlényeket a halálos sugárzástól.

Honnan származnak az adatok?

Minden információt különféle geofizikai módszerekkel szereznek be. A szeizmológiai állomásokat szeizmológusok (a Föld rezgéseit tanulmányozó tudósok) telepítik a Föld felszínére, ahol a földkéreg bármilyen rezgését rögzítik. A szeizmikus hullámok aktivitásának megfigyelése a Föld különböző pontjain, a legerősebb számítógépek Ugyanúgy reprodukálni a képet arról, hogy mi történik a bolygó mélyén, ugyanúgy, mint az emberi testet „átlátszó” röntgensugárral.

Végül

Csak keveset beszéltünk a Föld szerkezetéről. Valójában ezt a kérdést nagyon sokáig lehet tanulmányozni, mert... tele van árnyalatokkal és jellemzőkkel. Erre a célra léteznek szeizmológusok. A többihez elég tudni a szerkezetét Általános információ. De semmi esetre sem szabad elfelejtenünk, hogy a Föld bolygó az otthonunk, amely nélkül nem léteznénk. És szeretettel, tisztelettel és törődéssel kell bánnod vele.

Ősidők óta próbálják az emberek ábrázolni rendszer belső szerkezet Föld.Érdekelték őket a Föld belei, mint a víz, a tűz, a levegő tárháza, és mint a mesés gazdagság forrása. Innen ered a vágy, hogy gondolattal behatoljunk a Föld mélyére, ahol, ahogy Lomonoszov fogalmazott,

kezet és szemet a természet (azaz a természet) tiltja.

A Föld belső szerkezetének első diagramja

Az ókor legnagyobb gondolkodója görög filozófus 4. században élt (384-322) azt tanította, hogy a Föld belsejében „központi tűz” van, amely a „tüzet okádó hegyekből” tör ki. Úgy vélte, hogy az óceánok vizei a Föld mélyére szivárogva kitöltik az üregeket, majd a repedéseken át a víz ismét felemelkedik, forrásokat és folyókat képezve, amelyek a tengerekbe és óceánokba ömlenek. Így megy végbe a víz körforgása.

A Föld szerkezetének első diagramja Athanasius Kirchertől (1664-es metszet alapján)

Azóta több mint kétezer év telt el, és csak a 17. század második felében - 1664-ben - jelent meg a Föld belső szerkezetének első diagramja. A szerzője az volt Afanasy Kircher. Korántsem volt tökéletes, de meglehetősen jámbor, amint azt a rajz alapján könnyű megállapítani.

A földet szilárd testként ábrázolták, amelynek belsejében hatalmas üregek kapcsolódtak egymáshoz és a felszínhez számos csatorna. A központi mag tele volt tűzzel, a felszínhez közelebb eső üregek pedig tűzzel, vízzel és levegővel.

A diagram készítője meg volt győződve arról, hogy a Föld belsejében lévő tüzek felmelegítik és fémeket termelnek. Elképzelései szerint a földalatti tűz anyaga nemcsak kén és szén, hanem a föld belsejének egyéb ásványi anyagai is. A felszín alatti vízfolyások szelet generáltak.

A Föld belső szerkezetének második diagramja

A 18. század első felében megjelent második diagram a Föld belső szerkezetéről. A szerzője az volt Woodworth. Belül a Földet már nem tűz töltötte meg, hanem víz; a víz hatalmas vízgömböt hozott létre, és csatornák kötötték össze ezt a gömböt a tengerekkel és óceánokkal. A folyékony magot vastag szilárd héj vette körül, amely kőzetrétegekből állt.

Woodworth's Land szerkezetének második diagramja (egy 1735-ös metszetből)

Kőzetrétegek

Arról, hogyan alakulnak és helyezkednek el kőzetrétegek, mutatott rá először a kiváló dán természetkutató Nikolai Stensen(1638-1687). A tudós Steno néven sokáig Firenzében élt, és ott orvost gyakorolt.

A bányászok régóta észrevették az üledékes kőzetek rétegeinek szabályos elrendezését. Stensen nemcsak a kialakulásuk okát fejtette ki helyesen, hanem a további változásokat is, amelyeknek ki voltak téve.

Ezek a rétegek – állapította meg – leülepedtek a vízből. Az üledékek kezdetben lágyak voltak, majd megkeményedtek; A rétegek eleinte vízszintesen feküdtek, majd vulkáni folyamatok hatására jelentős elmozdulásokat tapasztaltak, ez magyarázza dőlésüket.

De ami helyes volt az üledékes kőzetekkel kapcsolatban, az természetesen nem terjeszthető ki a földkérget alkotó összes többi kőzetre. Hogyan alakultak ki? Vizes oldatból vagy tüzes olvadékból származnak? Ez a kérdés sokáig felkeltette a tudósok figyelmét, egészen a 19. század 20-as éveiig.

Vita a neptunisták és a plutonisták között

A víz támogatói között - Neptunisták(Neptunusz - a tengerek ókori római istene) és a tűz támogatói - plutonisták(Plútó - ókori görög isten földalatti királyság) heves viták folytak többször is.

Végül a kutatók bebizonyították a bazaltos kőzetek vulkáni eredetét, és a neptunisták kénytelenek voltak elismerni a vereséget.

