Будова планети: земне ядро, мантія, кора. Внутрішня будова та фізичні властивості землі

Внутрішня будова Землі встановлено за матеріалами геофізичних досліджень (характеру проходження сейсмічних хвиль). Виділяють три основні оболонки.

1. Земна кора – найбільша товщина до 70 км.
2. Мантія – від нижньої межі земної кори до глибини 2900 км.
3. Ядро - простягається до центру Землі (до глибини 6371 км).

Кордон між земною корою та мантією називається кордоном Мохоровичича (Мохо), між мантією та ядром - кордоном Гутенберга.
Земне ядроділиться на два шари. Зовнішнєядро (на глибині від 5120 км до 2900 км), речовина рідка, оскільки поперечні хвилі в нього не проникають, а швидкість поздовжніх падає до 8 км/с (див. «Землетруси»). Внутрішнєядро (від глибини 6371 км до 5120 км), речовина тут знаходиться в твердому стані (швидкість поздовжніх хвиль зростає до 11 км/с і більше). У складі ядра панує залізонікелевий розплав із домішкою кремнію та сірки. Щільність речовини в ядрі досягає 13 г/куб.

Мантіяпідрозділяється на дві частини: верхню та нижню.

Верхня мантіяскладається з трьох шарів, занурюється до глибини 800 – 900 км. Верхні йшар, товщиною до 50 км, складається з твердої та крихкої кристалічної речовини (швидкість поздовжніх хвиль до 8,5 км/с і більше). Разом із земною корою він утворює літосферу- Кам'яну оболонку Землі.

Середній шар - астеносфера(Податлива оболонка) характеризується аморфним склоподібним станом речовини, а частково (на 10%) має розплавлений в'язкопластичний стан (про це свідчить різке падіння швидкості сейсмічних хвиль). Товщина середнього прошарку близько 100 км. Астеносфера залягає різних глибинах. Під серединно-океанічними хребтами, де товщина літосфери мінімальна, астеносфера лежить на глибині кількох кілометрів. На околицях океанів, зі зростанням потужності літосфери, астеносфера занурюється до 60 – 80 км. Під континентами лежить на глибинах близько 200 км, а під континентальними рифтами знову піднімається до глибини 10 – 25 км. Нижній шар верхньої мантії (шар Голіцина) іноді виділяють як перехідний шар або як самостійну частину – середню мантію. Опускається він до глибини 800 - 900 км, речовина тут тверда кристалічна (швидкість поздовжніх хвиль до 9 км/с).

Нижня мантіяпростягається до 2900 км, складена твердою кристалічною речовиною (швидкість поздовжніх хвиль зростає до 13,5 км/с). У складі мантії переважають олівін та піроксен, її щільність у нижній частині досягає 5,8 г/куб.см.

Земна корапідрозділяється на два основні типи (материкова та океанічна) і два перехідні (субматерикова та субокеанічна). Типи кори відрізняються будовою та потужністю.

Континентальнакора, поширена в межах материків та зони шельфу, має потужність 30 - 40 км у платформних областях та до 70 км у високогір'ях. Нижній її шар - базальтовий (мафічний- збагачений магнієм та залізом), складається з важких порід, його товщина від 15 до 40 км. Вище лежить що складається з легших порід граніто-гнейсовийшар ( сіалічний- збагачений кремнієм та алюмінієм), товщиною від 10 до 30 км. Зверху ці шари можуть перекриватися осадковимшаром потужністю від 0 до 15 км. Виділена за сейсмічними даними межа між базальтовим і гранітогнейсовим шарами ( кордон Конрада) Не завжди чітко простежується.

Океанічнакора, потужністю до 6 - 8 км, також має тришарову будову. Нижній шар – важкий базальтовий, завтовшки до 4 - 6 км. Середній шар, потужністю близько 1 км, складний пластами, що перешаровуються. щільних осадовихпорід та базальтових лав.Верхній шар складається з пухких осадовихпорід, завтовшки до 0,7 км.

Субматериковакора, що має близьку до материкової кори будову, представлена ​​на периферії окраїнних та внутрішніх морів (у зонах континентального схилу та підніжжя) та під острівними дугами, характеризується різко скороченою потужністю (до 0 м) осадового шару. Причиною такого зменшення товщини осадового шару є великий ухил поверхні, що сприяє зісковзування опадів, що накопичуються. Потужність цього типу кори до 25 км, зокрема базальтового шару до 15 км, гранітогнейсового до 10 км; кордон Конрада виражено погано.
Субокеанічнакора, близька за будовою до океанічної, розвинена в межах глибоководних частин внутрішніх та окраїнних морів та у глибоководних океанічних жолобах. Відрізняється різким збільшенням потужності осадового шару та відсутністю шару гранітогнейсового. Надзвичайно висока потужність осадового шару обумовлена ​​дуже низьким гіпсометричним рівнем поверхні – під впливом гравітації тут накопичуються гігантські товщі осадових порід. Загальна товщина субокеанічної кори також досягає 25 км, у тому числі базальтового шару до 10 км та осадового до 15 км. При цьому потужність шару щільних осадових та базальтових порід може становити 5 км.

Щільність та тиск Землі також змінюються із глибиною. Середня густина Землі становить 5,52 г/куб. см. Щільність порід земної кори варіює від 2,4 до 3,0 г/куб. см (в середньому – 2,8 г/куб. см). Щільність верхньої мантії нижче за межу Мохо наближається до 3,4 г/куб. см, на глибині 2900 км вона досягає 5,8 г/куб. см, а у внутрішньому ядрі до 13 г/куб. див. Відповідно до наведених даних тискна глибині 40 км дорівнює 103 МПа, на межі Гутенберга 137*103 МПа, в центрі Землі 361*103 МПа. Прискорення сили ваги поверхні планети становить 982 см/с2, досягає максимуму 1037 см/с2 на глибині 2900 км і мінімально (нуль) у центрі Землі.

