3 слоя земной коры: Строение земной коры — урок. География, 5 класс.

Виды земной коры

Оболочка Земли включает земную кору и верхнюю часть мантии. Поверхность земной коры имеет большие неровности, главные из которых — выступы материков и их понижения — огромные океанические впадины. Существование и взаимное расположение материков и океанических впадин связано с различиями в строении земной коры.

Материковая земная кора. Она состоит из нескольких слоев. Верхний — слой осадочных горных пород. Мощность этого слоя до 10-15 км. Под ним залегает гранитный слой. Горные породы, которые его слагают, по своим физическим свойствам сходны с гранитом. Толщина этого слоя от 5 до 15 км. Под гранитным слоем располагается базальтовый слой, состоящий из базальта и горных пород, физические свойства которых напоминают базальт. Толщина этого слоя от 10 км до 35 км. Таким образом, общая толщина материковой земной коры достигает 30-70 км.

Океаническая земная кора. Она отличается от материковой коры тем, что не имеет гранитного слоя или он очень тонок, поэтому толщина океанической земной коры всего лишь 6-15 км.

Для определения химического состава земной коры доступны только ее верхние части — до глубины не более 15-20 км. 97,2% от всего состава земной коры приходится на: кислород — 49,13%, алюминий — 7,45%, кальций — 3,25%, кремний — 26%, железо — 4,2%, калий — 2,35%, магний — 2,35%, натрий — 2,24%.

На другие элементы таблицы Менделеева приходится от десятых до сотых долей процента.

Большинство ученых полагают, что сначала на нашей планете появилась кора океанического типа. Под влиянием процессов, происходивших внутри Земли, в земной коре образовались складки, то есть горные участки. Толщина коры увеличивалась. Так образовались выступы материков, то есть начала формироваться материковая земная кора.

В последние годы в связи с исследованиями земной коры океанического и материкового типа создана теория строения земной коры, которая основана на представлении о литосферных плитах. Теория в своем развитии опиралась на гипотезу дрейфа материков, созданную в начале XX века немецким ученым А.Вегенером.

Строение земной коры

Состав земной коры

Замечание 1

Верхняя твердая оболочка планеты – земная кора – ограничена поверхностью суши или дном Мирового океана. Имеет она и геофизическую границу, которой является раздел Мохо. Граница характеризуется тем, что здесь резко нарастают скорости сейсмических волн. Установил её в $1909$ г. хорватский ученый А. Мохоровичич ($1857$-$1936$).

Земную кору слагают осадочные, магматические и метаморфические горные породы, а по составу в ней выделяется три слоя. Горные породы осадочного происхождения, разрушенный материал которых переотложился в нижние слои и образовал осадочный слой земной коры, покрывает всю поверхность планеты. В некоторых местах он очень тонкий и, возможно, прерывается. В других местах он достигает мощности нескольких километров. Осадочными являются глина, известняк, мел, песчаник и др. Образуются они путем осаждения веществ в воде и на суше, лежат обычно пластами. По осадочным породам можно узнать о существовавших на планете природных условиях, поэтому геологи их называют

страницами истории Земли. Осадочные породы подразделяются на органогенные, которые образуются путем накопления останков животных и растений и неорганогенные, которые в свою очередь подразделяются на обломочные и хемогенные.

Готовые работы на аналогичную тему

Обломочные породы являются продуктом выветривания, а хемогенные – результат осаждения веществ, растворенных в воде морей и озер.

Магматические породы слагают гранитный слой земной коры. Образовались эти породы в результате застывания расплавленной магмы. На континентах мощность этого слоя $15$-$20$ км, он совсем отсутствует или очень сильно сокращается под океанами.

Магматическое вещество, но бедное кремнеземом слагает базальтовый слой, имеющий большой удельный вес. Слой этот хорошо развит в основании земной коры всех областей планеты.

Вертикальная структура и мощность земной коры различны, поэтому выделяют несколько её типов. По простой классификации существует океаническая и материковая земная кора.

Материковая земная кора

Материковая или континентальная кора отличается от океанической коры толщиной и устройством. Континентальная кора расположена под материками, но её край не совпадает с береговой линией. С точки зрения геологии настоящим материком является вся площадь сплошной материковой коры. Тогда получается, что геологические материки больше географических материков. Прибрежные зоны материков, называемые

шельфом – это есть временно залитые морем части материков. Такие моря как Белое, Восточно-Сибирское, Азовское – расположены на материковом шельфе.

В континентальной земной коре выделяются три слоя:

  • Верхний слой – осадочный;
  • Средний слой – гранитный;
  • Нижний слой – базальтовый.

Под молодыми горами такой тип коры имеет толщину$ 75$ км, под равнинами – до $45$ км, а под островными дугами – до $25$ км. Верхний осадочный слой материковой коры формируется глинистыми отложениями и карбонатами мелководных морских бассейнов и грубообломочными фациями в краевых прогибах, а также на пассивных окраинах континентов атлантического типа.

Вторгшаяся в трещины земной коры магма сформировала

гранитный слой в составе которого есть кремнезем, алюминий и другие минералы. Толщина гранитного слоя может доходить до $25$ км. Слой этот очень древний и имеет солидный возраст – $3$ млрд. лет. Между гранитным и базальтовым слоем, на глубине до $20$ км, прослеживается граница Конрада. Она характеризуется тем, что скорость распространения продольных сейсмических волн здесь увеличивается, на $0,5$ км/сек.

Формирование базальтового слоя произошло в результате излияния на поверхность суши базальтовых лав в зонах внутриплитного магматизма. Базальты содержат больше железа, магния и кальция, поэтому они тяжелее гранита. В пределах этого слоя скорость распространения продольных сейсмических волн от $6,5$-$7,3$ км/сек. Там, где граница становится размытой, скорость продольных сейсмических волн растет постепенно.

Замечание 2

Общая масса земной коры от массы всей планеты составляет всего $0,473$ %.

Одну из первых задач, связанную с определением состава верхней континентальной коры, взялась решать молодая наука геохимия. Так как кора состоит из множества самых разнообразных пород, эта задача была весьма сложной. Даже в одном геологическом теле состав пород может сильно варьироваться, а в разных районах могут быть распространены разные типы пород. Исходя из этого, задача заключалась в определении общего, среднего состава той части земной коры, которая на континентах выходит на поверхность. Эту первую оценку состава верхней земной коры сделал Кларк. Он работал сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. В ходе многолетних аналитических работ, ему удалось обобщить результаты и рассчитать средний состав пород, который был близок

к граниту. Работа Кларка подверглась жесткой критике и имела противников.

Вторую попытку по определению среднего состава земной коры предпринял В. Гольдшмидт. Он предположил, что двигающийся по континентальной коре ледник, может соскребать и смешивать выходящие на поверхность породы, которые в ходе ледниковой эрозии будут отлагаться. Они то и будут отражать состав средней континентальной коры. Проанализировав состав ленточных глин, которые во время последнего оледенения отлагались в Балтийском море, он получил результат, близкий к результату Кларка. Разные методы дали одинаковые оценки. Геохимические методы подтверждались. Этими вопросами занимались, и широкое признание получили оценки Виноградова, Ярошевского, Ронова и др.

Океаническая земная кора

Океаническая кора расположена там, где глубина моря больше $ 4$ км, а это значит, что она занимает не все пространство океанов. Остальная площадь покрыта корой промежуточного типа. Кора океанического типа устроена не так, как континентальная кора, хотя тоже разделяется на слои. В ней практически совсем отсутствует гранитный слой, а осадочный очень тонкий и имеет мощность менее $1$ км. Второй слой пока еще неизвестен, поэтому его называют просто вторым слоем. Нижний, третий слой – базальтовый. Базальтовые слои континентальной и океанической коры похожи скоростями сейсмических волн. Базальтовый слой в океанической коре преобладает. Как говорит теория тектоники плит, океаническая кора постоянно формируется в срединно-океанических хребтах, потом она от них отходит и в областях

субдукции поглощается в мантию. Это свидетельствует о том, что океаническая кора является относительно молодой. Наибольшее количество зон субдукции характерно для Тихого океана, где с ними связаны мощные моретрясения.

Определение 1

Субдукция – это опускание горной породы с края одной тектонической плиты в полурасплавленную астеносферу

В том случае, когда верхней плитой является континентальная плита, а нижней – океаническая – образуются океанические желоба.
Её толщина в разных географических зонах варьируется от $5$-$7$ км. С течением времени толщина океанической коры практически не изменяется. Связано это с количеством расплава, выделяющегося из мантии в срединно-океанических хребтах и толщиной осадочного слоя на дне океанов и морей.

Осадочный слой океанической коры небольшой и редко превышает толщину в $0,5$ км. Состоит он из песка, отложений останков животных и осажденных минералов. Карбонатные породы нижней части на большой глубине не обнаруживаются, а на глубине больше $4,5$ км карбонатные породы замещаются красными глубоководными глинами и кремнистыми илами.

Базальтовые лавы толеитового состава сформировали в верхней части базальтовый слой, а ниже лежит дайковый комплекс.

Определение 2

Дайки – это каналы, по которым базальтовая лава изливается на поверхность

Базальтовый слой в зонах субдукции превращается в экголиты, которые погружаются в глубину, потому что имеют большую плотность окружающих мантийных пород. Их масса составляет около $7$ % от массы всей мантии Земли. В пределах базальтового слоя скорость продольных сейсмических волн составляет $6,5$-$7$ км/сек.

Средний возраст океанической коры составляет $100$ млн. лет, в то время как самые старые её участки имеют возраст $156$ млн. лет и располагаются во впадине Пиджафета в Тихом океане. Сосредоточена океаническая кора не только в пределах ложа Мирового океана, она может быть и в закрытых бассейнах, например, северная впадина Каспийского моря. Океаническая земная кора имеет общую площадь $306$ млн. км кв.

Земная кора: строение и состав

Поверхностный твёрдый слой Земли называют земной корой. Большая его часть (около 70%) покрыта водой. Тянется земная кора вглубь планеты на 10-70 километров. Более тонкий слой коры находится под океанами и другими крупными водоёмами, а более толстый слой — под складчатыми поясами. Ниже поверхностной оболочки планеты расположен другой, довольно горячий земной слой — мантия.

Строение земной коры

Твёрдая оболочка Земли бывает двух типов: океанической (находится под океанами) и континентальной.

Океаническая кора гораздо тоньше, а потому, несмотря на то, что занимает большую площадь, по массе в 4 раза уступает континентальной коре. Состоит данный слой планеты, преимущественно, из базальтов. Особенно если речь идёт о той её части, что расположена под океанами. А вот строение континентальной коры немного сложнее, ведь содержит она целых 3 слоя: базальтовый, гранитный (состоит из гранитов и гнейсов) и осадочный (различные осадочные породы). К слову, осадочный слой может содержаться и в океанической коре, но там его присутствие минимально.
Стоит понимать, что так выглядит строение земной коры в целом, но бывают участки, где наружу выходит базальтовый слой, или, наоборот, базальтовый слой отсутствует, а кора представлена лишь гранитным слоем.

Состав земной коры

Благодаря тому, что состав данного слоя Земли является довольно однородным, он представлен относительно малым количеством химических элементов. Основным является кислород, на него приходится примерно половина массы поверхностного слоя. Вторым по значимости является кремний (четверть массы). Ну а в состав оставшейся четверти входят алюминий, натрий, железо, калий, кальций, водород, магний и незначительное количество других элементов.

Несмотря на относительную однородность земной коры, встречаются места, в которых содержание определённых элементов значительно превосходит норму. Случается так из-за малоизученных процессов, происходящих в глубинах Земли. Такие скопления элементов называются месторождениями полезных ископаемых. Их человек научился добывать и использовать в своих нуждах.

Движение земной коры

Земная кора постоянно находится в движении. Точнее, движутся тектонические плиты, являющиеся сегментами коры. Но мы это, конечно, не можем ощутить, поскольку скорость их перемещения крайне мала. Но, тем не менее, значимость этого процесса для поверхности планеты очень важна, ведь это один из факторов, влияющих на рельеф Земли. Так, где плиты сходятся друг к другу, образуются возвышенности, горы, а иногда и цепи гор. А в тех местах, где плиты расходятся, образуются впадины.