Bazalt

Bazalt- nagyon gyakori vulkanikus kőzet. Gyakran feljön a föld felszínére, és nagy mélységben megbízható alapot képez földkéreg. Ehhez a fajtához - nehéz, sűrű és kemény, sötét szín- jellegzetesen oszlopos, öt-hat szögű metszet formájában.

A bazalt gyönyörű építőanyag. Ezenkívül megolvasztható, és bazaltöntvény előállítására használják. A termékek értékes műszaki tulajdonságokkal rendelkeznek: tűzállóság és savállóság.

Nagyfeszültségű szigetelők, vegyszertartályok, csatornacsövek stb. A bazaltok Örményországban, Altajban, Transbajkáliában és más területeken találhatók.

A bazalt nagy fajsúlyában különbözik a többi kőzettől.

Természetesen sokkal nehezebb meghatározni a Föld sűrűségét. És ezt tudni kell a földgömb szerkezetének helyes megértéséhez. A Föld sűrűségének első és meglehetősen pontos meghatározását kétszáz éve végezték.

A sűrűséget sok meghatározás átlagában 5,51 g/cm3-nek vettük.

Szeizmológia

A tudomány jelentős világosságot hozott a vonatkozó elképzelésekbe szeizmológia, a földrengések természetének tanulmányozása (az ókori görög szavak: "szeizmosz" - földrengés és "logos" - tudomány).

Ebben az irányban még sok a tennivaló. A legnagyobb szeizmológus, B. B. Golitsyn akadémikus (1861-1916) képletes megnyilvánulása szerint

Minden földrengés egy lámpához hasonlítható, amely rövid időre kigyullad, és a Föld belsejét megvilágítva lehetővé teszi, hogy lássuk, mi történik ott.

Nagyon érzékeny rögzítő eszközök, szeizmográfok segítségével (a már ismert „szeizmosz” és „grafo” szavakból - írom) kiderült, hogy a földrengéshullámok terjedési sebessége a világon nem azonos: ez attól függ, azon anyagok sűrűsége, amelyeken keresztül a hullámok terjednek.

Például a homokkő vastagságán két másodperc alatt áthaladnak még egyszer lassabb, mint a grániton keresztül. Ez lehetővé tette számunkra, hogy fontos következtetéseket vonjunk le a Föld szerkezetéről.

föld, Által modern tudományos nézetek szerint három egymásba ágyazott golyó formájában ábrázolható. Van egy ilyen gyerekjáték: egy színes fagolyó, amely két félből áll. Ha kinyitod, egy másik színes golyó van benne, egy még kisebb golyó van benne, és így tovább.

• Példánkban az első külső golyó az földkéreg.
• Második - a Föld héja vagy köpenye.
• Harmadik - belső mag.

A Föld belső szerkezetének modern diagramja

E „golyók” falának vastagsága eltérő: a külső a legvékonyabb. Itt meg kell jegyezni, hogy a földkéreg nem képvisel egyforma vastagságú homogén réteget. Különösen Eurázsia területén 25-86 kilométeren belül változik.

A szeizmikus állomások, azaz a földrengéseket vizsgáló állomások meghatározása szerint a földkéreg vastagsága a Vlagyivosztok - Irkutszk vonal mentén 23,6 km; Szentpétervár és Szverdlovszk között - 31,3 km; Tbiliszi és Baku - 42,5 km; Jereván és Groznij - 50,2 km; Szamarkand és Chimkent - 86,5 km.

A Föld héjának vastagsága éppen ellenkezőleg, nagyon lenyűgöző - körülbelül 2900 km (a földkéreg vastagságától függően). A maghéj valamivel vékonyabb - 2200 km. A legbelső mag sugara 1200 km. Emlékezzünk vissza, hogy a Föld egyenlítői sugara 6378,2 km, a poláris sugara pedig 6356,9 km.

A Föld anyaga nagy mélységben

Mi történik vele a Föld anyaga, alkotják a földgömböt, nagy mélységben?
Köztudott, hogy a hőmérséklet a mélységgel nő. Az angliai szénbányákban és a mexikói ezüstbányákban olyan magasan van, hogy lehetetlen dolgozni, hiába mindenféle technikai eszközök: egy kilométeres mélységben - 30° feletti hőségben!

A méterek számát, amennyit mélyen le kell ereszkedni a Földbe, hogy a hőmérséklet 1°-kal emelkedjen geotermikus színpad. Oroszra fordítva - „a Föld melegítési foka”. (A „geotermikus” szó két görög szóból áll: „ge” ​​– föld és „therme” – hő, ami hasonló a „hőmérő” szóhoz.)

A geotermikus fokozat értéke méterben van kifejezve és változó (20-46 között mozog). Átlagosan 33 méterrel veszik. Moszkva esetében a mélyfúrási adatok szerint a geotermikus gradiens 39,3 méter.

Az eddigi legmélyebb fúrás nem haladja meg 12000 méter. 2200 méter feletti mélységben egyes kutakban már túlhevített gőz jelenik meg. Sikeresen alkalmazzák az iparban.