Магнітне поле Землі імовірно обумовлено конвективними рухами рідкої речовини зовнішнього ядра, що виникають при добовому обертанні планети. Вивчення магнітних аномалій (варіацій напруженості магнітного поля) широко використовується під час пошуку залізорудних родовищ.
Теплові властивості Землі формуються сонячною радіацією та тепловим потоком, що поширюється з надр планети. Вплив сонячного тепла не поширюється глибше 30 м. У цих межах на певній глибині лежить пояс постійної температури, що дорівнює середньорічній температурі повітря даної місцевості. Глибше за цей пояс температура поступово зростає під дією теплового потоку самої Землі. Інтенсивність теплового потоку залежить від будови земної кори та від ступеня активності ендогенних процесів. Середня планетарна величина теплового потоку дорівнює 1,5 мккал/см2 * с, на щитах близько 0,6 - 1,0 мккал/см 2 * с, в горах до 4,0 мккал/см 2 * с, а в серединно-океанічних рифтах до 8,0 мккал/см 2 * с. Серед джерел, що формують внутрішнє тепло Землі, передбачаються такі: енергія розпаду радіоактивних елементів, хімічні перетворення речовини, гравітаційний перерозподіл речовини в мантії та ядрі. Геотермічний градієнт – величина наростання температури на одиницю глибини. Геотермічна ступінь - величина глибини, яку температура зростає на 1° З. Ці показники сильно різняться у різних місцях планети. Максимальні величини градієнта спостерігаються рухомих зонах літосфери, а мінімальні на древніх континентальних масивах. У середньому геотермічний градієнт верхньої частини земної кори становить близько 30° С на 1 км, а геотермічний ступінь близько 33 м. Передбачається, що зі зростанням глибини геотермічний градієнт зменшується, а геотермічний ступінь збільшується. На підставі гіпотези про переважання у складі ядра заліза, були розраховані температури його плавлення на різних глибинах (з урахуванням закономірного зростання тиску): 3700 ° С на межі мантії та ядра, 4300 ° С на межі внутрішнього та зовнішнього ядра.

Хімічний склад Землівважається подібним до середнього хімічного складу вивчених метеоритів. Метеорити за складом бувають:
– залізні(нікелісте залізо з домішкою кобальту та фосфору) становлять 5,6% від знайдених;
– залізокам'яні (сидероліти- суміш заліза та силікатів) зустрічаються найрідше – становлять лише 1,3% від відомих;
– кам'яні (аероліти- збагачені залізом і магнієм силікати з домішкою нікелістого заліза є найпоширенішими - 92,7%.

Таким чином, у середньому хімічному складі Землі переважають чотири елементи. Кисню та заліза міститься приблизно по 30%, магнію та кремнію – по 15%. Перед сірки припадає близько 2 - 4%; нікелю, кальцію та алюмінію – по 2%.

Згадайте! Що ви знаєте про внутрішню будову Землі, про типи будови земної кори? Що таке платформи та геосинкліналі? У чому різниця стародавніх і молодих платформ? За картою «Будова земної кори» в атласі «Географія материків та океанів» визначте закономірності розташування стародавніх платформ та складчастих поясів різного віку. Що ви знаєте про рельєф, гори та рівнини, під впливом яких процесів формується рельєф Землі?

Земля має складну внутрішню будову. Про будову Землі судять головним чином виходячи з сейсмічних даних - за швидкістю проходження хвиль, що виникають при землетрусах. Безпосередні спостереження можливі лише на невелику глибину: глибокі свердловини пройшли трохи більше 12 км земної товщі (Кольська надглибока).

У будові Землі виділяють три основні шари (рис. 15): земну кору, мантію та ядро.

Мал. 15. Внутрішня будова Землі:

1 – земна кора, 2 – мантія, 3 - астеносфера, 4 - ядро

Земна корау масштабі Землі це тонка плівка. Її середня потужність близько 35 км.

Мантіяпоширюється до глибини 2900 км. Усередині мантії на глибині 100-250 км під континентами та 50-100 км під океанами починається шар підвищеної пластичності речовини, близької до плавлення, так звана астеносфери.Підошва астеносфери знаходиться на глибинах близько 400 км. Земна кора разом із верхнім твердим шаром мантії над астеносферою називається літосферою (від грец. lithos – камінь). Літосфера на відміну астеносфери щодо тендітна оболонка. Вона розбита глибинними розломами на великі блоки, які називаються літосферні плитами.Плити повільно переміщаються астеносферою в горизонтальному напрямку.

Ядрознаходиться на глибинах від 2900 до 6371 км, тобто радіус ядра займає більше половини радіусу Землі. Припускають, за даними сейсмології, що у зовнішній частині ядра речовини перебувають у розплавленому рухомому стані і що через обертання планети виникають електричні струми, які створюють магнітне поле Землі;внутрішня частина ядра – тверда.

З глибиною наростає тиск і температура, що у ядрі, за розрахунками, близько 5000°С.

Шари Землі мають різний речовий склад, що пов'язують із диференціацією первинної холодної речовини планети в умовах її сильного розігріву та часткового розплавлення. Припускають, що у своїй більш важкі елементи (залізо, нікель та інших.) «тонули», а щодо легкі (кремній, алюміній) «спливали». Перші утворили ядро, другі – земну кору. З розплаву одночасно виділялися гази та пари води, які сформували первинну атмосферу та гідросферу.

Вік Землі та геологічне літочислення

Абсолютний вік Землі, за сучасними уявленнями, приймається рівним 4,6 млрд. років. Вік найдавніших порід Землі - граніто-гнейсів, виявлених суші, близько 3,8- 4,0 млрд. років.

Про події геологічного минулого в їхній хронологічній послідовності дає уявлення єдина міжнародна геохронологічна шкала(Табл. 1). Її основними тимчасовими підрозділами є епохи: архейська, протерозойська, палеозойська, мезозойська, кайнозойська.Найдавніший інтервал геологічного часу, що включає архей і протерозою, називається докембрієм.Він охоплює величезний період - майже 90% всієї геологічної історії Землі. Далі виділено палеозойська(«Давнє життя») ера (від 570 до 225-230 млн. років тому), мезозойська(«Середнє життя») ера (від 225-230 до 65-67 млн. років тому) і кайнозойська(«Нове життя») ера (від 65-67 млн. років тому до наших днів). Усередині ер виділяються менші часові відрізки - періоди.