Строение земной коры

Актуальная информация помещения в аренду в тц на нашем сайте.

Земная кора — внешняя твердая оболочка Земли, верхняя часть литосферы. От мантии Земля отделена поверхностью Мохоровичича. Различают материковую кору толщиной от 35—45 км под равнинами до 70 км в области гор и океаническую — 5—10 км на дне морей и океанов. Возраст наиболее древних участков зем­ной коры установлен в 3,54 млрд. лет.

В строении земной коры океанического типа выделяют следую­щие слои: неуплотненных осадочных пород (до 1 км), вулкани­ческий океанический, который состоит из уплотненных осадков (1—2 км), базальтовый (4—8 км).

Земная материковая кора состоит из таких оболочек: коры вы­ветривания, осадочной, метаморфической, гранитной, базальтовой.

Кора выветривания — это верхняя часть земной коры. Акаде­мик О. Е. Ферсман определил, что ее толщина составляет около 800 м, температура не превышает 90 °С, давление — 150—250 ат­мосфер. В этой зоне непрерывно происходят процессы физическо­го и химического выветривания всех пород и минералов, вслед­ствие чего образуются разные осадочные породы, формирующие поверхностную зону.

Осадочная оболочка глубиной до 25 км состоит из разных по­род — обломочных, глинистых и органических. Средний удельный вес этих пород 2,5, температура — меньше 100°, а давление — до 100 атмосфер.

Метаморфическая оболочка залегает на гранитах и базальтах и размещена между изверженными и осадочными породами не­сплошным слоем. Она начинается на глубине 20—25 км и ближе от поверхности. Под влиянием высокой температуры и давления осадочные и изверженные породы видоизменяются до гнейсов, сланцев, мрамора и кварцитов.

Удельная масса пород метаморфической оболочки составляет 2,7. Из химических элементов преобладают кислород, водород, кремний, алюминий, углерод и др. В этой зоне происходят пере­кристаллизация и изменение химического состава горных пород.

Гранитная оболочка залегает неплотно, толщина в значитель­ной мере колеблется. Например, под северной частью Ледовитого океана она составляет около 8 км, под Атлантическим — около 16, под большей частью европейского материка — 26, под Кавказ­ским массивом — 50, под Тянь-Шанем — 84 км. Химический со­став ее различный. Наиболее распространенными элементами яв­ляются кислород, кремний, калий, натрий, железо, кальций, маг­ний, водород. Поскольку главное место в гранитной оболочке принадлежит кремнию и алюминию, ее еще называют сиал.

Базальтовая оболочка имеет толщину 70—85 км (под океаном толще, а под континентами тоньше). Удельная масса ее 2,1—3,3, давление в нижней границе — до 20000 атмосфер, температура — до 1000 °С. Эта оболочка состоит из плагиоклазов, авгита, оливи­на и магнитного железняка. Из химических элементов распростра­нены кислород, кремний, алюминий, магний и кальций.

Кора Земли под влиянием разных геологических процессов с начала ее возникновения непрерывно изменяется. В процессе из­менений образуются горы, понижения и глубокие впадины, изме­няются границы морей и океанов, морское дно превращается в горы и суходолы. Такие изменения иногда происходят быстро, катастрофично, например, при возникновении вулканов, землетря­сений, а иногда очень медленно, а часто и малозаметно, напри­мер вековые колебания коры Земли, разрушения гор, отложения на дне морей и океанов.

Эти геологические процессы на поверхности Земли и в ее нед­рах принято делить на две большие группы по источникам энер­гии: экзогенные и эндогенные.

Насколько глубоки могут быть сверхглубокие скважины и что искали внутри Земли СССР и США?

  • Марк Пайзинг
  • BBC Future

Автор фото, Getty Images

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях — в том числе и в том, кто пробурит самую глубокую скважину. Зачем они это делали и чего достигли?

Леса и озера, снег и мгла Кольского полуострова, лежащего за Полярным кругом, делают этот не самый приветливый уголок России подходящим местом для сказки. Страшной сказки.

Про это невольно думаешь, когда среди великолепной природы наталкиваешься на развалины заброшенного советского научно-исследовательского центра.

Внутри руин постепенно разваливающегося здания обнаруживается тяжеленная на вид, ржавая металлическая крышка, словно вросшая в бетонный пол и для надежности закрепленная толстыми и такими же заржавевшими болтами.

Некоторые считают, что под ней — вход в ад.

Но на самом деле это Кольская сверхглубокая скважина — согласно Книге рекордов Гиннесса, самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дырка, которую пробурил в своей планете человек. В данном случае — советский человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метров.

Это действительно очень глубоко. Так глубоко, что ходит легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

С другой стороны, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Но СССР был не одинок в попытке досверлиться как можно глубже, а если получится — и до мантии. В годы холодной войны сверхдержавы (Советский Союз и США) соперничали и в этом.

А теперь пришла очередь Японии.

«Бурение началось в годы существования железного занавеса», — говорит Ули Хармс из Международной программы континентального научного бурения, который в то время был молодым ученым, работавшим в немецком проекте, конкуренте Кольской скважины.

«И, конечно, мы соревновались друг с другом. Нас мотивировало и то, что русские не делились ни с кем своими данными».

«Когда они начали бурение, они утверждали, что нашли свободную воду — но большинство ученых им тогда не поверило. Среди ученых Запада существовало общее мнение, что кора на глубине 5 км настолько плотная, что вода не может проникнуть сквозь нее».

А что говорят сейчас японцы? «Главная цель нового проекта — получить реальные образцы мантии, ее современного состояния», — говорит Шон Токзко, программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники.

«В таких странах, как Оман, мантия лежит ближе к поверхности, но там это мантия, которой миллионы лет. Есть же разница между живым динозавром и костями динозавра, превратившимися в окаменелости, правда?»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кольская сверхглубокая скважина расположена в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км.

За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу, демонстрировало инженерную мощь, обладание продвинутыми технологиями и вообще «всё наилучшее».

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть наши представления о Земле.

Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и то, что астронавты НАСА привезли с Луны.

Разница лишь в том, что здесь победителями были не американцы. В общем, сказать по правде, не победил никто.

США начали бурить первыми. В конце 1950-х организация с чудесным названием American Miscellaneous Society («Американское общество всякого-разного») выступила с первым серьезным планом добраться до мантии.

«Общество» было сформировано на базе неформальной группы джентльменов, собиравшихся для того, чтобы выпить вместе. Кроме того, эти джентльмены были ведущими американскими учеными.

Их план по бурению земной коры вплоть до самой мантии получил название «Проект Мохол» (Project Mohole) в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича, который ввел в оборот термин «разрыв Мохоровичича» (в разных источниках — «поверхность Мохоровичича», «граница Мохо», граница земной коры и мантии).

(Слово «Мохол» составное: первая его часть «мо» — это дань Мохоровичичу, вторая, «hole», — «дыра», «скважина» по-английски. — Прим. переводчика).

Вместо того, чтобы бурить глубокую-глубокую скважину, американская экспедиция (за работой которой наблюдал и писал репортажи знаменитый писатель Джон Стейнбек) решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км.

Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше. Проблема только в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Дыра от бурения Кольской сверхглубокой скважины и поныне существует, но она надежно закрыта, закручена на совесть

Советский Союз начал бурение за Полярным кругом в 1970-м (начало работ было приурочено к 100-летию со дня рождения Ленина. — Прим. переводчика).

А в 1990-м в Баварии заработал немецкий проект — «Немецкая программа континентального глубокого бурения» (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км.

Так же, как и с полетами на Луну, проблема состояла в том, что такого раньше просто не делали — всю технологию приходилось выстраивать с нуля.

Когда в 1961 году в рамках «Проекта Мохол» началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены (например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной).

Инженерам «Проекта Мохол» тогда приходилось много импровизировать. Они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Что касается наибольших трудностей, с которыми пришлось столкнуться немецким инженерам, то это была необходимость бурить скважину настолько вертикально, насколько это возможно.

То решение, к которому они пришли, теперь считается стандартной технологией в нефтяной и газовой промышленности по всему миру.

«Из опыта русских было понятно, что вы должны бурить как можно более вертикально, потому что иначе вы обречены на неполадки буровой установки», — говорит Ули Хармс.

Было решено разработать системы вертикального бурения. Сейчас они считаются промышленным стандартом, но изначально были придуманы KTB — и работали вплоть до глубины в 7,5 км.

Затем, на протяжении последних полутора-двух километров, скважина отклонилась от вертикальной линии почти на 200 м.

Автор фото, Alexander Tumanov/TASS/Getty Images

Подпись к фото,

Октябрь 1986 года. На бурении Кольской сверхглубокой

«Мы попробовали использовать некоторые русские технологии в конце 80-х — начале 90-х, когда Россия стала более открытой страной и хотела сотрудничать с Западом, — добавляет Хармс. — К сожалению, тогда было невозможно вовремя получить необходимое оборудование».

Все эти экспедиции закончились до той или иной степени разочарованиями, фальстартами и закупорками.

Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы, потом была политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование «Проекта Мохоул», поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля.

Те образцы базальта, которые «Проект» сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на деньги сегодняшнего дня.

Но и кольское бурение продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР уже развалился, деньги на подобные проекты найти было невозможно.

Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только особо любопытные туристы и искатели приключений — вид у него, мягко говоря, заброшенный.

И немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит — на потеху туристам. Объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые не в состоянии объяснить.

Эти звуки, как говорит Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: «этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть».

«Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета», — добавляет она.

«У нас был план пробурить скважину глубже, чем советская, — рассказывает Хармс. — Но нам не удалось достигнуть глубины в 10 км за время, для этого отведенное».

К тому же в том месте, где мы бурили, [под землей] было гораздо жарче, чем там, где это делали русские. И стало ясно, что если мы пойдем еще глубже, для нас это будет куда трудней».

«К тому времени это тоже было начало 90-х, начало процесса унификации Германии, на который требовались большие деньги. Поэтому расходы на наш проект просто нельзя было оправдать».

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка «Кто первым доберется до мантии» — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об «экспедициях».

«Мы смотрели на это как на экспедицию, потому что для подготовки и осуществления проекта требовалось время, — рассказывает Хармс. — Ну и потому что вы действительно отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был. Для современного человека это очень необычно».

«Там, на глубине, вы все время находите что-то, что удивляет вас — особенно если добуриться до действительно очень глубоких слоев земной коры».

«Говоря о KTB или о Кольской сверхглубокой скважине, надо признать, что теории, стоящей за целями проекта, уже исполнилось 30-40 лет к тому времени, как началось бурение».

«Эти проекты можно сравнить с полетами на другие планеты, — говорит Деймон Тигл, профессор геохимии Национального океанографического центра в Саутгемптонском университете, принимающий участие в современном японском проекте. — Они — чисто научные инициативы, и вы никогда до конца не знаете, что в итоге найдете».

«При работе над скважиной №1256 [пробуренной в рамках проектов Deep Sea Drilling Project (DSDP, «Проект глубоководного морского бурения») и Ocean Drilling Program (ODP, «Программа океанского бурения»)], мы были первыми, кто увидел нетронутую океанскую кору. Это было захватывающе. Всегда сталкиваешься с чем-то неожиданным».

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Начиная с 1990-х, научно-исследовательский комплекс Кольской сверхглубокой постепенно приходил в упадок и теперь просто заброшен и разрушается

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) можно назвать «M2M-MoHole to Mantle» («M2M — «Мохол к мантии»). Как и в старом «Проекте Мохол», ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км.

Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли (Японии, постоянно страдающей от разрушительных стихийных бедствий, это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения. — Прим. переводчика).

«Чтобы сделать это, потребуется полная поддержка со стороны японского государства», — подчеркивает Тигл, участвующий в проекте.

Имея в виду этот будущий проект, еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль «Тикю» («Земля»), буровое судно четвертого поколения.

«Тикю» с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.

«Сверхглубокие скважины помогли нам узнать много нового о толстой континентальной земной коре, — говорит программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники Шон Токзко. — Теперь мы пытаемся побольше узнать о границе между корой и мантией».