Azonban innen kell csinálni helyes következtetéseket, figyelembe kell venni a nyomás hatását is, amely a Föld középpontjához közeledve szintén folyamatosan növekszik.
1 kilométeres mélységben a kontinensek alatti nyomás eléri a 270 atmoszférát (az óceán feneke alatt azonos mélységben - 100 atmoszférát), 5 km mélységben - 1350 atmoszférát, 50 km-en - 13 500 atmoszférát stb. bolygónk egyes részein a nyomás meghaladja a 3 millió atmoszférát!

Természetesen az olvadási hőmérséklet is változik a mélységgel. Ha például a bazalt gyári kemencékben 1155°-on megolvad, akkor 100 kilométeres mélységben csak 1400°-on kezd olvadni.

A tudósok szerint a hőmérséklet 100 kilométeres mélységben 1500°, majd lassan emelkedve csak a bolygó legközépsebb részein éri el a 2000-3000°-ot.
Amint azt a laboratóriumi kísérletek mutatják, a növekvő nyomás hatására szilárd anyagok- nemcsak mészkő vagy márvány, hanem gránit is - plaszticitást nyer, és a folyékonyság minden jelét mutatja.

Ez az anyagállapot jellemző diagramunk második gömbjére - a Föld héjára. A vulkánokhoz közvetlenül kapcsolódó olvadt tömeg (magma) gócok mérete korlátozott.

A Föld magja

Shell anyag A Föld magja viszkózus, és magában a magban a hatalmas nyomás és a magas hőmérséklet miatt különleges fizikai állapotban van. Új tulajdonságai keménység tekintetében hasonlóak a folyékony testek tulajdonságaihoz, elektromos vezetőképesség tekintetében pedig - a fémek tulajdonságaihoz.

A Föld nagy mélységeiben az anyag – ahogy a tudósok mondják – fémes fázissá alakul át, amit laboratóriumi körülmények között még nem lehet létrehozni.

A földgömb elemeinek kémiai összetétele

A briliáns orosz kémikus, D. I. Mengyelejev (1834-1907) bebizonyította, hogy kémiai elemek koherens rendszert képviselnek. Tulajdonságaik rendszeres kapcsolatban állnak egymással, és annak az egyetlen anyagnak az egymást követő szakaszait képviselik, amelyből a földgömb épül.

• Kémiai összetételét tekintve a földkérget elsősorban csak az kilenc elem az általunk ismert több mint száz közül. Közülük mindenekelőtt oxigén, szilícium és alumínium, akkor kisebb mennyiségben, vas, kalcium, nátrium, magnézium, kálium és hidrogén. A többi csak két százalékot tesz ki teljes súly az összes felsorolt ​​elemet. A földkérget kémiai összetételétől függően sziálnak nevezték. Ez a szó azt jelezte, hogy a földkéregben az oxigén után a szilícium (latinul „szilícium”, ezért az első szótag - „si”) és az alumínium (a második szótag - „al”, együtt „sial”) dominál.
• A szubkortikális membránban észrevehető a magnézium növekedése. Ezért hívják sima. Az első szótag a szilíciumból származó „si” szilícium, a második pedig az „ma” innen származik magnézium.
• Úgy vélték, hogy a földgömb középső része főként ebből keletkezett nikkel vas, innen a neve - kést. Az első szótag - "ni" a nikkel jelenlétét jelzi, és a "fe" - vas (latinul "ferrum").

A földkéreg sűrűsége átlagosan 2,6 g/cm 3 . A mélységgel a sűrűség fokozatos növekedése figyelhető meg. A mag központi részeiben meghaladja a 12 g/cm 3 értéket, és éles ugrások figyelhetők meg, különösen a maghéj határán és a legbelső magban.

A Föld szerkezetéről, összetételéről és a kémiai elemek természetben való eloszlásának folyamatairól nagyszerű munkákat hagytak ránk kiváló szovjet tudósok - V. I. Vernadsky akadémikus (1863-1945) és tanítványa, A. E. Fersman akadémikus (1883-1945) - tehetséges népszerűsítő, lenyűgöző könyvek szerzője - „Szórakoztató ásványtan” és „Szórakoztató geokémia”.

Meteoritok kémiai elemzése

A kompozícióról alkotott elképzeléseink helyessége belső részek A Föld is megerősített kémiai meteorit elemzés. Egyes meteoritok túlnyomórészt vasból állnak – így hívják őket. vas meteoritok, másokban - azokat az elemeket, amelyek a földkéreg kőzeteiben találhatók, ezért nevezik őket köves meteoritok.

A kőmeteoritok a szétesett égitestek külső héjának töredékeit, a vasmeteoritok pedig belső részeik töredékeit képviselik. Habár külső jelek A kőmeteoritok nem hasonlítanak kőzeteinkhez, de kémiai összetételük közel áll a bazaltokhoz. A vasmeteoritok kémiai elemzése megerősíti a Föld központi magjának természetére vonatkozó feltételezéseinket.

A Föld légköre

Elképzeléseink a szerkezetről föld korántsem lesz teljes, ha csak a mélyére szorítkozunk: a Földet elsősorban az veszi körül légburok - légkör(a görög szavakból: „atmos” - levegő és „sphaira” - labda).

Az újszülött bolygót körülvevő légkör gőzállapotban tartalmazta a Föld jövőbeli óceánjainak vizét. Ennek az elsődleges légkörnek a nyomása tehát magasabb volt, mint ma.