Н. Келдер у книзі «Спокійна Земля» (М., 1975) для наочного уявлення про геологічне час дає таке цікаве порівняння: «Якщо ми умовно приймемо мегастоліття (10 8 років) за один рік, то вік нашої планети виявиться рівним 46 років. Про перші сім років її життя біографам нічого не відомо. Відомості ж, що стосуються більш пізнього «дитинства», зафіксовані в найдавніших породах Гренландії та Південної Африки... Більшість відомостей з історії Землі, в тому числі і про такий важливий момент, як виникнення життя, відноситься до останніх шести років. До 42-річного віку її континенти були практично неживими. На 45-му році життя всього лише рік тому - Земля прикрасилася пишною рослинністю. На той час серед

Таблиця 1.

Геохронологічна шкала

тварин панували гігантські рептилії, зокрема динозаври. Приблизно цей період доводиться і початок розпаду останнього гігантського суперконтиненту.

Динозаври зникли з лику Землі вісім місяців тому. На зміну їм прийшли високоорганізовані тварини - ссавці. Десь у середині минулого тижня на території Африки сталося перетворення деяких людиноподібних мавп на мавпоподібних людей, а наприкінці того ж тижня на Землю обрушилася серія останніх грандіозних заледенінь. Минуло трохи більше чотирьох годин з того часу, як новий рід високоорганізованих тварин, відомий надалі як Homo sapiens, почав добувати собі їжу полюванням на диких звірів; і лише годину налічує його досвід ведення сільського господарства та перехід до осілого способу життя. Розквіт індустріальної могутності людського суспільства припадає на останню хвилину...».

Склад та будова земної кори

Земна кора складається з магматичних, осадових та метаморфічних гірських порід. Магматичні породиутворюються при виверженні магми із глибинних зон Землі та її затвердінні. Якщо магма впроваджується в земну кору та повільно застигає в умовах високого тиску на глибині, утворюються інтрузивні гірські породи(граніт, габро та ін.), при виливанні її, та швидкому застиганні на поверхні - ефузивні(базальт, вулканічний туф та ін.). З магматичними породами пов'язані багато корисних копалин: титано-магнієві, хромові, мідно-нікелеві та інші руди, апатити, алмази та ін.

Осадові породиутворюються безпосередньо на земній поверхні різними шляхами: або за рахунок життєдіяльності організмів. органогенні породи(вапняк, крейда, кам'яне вугілля та ін.), або при руйнуванні та подальшому відкладенні різних гірських порід - уламкові породи(глина, пісок, валунні суглинки та ін.), або за рахунок хімічних реакцій, що відбуваються зазвичай у водному середовищі, - породи хімічного походження(Боксити, фосфорити, солі, руди деяких металів та ін.). Багато осадових пород є цінними корисними копалинами: нафта, газ, вугілля, торф, боксити, фосфорити, солі, руди заліза і марганцю, різноманітні будівельні матеріали та ін.

Метаморфічні породивиникають у результаті зміни (метаморфізму) різних гірських порід, що опинилися на глибині, під впливом високих температур і тиску, а також гарячих розчинів та газів, що піднімаються з мантії (гнейс, мармур, кристалічні сланці та ін.). У процесі метаморфізму гірських порід утворюються різноманітні корисні копалини: залізні, мідні, поліметалічні, уранові та інші руди, золото, графіт, дорогоцінне каміння, вогнетриви і т.д.

Земна кора складена переважно кристалічними породами магматичного і метаморфічного походження. Однак вона неоднорідна за складом, будовою та потужністю. Розрізняють два основних типи земної кори: материковуі океанську.Перша властива материкам (континентам), включаючи їх підводні околиці до глибини 3,5-4,0 км нижче за рівень Світового океану, друга - океанічним улоговинам (ложу океану).

Материкова земна кораскладається з трьох шарів: осадового потужністю 20-25 км, гранітного (гранітно-гнейсового) та базальтового. Її загальна потужність близько 60-75 км у гірських районах, 30-40 км – на рівнинах.

Океанська земна коратеж тришарова. Зверху залягає малопотужний (загалом близько 1 км) шар пухких морських опадів кремнисто-карбонатного складу. Під ним шар із базальтових лав. Гранітного шару між осадовим та базальтовим шарами немає (на відміну від материкової кори), що підтверджується численними свердловинами. Третій шар (за даними драгування) складається з магматичних порід - переважно габро. Загальна потужність океанської земної кори загалом 5- 7 км. Місцями на дні Світового океану (зазвичай вздовж великих розломів) на поверхню виступають навіть породи верхньої мантії. Ними складений острів Сан-Паулу біля берегів Бразилії.

Таким чином, океанська кора і за складом, і за потужністю, а також за віком (вона не старша за 160-180 млн. років) суттєво відрізняється від материкової. Поряд із цими двома основними типами земної кори існує кілька варіантів кори перехідного типу.

Материки,включаючи їх підводні околиці, та океаниє найбільшими структурними елементами земної кори. У межах основна площа належить спокійним платформним ділянкам, менша - рухомим геосинклинальным поясам (геосинклиналям). Еволюція структури земної кори йшла переважно від геосинкліналей до платформ. Але частково цей процес виявляється оборотним за рахунок утворення рифтів (rift – англ., тріщина, розлом) на платформах, їх подальшого розкриття (наприклад, Червоне море) та перетворення на океан.

Геосинкліналі -великі рухливі сильно розчленовані ділянки земної кори з різноманітними інтенсивністю і спрямованості тектонічними рухами. У розвитку геосинкліналей розрізняють два великі етапи.

Перший - основний за тривалістю етап -характеризується зануренням та морським режимом. При цьому в глибокому морському басейні, зумовленому глибинними розломами, накопичується потужна (до 15-20 км) товща осадових та вулканічних гірських порід. Виливання лав, а також використання та застигання на різних глибинах магми найбільш характерне для внутрішніх частин геосинкліналей. Тут же енергійніше проявляється метаморфізм, а згодом складчастість. У околиць геосинкліналі накопичуються переважно осадові товщі, магматизм ослаблений або навіть відсутній.