«На данном этапе необходимо сделать правильный выбор — где бурить. Есть три района-кандидата — у берегов Коста-Рики, Гавайев или Бахи (Мексика)».

В каждом из трех случаев это определенный компромисс между глубиной океана, расстоянием до места бурения и необходимостью иметь базу на берегу, которая будет поддерживать эту круглосуточную морскую операцию стоимостью в миллиард долларов.

«Инфраструктуру можно построить, но на это требуются и время, и деньги», — добавляет Токзко.

«По большому счету главная проблема — в расходах, — говорит Хармс. — Такие экспедиции невероятно дорогостоящи, и поэтому их трудно повторить».

«Они могут обходиться в сотни миллионов евро — и из этой суммы только очень малый процент идет на научные исследования как таковые. Остальное — на развитие технологий и на сами операции. Нам нужны заинтересованные политики, которые смогут разъяснять ценность этих экспедиций».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Земная кора — это… Что такое Земная кора?

Общая структура планеты Земля

Земна́я кора́ — внешняя твёрдая оболочка Земли (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию граница Мохоровичича, или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы.

Кора есть на Марсе и Венере, Луне и многих спутниках планет-гигантов. На Меркурии, хотя он и принадлежит к планетам земной группы, кора земного типа отсутствует. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической.

Масса земной коры оценивается в 2,8·1019 тонн (из них 21 % — океаническая кора и 79 % — континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.

Океаническая кора

Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. Согласно теории тектоники плит, она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. Поэтому океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются поздней юрой.

Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.

В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере. Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растет пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 130-140 километров.

Континентальная кора

Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались очень давно, около 3 миллиардов лет назад. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород — гранулитов и им подобных.

Состав верхней континентальной коры

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% — на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba — составляют 99,8 % массы земной коры[источник не указан 869 дней].

Распространенность элементов [1][2]

Элемент Порядковый номер Содержание, % массы Молярная масса Содержание, % кол-во в-ва
Кислород 8 49,13 16 53,52
Кремний 14 26,0 28,1 16,13
Алюминий 13 7,45 27 4,81
Железо 26 4,2 55,8 1,31
Кальций 20 3,25 40,1 1,41
Натрий 11 2,4 23 1,82
Калий 19 2,35 39,1 1,05
Магний 12 2,35 34,3 1,19
Водород 1 1,00 1 17,43
Титан 22 0,61 47,9 0,222
Углерод 6 0,35 12 0,508
Хлор 17 0,2 35,5 0,098
Фосфор 15 0,125 31,0 0,070
Сера 16 0,1 32,1 0,054
Марганец 25 0,1 54,9 0,032
Фтор 9 0,08 19,0 0,073
Барий 56 0,05 137,3 0,006
Азот 7 0,04 14,0 0,050
Остальные ~0,2


Определение состава верхней континентальной коры стало одной из первых задач, которую взялась решать молодая наука геохимия. Собственно из попыток решения этой задачи и появилась геохимия. Эта задача весьма сложна, поскольку земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходит на поверхность на континентах. С другой стороны, сразу же возник вопрос о содержательности этого термина.

Первая оценка состава верхней земной коры была сделана Кларком. Кларк был сотрудником геологической службы США и занимался химическим анализом горных пород. После многих лет аналитических работ, он обобщил результаты анализов и рассчитал средний состав пород. Он предположил, что многие тысячи образцов, по сути, случайно отобранных, отражают средний состав земной коры (см. Кларки элементов). Эта работа Кларка вызвала фурор в научном сообществе. Она подверглась жёсткой критике, так как многие исследователи сравнивали такой способ с получением «средней температуры по больнице, включая морг». Другие исследователи считали, что этот метод подходит для такого разнородного объекта, каким является земная кора. Полученный Кларком состав земной коры был близок к граниту.

Следующую попытку определить средний состав земной коры предпринял Виктор Гольдшмидт. Он сделал предположение, что ледник, двигающийся по континентальной коре, соскребает все выходящие на поверхность породы, смешивает их. В результате породы, отлагающиеся в результате ледниковой эрозии, отражают состав средней континентальной коры. Гольдшмидт проанализировал состав ленточных глин, отлагавшихся в Балтийском море во время последнего оледенения. Их состав оказался удивительно близок к среднему составу, полученному Кларком. Совпадение оценок, полученных столь разными методами, стало сильным подтверждением геохимических методов.

Впоследствии определением состава континентальной коры занимались многие исследователи. Широкое научное признание получили оценки Виноградова, Ведеполя, Ронова и Ярошевского.

Некоторые новые попытки определения состава континентальной коры строятся на разделении её на части, сформированные в различных геодинамических обстановках.

См. также

Граница между верхней и нижней корой

Для изучения строения земной коры применяются косвенные геохимические и геофизические методы, но непосредственные данные можно получить в результате глубинного бурения. При проведении научного глубинного бурения часто ставится вопрос о природе границы между верхней (гранитной) и нижней (базальтовой) континентальной корой. Для изучения этого вопроса в СССР была пробурена Саатлинская скважина. В районе бурения наблюдалась гравитационная аномалия, которую связывали с выступом фундамента. Но бурение показало, что под скважиной находится интрузивный массив. При бурении Кольской сверхглубокой скважины граница Конрада также не была достигнута. Недавно (2005) в печати обсуждалась возможность проникновения к границе Мохоровичича и в верхнюю мантию с помощью самопогружающихся вольфрамовых капсул, обогреваемых теплом распадающихся радионуклидов [3].

Примечания

  1. Химия цемента и вяжущих веществ: Учеб. пособие / Н.А. Андреева; СПбГСУ. — СПб., 2011. — 67 с.
  2. Определитель минералов / Т.Б. Здорик; — М., 1978. — 325 с.
  3. M.I. Ojovan, F.G.F. Gibb, P.P. Poluektov, E.P. Emets. Probing of the interior layers of the Earth with self-sinking capsules. Atomic Energy, 99, No. 2, 556—562.

Ссылки

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ВЕЩЕСТВА МАНТИИ В ПРОЦЕССЕ АККУМУЛЯЦИИ ЗЕМЛИ И ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРВИЧНОЙ ЗЕМНОЙ КОРЫ | Анфилогов

1. Анфилогов В.Н., Хачай Ю.В. Возможный вариант дифференциации вещества на начальном этапе формирования Земли // Докл. АН. 2005. Т. 405, № 6. С. 803–806.

2. Вдовыкин Г.П. Метеориты. М.: Наука, 1974. 183 с.

3. Витязев А.В., Печерникова Г.В., Сафронов В.С. Планеты земной группы. М.: Наука, 1990. 296 с.

4. Войткевич. Г.В. Основы теории происхождения Земли. М.: Недра, 1979. 135 с.

5. Дорман Д. Данные о поверхностных волнах и верхняя мантия // Земная кора и верхняя мантия. М.: Мир, 1972. С. 215–222.

6. Майерс Дж. С. Раннедокембрийский гнейсовый комплекс Гренландии // Ранняя история Земли. М.: Мир, 1980. С. 176–188.

7. Маракушев А.А. Ранняя кора Земли по данным изучения метеоритов // Ранняя кора: ее состав и возраст. М.: Наука, 1991. С. 27–38.

8. Мэйсон Б. Метеориты. М.: Мир, 1965. 306 с. Рингвуд А.Е. Состав и петрология мантии Земли. М.: Недра, 1981. 584 с.

9. Салоп Л.И. Геологическое развитие Земли в докембрии. Л.: Недра, 1982. 343 с.

10. Тихонов А.Н., Любимова Е.А., Власов В.К. Об эволюции зон проплавления в термической истории Земли. Докл. АН CССР. 1969. Т. 188, № 2. С. 338–342.

11. Чадвик Б., Ко К. Новые данные об архейской геологии юго-западной Гренландии // Ранняя история Земли. М.: Мир, 1980. С. 212–222.

12. Шарков Е.В., Богатиков О.А. Эволюция тектономагматических процессов в истории Земли и Луны // Геотектоника. 2010. № 2. С. 3–22.

13. Шульдинер В.И. Первичная кора и ее эволюция // Ранняя кора: ее состав и возраст. М.: Наука, 1991. С. 87–94.

14. Agee C.B., Li J., Shannon M.C., Circone S. Pressure-temperature phase diagram for the Allende meteorite // J. Geophys. Res. 1995. V. 100, № B9. P. 17725–17740.

15. Amelin Y., Krot A.N. Pb isotopic age of the Allende chondrules // Meteorit. Planet. Sci. 2007. V. 42. P. 1321–1337.

16. Anfilogov V.N., Khachay Y.V. The mechanism of the Earth core and silicate envelopes formation // Deep-seated magmatism, its sourses and plumes. Proseeding оf VIII International Workshop. Irkutsk: IG SB RAS, 2008. P. 5–13.

17. Babechuk M.G., Kamber B.S., Greig A. et al. The behavior of tungsten during mantle melting revised with implications for planetary differentiation time scale // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. P. 1448–1470.

18. Bouvier A., Blichert-Toft V., Moynier F. et al. Pb-Pb dating constraits on accretion and cooling history of chondrites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71. P. 1583–1604.

19. Burkhardt C., Kleine T., Bourdon B. et al. Hf-W mineral isochron for Ca, Al rich inclusions: Age of the solar system and timing of core formation in planetesimales // Geochim. Cosmochim. Acta. 2008. V. 72. P. 6177–6197.

20. Cameron A.G.W. Accumulation processes in the primitive solar nebula // Icarus. 1973. V. 18. P. 407–450. Campbel I.H., Roeder P.L., Dixon J.M. Plagioclase buoyancy in basaltic liquids as determined with centrifuge furnace // Contrib. Miner. Petrol. 1978.V. 67, № 4. P. 369–378.

21. Cavoise A.J.,Valley J.W.,Wilde S.A. Magmatic δ18O in 4400–3900 Ma. Detrial zircons: A record of the alteration and recycling of crust in early Archean // Earth Planet. Sci. Lett. 2005. V. 235. P. 663–681.

22. Сhen J.H.,Tilton G.R. Isotopic lead investigations on the Allende carbonaceous chondrite // Geochim. Cosmochim. Acta. 1976. V. 40. P. 635–643.

23. Connelly R.N., Amelin Y., KrotA.N., Bizzarro M. Chronology of the solar system’s oldest solids // Astrophys. J. 2008. V. 675. P. L121–L124.

24. Frost D.J., Liebske C., Langenhorst F. et al. The experimental evidence of iron-rich metal in the Earth’s lower mantle // Nature. 2004. V. 428. P. 409–412.

25. Herlund J.W., Thomas C., Trackley P.J. A doubling of the post-perovskite phase boundary and structure of the Earth’s lower mantle // Nature. 2005. 434. P. 882–886.

26. Herzberg C., Zang J. Melting experiments on anhydrous peridotite KLB-1: Compositions of magmas in the upper mantle and transition zone // J. Geophys. Res. 1996. V. 101, № B4. P. 8271–8295.

27. Khachay Y.V., Anfilogov V.N. Variant of temperature distributions in the Earth on its accumulation // The study of the Earth as planet by methods of geophysics, geodesy and astronomy. Proseedings of 6th Orlov conference. Kiev: Ukraine NAS, 2009. P. 197–202.

28. Kleine N., Mezger K., Palme H. et al. Early core formation and late accretion of chondrite parent bodies: Evidence from 182Hf-182W in CAIs, metal rich chondrites and iron meteorites // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. P. 5805–5818.

29. Kleine T., Touboul M., Bourdon B. et al. Hf-W chronology of accretion and early evolution of asteroids and terrestrial planets // Geochim. Cosmochim. Acta. 2009. V. 73. P. 5150–5188.

30. Krot A.N., Amelin Y., Bland P. et al. Origin and chronology of chondritic components. A review // Geochim. Cosmochim. Acta. 2009. V. 73. P. 4963–4997. Merk R., Breuer D., Spohn T. Numerical modeling of 26Al – Induced radioactive melting of asteroids concerning accretion. Icarus. 2002. V. 159. P. 183–191.