Ahogy a légkör lehűlt, túlhevített vízsugár ömlött a Földre, és a nyomás csökkent. A forró vizek létrehozták az elsődleges óceánt - a Föld vízhéját, különben a hidroszférát (a görög „gidor” szóból - víz), (további részletek:). A földgömb felszínének nagy részét (körülbelül 71%-át) beborító vízhéj egyetlen világóceánt alkot.

Az óceán mélyének feltárása kimutatta, hogy aljának körvonalai megváltoznak. A tengermélységről jelenleg rendelkezésünkre álló adatok nem tulajdoníthatók az elsődleges óceánnak, mivel a legrégebbi üledékek többnyire sekélyek. Következésképpen bolygónk fejlődésének legősibb korszakaiban a kis víztömegek voltak túlsúlyban, de most éppen az ellenkező arányt figyeljük meg.

A földgömb jellegzetes tulajdonsága a heterogenitása. Számos rétegre vagy gömbre oszlik, amelyek belső és külső részekre vannak osztva.

A Föld belső szférái: a földkéreg, a köpeny és a mag.

földkéreg legheterogénebb. Mélységét tekintve 3 réteg van (felülről lefelé): üledékes, gránit és bazalt.

Üledékes réteg lágy és olykor laza kőzetek alkotják, amelyek az anyag vízben történő ülepedése során keletkeztek, ill levegő környezet a Föld felszínén. Az üledékes kőzetek általában párhuzamos síkok által határolt rétegekben helyezkednek el. A réteg vastagsága több métertől 10-15 km-ig változik. Vannak olyan területek, ahol az üledékes réteg szinte teljesen hiányzik.

gránitréteg főleg Al-ban és Si-ben gazdag magmás és metamorf kőzetekből áll. Az átlagos SiO 2 tartalom bennük több mint 60%, ezért a savas kőzetek közé sorolják őket. A réteg kőzeteinek sűrűsége 2,65-2,80 g/cm3. Vastagsága 20-40 km. Az óceáni kéreg részeként (például a Csendes-óceán fenekén) nincs gránitréteg, így a kontinentális kéreg szerves része.

Bazaltréteg a földkéreg tövében fekszik és folyamatos, vagyis a gránitrétegtől eltérően a kontinentális és az óceáni kéregben egyaránt jelen van. A gránitfelszíntől a Conrad-felszín (K) választja el, amelyen a szeizmikus hullámok sebessége 6-ról 6,5 km/s-ra változik. A bazaltréteget alkotó anyag kémiai összetételében és fizikai tulajdonságaiban közel áll a bazaltokhoz (kevésbé gazdag SiO 2-ben, mint a gránit). Az anyag sűrűsége eléri a 3,32 g/cm 3 -t. A hosszanti szeizmikus hullámok áthaladási sebessége 6,5-ről 7 km/sec-re nő az alsó határon, ahol a sebesség ismét megugrik és eléri a 8-8,2 km/sec-et. A földkéregnek ez az alsó határa mindenhol nyomon követhető, és Mohorović határnak (jugoszláv tudós) vagy M határnak nevezik.

Palást a földkéreg alatt található 8-80-2900 km mélységben. A hőmérséklet a felső rétegekben (100 km-ig) 1000-1300 o C, a mélységgel növekszik és az alsó határon eléri a 2300 o C-ot, azonban ott szilárd halmazállapotban van az anyag nyomás hatására, ami nagy mélységben. százezer és millió atmoszférát tesz ki. A mag határán (2900 km) a longitudinális szeizmikus hullámok törése és részleges visszaverődése figyelhető meg, de a keresztirányú hullámok nem lépik át ezt a határt (a „szeizmikus árnyék” 103° és 143° ív között mozog). A hullámterjedés sebessége a köpeny alsó részén 13,6 km/s.

Viszonylag a közelmúltban vált ismertté, hogy a köpeny felső részében dekompressziós kőzetréteg található - asztenoszféra, 70-150 km mélységben (az óceánok alatt mélyebben) fekszik, amelyben a rugalmas hullámsebesség körülbelül 3%-os csökkenése figyelhető meg.

Mag fizikai tulajdonságaiban élesen eltér az őt körülvevő köpenytől. A hosszanti szeizmikus hullámok áthaladási sebessége 8,2-11,3 km/s. A helyzet az, hogy a köpeny és a mag határán a hosszanti hullámok sebessége élesen 13,6-ról 8,1 km/s-ra csökken. A tudósok régóta arra a következtetésre jutottak, hogy a mag sűrűsége sokkal nagyobb, mint a felszíni héjak sűrűsége. Megfelelő légköri feltételek mellett meg kell felelnie a vas sűrűségének. Ezért széles körben úgy tartják, hogy a mag vasból és nikkelből áll, és mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ezeknek a fémeknek az atommagban való jelenléte az anyag fajsúly ​​szerinti elsődleges differenciálódásával jár. A meteoritok is a vas-nikkel mag mellett szólnak. A mag külső és belső részekre oszlik. A mag külső részén a nyomás 1,5 millió atm; sűrűsége 12 g/cm 3 . A hosszanti szeizmikus hullámok itt 8,2-10,4 km/s sebességgel terjednek. A belső mag benne található folyékony halmazállapot, és a benne lévő konvektív áramok indukálják a Föld mágneses terét. A belső magban a nyomás eléri a 3,5 millió atm-t, a sűrűség 17,3-17,9 g/cm 3, a hosszanti hullámok sebessége 11,2-11,3 km/sec. A számítások azt mutatják, hogy a hőmérsékletnek több ezer fokot kell elérnie (legfeljebb 4000 o). Az ott lévő anyag a nagy nyomás miatt szilárd halmazállapotú.