Другий етап розвитку геосинкліналей -менший за тривалістю - характеризується інтенсивними висхідними рухами, які нові тектонічні гіпотези пов'язують із зближенням і зіткненням літосферних плит. Через бічний тиск відбувається енергійне зминання порід у складні складки та впровадження магми з утворенням головним чином граніту. При цьому первинна тонка океанська кора, завдяки різним деформаціям гірських порід, магматизму, метаморфізму та іншим процесам, перетворюється на складнішу за складом, потужну і жорстку. континентальну (материкову) земну кору.Внаслідок підняття території море відступає, спочатку утворюються архіпелаги вулканічних островів, а потім складна складчаста гірська країна.

Надалі протягом десятків – сотень мільйонів років гори руйнуються, ділянка земної кори на значній площі покривається чохлом осадових порід та перетворюється на платформу.

Платформи -великі найбільш стійкі, переважно рівнинні блоки земної кори. Зазвичай, вони мають неправильну багатокутну форму, обумовлену великими розломами. Платформи мають типово континентальну або океанічну земну кору, і відповідно поділяються на материковіі океанські.Їм відповідають основні, рівнинні щаблі рельєфу земної поверхні на суші та дні океану. Материкові платформи мають двоярусну будову. Нижній ярус називають фундаментом.Він складається зі зім'ятих у складки метаморфічних порід, пронизаних застиглою магмою, розбитий розломами на блоки. Фундамент сформувався на геосинклінальний етап розвитку. Верхній ярус - осадовий чохол -складний переважно осадовими породами пізнішого віку, що залягають відносно горизонтально. Формування чохла відповідає платформному етапу розвитку.

Ділянки платформ, де фундамент занурений на глибину під осадовий чохол, називають плитами.Вони займають основну площу на платформах. Місця виходу кристалічного фундаменту на поверхню називаються щитами. Розрізняють стародавні та молоді платформи.Вони відрізняються, перш за все, віком складчастого фундаменту: у стародавніх платформ він утворився в докембрії, понад 1,5 млрд років тому, у молодих - у палеозої.

На Землі є дев'ять великих давніх докембрійських платформ. Північно-Американська, Східно-Європейська та Сибірська платформи утворюють північний ряд, Південно-Американська, Африкано-Аравійська, Індостанська, Австралійська та Антарктична - південний ряд.До середини мезозою платформи південного ряду були частиною єдиного суперконтиненту Гондвана.Проміжне положення займає Китайської платформи.Існує думка, що всі стародавні платформи є уламками величезного єдиного докембрійського масиву континентальної кори – Пангеї.

Стародавні платформи - найбільш стійкі брили у складі материків, тому є їх основою, жорстким кістяком. Вони поділені п'ятьма геосинклінальними поясами,виникли наприкінці докембрія у зв'язку з розколом Пангеї. Три з них - Северо-Атлантичний, Арктичний і Урало-Охотський-завершили свій розвиток в основному в палеозої. Два – Середземноморський (Альпійсько-Гімалайський) та Тихоокеанський – частково продовжують свій розвиток і в сучасну епоху.

У межах геосинклінальних поясів різні його частини завершували свій розвиток у різні тектонічні епохи. У геологічній історії останнього мільярда років виділяють кілька тектонічних циклів (епох): байкальськийцикл, присвячений кінцю протерозою - початку палеозою (1000-550 млн. років у абсолютному літочисленні), каледонський -ранній палеозой (550-400 млн. років), герцинська-пізній палеозою (400-210 млн. років), мезозойський(210-100 млн. років) та кайнозойський,або альпійський(100 млн. років – до теперішнього часу). Відповідно на суші виділяють області байкальської, каледонської, герцинської, мезозойської та кайнозойської (альпійської) складчастостей.Нерідко їх називають байкальськими, каледонськими та іншими складчастими поясами.

Умови залягання порід у межах земної кори відображені на оглядовій тектонічної карти світу.На ній виділені площі, формування складчастої структури яких завершилося у різні етапи складчастості. Вони краще вивчені та більш достовірно показані в межах суші. Стародавні платформи і складчасті пояси (області) різного віку, що обрамляють їх, зображені певними кольорами. Стародавні платформи (дев'ять великих і кілька дрібних) пофарбовані в червоні тони: більш яскраві - на щитах, менш "яскраві - на плитах. Області байкальської складчастості показані синьо-блакитним кольором, каледонської - бузковим, герцинської - коричневим, мезозойської - зеленим і кай жовтий колір.

В областях байкальської, каледонської та герцинської складчастостей гірські споруди надалі були суттєво зруйновані. На значних площах їх складчасті структури виявилися покритими зверху континентальними та мілководно-морськими осадовими породами, набули стійкості. У рельєфі вони виражені рівнинами. Це так звані молоді платформи(Наприклад, Західно-Сибірська, Туранська та ін). На тектонічній карті вони зображуються світлішими відтінками основного кольору того складчастого пояса, в межах якого знаходяться. Молоді платформи на відміну древніх не утворюють ізольованих масивів, а причленовуються до древніх платформ.

Зі зіставлення фізичної та тектонічної карт світу випливає, що гори в основному відповідають рухомим складчастим поясам різного віку, рівнини - давнім і молодим платформам.

Концепція рельєфу. Геологічні рельєфоутворюючі процеси

Сучасний рельєф – сукупність нерівностей земної поверхні різного масштабу. Їх називають формами рельєфу. Рельєф сформувався внаслідок взаємодії внутрішніх (ендогенних) та зовнішніх (екзогенних) геологічних процесів.

Форми рельєфу різні за розмірами, будовою, походженням, історію розвитку і т. д. Розрізняють опуклі (позитивні) форми рельєфу(гірський хребет, пагорб, пагорб та ін.) та увігнуті (негативні) форми(Міжгірська улоговина, низовина, яри та ін).