31. Mojzsis S.J., Harrison N.M., Pitgeon R.T. Oxigen-isotope evidence from ancient zircons for liquid water at the Earth’s surface 4.300 Myr ago // Nature. 2001. V. 409. P. 178–181. Nichols R. H. Jr. Short lived radionuclides in meteorites: constraints on nebular time scales to the production of solids // Space Sci. Rev. 2000. № 1-2б. P. 113–122.

32. Ozava H., Hirise K., Mitome M. et al. Experimental study of reaction between perovskite band molten iron to 146 GPa and implication for chemically distinct buoyant layer at the top of the core // Phys. Chem. Minerals. 2009. V. 36. P. 365–363.

33. Papanastassiou L.T., Wasserburg G.J. Demonstration of 16Mg excess in Allende and evidence for 26Al // Geophys. Res. Lett. 1976. V. 3. P. 109–112.

34. Peck W.H., Valley J.W., Wilde S.A., Graham C.M. Oxygen isotope ratios and rear earth elements in 3.3–4.4 Ga. Zircons: ion microprobe evidence for high δ18O continental crust and oceans in early Archean // Geochim. Cosmochim. Acta. 2001. V. 65. P. 4215–4229.

35. Ringwood A.E., Hibberson W. The system Fe–FeO revisited // Phys. Chem. Minerals. 1990. V. 17. P. 313–319. Saxena S.K., Lasor P. Dubrovinsky L.S. A model of Earth’s deep interior based on mineralogical data // Mineral. Petrol. 2000. V. 69, № 1. P. 1–10.

36. Schersten A., Elliot T., Nawskesworth C. et al. Hf-W evidence for rapid differentiation of iron meteorite parent bodies // Earth Planet. Sci. Lett. 2006. V. 241. P. 530–542.

37. Spaggiaria C.V., Pidgeonb R.T., Wildeb S.A. The Jack Hills greenstone belt. Western Australia: Part 2: Lithological relationships and implications for the deposition of ≥ 4.0 Ga detrial zircons // Precambrian Research. 2007.V. 155. Is. 3-4. P. 261–296.

38. Tatsumoto M., Unruh D.M., Desborough G.A. U-Th-Pb and Rb-Sr systematics of Allende and U-Th-Pb sistematics of Orgueil // Geochim. Cosmochim. Acta. 1976. V. 40. P. 617–634.

39. Tomeoka K., Ohnishi I. A hydrated clast in the Mokoia CV3 carbonaceous chondrite: Evidence for intensive aqueus alteration in the CV parent body // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. V. 75. P. 6064–6079.

40. Turekian K., Clark S.P. Inhomogeneous accumulation of the Earth from the primitive solar nebula // Earth Planet. Sci. Lett. 1969.V. 6. P. 346–348.

41. Valley J.W., Peck W.H., Kingb E.M., Wilde S.A. A cool early Earth // Geology. 2002. V. 30. P. 351–354.

42. Walter M.J., Tronnes R.G. Early Earth differentiation // Earth Planet. Sci Lett. 2004. V. 225. P. 253–269.

43. Warren P.H. Lunar anortosites and the magma–ocean plagioclase–flotation hypothesis: importance of FeO enrichment in parent magma // Amer. Miner. 1990. V. 75. P. 46–58.

44. Warren. P.H. A concise compilation of petrologic information on possible pristine nonmare Moon rocks // Amer. Miner.1993. V. 78. P. 360–376.

45. Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H., Graham C.M. Evidence from detrial zircons for the existence of continental crust and ocean on the Earth 4.4 Gyr ago // Nature. 2001. V. 409. P.175–178.

Explainer: Earth — слой за слоем

алюминий Металлический элемент, третий по содержанию в земной коре. Он легкий и мягкий, и используется во многих изделиях, от велосипедов до космических кораблей.

поведение То, как что-то, часто человек или другой организм, действует по отношению к другим или ведет себя.

континент (в геологии) Огромные массивы суши, расположенные на тектонических плитах. В наше время существует шесть установленных геологических континентов: Северная Америка, Южная Америка, Евразия, Африка, Австралия и Антарктида.В 2017 году ученые выдвинули еще один аргумент: Зеландию.

конвекция Подъем и опускание материала в жидкости или газе из-за неравномерной температуры. Этот процесс происходит во внешних слоях некоторых звезд.

core Что-то — обычно круглой формы — в центре объекта. (в геологии) Самый внутренний слой Земли. Или длинный трубчатый образец, пробуренный во льду, почве или скале. Керны позволяют ученым исследовать слои отложений, растворенных химикатов, горных пород и окаменелостей, чтобы увидеть, как окружающая среда в одном месте изменилась в течение сотен и тысяч лет и более.

кора (в геологии) Внешняя поверхность Земли, обычно сделанная из плотной твердой породы.

кристалл (прил. Кристаллический) Твердое тело, состоящее из симметричного, упорядоченного, трехмерного расположения атомов или молекул. Это организованная структура, присущая большинству минералов. Например, апатит образует шестигранные кристаллы. Минеральные кристаллы, из которых состоят горные породы, обычно слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

ток Жидкость, например вода или воздух, которая движется в узнаваемом направлении.(в электричестве) Поток электричества или количество заряда, проходящего через какой-либо материал за определенный период времени.

распад (для радиоактивных материалов) Процесс, при котором радиоактивный изотоп — что означает физически нестабильную форму некоторого элемента — выделяет энергию и субатомные частицы. Со временем это осыпание превратит нестабильный элемент в немного другой, но стабильный элемент. Например, уран-238 (который является радиоактивным или нестабильным изотопом) распадается на радий-222 (также радиоактивный изотоп), который распадается на радон-222 (также радиоактивный), который распадается на полоний-210 (также радиоактивный). , который распадается на свинец-206, который стабилен.Дальнейшего распада не происходит. Скорость распада от одного изотопа к другому может варьироваться от временных рамок менее секунды до миллиардов лет.

плотность Мера плотности некоторого объекта, определяемая делением его массы на его объем.

алмаз Одно из самых твердых веществ и самых редких драгоценных камней на Земле. Алмазы образуются глубоко внутри планеты, когда углерод сжимается под невероятно сильным давлением.

землетрясение Внезапное и иногда сильное сотрясение земли, иногда вызывающее сильные разрушения, в результате движений земной коры или вулканической активности.

Земная кора Самый внешний слой Земли. Он относительно холодный и хрупкий.

element Строительный блок более крупной конструкции. (по химии) Каждое из более чем ста веществ, для которых наименьшей единицей является отдельный атом. Примеры включают водород, кислород, углерод, литий и уран.

поле Область исследования, например: Ее областью исследований была биология . Также термин для описания реальной среды, в которой проводятся некоторые исследования, например, в море, в лесу, на вершине горы или на городской улице.Это противоположность искусственной обстановке, такой как исследовательская лаборатория. (в физике) Область в космосе, где действуют определенные физические эффекты, такие как магнетизм (созданный магнитным полем), гравитация (гравитационным полем), масса (поле Хиггса) или электричество (электрическое поле).

железо Металлический элемент, который часто встречается в минералах земной коры и в ее горячем ядре. Этот металл также содержится в космической пыли и во многих метеоритах.

Исаак Ньютон Этот английский физик и математик получил наибольшую известность благодаря описанию своего закона всемирного тяготения.Родившись в 1642 году, он превратился в ученого с самыми разными интересами. Среди его открытий: белый свет состоит из комбинации всех цветов радуги, которые можно снова разделить на части с помощью призмы; математика, описывающая орбитальные движения вещей вокруг центра силы; что скорость звуковых волн можно рассчитать по плотности воздуха; ранние элементы математики, ныне известные как исчисление; и объяснение того, почему вещи «падают»: гравитационное притяжение одного объекта к другому, которое будет пропорционально массе каждого.Ньютон умер в 1727 году.

литосфера Верхний слой Земли, включающий ее тонкую хрупкую кору и верхнюю мантию. Литосфера относительно жесткая и разбита на медленно движущиеся тектонические плиты.

магний Металлический элемент под номером 12 в периодической таблице. Он горит белым светом и является восьмым по содержанию элементом в земной коре.

магнитное поле Область воздействия, создаваемая некоторыми материалами, называемыми магнитами, или движением электрических зарядов.

мантия (в геологии) Толстый слой Земли под ее внешней корой. Мантия полутвердая и обычно делится на верхнюю и нижнюю.

металл Что-то, что хорошо проводит электричество, имеет тенденцию быть блестящим (отражающим) и податливым (это означает, что его можно изменить с помощью тепла, а не слишком большого усилия или давления).

луна Естественный спутник любой планеты.

никель Номер 28 в периодической таблице элементов, этот твердый серебристый элемент устойчив к окислению и коррозии.Это делает его хорошим покрытием для многих других элементов или для использования в сплавах с несколькими металлами.

кислород Газ, составляющий около 21 процента атмосферы Земли. Все животные и многие микроорганизмы нуждаются в кислороде для своего роста (и обмена веществ).

давление Сила, равномерно приложенная к поверхности, измеряется как сила на единицу площади.

радиоактивный распад Процесс, при котором элемент превращается в более легкий элемент за счет выделения субатомных частиц (и энергии).

радиус Прямая линия от центра до окружности круга или сферы.

диапазон Полный объем или распространение чего-либо. Например, ареал растения или животного — это территория, на которой они существуют в природе.

полу Прилагательное, означающее «несколько».

панцирь Защитное твердое внешнее покрытие моллюсков или ракообразных, таких как мидии или крабы.

кремнезем Минерал, также известный как диоксид кремния, содержащий атомы кремния и кислорода.Это основной строительный блок из большей части скального материала на Земле и некоторых строительных материалов, включая стекло.

кремний Неметаллический полупроводниковый элемент, используемый при создании электронных схем. Чистый кремний существует в блестящей темно-серой кристаллической форме и в виде бесформенного порошка.

слайд В микроскопии — кусок стекла, на который что-то будет прикреплено для просмотра под увеличительной линзой устройства.

твердый Прочный и стабильный по форме; не жидкий и не газообразный.

солнце Звезда в центре солнечной системы Земли. Это звезда среднего размера примерно в 26 000 световых лет от центра галактики Млечный Путь. Также термин для обозначения любой солнечной звезды.

тектонические плиты Гигантские плиты — некоторые простираются на тысячи километров (или миль) в поперечнике — которые составляют внешний слой Земли.

торий Естественно радиоактивный элемент, который в чистом виде выглядит как серебристый металл. Он химически реагирует с воздухом, чернея на его поверхности.Он содержится в некоторых минералах и может использоваться для отслеживания источника некоторых минеральных зерен, которые переносятся на большие расстояния водой или ветром. Его научный символ — Th.

турбулентность (сущ. Турбулентность) Прилагательное для непредсказуемого колебания жидкости (включая воздух), в которой ее скорость изменяется неравномерно, вместо того, чтобы поддерживать постоянный или спокойный поток.

уран Самый тяжелый из известных природных элементов. Он называется элементом 92, что означает количество протонов в его ядре.Атомы урана радиоактивны, что означает, что они распадаются на разные атомные ядра.

wave Возмущение или изменение, которое регулярно колеблется в пространстве и материи.

Что скрывается под земной корой

Слои Земли дают геологам и геофизикам ключи к разгадке того, как образовалась Земля, слои, из которых состоят другие планетные тела, источник ресурсов Земли и многое другое.Современные достижения позволили ученым изучить то, что лежит у нас под ногами, более подробно, чем когда-либо прежде, но все еще остаются значительные пробелы в нашем понимании.

Я надеюсь, что это руководство проведет вас по слоям Земли, даст общее представление о нашем понимании и наших текущих пробелах. Имейте в виду, что это область текущих исследований и, вероятно, в ближайшие годы и десятилетия она станет более усовершенствованной.