A Föld külső szférái: hidroszféra, légkör és bioszféra.

Hidroszféra egyesíti a természetben a vízformák teljes megnyilvánulási halmazát, kezdve a Föld felszínének 2/3-át elfoglaló összefüggő vízborítástól (tengerek és óceánok) és a kőzetek és ásványok részét képező vízig. ebben a felfogásban a hidroszféra a Föld folyamatos héja. Tanfolyamunk mindenekelőtt a hidroszférának azt a részét vizsgálja, amely önálló vízréteget képez - óceánszféra.

Tól től teljes terület A szárazföld területe 510 millió km2, 361 millió km2-t (71%) borít víz. Sematikusan a Világóceán fenekének domborműve úgy van ábrázolva hipszográfiás görbe. A szárazföldi magasságok és az óceánmélységek eloszlását mutatja; A tengerfenék 2 szintje jól látható 0-200 m és 3-6 km mélységben. Az első egy viszonylag sekély vizű terület, amely víz alatti platform formájában veszi körül az összes kontinens partjait. Ez egy kontinentális talapzat, ill polc. A tenger felől a polcot egy meredek víz alatti párkány határolja - kontinentális lejtő(3000 m-ig). 3-3,5 km mélységben van kontinentális láb. 3500 m alatt indul óceáni meder (óceán meder), melynek mélysége 6000 m. A kontinentális láb és az óceánfenék alkotják a tengerfenék második jól körülhatárolható szintjét, amely tipikusan óceáni kéregből áll (gránitréteg nélkül). Az óceán feneke között főleg a Csendes-óceán perifériás részein találhatók mélytengeri mélyedések (árkok)- 6000-11000 m. Körülbelül így nézett ki a hipszografikus görbe 20 évvel ezelőtt. Az utóbbi idők egyik legfontosabb geológiai felfedezése a felfedezés volt óceánközépi gerincek - tengerfenék globális rendszere, amely legalább 2 kilométerrel az óceán feneke fölé emelkedik, és az óceánfenék területének legfeljebb 1/3-át foglalja el. Ennek a felfedezésnek a geológiai jelentőségét később tárgyaljuk.

Szinte az összes ismert kémiai elem megtalálható az óceán vizében, de csak 4 van túlsúlyban: O 2, H 2, Na, Cl. A tengervízben oldott kémiai vegyületek tartalmát (sótartalmát) tömegszázalékban, ill ppm(1 ppm = 0,1%). Az óceánvíz átlagos sótartalma 35 ppm (1 liter vízben 35 g só van). A sótartalom nagyon változó. Tehát a Vörös-tengerben eléri az 52 ppm-et, a Fekete-tengerben a 18 ppm-et.

Légkör a Föld legfelső léghéját képviseli, amely összefüggő burkolattal veszi körül. A felső határ nem egyértelmű, mivel a légkör sűrűsége a magassággal csökken, és fokozatosan levegőtlen térbe kerül. Az alsó határ a Föld felszíne. Ez a határ is önkényes, mivel a levegő egy bizonyos mélységig behatol a kőhéjba, és oldott formában van a vízoszlopban. A légkörben 5 fő szféra van (alulról felfelé): troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra, ionoszféraÉs exoszféra. A troposzféra a geológia szempontjából fontos, mivel közvetlen kapcsolatban áll a földkéreggel, és jelentős hatással van rá.

A troposzférát nagy sűrűség, vízgőz, szén-dioxid és por állandó jelenléte jellemzi; a hőmérséklet fokozatos csökkenése a magassággal és a függőleges és vízszintes légáramlás megléte benne. A fő elemeken - O 2 és N 2 - kívül a kémiai összetétel mindig tartalmaz CO 2 -t, vízgőzt, néhány inert gázt (Ar), H 2 -t, kén-dioxidot és port. A troposzférában a levegő keringése nagyon összetett.

Bioszféra- egyfajta héj (V. I. Vernadsky akadémikus izolálta és elnevezett), egyesíti azokat a héjakat, amelyekben az élet jelen van. Nem foglal el külön teret, hanem behatol a földkéregbe, a légkörbe és a hidroszférába. A bioszféra nagy szerepet játszik a geológiai folyamatokban, részt vesz a kőzetek keletkezésében és pusztulásában egyaránt.