Найбільші форми рельєфу - материки та океанічні западини та великі форми - гори та рівнини утворилися насамперед за рахунок діяльності внутрішніх сил Землі. Середні за розмірами і дрібні форми рельєфу - річкові долини, пагорби, яри, бархани та інші, накладені більші форми, створені різними зовнішніми силами.

У основі геологічних процесів лежать різні джерела енергії. Джерелом внутрішніх процесів є тепло, що утворюється при радіоактивному розпаді та гравітаційної диференціації речовин усередині Землі. Джерело енергії зовнішніх процесів - сонячна радіація, що перетворюється Землі на енергію води, льоду, вітру тощо.

Внутрішні (ендогенні) процеси

З внутрішніми процесами пов'язані різні тектонічні рухи земної кори, створюють основні форми рельєфу Землі, магматизм, землетруси. Тектонічні рухи проявляються у повільних вертикальних коливаннях земної кори, утворенні складок гірських порід та розломів.

Повільні вертикальні коливальні рухи -підняття та опускання земної кори - відбуваються безперервно та повсюдно, змінюючись у часі та просторі протягом усієї геологічної історії. Вони властиві платформ. З ними пов'язано настання моря і відповідно зміна контурів материків та океанів. Наприклад, нині повільно піднімається Скандинавський півострів, але опускається південне узбережжя Північного моря. Швидкість цих рухів до кількох міліметрів на рік.

Під складчастими тектонічними порушеннями пластів гірських порідмаються на увазі вигини шарів без порушення їхньої суцільності. Складки розрізняються за розмірами, причому дрібні нерідко ускладнюють великі, формою, за походженням і т.д.

До розривним тектонічним порушенням пластів гірських порідвідносяться розломи.Вони можуть бути різними по глибині (або в межах земної кори, або розсікати її і йти в мантію до 700 км), протяжністю, тривалістю розвитку, без зміщення ділянок земної кори або зі зміщенням блоків земної кори в горизонтальному та вертикальному напрямках тощо. буд.

Складчасті та розривні деформації (порушення) пластів земної кори на тлі загального тектонічного підняття території призводять до утворення гір. Тому складчасті та розривні рухи об'єднують під загальною назвою орогенічних(від грец. ого - гора, genos - народження), тобто рухів, що створюють гори (орогени).

При гороутворенні темпи підняття завжди інтенсивніші за процеси руйнування та зносу матеріалу.

Складчасті та розривні тектонічні рухи супроводжуються, особливо в горах, магматизмом, метаморфізмом гірських порід та землетрусами.

Магматизмпов'язаний насамперед із глибинними розломами, що перетинають земну кору і йдуть у мантію. Залежно від ступеня проникнення магми з мантії у земну кору він поділяється на два типи: інтрузивний,коли магма, не досягаючи поверхні Землі, застигає на глибині, і ефузивний,або вулканізм,коли магма прориває земну кору та виливається на земну поверхню. При цьому з неї виділяється багато газів, первісний склад змінюється, і вона перетворюється на лаву.Склад лав дуже різноманітний. Виливи відбуваються або по тріщинах (цей тип виверження переважав на початкових етапах формування Землі), або через вузькі канали на перетині розломів, які називаються жерлами.

При тріщинних виливах утворюються великі лавові покриви(На плато Декан, на Вірменському та Ефіопському нагір'ях, на Середньосибірському плоскогір'ї і т.д.). В історичний час значні виливи лав відбувалися на Гавайських островах, в Ісландії, вони характерні для серединно-океанічних хребтів.

Якщо магма піднімається по жерлу, то при виливах, зазвичай багаторазових, утворюються піднесення вулканиз лійкоподібним розширенням нагорі, званим кратером.Більшість вулканів має конусоподібну форму і складається з пухких продуктів вивержень, що перешаровуються із застиглою лавою. Наприклад, Ключевська Сопка, Фудзіяма, Ельбрус, Арарат, Везувій, Кракатау, Чимбарасо та ін. Вулкани діляться на діючі(їх понад 600) та згаслі.Більшість вулканів, що діють, розташовано серед молодих гір кайнозойської складчастості. Багато їх і вздовж великих розломів у тектонічно рухливих областях, у тому числі на дні океанів, уздовж осей серединно-океанічних хребтів. Вздовж узбережжя Тихого океану розташована основна зона вулканів. Тихоокеанське вогняне кільце,де понад 370 діючих вулканів (на сході Камчатки та ін.).

У місцях згасання вулканічної діяльності характерні гарячі джерела, в тому числі періодично фонтануючі. гейзери,викиди газів з кратерів та тріщин, які свідчать про активні процеси в глибині надр.

Вулканічні виверження дозволяють вченим зазирнути на десятки кілометрів углиб Землі, зрозуміти таємниці утворення багатьох видів з корисними копалинами. Співробітники вулканологічних станцій несуть цілодобову вахту, щоб своєчасно передбачити початок вивержень вулканів та попередити пов'язані з ними стихійні лиха. Зазвичай найбільших збитків завдають не так потоки лави, як грязьові потоки. Вони виникають внаслідок швидкого танення льодовиків та снігу на вершинах вулканів та зливових опадів із потужних хмар на свіжий вулканічний «попіл», що складається з уламків та пилу. Швидкість руху потоків бруду може досягати 70 км/год та поширюватися на відстань до 180 км. Так, внаслідок виверження вулкана Руїс у Колумбії 13 листопада 1985 р. лава розтопила сотні тисяч кубічних метрів снігу. Грязьові потоки, що утворилися, поглинули місто Армеро з населенням 23 тис. осіб.