На втором году обучения в Эдинбурге [1826-27] я посетил лекции Джеймсона по геологии и зоологии, но они были невероятно скучными.Единственный эффект, который они произвели на меня, — это решимость ни разу за всю мою жизнь прочесть книгу по геологии. — Чарльз Дарвин

Слои Земли

Земля имеет слои, похожие на слои лука, и их можно разрезать, чтобы понять физические и химические свойства каждого слоя и его влияние на остальную часть Земли. Вообще говоря, Земля имеет 4 слоя:

  • Внешняя кора , на которой мы живем
  • Пластиковая мантия
  • Жидкость внешняя сердцевина
  • Сплошное внутреннее ядро ​​

При различении слоев геологи делят подразделения на две категории, реологические или химические.Реологическая дифференциация говорит о жидком состоянии горных пород под огромным давлением и температурой. Например, горная порода будет совершенно иначе реагировать на деформацию при нормальных атмосферных температурах и давлениях по сравнению с менее чем тысячами километров породы. Если мы разделим Землю на части на основе реологии, мы увидим литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Однако, если мы дифференцируем слои на основе химических вариаций, мы объединяем слои в кору, мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.

Чтобы понять разницу в различных частях мантии или внешнего и внутреннего ядра, вы должны понимать фазовые диаграммы, о которых я расскажу ниже.

Земная кора

Кора — это то, чем мы живем, и она, безусловно, самый тонкий из слоев земли. Толщина варьируется в зависимости от того, где вы находитесь на Земле: океаническая кора составляет 5-10 км, а континентальные горные хребты — до 30-45 км. Тонкая океаническая кора более плотная, чем более толстая континентальная кора, и поэтому «плавает» ниже в мантии по сравнению с континентальной корой.Вы найдете самую тонкую океаническую кору вдоль срединно-океанических хребтов, где активно формируется новая кора. Для сравнения, когда два континента сталкиваются, как в случае Индийской плиты и Евразийской плиты, вы получаете одни из самых толстых участков коры, поскольку она скомкана.

Температура земной коры будет варьироваться от температуры воздуха на поверхности до примерно 870 градусов Цельсия на более глубоких участках. При этой температуре вы начинаете плавить породу и формировать нижележащую мантию.Геологи подразделяют земную кору на разные плиты, которые перемещаются относительно друг друга.

Учитывая, что поверхность Земли в основном постоянна по площади, вы не можете образовать кору, не разрушив сопоставимое количество коры. С конвекцией подстилающей мантии мы видим внедрение мантийной магмы вдоль срединно-океанических хребтов, постоянно формируя новую океаническую кору. Однако, чтобы освободить место для этого, океаническая кора должна поглотить (опуститься ниже) континентальную кору. Геологи тщательно изучили историю этого движения плит, но нам крайне не хватает определения того, почему и как эти плиты движутся так, как они это делают.

Земная кора «плавает» поверх мягкой пластмассовой мантии внизу. В некоторых случаях мантия явно вызывает изменения в коре, как на Гавайских островах. Тем не менее, продолжаются дискуссии о том, происходит ли субдукция океанической коры и спрединг срединных океанических хребтов за счет толкающего или толкающего механизма.

В очень широком смысле, океаническая кора состоит из базальта, а континентальная кора состоит из горных пород, похожих на гранит.Ниже коры находится твердая относительно более холодная часть верхней мантии, которая объединяется с корой, образуя слой литосферы . Литосфера физически отличается от нижележащих слоев из-за низких температур и обычно простирается на 70-100 км в глубину.

Ниже литосферы находится слой астеносферы , гораздо более горячая и податливая часть верхней мантии. Астеносфера начинается в нижней части литосферы и простирается примерно на 700 км вглубь Земли.Астеносфера действует как смазывающий слой под литосферой, который позволяет литосфере перемещаться по поверхности Земли.

Мантия Земли

Мантия — это слой земли, который находится под корой и является самым большим слоем, составляющим 84% объема Земли. Мантия начинается у разрыва Мохоровичич, также известного как Мохо. Мохо определяется как контраст плотности от менее плотной коры к более плотной мантии и где скорости сейсмических волн увеличиваются.Мантия действует подобно пластику, и при очень высоких температурах и давлениях порода деформируется в геологических масштабах времени. Эта деформация вызывает процесс, похожий на конвекцию, в мантии, где есть большие зоны апвеллинга и нисходящего потока.

Мантия простирается на 2 890 км вглубь поверхности Земли. Температура колеблется от 500 до 900 градусов Цельсия в верхней части до более 4000 градусов Цельсия у границы ядра. Считается, что мантия Земли состоит из минералов, аналогичных перидотиту.Перидотит драгоценного качества называется перидотом, поэтому в следующий раз, когда вы окажетесь в ювелирном магазине, взгляните на перидот, и вы увидите что-то похожее на 84% Земли!

Видео выше дает представление о глобальной циркуляции мантийной магмы вокруг Земли. Конечно, это сильно упрощено, но дает схематическое представление о процессе создания срединно-океанических хребтов, вулканов и гор.

Внешнее ядро ​​Земли

Внешнее ядро ​​- это жидкий, в основном, железный слой земли, лежащий под мантией.Геологи подтвердили, что внешнее ядро ​​жидкое из-за сейсмических исследований недр Земли. Внешнее ядро ​​имеет толщину 2300 км и опускается примерно на 3400 км вглубь Земли. Никто никогда не видел внешнее ядро, но, основываясь на ряде показателей, геологи полагают, что внешнее ядро ​​на 80% состоит из железа, немного никеля и ряда различных более легких элементов. Когда Земля только начинала охлаждаться миллиарды лет назад, более тяжелые элементы погружались в центр Земли, а менее плотные элементы поднимались на поверхность.Следовательно, мы видим общее увеличение плотности по мере приближения к центру Земли.

Внешнее ядро ​​достаточно горячее, чтобы его расплавить, но не под давлением, достаточным для того, чтобы железо снова стало твердым, как это видно на внутреннем ядре. Температура внешнего ядра колеблется от 4030 до 5730 градусов по Цельсию. Удивительно, но внешнее ядро ​​достаточно жидкое и имеет достаточно низкую вязкость, чтобы вращаться быстрее, чем вся Земля. Эта дифференциальная скорость вращения вместе с конвекцией и турбулентным потоком внешнего ядра из железа создает магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро ​​Земли

Внутреннее ядро ​​- это центральный слой Земли, во многом оно похоже на внешнее ядро. Он также в основном состоит из железа и никеля и имеет радиус около 1220 км. Различие между внешним ядром и внутренним ядром определяется плотностью. Давление становится достаточно высоким, чтобы, несмотря на очень высокие температуры, внутреннее ядро ​​оставалось твердым. Он также обогащен необычными тяжелыми элементами, включая золото, серебро, платину, палладий и вольфрам.

Температура достигает 5400 градусов Цельсия, а давление — 360 гигапаскалей. Внутреннее ядро ​​составляет около 70% радиуса Луны и имеет примерно такую ​​же температуру, как и поверхность Солнца! Теперь давайте ответим на некоторые часто задаваемые вопросы, если вы ищете быстрые ответы.

Часто задаваемые вопросы о слоях Земли

  • Что такое внешний слой Земли?
    • Внешний слой Земли — это кора , твердый тонкий слой, состоящий из континентальной и океанической коры.
  • Каковы разные части Земли?
    • Различные части Земли — кора, мантия, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.
  • Сколько слоев на Земле?
    • Вообще говоря, на Земле 4 слоя. Однако это зависит от того, как вы измеряете каждый слой, исходя из физических или химических свойств.
  • Какова глубина внутреннего ядра Земли?
    • Внутреннее ядро ​​Земли начинается на расстоянии 5150 км от поверхности Земли и простирается до центра Земли.
  • Какие материалы составляют внутреннее ядро?
    • Внутреннее ядро ​​состоит в основном из железа на 80% и никеля, а также из следовых количеств тяжелых металлов.
  • Какова глубина земной коры?
    • Земная кора колеблется от 5 до 60 километров в зависимости от океанической коры по сравнению с континентальной
  • Какие два типа земной коры?
    • Два типа коры: плотная и тонкая океаническая кора и менее плотная и более толстая континентальная кора.

Надеюсь, вам понравился этот путеводитель по слоям Земли, и он пробудил новый интерес к тому, что лежит у нас под ногами!

Что такое слои Земли?

На Земле есть нечто большее, чем то, что мы можем видеть на поверхности. Фактически, если бы вы могли держать Землю в руке и разрезать ее пополам, вы бы увидели, что она состоит из нескольких слоев. Но, конечно, внутренняя часть нашего мира продолжает хранить для нас некоторые загадки.Даже когда мы отважно исследуем другие миры и выводим на орбиту спутники, внутренние уголки нашей планеты остаются для нас недоступными.

Однако достижения в сейсмологии позволили нам многое узнать о Земле и о многих слоях, которые ее составляют. Каждый слой имеет свои свойства, состав и характеристики, влияющие на многие ключевые процессы нашей планеты. Они идут от внешнего к внутреннему: кора, мантия, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.Давайте посмотрим на них и посмотрим, что у них происходит.

Как и все планеты земной группы, внутренняя часть Земли дифференцирована. Это означает, что его внутренняя структура состоит из слоев, расположенных как кожица лука. Откиньте один, и вы найдете другой, отличающийся от последнего своими химическими и геологическими свойствами, а также огромной разницей в температуре и давлении.

Наше современное научное понимание внутренней структуры Земли основано на выводах, сделанных с помощью сейсмического мониторинга.По сути, это включает в себя измерение звуковых волн, генерируемых землетрясениями, и изучение того, как прохождение через различные слои Земли заставляет их замедляться. Изменения скорости сейсмических волн вызывают рефракцию, которая рассчитывается (в соответствии с законом Снеллиуса) для определения разницы в плотности.

Они используются, наряду с измерениями гравитационного и магнитного полей Земли и экспериментами с кристаллическими твердыми телами при давлениях и температурах, характерных для глубоких недр Земли, для определения того, как выглядят слои Земли.Кроме того, понятно, что различия в температуре и давлении связаны с остаточным теплом от первоначального образования планеты, распадом радиоактивных элементов и замерзанием внутреннего ядра из-за сильного давления.

История обучения:

С древних времен люди стремились понять формирование и состав Земли. Самые ранние известные случаи были ненаучными по своей природе — принимали форму мифов о творении или религиозных басен с участием богов.Однако между классической античностью и средневековьем появилось несколько теорий о происхождении Земли и ее правильном строении.

Большинство древних теорий о Земле склонялись к представлению о физической форме нашей планеты, как о плоской Земле. Так считалось в месопотамской культуре, где мир изображался как плоский диск, плывущий в океане.Для майя мир был плоским, и в его углах четыре ягуара (известных как бакабы) держали небо. Древние персы предполагали, что Земля представляет собой семислойный зиккурат (или космическую гору), в то время как китайцы рассматривали ее как четырехгранный куб.

К 6 веку до н.э. греческие философы начали предполагать, что Земля на самом деле круглая, а к 3 веку до н.э. идея сферической Земли стала артикулироваться как научный вопрос. В тот же период начало формироваться геологическое представление о Земле, и философы поняли, что она состоит из минералов, металлов и претерпевает очень медленные изменения.

Однако только в 16-17 веках научное понимание планеты Земля и ее структуры по-настоящему начало развиваться. В 1692 году Эдмонд Галлей (первооткрыватель кометы Галлея) предложил то, что сейчас известно как теория «полой Земли». В статье, представленной в Philosophical Transactions Лондонского королевского общества, он выдвинул идею Земли, состоящей из полой оболочки толщиной около 800 км (~ 500 миль).

Между этой сферой и внутренней сферой, по его мнению, есть воздушный зазор на таком же расстоянии.Чтобы избежать столкновения, он утверждал, что внутренняя сфера удерживается на месте силой тяжести. Модель включала две внутренние концентрические оболочки вокруг самого внутреннего ядра, соответствующие диаметрам планет Меркурий, Венеру и Марс соответственно.

Конструкция Галлея представляла собой метод учета значений относительной плотности Земли и Луны, который был дан сэром Исааком Ньютоном в его Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687 г.), который позже оказался неточным.Однако его работа сыграла важную роль в развитии географии и теорий о недрах Земли в 17-18 веках.

Еще одним важным фактором были споры в 17-18 веках о подлинности Библии и мифа о Всемирном потопе. Это подтолкнуло ученых и теологов к спорам об истинном возрасте Земли и вынудило искать доказательства того, что Великий потоп действительно произошел. В сочетании с ископаемыми останками, которые были обнаружены в слоях Земли, начала появляться систематическая основа для определения и датировки слоев Земли.