Az élő szervezetek a legmélyebben behatolnak a hidroszférába, amelyet gyakran az „élet bölcsőjének” neveznek. Az élet különösen gazdag az óceánszférában, abban felületi rétegek. A tengerekben és óceánokban a fizikai és földrajzi helyzettől, elsősorban a mélységtől függően többféle víz található. bionómiai zónák(görög "biosz" - élet, "nomos" - törvény). Ezek a zónák különböznek az élőlények létezésének feltételeiben és összetételében. A polc területén 2 zóna található: partiÉs neritikus. A part menti zóna egy viszonylag keskeny sekély vízsáv, amelyet apály idején naponta kétszer leeresztenek. A part menti zónát sajátos jellegéből adódóan az átmeneti kiszáradást is jól tűrő élőlények lakják (tengeri férgek, egyes puhatestűek, tengeri sünök, csillagok). Az árapály zónánál mélyebben található a talapzaton belül a neritikus zóna, amelyet a leggazdagabb tengeri élőlények népesítenek be. A fauna minden típusa széles körben képviselteti magát itt. Életmód szerint megkülönböztetik bentikusállatok (alul élők): ülő bentosz (korallok, szivacsok, mohafélék stb.), vándor bentosz (mászók - sündisznók, csillagok, rákok). Nekton az állatok képesek önállóan mozogni (halak, lábasfejűek); plankton (plankton) - vízben szuszpendálva (foraminifera, radiolaria, medúza). Megfelel a kontinentális lejtőnek batyális zóna, kontinentális láb és óceáni meder - mélységi zóna. Az életkörülmények bennük nem túl kedvezőek - teljes sötétség, magas nyomás, algahiány. Azonban még ott is Utóbbi időben felfedezték az élet mélységes oázisai, víz alatti vulkánokra és hidrotermikus kiáramlási zónákra korlátozódik. Az itteni bióta óriási anaerob baktériumokon, vestimentiferákon és más különös organizmusokon alapul.

Az élő szervezetek Földbe való behatolásának mélységét elsősorban a hőmérsékleti viszonyok korlátozzák. Elméletileg a legrezisztensebb prokarióták esetében ez 2,5-3 km. Az élőanyag aktívan befolyásolja a légkör összetételét, amely modern formájában az oxigénnel, szén-dioxiddal és nitrogénnel dúsító szervezetek létfontosságú tevékenységének eredménye. Rendkívül fontos az élőlények szerepe a tengeri üledékek képződésében, amelyek közül sok ásványi anyag (kausztobiolitok, jászpilitek stb.).

Önellenőrző kérdések.

Hogyan alakultak ki a Naprendszer eredetével kapcsolatos nézetek?

Milyen a Föld alakja és mérete?

Milyen szilárd héjakból áll a Föld?

Miben különbözik a kontinentális kéreg az óceáni kéregtől?

Mi okozza a Föld mágneses mezejét?

Mi a hipszografikus görbe és típusa?

Mi az a bentosz?

Mi a bioszféra és határai?

A Föld egy olyan rendszer része, amelynek középpontja a Nap, amely a teljes rendszer tömegének 99,87%-át tartalmazza. Jellemző tulajdonság A Naprendszer összes bolygója héjszerkezete: minden bolygó számos koncentrikus gömbből áll, amelyek összetételükben és halmazállapotukban különböznek egymástól.

A Földet vastag gáznemű héj veszi körül - a légkör. Ő egyfajta szabályozó anyagcsere folyamatok Föld és űr között. A gázhéj több gömböt tartalmaz, amelyek összetételükben és fizikai tulajdonságaikban különböznek egymástól. A gáz halmazállapotú anyag nagy része a troposzférában található, amelynek felső határa az egyenlítőnél körülbelül 17 km-es magasságban a sarkok felé 8-10 km-re csökken. Feljebb, a sztratoszférában és a mezoszférában a gázok ritkulása növekszik, a termikus viszonyok pedig komplexen változnak.

1. ábra. A Föld és más földi bolygók szerkezetének összehasonlítása

80-800 km magasságban található az ionoszféra - egy nagyon ritka gáz régiója, amelynek részecskéi között az elektromosan töltött részecskék dominálnak. A gázhéj legkülső részét az exoszféra alkotja, amely 1800 km magasságig terjed. Ebből a gömbből a legkönnyebb atomok - hidrogén és hélium - eloszlanak. Maga a bolygó még összetettebben rétegzett. A Föld tömegét 5,98 * 1027 g-ra, térfogatát 1,083 * 1027 cm 3-re becsülik. Ezért a bolygó átlagos sűrűsége körülbelül 5,5 g/cm 3 . De a rendelkezésünkre álló kőzetek sűrűsége 2,7-3,0 g/cm 3 . Ebből az következik, hogy a Föld anyagának sűrűsége heterogén.

Bolygónk belsejének vizsgálatának legfontosabb módszerei a geofizikaiak, elsősorban a robbanások vagy földrengések által keltett szeizmikus hullámok terjedési sebességének megfigyelésével. Mint a vízbe dobott kő különböző oldalak a hullámok a víz felszíne mentén eltérnek, így szilárd anyagban rugalmas hullámok terjednek a robbanás forrásától. Ezek között megkülönböztetik a hosszanti és keresztirányú rezgések hullámait. A longitudinális rezgések egy anyag váltakozó összenyomódása és nyújtása a hullámterjedés irányában. A keresztirányú rezgések a hullám terjedésére merőleges irányú váltakozó eltolódásnak tekinthetők.