З ендогенними процесами пов'язані також Землетруси - раптові підземні удари, струси та зміщення пластів і блоків земної кори.Вогнища землетрусів присвячені зонам розломів. Найчастіше центри землетрусів перебувають у глибині перших десятків кілометрів у земної корі. Однак іноді вони лежать у верхній мантії на глибині до 600-700 км, наприклад, уздовж узбережжя Тихого океану, в Карибському морі та інших районах. Пружні хвилі, що виникають в осередку, досягаючи поверхні, викликають утворення тріщин, коливання її вгору - вниз, зміщення в горизонтальному напрямку. Так, уздовж найбільш вивченого розлому Сан-Андреас у Каліфорнії (довжина понад 1000 км., проходить уздовж Каліфорнійської затоки до м. Сан-Франциско) загальне горизонтальне зміщення порід з моменту його закладання в Юре до теперішнього часу оцінюється в 580 км. Середня швидкість усунення зараз до 1,5 см/рік. З ним пов'язані часті землетруси. Інтенсивність землетрусів оцінюється за дванадцятибальною шкалою на підставі деформацій шарів Землі та ступеня пошкодження будівель. Щороку Землі реєструють сотні тисяч землетрусів, т. е. ми живемо на неспокійній планеті. При катастрофічних землетрусах за лічені секунди змінюється рельєф, у горах відбуваються обвали та зсуви, руйнуються міста, гинуть люди. Землетруси на узбережжях і дні океанів викликають хвилі цунамі.До катастрофічних землетрусів останніх десятиліть відносяться: Ашхабадське (1948), Чилійське (I960), Ташкентське (1966), Мехіко (1985), Вірменське (1988). Виверження вулканів теж супроводжуються землетрусами, але ці землетруси мають обмежений характер.

Зовнішні (екзогенні) процеси

На рельєф земної поверхні крім внутрішніх процесів одночасно впливають різні зовнішні сили. Діяльність будь-якого зовнішнього чинника складається з процесів руйнування та зносу порід (денудація) та відкладення матеріалу в пониженнях (акумуляція).Цьому передує вивітрювання - процес руйнування гірських порідпід впливом різкого коливання температур та замерзання води в тріщинах породи, а також хімічної зміни їх складу під впливом повітря та води, що містить кислоти, луги та солі. У вивітрюванні беруть участь і живі організми. Виділяють два основні види вивітрювання: фізичнеі хімічна.Внаслідок вивітрювання гірських порід утворюються пухкі відкладення, зручні для переміщення водою, льодом, вітром тощо.

Найголовнішим зовнішнім процесом на земній поверхні є діяльність текучої води . Вона практично повсюдна, крім полярних районів і гір, покритих льодовиками, і обмежена пустелях. За рахунок текучої води відбувається загальне зниження поверхні під впливом зносу ґрунту та гірських порід, утворюються такі ерозійні форми рельєфу, як яри, балки, річкові долини, а також акумулятивні форми – конуси винесення балок та ярів, дельти річок.

Яри ​​- витягнуті поглиблення з крутими незадернованими схилами і вершиною, що росте. Створюються вони тимчасовими водотоками. Їх освіті крім природних факторів (наявності схилів, легко розмиваються грунтів, рясних опадів, бурхливого сніготанення та ін.) сприяє людина своєю нераціональною діяльністю (зведення лісів і лук, розорювання схилів, особливо зверху вниз, та ін).

Балки на відміну від ярів припинили своє зростання, схили їх зазвичай менш круті, зайняті луками та лісами. Балько-балочний рельєф дуже характерний для Середньоруської, Приволзької та інших височінь. Він панує на Високих рівнинах США, на плато Ордос у Китаї та інших. Яри і балки створюють проблеми сільськогосподарського освоєння території, дорожнього та іншого будівництва, знижують рівень грунтових вод, викликають інші негативні наслідки.

У горах великою руйнівною силою володіють тимчасові грязі-кам'яні потоки, звані селями.Зміст твердого матеріалу може досягати 75 % загальної маси потоку. Сели переміщують до підніжжя гір величезну кількість уламкового матеріалу. З селями пов'язані катастрофічні руйнації селищ, доріг, гребель.

Велику постійну, руйнівну роботу як у горах, так і на рівнинах виробляють річки.У горах, використовуючи міжгірські долини та тектонічні розлами, вони утворюють глибокі вузькі річкові долини з крутими схилами типу ущелин, на яких розвиваються різні схилові процеси, що знижують гори. На рівнинах річки теж роблять активну роботу, підмиваючи схили та розширюючи долину до десятків кілометрів завширшки. На відміну від гірських річок вони мають заплава.Схили річкових долин на рівнинах зазвичай мають надзаплавні тераси -колишні заплави, що свідчать про періодичне врізання річок. Заплави та русла річок служать тими рівнями, яких «прив'язані» яри і балки. Тому їх зниження викликає зростання і врізання ярів, збільшення крутості прилеглих до них схилів, змив грунтів тощо.

Поверхневі плинні води протягом тривалого геологічного часу здатні зробити грандіозну руйнівну роботу в горах та на рівнинах. Саме з ними насамперед пов'язано утворення рівнин на місці колись гірських країн.

Певну руйнівну роботу в горах та на рівнинах виробляють льодовики.Вони займають близько 11% суші. Більше 98% сучасного зледеніння припадає на покривні льодовики Антарктиди, Гренландії та полярних островів і лише близько 2% на гірські льодовики. Потужність покривних льодовиків до 2-3 км і більше. У горах льодовики займають плоскі вершини, зниження на схилах та міжгірські долини. Долинні льодовики видаляють з гір весь той матеріал, який надходить на його поверхню зі схилів, і той, який він виорює при русі підлідним ложем. Матеріал, що транспортується льодовиком у вигляді несортованого суглинку і супіску з валунами, так званої морени, відкладається біля краю льодовика, а потім річками, що починаються біля краю льодовиків, виноситься до підніжжя гір.

Під час максимального четвертинного заледеніння площа льодовиків на рівнинах була втричі більшою, ніж зараз, а гірські льодовики в субполярних та помірних широтах спускалися до підніжжя.

Під час четвертинних заледенінь центрами та областями льодовикового зносу були Скандинавські гори, Полярний Урал, північ Скелястих гір, а також височини Кольського півострова, Карелії, півострова Лабрадор та ін. баранячими лобами,довгасті за напрямом руху льодовика улоговини виорюваннята ін. На південь, на відстані 1000-2000 км від центрів заледенінь, розташовуються області льодовикових наносів у вигляді безладних горбистих і грядових нагромаджень, що збереглися до теперішнього часу. Отже, на рівнинах покривні льодовики проводили як руйнівну, а й творчу роботу.

Вітер- Повсюдний чинник Землі. Проте найповніше його руйнівна і творча робота проявляється у пустелях. Там сухо, майже відсутня рослинність, багато пухких сипких частинок – продуктів інтенсивного фізичного вивітрювання, зумовленого різким перепадом температур протягом доби. Форми рельєфу, створені вітром, називаються еоловими(На ім'я грецького бога Еола - повелителя вітрів). У кам'янистих пустелях вітер не лише видує дрібні частинки, що утворюються за рахунок процесів руйнування. Вітропісковий потік обточує скелі, надає їм химерних форм і зрештою руйнує їх і вирівнює поверхню.

У піщаних пустелях вітер утворює бархани -пагорби серповидної форми, що рухаються зі швидкістю до 50 м/год, а також гряди, горби та інші еолові форми, закріплені рослинністю. На узбережжях морів і річок денний бриз утворює піщані пагорби. дюни(наприклад; на узбережжі Біскайської затоки у Франції, південним узбережжям Балтійського моря, де вони заросли сосновими лісами і вереском).

У розораних степових і напівпустельних районах з нестійким зволоженням нерідко курні бурі,під час яких верхній шар ґрунту разом із насінням, іноді й сходами -зривається сильними вітрами і переноситься на десятки кілометрів від місця зносу і відкладається перед перешкодами або в пониженнях, де стихає сила вітру.

Певний внесок у зміну земної поверхні вносять підземні води,розчиняючи деякі гірські породи, вічна мерзлота, хвилеприбійна діяльність на морських узбережжях,а також людина.

Таким чином, рельєф Землі формується за рахунок внутрішніх та зовнішніх сил – вічних антагоністів. Внутрішні процеси створюють основні нерівності лежить на Землі, а зовнішні процеси з допомогою руйнації опуклих форм і накопичення матеріалу у увігнутих формах прагнуть їх знищити, вирівняти земну поверхню.

Наша планета належить до планет земної групи. На відміну від таких планет, як Юпітер, поверхня Землі тверда, вона не складається з газів.

Земля – найбільша планета земної групи у Сонячній системі, також вона має найсильніше магнітне поле та поверхневу гравітацію.

Форма та хімічний склад Землі

Форма нашої планети – геоїд (сплюснутий еліпсоїд). Екваторіальна опуклість створюється за рахунок обертання Землі, саме тому екваторіальний діаметр перевищує діаметр між полюсами на 43 км.

Приблизні показники маси землі становлять 5,98 1024 кг. Наша планета складається з атомів заліза (32%), кремнію (15%), кисню (390%), сірки (3%), магнію (14%), нікелю, алюмінію та кальцію (по 1.3%).

Внутрішня будова Землі

Як і всі інші планети земної групи, Земля має шаруватий внутрішню будову. Основними елементами будови Землі є металеве ядро ​​та тверді силікатні оболонки (мантія та кора).

Земна кора – верхня тверда частина Землі. Товщина Земної кори варіюється в залежності від місця розташування тих чи інших територій. Так товщина кори океанічного дна становить лише 6 км, тоді як континентальна кора досягає 40-50 км.

Континентальна кора складається з трьох шарів: гранітного, базальтового та осадового чохла. Осадовий чохол в океанічній корі примітивний, часом відсутній повністю.

Мантія – це силікатна оболонка планети, яка складається переважно з силікатів кальцію, заліза та магнію. Мантія займає величезний обсяг глибини, її товщина становить 2500 км.

Мантія складає близько 80% обсягу нашої планети і 68% її загальної маси. Центральною та найглибшою частиною Землі є ядро. Ядро - це геосфера, яка розташована під мантією, що імовірно складається зі сплаву заліза і нікелю.

Глибина залягання ядра дорівнює приблизно 3000 км. Середній радіус ядра – 3 тис. км2. Ядро складається із зовнішнього та внутрішнього шару. Центр земного ядра має дуже високу температуру – вона сягає 5000°С.

Тектонічні платформи

Зовнішня частина земної кори (літосфера) складається із тектонічних плит. Тектонічні плити можуть переміщатися, провокуючи таким чином зміни у земному рельєфі.

У географії виділяють три типи переміщення тектонічних плит: дивергенція, конвергенція та зсувні переміщення за розломами. У місцях розломів тектонічних плит часто виникають гороутворюючі процеси, землетруси, вулканічна активність, утворення океанічних западин.

До найбільших тектонічних плит відносять арабську, карибську, індостанську плиту, плиту Скотія і Наска.

Астрономи вивчають космос, отримують інформацію про планети і зірки незважаючи на їх величезну віддаленість. При цьому на самій Землі не менше таємниць, ніж у Всесвіті. І сьогодні вчені не знають, що всередині нашої планети. Спостерігаючи, як виливається лава при виверженні вулкана, можна подумати, що всередині Земля теж розплавлена. Але це не так.

Ядро.Центральна частина земної кулі називається ядром (рис. 83). Його радіус складає близько 3500 км. Вчені вважають, що зовнішня частина ядра знаходиться в розплавлено-рідкому стані, а внутрішня - в твердому. Температура у ньому сягає +5 000 °С. Від ядра до Землі температура і тиск поступово знижуються.

Мантія.Ядро Землі вкрите мантією. Її товща становить приблизно 2900 км. Мантію, як і ядро, ніхто ніколи не бачив. Але припускають, що що ближче до центру Землі, то тиск у ній вищий, а температура — від кількох сотень до -2 500 °С. Вважають, що мантія тверда, але одночасно розжарена.

Земна кора.Поверх мантії наша планета вкрита корою. Це верхній твердий шар Землі. У порівнянні з ядром та мантією земна кора дуже тонка. Її товща становить лише 10-70 км. Але це та земна твердь, якою ми ходимо, те-кут річки, на ній побудовані міста.