Развитие современных методов добычи и растущее внимание к важности полезных ископаемых и их естественному распределению также способствовали развитию современной геологии. В 1774 году немецкий геолог Авраам Готтлоб Вернер опубликовал «Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien» («О внешних характеристиках минералов»), в котором была представлена ​​подробная система идентификации конкретных минералов на основе внешних характеристик.

В 1741 году Национальный музей естественной истории во Франции создал первую преподавательскую должность, специально предназначенную для геологии.Это был важный шаг в дальнейшем продвижении знаний о геологии как науке и признании ценности широкого распространения таких знаний. А к 1751 году, когда Дени Дидро опубликовал «Энциклопедию», термин «геология» стал общепринятым.

К 1770-м годам химия начала играть ключевую роль в теоретической основе геологии, и начали появляться теории о том, как формировались слои Земли. Одна из популярных идей заключалась в том, что жидкое наводнение, подобное библейскому потопу, привело к созданию всех геологических пластов.Те, кто принял эту теорию, стали известны как дилувианцы или нептунисты.

Другой тезис постепенно стал популярным с 1780-х годов, в котором говорилось, что вместо воды пласты образовывались за счет тепла (или огня). Те, кто следовал этой теории в начале 19 века, называли эту точку зрения плутонизмом, согласно которому Земля формировалась постепенно путем медленного затвердевания расплавленных масс. Эти теории вместе привели к выводу, что Земля была неизмеримо старше, чем предполагалось в Библии.

В начале 19 века горнодобывающая промышленность и промышленная революция стимулировали быстрое развитие концепции стратиграфической колонки, согласно которой горные образования располагались в соответствии с порядком их формирования во времени. Одновременно геологи и естествоиспытатели начали понимать, что возраст окаменелостей может быть определен геологически (то есть, чем глубже слой, в котором они были обнаружены, был от поверхности, тем они были старше).

Компьютерное моделирование поля Земли в период нормальной полярности между инверсиями.Кредит: science.nasa.gov

В имперский период XIX века европейские ученые также имели возможность проводить исследования в далеких странах. Одним из таких людей был Чарльз Дарвин, которого нанял капитан Фицрой с корабля «Бигл» для изучения прибрежных территорий Южной Америки и получения советов по геологии.

Открытие Дарвином гигантских окаменелостей во время путешествия помогло утвердить его репутацию геолога, а его теоретические рассуждения о причинах их исчезновения привели к его теории эволюции путем естественного отбора, опубликованной в «Происхождении видов» в 1859 году.

В 19 веке правительства нескольких стран, включая Канаду, Австралию, Великобританию и Соединенные Штаты, финансировали геологические изыскания, которые позволили составить геологические карты обширных территорий этих стран. К этому времени научный консенсус установил возраст Земли в миллионах лет, а увеличение финансирования и разработка усовершенствованных методов и технологий помогли геологии отойти дальше от догматических представлений о возрасте и структуре Земли.

К началу 20 века развитие радиометрического датирования (которое используется для определения возраста минералов и горных пород) предоставило необходимые данные, чтобы начать понимание истинного возраста Земли. На рубеже веков геологи полагали, что Земле 2 миллиарда лет, что открыло двери для теорий движения континентов в течение этого огромного промежутка времени.

В 1912 году Альфред Вегенер предложил теорию континентального дрейфа, которая предполагала, что континенты были соединены вместе в определенное время в прошлом и образовали единую сушу, известную как Пангея.В соответствии с этой теорией формы континентов и соответствующая геология береговой линии некоторых континентов указывают на то, что когда-то они были соединены вместе.

Исследования дна океана также привели непосредственно к теории тектоники плит, которая обеспечила механизм дрейфа континентов. Геофизические данные свидетельствуют о боковом движении континентов и о том, что океаническая кора моложе континентальной коры. Эти геофизические данные также подтолкнули к гипотезе палеомагнетизма, записи ориентации магнитного поля Земли, зафиксированной в магнитных минералах.

Модель плоской Земли с континентами, смоделированными в форме диска, и Антарктидой в виде ледяной стены. Предоставлено: Wikipedia Commons.

Затем в начале 20-го века было развитие сейсмологии, изучения землетрясений и распространения упругих волн через Землю или через другие планетоподобные тела. Измеряя время прохождения преломленных и отраженных сейсмических волн, ученые смогли постепенно сделать вывод о том, как Земля была слоистой и что лежало глубже в ее ядре.

Например, в 1910 году Гарри Филдинг Рид выдвинул «теорию упругого отскока», основанную на его исследованиях землетрясения в Сан-Франциско 1906 года. Эта теория, которая утверждала, что землетрясения происходят, когда накопленная энергия выделяется вдоль линии разлома, была первым научным объяснением того, почему происходят землетрясения, и остается основой современных тектонических исследований.

Затем в 1926 году английский ученый Гарольд Джеффрис заявил, что под корой ядро ​​Земли жидкое, на основе его исследования волн землетрясений.А затем в 1937 году датский сейсмолог Инге Леманн пошла еще дальше и определила, что внутри жидкого внешнего ядра Земли есть твердое внутреннее ядро.

Ко второй половине 20 века ученые разработали всеобъемлющую теорию строения и динамики Земли. По прошествии века перспективы сместились в сторону более комплексного подхода, когда геология и науки о Земле начали включать изучение внутренней структуры Земли, атмосферы, биосферы и гидросферы в одно целое.

Этому способствовало развитие космических полетов, которые позволили детально изучить атмосферу Земли, а также сделать фотографии Земли из космоса. В 1972 году программа Landsat, серия спутниковых миссий, совместно управляемых НАСА и Геологической службой США, начала предоставлять спутниковые изображения, которые обеспечивали геологически подробные карты и использовались для прогнозирования стихийных бедствий и сдвигов плит.

Слои:

Землю можно разделить двумя способами — механически или химически.Механически — или реологически, имея в виду изучение жидких состояний — его можно разделить на литосферу, астеносферу, мезосферную мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Но химически, что является наиболее популярным из двух, его можно разделить на кору, мантию (которую можно подразделить на верхнюю и нижнюю мантию) и ядро, которое также можно подразделить на внешнее ядро, и Внутреннее ядро.

Внутреннее ядро ​​твердое, внешнее жидкое, а мантия твердая / пластичная.Это связано с относительными температурами плавления различных слоев (никелево-железное ядро, силикатная кора и мантия) и повышением температуры и давления с увеличением глубины. На поверхности никель-железные сплавы и силикаты достаточно холодные, чтобы стать твердыми. В верхней мантии силикаты обычно твердые, но существуют локализованные области расплава, что приводит к ограниченной вязкости.

Напротив, нижняя мантия находится под огромным давлением и поэтому имеет более низкую вязкость, чем верхняя мантия.Металлическое внешнее ядро ​​никель-железо жидкое из-за высокой температуры. Однако сильное давление, которое увеличивается по направлению к внутреннему ядру, резко изменяет температуру плавления никель-железо, делая его твердым.

Тектонические плиты Земли. Кредит: msnucleus.org

Различие между этими слоями связано с процессами, происходившими на ранних этапах формирования Земли (примерно 4,5 миллиарда лет назад). В это время плавление привело бы к опусканию более плотных веществ к центру, в то время как менее плотные материалы мигрировали бы в кору.Таким образом, считается, что ядро ​​в основном состоит из железа, никеля и некоторых более легких элементов, тогда как менее плотные элементы мигрировали на поверхность вместе с силикатной породой.

Слои (слои) Земли показаны в масштабе. Кредит: pubs.usgs.gov.

Корка:

Кора — это самый внешний слой планеты, охлажденная и затвердевшая часть Земли, глубина которой составляет примерно 5-70 км (~ 3-44 мили). Этот слой составляет всего 1% от всего объема Земли, хотя он составляет всю поверхность (континенты и дно океана).

Более тонкие части — это океаническая кора, которая лежит в основе океанических бассейнов на глубине 5-10 км (~ 3-6 миль), а более толстая кора — это континентальная кора. В то время как океаническая кора состоит из плотного материала, такого как магматические породы силиката железа и магния (например, базальт), континентальная кора менее плотная и состоит из пород силиката натрия, калия, алюминия, таких как гранит.

Самая верхняя часть мантии (см. Ниже) вместе с корой составляет литосферу — неравномерный слой с максимальной толщиной, возможно, 200 км (120 миль).Многие горные породы, составляющие сейчас земную кору, образовались менее 100 миллионов (1 × 10 8 ) лет назад. Однако возраст самых старых известных минеральных зерен составляет 4,4 миллиарда (4,4 × 10 9 ) лет, что указывает на то, что Земля имела твердую корку, по крайней мере, так долго.

Верхняя мантия:

Мантия, составляющая около 84% объема Земли, в основном твердая, но в геологическое время ведет себя как очень вязкая жидкость. Верхняя мантия, которая начинается у «разрыва Мохоровича» (он же.«Мохо» — основание земной коры) простирается с глубины от 7 до 35 км (от 4,3 до 21,7 миль) вниз до глубины 410 км (250 миль). Самая верхняя мантия и вышележащая кора образуют литосферу, которая относительно жесткая вверху, но становится заметно более пластичной внизу.

По сравнению с другими пластами, о верхней мантии известно многое благодаря сейсмическим исследованиям и прямым исследованиям с использованием минералогических и геологических исследований. Движение в мантии (т.е. конвекция) выражается на поверхности через движения тектонических плит.Этот процесс, вызванный теплом из более глубоких недр, вызывает континентальный дрейф, землетрясения, образование горных цепей и ряд других геологических процессов.

Мантия также отличается от коры химически, помимо того, что она отличается по типу горных пород и сейсмическим характеристикам. Это в значительной степени связано с тем, что кора состоит из затвердевших продуктов, полученных из мантии, где материал мантии частично расплавлен и является вязким.Это заставляет несовместимые элементы отделяться от мантии, а менее плотный материал поднимается вверх и затвердевает на поверхности.

Иллюстрация Эдмонда Галлея модели «Святой Земли», состоящей из концентрических сфер. Предоставлено: Wikipedia Commons / Рик Мэннинг.

Известно, что кристаллизованные продукты расплава у поверхности, на которой мы живем, обычно имеют более низкое отношение магния к железу и более высокую долю кремния и алюминия.Эти изменения в минералогии могут влиять на мантийную конвекцию, поскольку они приводят к изменениям плотности, а также могут поглощать или выделять скрытое тепло.

В верхней мантии температура колеблется от 500 до 900 ° C (от 932 до 1652 ° F). Между верхней и нижней мантией есть также так называемая переходная зона, глубина которой составляет 410-660 км (250-410 миль).

Нижняя мантия:

Нижняя мантия находится на глубине 660–2891 км (410–1796 миль).Температура в этом регионе планеты может достигать 4000 ° C (7230 ° F) на границе с ядром, что значительно превышает точки плавления мантийных пород. Однако из-за огромного давления, оказываемого на мантию, вязкость и плавление очень ограничены по сравнению с верхней мантией. О нижней мантии известно очень мало, кроме того, что она кажется относительно сейсмически однородной.

Внутреннее устройство Земли. Предоставлено: Wikipedia Commons / Kelvinsong.

Наружное ядро:

Внешнее ядро, которое было подтверждено как жидкое (на основе сейсмических исследований), имеет толщину 2300 км и простирается до радиуса ~ 3400 км.В этом регионе плотность, по оценкам, намного выше, чем у мантии или коры, в диапазоне от 9 900 до 12 200 кг / м 3 . Считается, что внешнее ядро ​​на 80% состоит из железа, а также из никеля и некоторых других более легких элементов.

Более плотные элементы, такие как свинец и уран, либо слишком редки, чтобы быть значимыми, либо имеют тенденцию связываться с более легкими элементами и, таким образом, оставаться в коре. Внешнее ядро ​​не находится под давлением, достаточным для того, чтобы быть твердым, поэтому оно жидкое, хотя его состав аналогичен составу внутреннего ядра.Температура внешнего ядра колеблется от 4300 K (4030 ° C; 7280 ° F) во внешних областях до 6000 K (5730 ° C; 10340 ° F), ближайших к внутреннему ядру.