A longitudinális hullámok, vagy ahogy mondják, longitudinális hullámok, a szilárd testben nagyobb sebességgel terjednek, mint a keresztirányú hullámok. A longitudinális hullámok szilárd és folyékony anyagban is terjednek, a keresztirányú hullámok csak szilárd anyagban terjednek. Következésképpen, ha a szeizmikus hullámok áthaladásakor egy testen kiderül, hogy az nem sugároz keresztirányú hullámokat, akkor feltételezhetjük, hogy ez az anyag folyékony halmazállapotú. Ha mindkét típusú szeizmikus hullám áthalad egy testen, akkor ez az anyag szilárd állapotának bizonyítéka.

A hullámok sebessége az anyag sűrűségének növekedésével nő. Az anyag sűrűségének éles változásával a hullámok sebessége hirtelen megváltozik. A szeizmikus hullámok Földön való terjedésének tanulmányozása során kiderült, hogy a hullámsebesség hirtelen változásának több meghatározott határa van. Ezért feltételezzük, hogy a Föld több koncentrikus héjból (geoszférából) áll.

A megállapított három fő határfelület alapján három fő geoszférát különböztetnek meg: a földkéreg, a köpeny és a mag. Az első határfelületet a hosszanti szeizmikus hullámok sebességének ugrásszerű növekedése jellemzi, 6,7 km/s-ról 8,1 km/s-ra. Ezt a határt Mohorovicic szakasznak nevezik (a felfedező A. Mohorovicic szerb tudós tiszteletére), vagy egyszerűen M határnak, amely elválasztja a földkérget a köpenytől. A földkéreg sűrűsége, amint azt fentebb jeleztük, nem haladja meg a 2,7-3,0 g/cm 3 -t. Az M határ a kontinensek alatt 30-80 km mélységben, az óceán feneke alatt pedig 4-10 km mélységben található. Figyelembe véve, hogy a Föld sugara 6371 km, a földkéreg egy vékony film a bolygó felszínén, amely teljes tömegének kevesebb, mint 1%-át és térfogatának körülbelül 1,5%-át teszi ki.

A Föld alakja

A Föld (geoid) alakja közel áll egy lapos ellipszoidhoz. A geoid és az ellipszoid közötti eltérés eléri a 100 métert. Átlagos átmérő A bolygó körülbelül 12 742 km, a kerülete pedig 40 000 km, mivel a mérőt a múltban az Egyenlítőtől az Északi-sarkig Párizson keresztül mért távolság 1/10 000 000-eként határozták meg (a Föld poláris összenyomódásának helytelen számítása miatt, az 1795-ös méterszabvány megközelítőleg 0,2 mm-rel rövidebb volt, innen ered a pontatlanság.) A Föld forgása egyenlítői dudort hoz létre, így az egyenlítői átmérő 43 km-rel nagyobb, mint a sarki. A Föld felszínének legmagasabb pontja a Mount Everest (8848 m tengerszint feletti magasság), a legmélyebb pontja pedig Mariana-árok(10 994 m-rel a tengerszint alatt). Az Egyenlítő domborúsága miatt a felszín legtávolabbi pontjai a Föld középpontjától az ecuadori Chimborazo vulkán csúcsa és a perui Huascaran-hegy.

A Föld más földi bolygókhoz hasonlóan réteges belső szerkezetű. Kemény szilikát héjakból (kéreg, rendkívül viszkózus köpeny) és fémes magból áll. Külső rész a mag folyékony (sokkal kevésbé viszkózus, mint a köpeny), a belseje pedig szilárd.

A földkéreg szerkezete

A földkéreg - egy kifejezés, amely bár a természettudományban a reneszánsz idején használatos volt, sokáig nagyon lazán értelmezték, mivel lehetetlen volt közvetlenül meghatározni a kéreg vastagságát és tanulmányozni a mély részeit. A szeizmikus rezgések felfedezése és a hullámok terjedési sebességének meghatározására szolgáló módszer létrehozása különböző sűrűségű közegekben erőteljes lendületet adott a föld belsejének tanulmányozásának. Szeizmográfiai vizsgálatok segítségével a 20. század elején. megtalálták alapvető különbség a földkérget és a köpenyanyagot alkotó kőzeteken a szeizmikus hullámok áthaladásának sebessége, illetve a köztük lévő határ (a Mohorovic-határ) objektíven megállapított. Így a „földkéreg” fogalma sajátos tudományos igazolást kapott.

2. ábra. A Föld belső szerkezete

Egyrészt a különböző sűrűségű kőzetekben a lökésrugalmas rezgések eloszlási sebességének kísérleti vizsgálata, másrészt a földkéreg szeizmikus hullámokkal történő „áteresztése” a földfelszín számos pontján lehetővé tette. felfedezni, hogy a földkéreg a következő három rétegből áll, amelyek különböző sűrűségű kőzetekből állnak:

1) Az üledékes kőzetekből álló külső réteg, amelyben a szeizmikus rezgések hullámai 1-3 km/sec sebességgel terjednek, ami körülbelül 2,7 g/cm 3 sűrűségnek felel meg. Egyes tudósok ezt a réteget a Föld üledékes héjának nevezik.