Земна кора утворена різними речовинами. Вона складається з мінералів та гірських порід. Деякі з них вам вже відомі (граніт, пісок, глина, торф та ін.). Мінерали і гірські породи розрізняються за кольором, твердістю, будовою, температурою плавлення, розчинністю у воді та іншим властивостям. Багато хто з них людина широко використовується, наприклад як паливо, у будівництві, для отримання металів. Матеріал із сайту

Граніт

Пісок

Торф

Верхній шар земної кори видно у відкладеннях на схилах гір, крутих берегах річок, кар'єрах (рис. 84). А заглянути в глиб кори допомагають шахти і свердловини, які використовують для видобутку корисних копалин, наприклад, нафти і газу.

Що може бути всередині нашої з вами рідної планети? Простіше кажучи, з чого складається Земля, якою є її внутрішня будова? Ці питання давно хвилювали вчених. Але виявилося, що прояснити це питання не так вже й просто. Навіть за допомогою суперсучасних технологій людина може заглибитися всередину тільки на відстань, що дорівнює п'ятнадцяти кілометрам, а цього, звичайно ж, мало для того, щоб все зрозуміти та обґрунтувати. Тому навіть у наші дні дослідження на тему «з чого складається Земля» проходять в основному з використанням непрямих даних та гіпотез. Але й у цьому вчені досягли певних результатів.

Як вивчають планету

Ще за часів стародавніх окремі представники людства прагнули пізнання: із чого складається Земля. Люди вивчали і зрізи гірських порід, оголені самою природою та доступні для перегляду. Це насамперед обриви, гірські схили, крутий берег морів та річок. За цими природними зрізами багато чого можна зрозуміти, тому що вони складаються з тих порід, які були тут і мільйони років тому. А сьогодні вченими у деяких місцях суші пробурюються свердловини. З них найглибша - 15 км. Також вивчення йде за допомогою шахт, що прориваються для видобутку копалин: вугілля і руди, наприклад. З них також вилучаються зразки порід, здатних розповісти людям про те, з чого складається Земля.

Непрямі дані

Але це те, що стосується досвідчених і візуальних знань про будову планети. А ось за допомогою науки сейсмології (вивчення землетрусів) та геофізики вчені проникають у глибини безконтактно, аналізуючи сейсмічні хвилі та їх поширення. Ці дані розповідають нам про властивості речовин, що є глибоко під землею. Ведеться вивчення будови планети та за допомогою штучних супутників, які перебувають на орбіті.

З чого складається планета Земля

Внутрішня будова планети неоднорідна. Сьогодні вченими-дослідниками встановлено, що всередині складається із кількох частин. У середині знаходиться ядро. Зовнішня кора представлена ​​тонким шаром, що покриває сферу. Ці три складові, своєю чергою, також зовсім однорідні і мають особливості будови.

Ядро

Із чого складається ядро ​​землі? Вчені висувають кілька версій складу та походження центральної частини планети. Найпопулярніша: ядро ​​є залізо-нікелевим розплавом. Ядро ділиться на кілька частин: внутрішнє – тверде, зовнішнє – рідинне. Воно дуже важке: становить понад третину загальної маси планети (порівняно, його обсяг становить лише 15%). На думку вчених, воно формувалося поступово, з часом, а залізо та нікель вивільнялися із силікатів. На даний час (2015-го) вчені з Оксфорда запропонували версію, згідно з якою ядро ​​складається з радіоактивного урану. Цим, до речі, вони пояснюють і підвищену тепловіддачу планети, і існування магнітного поля досі. У будь-якому випадку, інформація, з чого складається ядро ​​Землі, може бути отримана лише гіпотетично, оскільки досвідчені зразки сучасної науки недоступні.

Мантія

З чого складається Відразу слід зазначити, що, як і у випадку з ядром, ученим ще не довелося жодного разу дістатися до неї. Тому вивчення ведеться також за допомогою теорій та гіпотез. В останні роки, щоправда, японськими дослідниками ведеться буріння на дні океану, де до мантії залишиться всього 3000 км. Але поки що результати не озвучуються. А складають мантію, на думку вчених, силікати – породи, насичені залізом та магнієм. Вони перебувають у розплавленому рідкому стані (температура сягає 2500 градусів). А ще до складу мантії, хоч як це дивно, входить і вода. Там її дуже багато (якщо виплеснути всю внутрішню воду на поверхню, рівень світового океану піднявся б на 800 метрів).

Земна кора

Вона займає лише трохи більше відсотка планети за обсягом і трохи менше – за масою. Але, незважаючи на її малу вагу, кора землі має для людства дуже важливе значення, адже саме на ній і мешкає все живе на Землі.

Сфери Землі

Відомо, що вік нашої планети становить приблизно 4,5 мільярда років (вчені з'ясували це за допомогою радіометричних даних). Під час вивчення Землі виявлено кілька властивих їй оболонок, названих геосферами. Вони різняться і за своїм хімічним складом, і за фізичними властивостями. Гідросфера включає всю наявну на планеті воду в різних її станах (рідкий, твердий, газоподібний). Літосфера - кам'яна оболонка, що щільно оперізує Землю (від 50 до 200 км завтовшки). Біосфера – все живе на планеті, включаючи і бактерії, і рослини, і людей. Атмосфера (від давньогрецького «атмосу», що означає пара) - повітряна без якої було б неможливим існування життя.

З чого складається атмосфера Землі

Внутрішня частина цієї найважливішої для життя оболонки примикає до і є газоподібною субстанцією. А зовнішня – межує з космічним навколоземним простором. Вона визначає погоду на планеті і за своїм складом також не однорідна. Із чого складається атмосфера Землі? Сучасні вчені з точністю можуть визначити її складові. Азоту у відсотковому відношенні – понад 75%. Кисню – 23%. Аргону – трохи більше 1 відсотка. Зовсім потроху: вуглекислого газу, неону, гелію, метану, водню, ксенону та деяких інших речовин. Вміст води коливається від 0,2% до 2,5% залежно від кліматичного поясу. Вміст вуглекислого газу також є непостійним. Деякі характеристики сучасної атмосфери Землі безпосередньо залежить від промислової діяльності.