Из-за высокой температуры внешнее ядро ​​находится в жидком состоянии с низкой вязкостью, которое подвергается турбулентной конвекции и вращается быстрее, чем остальная часть планеты. Это вызывает образование вихревых токов в жидком ядре, что, в свою очередь, создает эффект динамо, который, как считается, влияет на магнитное поле Земли. Средняя напряженность магнитного поля во внешнем ядре Земли оценивается в 25 Гаусс (2.5 мТл), что в 50 раз превышает напряженность магнитного поля, измеренного на поверхности Земли.

Внутреннее ядро:

Растущее значение добычи полезных ископаемых в 17-18 веках, особенно драгоценных металлов, привело к дальнейшему развитию геологии и наук о Земле. Кредит: Minerals.usgs.gov.

Как и внешнее ядро, внутреннее ядро ​​состоит в основном из железа и никеля и имеет радиус ~ 1220 км. Плотность сердцевины колеблется от 12 600 до 13 000 кг / м 3 , что говорит о том, что там также должно быть много тяжелых элементов, таких как золото, платина, палладий, серебро и вольфрам.

Температура внутреннего ядра оценивается примерно в 5700 К (~ 5400 ° C; 9800 ° F). Единственная причина, по которой железо и другие тяжелые металлы могут быть твердыми при таких высоких температурах, заключается в том, что их температуры плавления резко повышаются при имеющихся там давлениях, которые колеблются от примерно 330 до 360 гигапаскалей.

Поскольку внутреннее ядро ​​не связано жестко с твердой мантией Земли, возможность того, что оно вращается немного быстрее или медленнее, чем остальная часть Земли, давно рассматривалась.Наблюдая за изменениями сейсмических волн, проходящих через ядро ​​в течение многих десятилетий, ученые подсчитали, что внутреннее ядро ​​вращается со скоростью на один градус быстрее, чем поверхность. По более поздним геофизическим оценкам, скорость вращения относительно поверхности составляет от 0,3 до 0,5 градуса в год.

Недавние открытия также предполагают, что само твердое внутреннее ядро ​​состоит из слоев, разделенных переходной зоной толщиной от 250 до 400 км. Этот новый вид внутреннего ядра, который содержит внутреннее внутреннее ядро, утверждает, что самый внутренний слой ядра имеет диаметр 1180 км (733 мили), что делает его меньше половины размера внутреннего ядра.Также было высказано предположение, что, хотя ядро ​​состоит из железа, оно может иметь другую кристаллическую структуру, чем остальная часть внутреннего ядра.

Более того, недавние исследования привели геологов к предположению, что динамика глубинных недр заставляет внутреннее ядро ​​Земли расширяться со скоростью около 1 миллиметра в год. Это происходит главным образом потому, что внутреннее ядро ​​не может растворять такое же количество легких элементов, как внешнее ядро.

Художественная иллюстрация ядра, внутреннего и внутреннего ядра Земли.Предоставлено: Huff Post Science.

При замораживании жидкого железа в кристаллическую форму на внутренней границе ядра образуется остаточная жидкость, которая содержит больше легких элементов, чем вышележащая жидкость. Это, в свою очередь, вызывает всплытие жидких элементов, что способствует конвекции во внешнем ядре.

Следовательно, этот рост, вероятно, будет играть важную роль в генерации магнитного поля Земли под действием динамо в жидком внешнем ядре. Это также означает, что внутреннее ядро ​​Земли и процессы, которые им управляют, намного сложнее, чем считалось ранее!

Да, действительно, Земля — ​​странное и загадочное место, титаническое по масштабу, а также по количеству тепла и энергии, которые ушли на его создание много миллиардов лет назад.И, как и все тела в нашей Вселенной, Земля — ​​это не законченный продукт, а динамическое существо, которое подвержено постоянным изменениям. И то, что мы знаем о нашем мире, все еще остается предметом теории и предположений, учитывая, что мы не можем исследовать его внутренности вблизи.

Поскольку тектонические плиты Земли продолжают дрейфовать и сталкиваться, ее внутренняя часть продолжает подвергаться конвекции, а ее ядро ​​продолжает расти. Кто знает, как оно будет выглядеть в последующие эпохи? В конце концов, Земля была здесь задолго до того, как были мы, и, вероятно, будет существовать еще долгое время после нашего ухода.


Новое исследование показывает, что внутреннее ядро ​​Земли было сформировано 1–1,5 миллиарда лет назад.

Ссылка : Что такое слои Земли? (2015, 7 декабря) получено 29 июля 2021 г. с https: // физ.org / news / 2015-12-earth-Layers.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Урок №1 о слоях Земли | Мир вулканов

Четыре слоя

Земля состоит из четырех разных слоев.Многие геологи полагают, что по мере охлаждения Земли более тяжелые и плотные материалы опускались к центру, а более легкие поднимались наверх. Из-за этого кора состоит из самых легких материалов (горных пород, базальтов и гранитов), а ядро ​​- из тяжелых металлов (никеля и железа).

Кора — это слой, на котором вы живете, и он наиболее широко изучен и понят. Мантия намного горячее и обладает способностью течь. Внешнее и внутреннее ядра еще горячее, а давление настолько велико, что вы были бы сжаты в шар размером меньше шарика, если бы вы смогли добраться до центра Земли !!!!!!

Кора

Земная кора подобна кожуре яблока.Он очень тонкий по сравнению с тремя другими слоями. Кора имеет толщину всего около 3-5 миль (8 км) под океанами (океаническая кора) и около 25 миль (32 км) под континентами (континентальная кора). Температура земной коры варьируется от температуры воздуха наверху до примерно 1600 градусов по Фаренгейту (870 градусов по Цельсию) в самых глубоких частях земной коры. Вы можете испечь буханку хлеба в духовке при температуре 350 градусов по Фаренгейту, при температуре 1600 градусов по Фаренгейту камни начинают таять.

Кора Земли разбита на множество частей, называемых плитами.Пластины «плавают» на мягкой пластиковой мантии, расположенной ниже корки. Эти пластины обычно движутся плавно, но иногда они заедают и создают давление. Давление нарастает, и камень изгибается, пока не сломается. Когда это происходит, результатом является землетрясение!

Обратите внимание, насколько тонка кора Земли по сравнению с другими слоями. Семь континентов и океанические плиты в основном плавают через мантию, которая состоит из более горячего и плотного материала.

Кора состоит из двух основных типов горных пород — гранита и базальта. Континентальная кора сложена преимущественно гранитом. Океаническая кора состоит из вулканической лавы, называемой базальтом.

Базальтовые породы океанических плит намного плотнее и тяжелее гранитных пород континентальных плит. Из-за этого континенты движутся по более плотным океаническим плитам. Кора и верхний слой мантии вместе составляют зону твердой, хрупкой породы, называемую литосферой.Слой ниже жесткой литосферы представляет собой зону асфальтоподобной консистенции, называемую астеносферой. Астеносфера — это часть мантии, которая течет и перемещает плиты Земли.

Мантия

Мантия — это слой, расположенный непосредственно под симой. Это самый большой слой Земли, его толщина составляет 1800 миль. Мантия состоит из очень горячей плотной породы. Этот слой камня даже течет, как асфальт, под тяжелым грузом.Это течение связано с большими перепадами температур от низа до верха мантии. Движение мантии — причина движения плит Земли! Температура мантии колеблется от 1600 градусов по Фаренгейту вверху до примерно 4000 градусов по Фаренгейту внизу!

Конвекционные токи

Мантия сделана из гораздо более плотного и толстого материала, из-за чего пластины «плавают» на ней, как масло на воде.

Многие геологи считают, что мантия «течет» из-за конвективных течений. Конвекционные токи вызваны тем, что очень горячий материал в самой глубокой части мантии поднимается, затем охлаждается, снова опускается, а затем нагревается, поднимается и повторяет цикл снова и снова. В следующий раз, когда вы разогреете на сковороде что-нибудь вроде супа или пудинга, вы сможете наблюдать, как в жидкости движутся конвекционные потоки. Когда конвекционные потоки текут в мантии, они также перемещают кору. Эти токи позволяют корке свободно перемещаться по ней.Конвейерная лента на фабрике перемещает коробки, как конвекционные потоки в мантии перемещают плиты Земли.

Наружное ядро ​​

Ядро Земли похоже на шар из очень горячих металлов. (От 4000 градусов по Фаренгейту до 9000 градусов по Фаренгейту). Внешний сердечник настолько горячий, что все металлы в нем находятся в жидком состоянии. Внешнее ядро ​​расположено примерно на 1800 миль под земной корой и имеет толщину около 1400 миль.Внешний сердечник состоит из расплавленных металлов никеля и железа.

Внутреннее ядро ​​

Внутреннее ядро ​​Земли имеет такие высокие температуры и давления, что металлы сжимаются вместе и не могут двигаться, как жидкость, а вынуждены колебаться на месте как твердое тело. Внутреннее ядро ​​начинается примерно на 4000 миль под земной корой и имеет толщину около 800 миль. Температура может достигать 9000 градусов по Фаренгейту.и давление составляет 45 000 000 фунтов на квадратный дюйм. Это в 3 000 000 раз больше атмосферного давления для вас на уровне моря !!!

Ответьте со своим партнером на следующие вопросы на листе бумаги. Если вам нужно оглянуться назад, чтобы найти ответы, используйте заголовки страниц, расположенные непосредственно под вопросами, чтобы помочь вам. Когда вы закончите вопросы, нажмите на значок Земли, чтобы вернуть программу к началу.

1.Назовите четыре слоя Земли в порядке извне к центру Земли.

2. Что заставляет мантию «течь»?

3. Какие два основных металла составляют внешнее и внутреннее ядро?

4. Опишите своими словами, как формировались слои Земли. «Четыре слоя» вам помогут.

слоев Земли — SEG Wiki

Вид в разрезе слоев Земли.

Ученые определяют и описывают недра Земли с помощью глубокого бурения и сейсмической томографии.Эти методы позволили исследователям узнать о внутренней химической и физической структуре Земли.

Слои по химическому составу

Во время раннего формирования Земли планета претерпела период дифференциации, который позволил самым тяжелым элементам опускаться к центру, а более легким — подниматься на поверхность. Внутренний слой Земли можно определить по полученному химическому составу. Три основных слоя Земли включают кору (1 процент от объема Земли), мантию (84 процента) и ядро ​​(внутренний и внешний вместе 15 процентов). [1]

Корка

Твердая кора — самый внешний и самый тонкий слой нашей планеты. Кора имеет толщину в среднем 25 миль (40 километров) и разделена на пятнадцать основных тектонических плит, которые жесткие в центре и имеют геологическую активность на границах, такую ​​как землетрясения и вулканизм.

Наиболее распространенные элементы в земной коре включают (указаны здесь в массовых процентах) кислород, кремний, алюминий, железо и кальций. Эти элементы вместе образуют самые распространенные минералы в земной коре, члены семейства силикатов — плагиоклаз и щелочные полевые шпаты, кварц, пироксены, амфиболы, слюды и глинистые минералы.

Все три типа горных пород (магматические, осадочные и метаморфические) можно найти в земной коре. Материал земной коры классифицируется как океаническая кора или континентальная кора. Океаническая кора лежит в основе наших океанических бассейнов, она тонкая, толщиной около 4 миль (7 километров) и состоит из плотных горных пород, в первую очередь из вулканического базальта. Континентальная кора более толстая, от 6 до 47 миль (от 10 до 75 километров), и в ней много менее плотных магматических гранитов. Самые старые породы на нашей планете являются частью континентальной коры и имеют возраст примерно 4 миллиарда лет.Кора океана постоянно перерабатывается системой тектонических плит нашей планеты, и возникла она только примерно 200 миллионов лет назад.

Интегрированная программа морского бурения (IODP) пробурила глубину коры океана (4 644 фута ниже морского дна), но еще не пробила следующий слой, мантию. [2] Граница между корой и подстилающей мантией называется разрывом Мохоровича, часто называемым Мохо.

Мантия

Материал мантии горячий (от 932 до 1652 градусов по Фаренгейту, от 500 до 900 градусов по Цельсию), плотный и движется как полутвердый камень.Мантия имеет толщину 1 802 мили (2 900 км) и состоит из силикатных минералов, похожих на те, что находятся в коре, за исключением большего количества магния и железа и меньшего количества кремния и алюминия.