2) Az üledékes rétegek alatt a kontinensek felső részét alkotó, sűrű kristályos kőzetréteg, amelyben a szeizmikus hullámok 5,5-6,5 km/s sebességgel terjednek. Tekintettel arra, hogy a hosszirányú szeizmikus hullámok meghatározott sebességgel terjednek a gránitokban és az összetételükben hozzájuk hasonló kőzetekben, ezt a vastagságot hagyományosan gránitrétegnek nevezik, bár sokféle magmás és metamorf kőzet található benne. Túlsúlyban vannak a granitoidok, gneiszek, kristályos palák, közepes, sőt bázikus összetételű kristályos kőzetek (dioritok, gabbrók, amfibolitok) is előfordulnak.

3) Sűrűbb kristályos kőzetréteg, amely a kontinensek alsó részét alkotja és az óceán fenekét alkotja. Ennek a rétegnek a kőzeteiben a hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége 6,5-7,2 km/sec, ami körülbelül 3,0 g/cm 3 sűrűségnek felel meg. Ilyen sebesség és sűrűség jellemzi a bazaltokat, ezért nevezték ezt a réteget bazaltnak, bár a bazaltok nem mindenhol alkotják teljesen ezt a réteget.

A „gránitréteg” és a „bazaltréteg” fogalmak önkényesek, és a földkéreg második és harmadik horizontjának megjelölésére szolgálnak, amelyeket a hosszanti szeizmikus hullámok 5,5-6,5 és 6,5-7,2 km/s terjedési sebessége jellemez. illetőleg.

A bazaltréteg alsó határa a Mohorovic felszín. Alul a felső köpeny anyagához tartozó kőzetek találhatók. Sűrűségük 3,2-3,3 g/m 3 vagy több, a hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége bennük 8,1 m/sec. Összetételük ultramafikus kőzeteknek (peridotitoknak, dunitoknak) felel meg.

Meg kell jegyezni, hogy a „földkéreg” és a „litoszféra” (kőzethéj) kifejezések nem szinonimák, és eltérő jelentéssel bírnak. A litoszféra a földgömb külső héja, amely szilárd kőzetekből áll, beleértve az ultrabázikus összetételű felső köpeny kőzeteit is. A földkéreg a litoszféra azon része, amely a Mohorovic-i határ felett fekszik. Ezeken a határokon belül a földkéreg össztérfogata több mint 10 milliárd km 3, tömege pedig több mint 1018 tonna.

Földköpeny

A köpeny a Föld szilikáthéja, amely a földkéreg és a Föld magja között helyezkedik el.A köpeny a Föld tömegének 67%-át, térfogatának (a légkör nélkül) körülbelül 83%-át teszi ki. A földkéreg határától (5-70 kilométer mélységben) a maggal körülbelül 2900 km mélységig terjed. A földkéregtől a Mohorovicic felszín választja el, ahol a földkéregből a köpenybe való átmenet során a szeizmikus hullámok sebessége gyorsan 6,7-7,6-ról 7,9-8,2 km/s-ra nő. A köpeny hatalmas mélységtartományt foglal el, és az anyagban lévő nyomás növekedésével fázisátalakulások következnek be, amelyek során az ásványok egyre sűrűbb szerkezetet kapnak. A Föld köpenye egy felső és egy alsó köpenyre oszlik. A felső réteg viszont a szubsztrátumra, a Gutenberg-rétegre és a Golitsyn-rétegre (középső köpeny) oszlik.

A modern szerint tudományos elképzelések, a Föld köpenyének összetétele hasonló a köves meteoritokhoz, különösen a kondritokhoz. A köpeny összetétele főleg szilárd vagy szilárd halmazállapotú kémiai elemeket tartalmaz kémiai vegyületek a Föld kialakulása során: szilícium, vas, oxigén, magnézium stb. Ezek az elemek szilikátokat képeznek a szilícium-dioxiddal. A felső köpenyben (szubsztrátumban) valószínűleg több a forszterit MgSiO 4, mélyebben a fayalit Fe 2 SiO 4 tartalma valamelyest nő.

Az alsó köpenyben nagyon magas nyomású ezek az ásványok oxidokra bomlottak (SiO 2, MgO, FeO). A köpeny aggregált állapotát a hőmérséklet és az ultramagas nyomás hatása határozza meg. A nyomás hatására szinte a teljes köpeny anyaga a magas hőmérséklet ellenére szilárd kristályos állapotban van. Az egyetlen kivétel az asztenoszféra, ahol a nyomás hatása gyengébb, mint az anyag olvadáspontjához közeli hőmérséklet. E hatás miatt az anyag amorf vagy félig olvadt állapotúnak tűnik.

A Föld magja

A mag a Föld központi, legmélyebb része, a geoszféra, amely a köpeny alatt helyezkedik el, és feltehetően vas-nikkel ötvözetből áll, egyéb sziderofil elemek keverékével. Előfordulási mélység - 2900 km. A gömb átlagos sugara 3485 km. Egy körülbelül 1300 km sugarú szilárd belső magra és egy körülbelül 2200 km sugarú folyékony külső magra oszlik, amelyek között néha átmeneti zónát különböztetnek meg. A Föld magjának középpontjában a hőmérséklet eléri a 6000 °C-ot, a sűrűség körülbelül 12,5 t/m 3, a nyomás eléri a 360 GPa-t (3,55 millió atmoszféra). Mag tömege - 1,9354·1024 kg.