Основание мантии на границе с внешним ядром называется разрывом Гутенберга. Именно на этой глубине (1802 мили, 2900 км) вторичные волны землетрясений или S-волны исчезают, поскольку S-волны не могут проходить через жидкость.

Ученые используют сейсмическую томографию для построения трехмерных изображений мантии, но все еще существуют ограничения технологии полного картирования недр Земли. [3]

Наружное ядро ​​

Внешнее ядро ​​состоит в основном из железа и никеля, причем эти металлы находятся в жидкой форме. Внешнее ядро ​​имеет температуру от 7 200 до 9 000 градусов по Фаренгейту (от 4 000 до 5 000 градусов по Цельсию) и, по оценкам, имеет толщину 1430 миль (2300 км). Это движение жидкости во внешнем ядре, которое генерирует магнитное поле Земли.

Внутреннее ядро ​​

Внутреннее ядро ​​- самая горячая часть нашей планеты, где температура составляет от 9000 до 13000 градусов по Фаренгейту (от 5000 до 7000 градусов по Цельсию).Этот твердый слой меньше нашей Луны и имеет толщину 750 миль (1200 км) и состоит в основном из железа. Железо находится под таким сильным давлением со стороны вышележащей планеты, что не может плавиться и остается в твердом состоянии.

Считается, что твердое внутреннее ядро ​​образовалось относительно недавно, около полмиллиарда лет назад. [4] В феврале 2015 года ученые сообщили в журнале Nature Geoscience о своем открытии, что внутреннее ядро ​​на самом деле может быть двумя отдельными ядрами со сложными структурными свойствами, где кристаллы железа во внешнем слое внутреннего ядра ориентированы с севера на юг. , а кристаллы железа во внутреннем ядре ориентированы с востока на запад. [5] Это новое открытие может помочь ученым больше узнать об истории и формировании планеты Земля.

Слои на основе физических свойств

Земля разделена на слои на основе механических свойств в дополнение к слоям состава, описанным выше.

Литосфера

Литосфера — это самый внешний слой Земли толщиной ~ 100 км, определяемый ее механическими свойствами. Этот жесткий слой включает хрупкую верхнюю часть мантии и кору.Литосфера разделена на 15 основных тектонических плит, и именно на границе этих плит происходят основные тектонические явления, такие как землетрясения и вулканы. Литосфера содержит океаническую и континентальную кору, возраст и мощность которой различаются в зависимости от местоположения и геологического времени. Литосфера — это самый холодный слой Земли с точки зрения температуры, а тепло из нижних слоев порождает движения плит. Термин «литосфера» не следует путать с использованием термина «геосфера», который используется для обозначения всех систем Земли, включая атмосферу, гидросферу и биосферу.

Астеносфера

Астеносфера включает верхнюю часть мантии, которая очень вязкая и механически слабая. Граница литосферы и астеносферы (LAB) — это место, где геофизики отмечают разницу в пластичности (а измеряет способность твердого материала деформироваться или растягиваться под действием напряжения) между двумя слоями. Эта граница в верхней мантии отмечается на изотерме 1300 o C. Выше изотермы отмечается, где мантия ведет себя жестко, а ниже — пластично.Считается, что именно пластичные породы в верхней части астеносферы находятся в зоне движения огромных твердых и хрупких литосферных плит земной коры. Сейсмические волны относительно медленно проходят через астеносферу.

Мезосфера

Мезосфера относится к мантии в области под литосферой и астеносферой, но выше внешнего ядра. Верхняя граница определяется как резкое увеличение скорости и плотности сейсмических волн на глубине 660 километров (410 миль).Этот слой не следует путать с атмосферной мезосферой.

См. Также

Список литературы

  1. ↑ Робертсон, Юджин К. (14 января 2011 г.). Внутреннее пространство Земли. [1] Геологическая служба США. По состоянию на 11 марта 2015 г.
  2. ↑ Бритт, Роберт Рой. (7 апреля 2005 г.). Отверстие, пробуренное до дна земной коры, прорыв к мантийным ткацким станкам. [2] По состоянию на 11 марта 2015 г.
  3. ↑ Foulger, G.R., и 11 дополнительных авторов. (25 августа 2015 г.). Что лежит глубоко в мантии внизу? [3] По состоянию на 26 августа 2015 г.
  4. ↑ Дэвис, Кристофер; Поццо, Моника; и Алфе, Дарио. (2015). Ограничения, обусловленные свойствами материала, на динамику и эволюцию ядра Земли. [4]. По состоянию на 30 августа 2015 г.
  5. ↑ Ван, Дао; Сун, Сяодун; и Ся, Хан Х. (9 февраля 2015 г.). Экваториальная анизотропия во внутренней части внутреннего ядра Земли из-за автокорреляции кода землетрясения. [5]. По состоянию на 11 марта 2015 г.

Внешние ссылки

  • Для учителей K-12, на сайте National Geographic Education: кора, мантия, ядро, литосфера,
  • Эггер, А.2003. Visionlearning Vol. EAS (1), [6]

Внутри Земли [This Dynamic Earth, USGS]

Inside the Earth [This Dynamic Earth, USGS]


Внутри Земли Размер Земли — около 12750 километров в диаметре — был известен. древними греками, но только на рубеже 20-го века что ученые определили, что наша планета состоит из трех основных слоев: кора, мантия, и ядро ​​. Эту слоистую структуру можно сравнить к вареному яйцу. Корка , самый внешний слой , жесткая. и очень тонкий по сравнению с двумя другими. Под океанами корка мало варьируется по толщине, обычно простираясь только до 5 км. В толщина коры под континентами гораздо более изменчива, но в среднем около 30 км; под большими горными хребтами, такими как Альпы или Сьерра В Неваде, однако, основание земной коры может достигать 100 км.Как скорлупа яйца, земная кора хрупкая и может сломаться.

Виды в разрезе, показывающие внутреннее строение Земли. Ниже: Это вид, выполненный в масштабе, показывает, что земная кора буквально только кожа глубоко. Внизу справа: изображение, нарисованное не в масштабе, чтобы показать три Земли. подробнее основные слои (кора, мантия, ядро) (см. текст).

Под корой находится мантия , плотный горячий слой полутвердой породы толщиной примерно 2900 км.Мантия, в которой больше железа, магния, и кальций, чем корка, горячее и плотнее, потому что температура и давление внутри Земли увеличивается с глубиной. Для сравнения, мантия можно представить себе как белок вареного яйца. В центре Земли лежит ядро ​​, которое почти вдвое плотнее мантии, потому что его состав скорее металлический (железо-никелевый сплав), чем каменистый. В отличие от желток яйца, однако ядро ​​Земли на самом деле состоит из двух отдельные части: жидкое внешнее ядро ​​ толщиной 2200 км и внешнее ядро ​​толщиной 1250 км сплошной внутренний стержень .Когда Земля вращается, жидкое внешнее ядро ​​вращается, создание магнитного поля Земли.

Неудивительно, что внутренняя структура Земли влияет на тектонику плит. Верхняя часть мантии холоднее и жестче, чем глубокая; во многом он ведет себя как вышележащая кора. Вместе они образуют твердый слой породы, называемый литосферой (от lithos, греч. для камня). Литосфера имеет тенденцию быть тоньше всего под океанами и в вулканически активные континентальные области, такие как запад Соединенных Штатов.Толщина литосферы на большей части Земли составляет не менее 80 км. был разбит на движущиеся плиты, которые содержат континенты мира и океаны. Ученые считают, что под литосферой находится относительно узкая подвижная зона в мантии, названная астеносферой (от астен, по-гречески слабый). Эта зона состоит из горячих полутвердых материал, который может размягчаться и растекаться после воздействия высокой температуры и давление на геологическое время.Считается, что жесткая литосфера «плавает» или двигайтесь по медленно текущей астеносфере.

«Исторический перспектива»

URL: https://pubs.usgs.gov/publications/text/inside.html
Последнее обновление: 05.05.99
Контакты: [email protected]

Внутренние слои Земли: кора, мантия и ядро ​​- видео и стенограмма урока

Мантия

На вершине внешнего ядра мы находим мантию .Этот слой на сегодняшний день является самым толстым слоем Земли, его толщина составляет около 1800 миль! Он также составляет около 85% объема Земли. Как и ядро, мантия содержит в основном железо, но в виде силикатных пород. Вы можете быть удивлены, узнав, что этот камень на самом деле движется как жидкость, подобно тому, как движется глупая замазка. Если сильно ткнуть в глупую замазку, она будет действовать как твердое тело, но если медленно разорвать ее, она будет действовать как жидкость. Мы называем эту способность горной породы двигаться без нарушения пластичности .

Мантия также может быть разделена на две части: верхнюю и нижнюю. Нижняя мантия полностью твердая, потому что, как и твердое внутреннее ядро ​​Земли, давление слишком велико, чтобы она плавилась и текла. Верхняя мантия также известна как астеносфера , которая течет как конвекционные потоки. Конвекция возникает во всех жидкостях и представляет собой подъем теплых частиц и опускание холодных частиц. Итак, по мере того, как материал в верхней мантии нагревается, он поднимается прямо вверх, а когда он поднимается, он охлаждается, а затем снова опускается вниз.

Литосфера

Этот конвекционный поток астеносферы оказывает большое влияние на литосферу Земли , самый внешний слой планеты. Литосфера имеет толщину всего около 60 миль и содержит как кору, так и небольшую часть верхней мантии. Литосфера очень жесткая; она не течет, как астеносфера, а плавает на ней, как лед в пруду.

Этот слой Земли разбит на несколько частей, как головоломка, называемая тектоническими плитами.Конвекционные потоки ниже в мантии перемещают эти плиты по поверхности Земли. Хотя «поток» астеносферы сравним со скоростью улитки, эти огромные плиты, сталкивающиеся друг с другом, являются причиной землетрясений, вулканов и образования горных хребтов.

Кора

Сама кора, содержащаяся в литосфере, также может быть разделена на две части (вы уже заметили закономерность?). Мы живем на континентальной коре , а дно океана состоит из океанической коры .Континентальная кора толще океанической коры, но она состоит из скальных пород, которые менее плотны, чем океаническая кора, поэтому она находится на ней, над уровнем моря.

Все еще не верующий? Можно было бы подумать о земной коре как о грузовом корабле в океане. Пустой корабль плавает в воде выше, чем корабль, загруженный товарами для перевозки по морю, верно? Что ж, в этой аналогии континентальная кора — это пустой корабль, сидящий выше на вершине жидкой мантии, а океаническая кора — это полностью загруженный корабль, опускающийся ниже в этот жидкий слой.Это все из-за гравитации!

По сравнению с остальной частью планеты кора действительно довольно тонкая. Если бы Земля была яблоком, корка была бы толщиной всего с кожуру яблока! На самом деле он настолько мал, что если бы Земля была размером с биток, она была бы такой же гладкой. Это потому, что все эти гигантские горы на поверхности незначительны по сравнению с общим радиусом Земли.

Краткое содержание урока

Землю можно разделить на три основных слоя: ядро, мантию и кору.Каждый из этих слоев может быть далее разделен на две части: внутренний и внешнее ядро ​​ , верхняя и нижняя мантия и континентальная и океаническая кора .

Как внутренний, так и внешний сердечники состоят в основном из железа и небольшого количества никеля. Внутреннее ядро ​​твердое, а внешнее — жидкое. Эта жидкость, текущая глубоко под нами, и производит электромагнитный ток Земли. И в ядре довольно жарко — примерно так же жарко, как поверхность солнца!

Мантия — самый толстый слой Земли, составляющий около 85% объема Земли.Нижняя мантия представляет собой довольно твердый материал, а верхняя мантия движется, как глупая замазка. Это движение горной породы без разрушения называется пластичностью , а жидкая часть мантии называется астеносферой .

Поверх астеносферы находится литосфера , которая также содержит всю земную кору. Медленные конвекционные потоки в астеносфере перемещают тектонические плиты литосферы, как лед на пруду, вызывая землетрясения и извержения вулканов на поверхности.Хотя континентальная кора намного толще океанической, она состоит из гораздо менее плотного материала.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *