Η δομή της γης σε ένα τμήμα με διαστάσεις. Από τι αποτελείται η Γη - μια εξήγηση για τα παιδιά. Θερμοκρασία. Πηγές θερμικής ενέργειας

Το σπίτι μας

Ο πλανήτης στον οποίο ζούμε χρησιμοποιείται από εμάς σε όλους τους τομείς της ζωής μας: χτίζουμε τις πόλεις και τις κατοικίες μας πάνω του. τρώμε τους καρπούς των φυτών που αναπτύσσονται σε αυτό. χρήση για τους σκοπούς μας Φυσικοί πόροιεξορύσσεται από τα βάθη της. Η γη είναι η πηγή όλων των ευλογιών που έχουμε στη διάθεσή μας, το σπίτι μας. Λίγοι όμως γνωρίζουν ποια είναι η δομή της Γης, ποια είναι τα χαρακτηριστικά της και γιατί είναι ενδιαφέρουσα. Για άτομα που ενδιαφέρονται ειδικά για αυτό το θέμα, αυτό το άρθρο είναι γραμμένο. Κάποιος, αφού το διαβάσει, θα φρεσκάρει τις γνώσεις που ήδη έχει στη μνήμη του. Και κάποιος, ίσως, θα ανακαλύψει κάτι για το οποίο δεν είχε ιδέα. Πριν προχωρήσουμε όμως στη συζήτηση για το τι χαρακτηρίζει την εσωτερική δομή της Γης, αξίζει να πούμε λίγα λόγια για τον ίδιο τον πλανήτη.

Εν συντομία για τον πλανήτη Γη

Η Γη είναι ο τρίτος πλανήτης από τον Ήλιο (η Αφροδίτη είναι μπροστά της, ο Άρης είναι πίσω της). Η απόσταση από τον Ήλιο είναι περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Ανήκει σε μια ομάδα πλανητών που ονομάζεται «ομάδα της γης» (περιλαμβάνει επίσης τον Ερμή, την Αφροδίτη και τον Άρη). Η μάζα του είναι 5,98 * 10 27 και ο όγκος είναι 1,083 * 10 27 cm³. Η τροχιακή ταχύτητα είναι 29,77 km/s. Η Γη κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον Ήλιο σε 365,26 ημέρες και μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονά της - σε 23 ώρες 56 λεπτά. Με βάση επιστημονικά δεδομένα, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ηλικία της Γης είναι περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο πλανήτης έχει σχήμα μπάλας, αλλά τα περιγράμματά του μερικές φορές αλλάζουν λόγω αναπόφευκτων εσωτερικών δυναμικών διεργασιών. Η χημική σύνθεση είναι παρόμοια με αυτή των υπολοίπων επίγειων πλανητών - κυριαρχείται από οξυγόνο, σίδηρο, πυρίτιο, νικέλιο και μαγνήσιο.

Γη δομή

Η γη αποτελείται από πολλά συστατικά - αυτός είναι ο πυρήνας, ο μανδύας και ο φλοιός της γης. Λίγο για όλα.

φλοιός της γης

Αυτό είναι το ανώτερο στρώμα της γης. Είναι αυτός που χρησιμοποιείται ενεργά από ένα άτομο. Και αυτό το στρώμα είναι το καλύτερα μελετημένο. Περιέχει κοιτάσματα πετρωμάτων και ορυκτών. Αποτελείται από τρία στρώματα. Το πρώτο είναι ιζηματογενές. Αντιπροσωπεύεται από πιο μαλακά πετρώματα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της καταστροφής στερεών πετρωμάτων, αποθέσεων φυτικών και ζωικών υπολειμμάτων και καθίζησης διαφόρων ουσιών στον πυθμένα των ωκεανών του κόσμου. Το επόμενο στρώμα είναι γρανίτης. Σχηματίζεται από στερεοποιημένο μάγμα (λιωμένη ουσία των βάθη της γης που γεμίζει ρωγμές στο φλοιό) υπό συνθήκες πίεσης και υψηλών θερμοκρασιών. Επίσης, αυτό το στρώμα περιέχει διάφορα μέταλλα: αλουμίνιο, ασβέστιο, νάτριο, κάλιο. Κατά κανόνα, αυτό το στρώμα απουσιάζει κάτω από τους ωκεανούς. Μετά το στρώμα γρανίτη έρχεται το στρώμα βασάλτη, που αποτελείται κυρίως από βασάλτη (πέτρα βαθιάς προέλευσης). Αυτό το στρώμα περιέχει περισσότερο ασβέστιο, μαγνήσιο και σίδηρο. Αυτά τα τρία στρώματα περιέχουν όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιεί ένα άτομο. Το πάχος του φλοιού της γης κυμαίνεται από 5 km (κάτω από τους ωκεανούς) έως 75 km (κάτω από τις ηπείρους). Ο φλοιός της Γης αποτελεί περίπου το 1% του συνολικού όγκου του.

Μανδύας

Βρίσκεται κάτω από τον φλοιό και περιβάλλει τον πυρήνα. Αποτελεί το 83% του συνολικού όγκου του πλανήτη. Ο μανδύας χωρίζεται σε άνω (σε βάθος 800-900 km) και κάτω (σε βάθος 2900 km) μέρη. Από το πάνω μέρος σχηματίζεται μάγμα που αναφέραμε παραπάνω. Ο μανδύας αποτελείται από πυκνά πυριτικά πετρώματα, τα οποία περιέχουν οξυγόνο, μαγνήσιο και πυρίτιο. Με βάση επίσης σεισμολογικά δεδομένα, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στη βάση του μανδύα υπάρχει ένα εναλλάξ διακοπτόμενο στρώμα που αποτελείται από γιγάντιες ηπείρους. Και αυτοί, με τη σειρά τους, θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί ως αποτέλεσμα της ανάμειξης των πετρωμάτων του ίδιου του μανδύα με την ουσία του πυρήνα. Αλλά μια άλλη πιθανότητα είναι ότι αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν τον πυθμένα των αρχαίων ωκεανών. Οι σημειώσεις είναι λεπτομέρειες. Περαιτέρω γεωλογική δομήΗ γη συνεχίζει με τον πυρήνα.

Πυρήνας

Ο σχηματισμός του πυρήνα εξηγείται από το γεγονός ότι στις πρώιμες ιστορική περίοδοςΤα εδάφη της ύλης με την υψηλότερη πυκνότητα (σίδηρος και νικέλιο) εγκαταστάθηκαν στο κέντρο και σχημάτισαν τον πυρήνα. Είναι το πιο πυκνό τμήμα, που αντιπροσωπεύει τη δομή της Γης. Χωρίζεται σε έναν λιωμένο εξωτερικό πυρήνα (πάχους περίπου 2200 km) και έναν συμπαγή εσωτερικό πυρήνα (περίπου 2500 km σε διάμετρο). Αποτελεί το 16% του συνολικού όγκου της Γης και το 32% της συνολικής μάζας της. Η ακτίνα του είναι 3500 χλμ. Αυτό που συμβαίνει μέσα στον πυρήνα είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς - εδώ η θερμοκρασία είναι πάνω από 3000 ° C και η κολοσσιαία πίεση.

Μεταγωγή

Η θερμότητα που συσσωρεύτηκε κατά τον σχηματισμό της Γης εξακολουθεί να απελευθερώνεται από τα βάθη της καθώς ο πυρήνας ψύχεται και τα ραδιενεργά στοιχεία αποσυντίθενται. Δεν βγαίνει στην επιφάνεια μόνο λόγω του ότι υπάρχει μανδύας, τα πετρώματα του οποίου έχουν εξαιρετική θερμομόνωση. Αλλά αυτή η θερμότητα θέτει σε κίνηση την ίδια την ουσία του μανδύα - πρώτα, θερμοί βράχοι αναδύονται από τον πυρήνα, και μετά, αφού ψύχονται από αυτόν, επιστρέφουν ξανά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται συναγωγή. Έχει ως αποτέλεσμα ηφαιστειακές εκρήξεις και σεισμούς.

Ένα μαγνητικό πεδίο

Ο λιωμένος σίδηρος στον εξωτερικό πυρήνα έχει μια κυκλοφορία που δημιουργεί ηλεκτρικά ρεύματα που δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο της Γης. Απλώνεται στο διάστημα και δημιουργεί ένα μαγνητικό κέλυφος γύρω από τη Γη, το οποίο αντανακλά τις ροές του ηλιακού ανέμου (φορτισμένα σωματίδια που εκτοξεύονται από τον Ήλιο) και προστατεύει τα ζωντανά όντα από τη θανατηφόρα ακτινοβολία.

Από πού είναι τα δεδομένα

Όλες οι πληροφορίες λαμβάνονται χρησιμοποιώντας διάφορες γεωφυσικές μεθόδους. Στην επιφάνεια της Γης, σεισμολόγοι (επιστήμονες που μελετούν τις δονήσεις της Γης) στήνουν σεισμολογικούς σταθμούς, όπου καταγράφονται τυχόν δονήσεις του φλοιού της γης. Παρατηρώντας τη δραστηριότητα των σεισμικών κυμάτων σε διάφορα μέρη της Γης, οι πιο ισχυροί υπολογιστές αναπαράγουν μια εικόνα του τι συμβαίνει στα βάθη του πλανήτη με τον ίδιο τρόπο που οι ακτίνες Χ «διατρέχουν» το ανθρώπινο σώμα.

Τελικά

Μιλήσαμε μόνο λίγο για το ποια είναι η δομή της Γης. Μάλιστα, αυτό το θέμα μπορεί να μελετηθεί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, γιατί. είναι γεμάτο αποχρώσεις και χαρακτηριστικά. Για το σκοπό αυτό υπάρχουν σεισμολόγοι. Τα υπόλοιπα αρκούν για να έχουμε γενικές πληροφορίες για τη δομή του. Αλλά σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι ο πλανήτης Γη είναι το σπίτι μας, χωρίς το οποίο δεν θα υπήρχαμε. Και πρέπει να αντιμετωπίζεται με αγάπη, σεβασμό και φροντίδα.

Οι μέθοδοι για τη μελέτη της εσωτερικής δομής και σύνθεσης της Γης μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες ομάδες: γεωλογικές μεθόδους και γεωφυσικές μεθόδους. Γεωλογικές μέθοδοιβασίζονται στα αποτελέσματα μιας άμεσης μελέτης των στρωμάτων των βράχων σε προεξοχές, μεταλλευτικές εργασίες (ορυχεία, άδειες κ.λπ.) και γεωτρήσεις. Ταυτόχρονα, οι ερευνητές έχουν στη διάθεσή τους ολόκληρο το οπλοστάσιο μεθόδων για τη μελέτη της δομής και της σύνθεσης, γεγονός που καθορίζει τον υψηλό βαθμό λεπτομέρειας των αποτελεσμάτων που προκύπτουν. Ταυτόχρονα, οι δυνατότητες αυτών των μεθόδων για τη μελέτη των βάθους του πλανήτη είναι πολύ περιορισμένες - το βαθύτερο πηγάδι στον κόσμο έχει βάθος μόνο -12262 m (Kola superdeep στη Ρωσία), ακόμη μικρότερα βάθη έχουν επιτευχθεί κατά τη γεώτρηση τον πυθμένα του ωκεανού (περίπου -1500 μ., γεώτρηση από την πλευρά του αμερικανικού ερευνητικού σκάφους "Glomar Challenger"). Έτσι, βάθη που δεν υπερβαίνουν το 0,19% της ακτίνας του πλανήτη είναι διαθέσιμα για άμεση μελέτη.

Οι πληροφορίες για τη βαθιά δομή βασίζονται στην ανάλυση των έμμεσων δεδομένων που λαμβάνονται γεωφυσικές μεθόδους, κυρίως μοτίβα μεταβολής με βάθος διαφόρων φυσικών παραμέτρων (ηλεκτρική αγωγιμότητα, μηχανικό σχήμα αξίας κ.λπ.) που μετρώνται κατά τη διάρκεια γεωφυσικών ερευνών. Η ανάπτυξη μοντέλων της εσωτερικής δομής της Γης βασίζεται κυρίως στα αποτελέσματα σεισμικών μελετών που βασίζονται σε δεδομένα σχετικά με τους νόμους διάδοσης των σεισμικών κυμάτων. Στα κέντρα των σεισμών και των ισχυρών εκρήξεων προκύπτουν σεισμικά κύματα - ελαστικοί κραδασμοί. Αυτά τα κύματα χωρίζονται σε κύματα όγκου - που διαδίδονται στα έγκατα του πλανήτη και τα "ημιδιαφανή" όπως οι ακτίνες Χ, και επιφανειακά κύματα - που διαδίδονται παράλληλα στην επιφάνεια και "διερευνούν" τα ανώτερα στρώματα του πλανήτη σε βάθος δεκάδων ή εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Τα κύματα του σώματος, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε δύο τύπους - διαμήκη και εγκάρσια. Τα διαμήκη κύματα με υψηλή ταχύτητα διάδοσης είναι τα πρώτα που καταγράφονται από σεισμικούς δέκτες, ονομάζονται πρωτεύοντα ή P-waves ( από τα Αγγλικά. πρωτοβάθμια - πρωτοβάθμια), τα «αργότερα» εγκάρσια κύματα ονομάζονται κύματα S ( από τα Αγγλικά. δευτερεύων - δευτερεύων). Τα εγκάρσια κύματα είναι γνωστό ότι έχουν σημαντικό χαρακτηριστικό– απλώνονται μόνο σε στερεό μέσο.

Στα όρια των μέσων με διαφορετικές ιδιότητες, τα κύματα διαθλώνται και στα όρια των απότομων αλλαγών στις ιδιότητες, εκτός από τα διαθλούμενα, ανακλώμενα και μετατρεπόμενα κύματα προκύπτουν. Τα διατμητικά κύματα μπορούν να μετατοπιστούν κάθετα στο επίπεδο πρόσπτωσης (κύματα SH) ή να μετατοπιστούν στο επίπεδο πρόσπτωσης (κύματα SV). Όταν διασχίζουν τα όρια των μέσων με διαφορετικές ιδιότητες, τα κύματα SH παρουσιάζουν συνηθισμένη διάθλαση και τα κύματα SV, εκτός από τα διαθλούμενα και ανακλώμενα κύματα SV, διεγείρουν τα κύματα P. Έτσι προκύπτει ένα πολύπλοκο σύστημα σεισμικών κυμάτων που «βλέπουν» τα έγκατα του πλανήτη.

Αναλύοντας τα μοτίβα διάδοσης των κυμάτων, είναι δυνατό να εντοπιστούν ανομοιογένειες στα έγκατα του πλανήτη - εάν σε ένα ορισμένο βάθος καταγραφεί απότομη αλλαγή στις ταχύτητες διάδοσης των σεισμικών κυμάτων, η διάθλαση και η ανάκλασή τους, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι σε αυτό το βάθος υπάρχει ένα όριο των εσωτερικών κελυφών της Γης, που διαφέρουν ως προς τις φυσικές τους ιδιότητες.

Η μελέτη των τρόπων και της ταχύτητας διάδοσης των σεισμικών κυμάτων στα έγκατα της Γης κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη ενός σεισμικού μοντέλου της εσωτερικής της δομής.

Τα σεισμικά κύματα, που διαδίδονται από την πηγή του σεισμού στα βάθη της Γης, βιώνουν τα πιο σημαντικά άλματα στην ταχύτητα, διαθλούν και αντανακλούν σε σεισμικά τμήματα που βρίσκονται σε βάθη 33 χλμκαι 2900 χλμαπό την επιφάνεια (βλ. εικ.). Αυτά τα αιχμηρά σεισμικά όρια καθιστούν δυνατή τη διαίρεση των εντέρων του πλανήτη σε 3 κύριες εσωτερικές γεώσφαιρες - τον φλοιό της γης, τον μανδύα και τον πυρήνα.

Ο φλοιός της γης χωρίζεται από τον μανδύα με ένα αιχμηρό σεισμικό όριο, στο οποίο η ταχύτητα τόσο των διαμήκων όσο και των εγκάρσιων κυμάτων αυξάνεται απότομα. Έτσι, η ταχύτητα των εγκάρσιων κυμάτων αυξάνεται απότομα από 6,7-7,6 km/s στο κάτω μέρος του φλοιού σε 7,9-8,2 km/s στον μανδύα. Αυτό το όριο ανακαλύφθηκε το 1909 από τον Γιουγκοσλάβο σεισμολόγο Mohorovičić και στη συνέχεια ονομάστηκε σύνορα Μοχόροβιτς(συχνά συντομεύεται ως το όριο Moho ή M). Το μέσο βάθος του ορίου είναι 33 km (θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή είναι μια πολύ κατά προσέγγιση τιμή λόγω διαφορετικού πάχους σε διαφορετικές γεωλογικές δομές). ταυτόχρονα, κάτω από τις ηπείρους, το βάθος του τμήματος Mohorovichich μπορεί να φτάσει τα 75-80 km (το οποίο είναι σταθερό κάτω από νεαρές ορεινές κατασκευές - τις Άνδεις, το Pamir), κάτω από τους ωκεανούς μειώνεται, φτάνοντας σε ελάχιστο πάχος 3-4 χλμ.

Ένα ακόμη πιο οξύ σεισμικό όριο που χωρίζει τον μανδύα και τον πυρήνα είναι σταθερό σε βάθος 2900 χλμ. Σε αυτό το σεισμικό τμήμα Ταχύτητα κύματος Pπέφτει απότομα από 13,6 km/s στη βάση του μανδύα σε 8,1 km/s στον πυρήνα. Κύματα S - από 7,3 km / s έως 0. Η εξαφάνιση των εγκάρσιων κυμάτων δείχνει ότι το εξωτερικό μέρος του πυρήνα έχει τις ιδιότητες ενός υγρού. Το σεισμικό όριο που χωρίζει τον πυρήνα και τον μανδύα ανακαλύφθηκε το 1914 από τον Γερμανό σεισμολόγο Gutenberg και συχνά αναφέρεται ως σύνορα Gutenberg, αν και αυτό το όνομα δεν είναι επίσημο.

Απότομες αλλαγές στην ταχύτητα και τη φύση της διέλευσης των κυμάτων καταγράφονται σε βάθη 670 km και 5150 km. Σύνορα 670 χλμχωρίζει τον μανδύα σε ανώτερο μανδύα (33-670 km) και κάτω μανδύα (670-2900 km). Σύνορα 5150 χλμχωρίζει τον πυρήνα σε ένα εξωτερικό υγρό (2900-5150 km) και ένα εσωτερικό στερεό (5150-6371 km).

Σημαντικές αλλαγές σημειώνονται και στο σεισμικό τμήμα 410 χλμχωρίζοντας τον άνω μανδύα σε δύο στρώματα.

Τα δεδομένα που λαμβάνονται για τα παγκόσμια σεισμικά όρια παρέχουν τη βάση για την εξέταση ενός σύγχρονου σεισμικού μοντέλου της βαθιάς δομής της Γης.

Το εξωτερικό κέλυφος της στερεάς γης είναι φλοιός της γηςπου οριοθετείται από το όριο Mohorovichic. Πρόκειται για ένα σχετικά λεπτό κέλυφος, το πάχος του οποίου κυμαίνεται από 4-5 km κάτω από τους ωκεανούς έως 75-80 km κάτω από ηπειρωτικές ορεινές κατασκευές. Ο ανώτερος φλοιός διακρίνεται ευδιάκριτα στη σύνθεση του ιζηματογενές στρώμα, που αποτελείται από μη μεταμορφωμένα ιζηματογενή πετρώματα, μεταξύ των οποίων μπορεί να υπάρχουν ηφαιστειακά, και κάτω από αυτό ενοποιημένος, ή κρυστάλλινος,φλοιός, που σχηματίζονται από μεταμορφωμένα και πυριγενή διεισδυτικά πετρώματα Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι φλοιού της γης - ο ηπειρωτικός και ο ωκεάνιος, θεμελιωδώς διαφορετικοί ως προς τη δομή, τη σύνθεση, την προέλευση και την ηλικία.

ηπειρωτικό φλοιόβρίσκεται κάτω από τις ηπείρους και τα υποθαλάσσια περιθώρια τους, έχει πάχος 35-45 km έως 55-80 km, διακρίνονται 3 στρώματα στο τμήμα του. Το ανώτερο στρώμα, κατά κανόνα, αποτελείται από ιζηματογενή πετρώματα, συμπεριλαμβανομένης μιας μικρής ποσότητας ασθενώς μεταμορφωμένων και πυριγενών πετρωμάτων. Αυτό το στρώμα ονομάζεται ιζηματογενές. Γεωφυσικά, χαρακτηρίζεται από χαμηλή ταχύτητα κύματος P στην περιοχή 2-5 km/s. Το μέσο πάχος του ιζηματογενούς στρώματος είναι περίπου 2,5 km.
Παρακάτω βρίσκεται ο ανώτερος φλοιός (γρανίτης-γνεύσιος ή «γρανίτης» στρώμα), που αποτελείται από πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα πλούσια σε πυρίτιο (κατά μέσο όρο, που αντιστοιχεί σε χημική σύσταση στον γρανοδιορίτη). Η ταχύτητα των κυμάτων P σε αυτό το στρώμα είναι 5,9-6,5 km/s. Στη βάση του ανώτερου φλοιού, διακρίνεται το σεισμικό τμήμα Konrad, το οποίο αντανακλά την αύξηση της ταχύτητας των σεισμικών κυμάτων κατά τη μετάβαση στον κάτω φλοιό. Αλλά αυτό το τμήμα δεν είναι σταθερό παντού: στον ηπειρωτικό φλοιό, συχνά καταγράφεται μια σταδιακή αύξηση των ταχυτήτων των κυμάτων με το βάθος.
Ο κατώτερος φλοιός (κοκκιολιθική-μαφική στιβάδα) χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερη ταχύτητα κύματος (6,7-7,5 km/s για τα κύματα P), η οποία οφείλεται σε αλλαγή στη σύνθεση του βράχου κατά τη μετάβαση από τον ανώτερο μανδύα. Σύμφωνα με το πιο αποδεκτό μοντέλο, η σύνθεσή του αντιστοιχεί σε κόκκους.

Στον σχηματισμό του ηπειρωτικού φλοιού συμμετέχουν πετρώματα διαφόρων γεωλογικών ηλικιών, μέχρι τα αρχαιότερα, ηλικίας περίπου 4 δισεκατομμυρίων ετών.

ωκεάνιος φλοιόςέχει σχετικά μικρό πάχος, κατά μέσο όρο 6-7 km. Στην ενότητα του στο πολύ γενική εικόναΔιακρίνονται 2 στρώματα. Το ανώτερο στρώμα είναι ιζηματογενές, που χαρακτηρίζεται από χαμηλό πάχος (περίπου 0,4 km κατά μέσο όρο) και χαμηλή ταχύτητα κύματος P (1,6-2,5 km/s). Το κατώτερο στρώμα - "βασάλτης" - αποτελείται από βασικά πυριγενή πετρώματα (πάνω - βασάλτες, κάτω - βασικά και υπερβασικά διεισδυτικά πετρώματα). Η ταχύτητα των διαμήκων κυμάτων στο στρώμα του «βασάλτη» αυξάνεται από 3,4-6,2 km/s στους βασάλτες σε 7-7,7 km/s στους χαμηλότερους ορίζοντες του φλοιού.

Τα παλαιότερα πετρώματα του σύγχρονου ωκεάνιου φλοιού είναι περίπου 160 εκατομμυρίων ετών.

ΜανδύαςΕίναι το μεγαλύτερο εσωτερικό κέλυφος της Γης από άποψη όγκου και μάζας, που οριοθετείται από πάνω από το όριο Moho, από κάτω από το όριο Gutenberg. Στη σύνθεσή του ξεχωρίζει άνω μανδύαςκαι τον κάτω μανδύα, που χωρίζεται από ένα όριο 670 km.

Η ανώτερη μανία χωρίζεται σε δύο στρώματα ανάλογα με τα γεωφυσικά χαρακτηριστικά. Ανώτερο στρώμα - υποφλοιός μανδύας- εκτείνεται από τα όρια Moho σε βάθη 50-80 km κάτω από τους ωκεανούς και 200-300 km κάτω από τις ηπείρους και χαρακτηρίζεται από ομαλή αύξηση της ταχύτητας τόσο των διαμήκων όσο και των εγκάρσιων σεισμικών κυμάτων, η οποία εξηγείται από τη συμπίεση των πετρωμάτων λόγω της λιθοστατικής πίεσης των υπερκείμενων στρωμάτων. Κάτω από τον υποφλοιό μανδύα μέχρι την παγκόσμια διεπαφή των 410 km υπάρχει ένα στρώμα χαμηλών ταχυτήτων. Όπως προκύπτει από το όνομα του στρώματος, οι ταχύτητες σεισμικών κυμάτων σε αυτό είναι χαμηλότερες από ό,τι στον υποφλοιό μανδύα. Επιπλέον, σε ορισμένες περιοχές, ανιχνεύονται φακοί που δεν μεταδίδουν καθόλου κύματα S, γεγονός που δίνει λόγο να δηλωθεί ότι η ουσία του μανδύα σε αυτές τις περιοχές είναι σε μερικώς λιωμένη κατάσταση. Αυτό το στρώμα ονομάζεται ασθενόσφαιρα ( από την ελληνική «ασθένης» - αδύναμος και «σφαίρ» - σφαίρα) ο όρος εισήχθη το 1914 από τον Αμερικανό γεωλόγο J. Burrell, που συχνά αναφέρεται στην αγγλική βιβλιογραφία ως LVZ - Ζώνη χαμηλής ταχύτητας. Με αυτόν τον τρόπο, ασθενόσφαιρα- αυτό είναι ένα στρώμα στον ανώτερο μανδύα (που βρίσκεται σε βάθος περίπου 100 km κάτω από τους ωκεανούς και περίπου 200 km ή περισσότερο κάτω από τις ηπείρους), που προσδιορίζεται με βάση τη μείωση της ταχύτητας διέλευσης των σεισμικών κυμάτων και έχει μειωμένη αντοχή και ιξώδες. Η επιφάνεια της ασθενόσφαιρας είναι καλά εδραιωμένη από μια απότομη μείωση της ειδικής αντίστασης (σε τιμές περίπου 100 Ohm . Μ).

Η παρουσία ενός πλαστικού ασθενοσφαιρικού στρώματος, το οποίο διαφέρει στις μηχανικές του ιδιότητες από τα στερεά υπερκείμενα στρώματα, δίνει λόγους για απομόνωση λιθόσφαιρα- το συμπαγές κέλυφος της Γης, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού της γης και του υποφλοιού μανδύα, που βρίσκεται πάνω από την ασθενόσφαιρα. Το πάχος της λιθόσφαιρας είναι από 50 έως 300 km. Πρέπει να σημειωθεί ότι η λιθόσφαιρα δεν είναι ένα μονολιθικό πέτρινο κέλυφος του πλανήτη, αλλά χωρίζεται σε ξεχωριστές πλάκες που κινούνται συνεχώς κατά μήκος της πλαστικής ασθενόσφαιρας. Οι εστίες των σεισμών και του σύγχρονου ηφαιστείου περιορίζονται στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών.

Πιο βαθιά από 410 km στον άνω μανδύα, τόσο τα κύματα P όσο και τα S διαδίδονται παντού και η ταχύτητά τους αυξάνεται σχετικά μονότονα με το βάθος.

ΣΤΟ κάτω μανδύας, που χωρίζεται από ένα αιχμηρό παγκόσμιο όριο 670 km, η ταχύτητα των κυμάτων P και S αυξάνεται μονότονα, χωρίς απότομες αλλαγές, έως και 13,6 και 7,3 km/s, αντίστοιχα, μέχρι το τμήμα Gutenberg.

Στον εξωτερικό πυρήνα, η ταχύτητα των κυμάτων P μειώνεται απότομα στα 8 km/s, ενώ τα κύματα S εξαφανίζονται εντελώς. Η εξαφάνιση των εγκάρσιων κυμάτων υποδηλώνει ότι ο εξωτερικός πυρήνας της Γης βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Κάτω από το τμήμα των 5150 km, υπάρχει ένας εσωτερικός πυρήνας στον οποίο αυξάνεται η ταχύτητα των κυμάτων P και τα κύματα S αρχίζουν να διαδίδονται ξανά, γεγονός που δείχνει τη στερεά του κατάσταση.

Το θεμελιώδες συμπέρασμα από το μοντέλο ταχύτητας της Γης που περιγράφηκε παραπάνω είναι ότι ο πλανήτης μας αποτελείται από μια σειρά από ομόκεντρα κελύφη που αντιπροσωπεύουν έναν σιδηρούχο πυρήνα, έναν πυριτικό μανδύα και έναν αργιλοπυριτικό φλοιό.

Γεωφυσικά χαρακτηριστικά της Γης

Κατανομή της μάζας μεταξύ των εσωτερικών γεωσφαιρών

Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας της Γης (περίπου 68%) πέφτει στον σχετικά ελαφρύ, αλλά μεγάλο μανδύα της, με περίπου το 50% να πέφτει στον κάτω μανδύα και περίπου το 18% στον επάνω. Το υπόλοιπο 32% της συνολικής μάζας της Γης πέφτει κυρίως στον πυρήνα και το υγρό εξωτερικό τμήμα της (29% της συνολικής μάζας της Γης) είναι πολύ βαρύτερο από το εσωτερικό στερεό μέρος (περίπου 2%). Μόνο λιγότερο από το 1% της συνολικής μάζας του πλανήτη παραμένει στον φλοιό.

Πυκνότητα

Η πυκνότητα των κελυφών αυξάνεται φυσικά προς το κέντρο της Γης (βλ. εικ.). Η μέση πυκνότητα του φλοιού είναι 2,67 g/cm 3 . στα σύνορα Moho, αυξάνεται απότομα από 2,9-3,0 σε 3,1-3,5 g/cm3. Στον μανδύα, η πυκνότητα αυξάνεται σταδιακά λόγω της συμπίεσης της πυριτικής ουσίας και των μεταπτώσεων φάσης (αναδιάρθρωση της κρυσταλλικής δομής της ουσίας κατά τη διάρκεια της "προσαρμογής" στην αυξανόμενη πίεση) από 3,3 g/cm 3 στο υποφλοιό μέρος σε 5,5 g/cm 3 στον κάτω μανδύα . Στα όρια του Gutenberg (2900 km), η πυκνότητα σχεδόν διπλασιάζεται απότομα, έως και 10 g/cm 3 στον εξωτερικό πυρήνα. Ένα άλλο άλμα στην πυκνότητα - από 11,4 σε 13,8 g / cm 3 - εμφανίζεται στο όριο του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα (5150 km). Αυτά τα δύο απότομα άλματα πυκνότητας έχουν διαφορετική φύση: στο όριο μανδύα/πυρήνα, υπάρχει μια αλλαγή χημική σύνθεσηύλη (μετάβαση από πυριτικό μανδύα σε σιδερένιο πυρήνα) και το άλμα στο όριο των 5150 km σχετίζεται με μια αλλαγή στην κατάσταση συσσωμάτωσης (μετάβαση από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα σε έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα). Στο κέντρο της Γης, η πυκνότητα της ύλης φτάνει τα 14,3 g/cm 3 .

Πίεση

Η πίεση στο εσωτερικό της Γης υπολογίζεται με βάση το μοντέλο πυκνότητάς της. Η αύξηση της πίεσης καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια οφείλεται σε διάφορους λόγους:

συμπίεση λόγω του βάρους των υπερκείμενων κελυφών (λιθοστατική πίεση).

μεταπτώσεις φάσης σε χημικά ομοιογενή κελύφη (ιδίως στον μανδύα).

τη διαφορά στη χημική σύνθεση των κελυφών (κρούστα και μανδύας, μανδύας και πυρήνας).

Στους πρόποδες του ηπειρωτικού φλοιού, η πίεση είναι περίπου 1 GPa (πιο συγκεκριμένα, 0,9 * 10 9 Pa). Στον μανδύα της Γης, η πίεση αυξάνεται σταδιακά, φτάνοντας τα 135 GPa στο όριο του Γουτεμβέργιου. Στον εξωτερικό πυρήνα, η κλίση αύξησης της πίεσης αυξάνεται, ενώ στον εσωτερικό πυρήνα, αντίθετα, μειώνεται. Οι υπολογισμένες τιμές πίεσης στο όριο μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα και κοντά στο κέντρο της Γης είναι 340 και 360 GPa, αντίστοιχα.

Θερμοκρασία. Πηγές θερμικής ενέργειας

Οι γεωλογικές διεργασίες που συμβαίνουν στην επιφάνεια και στα έγκατα του πλανήτη οφείλονται κυρίως στη θερμική ενέργεια. Οι πηγές ενέργειας χωρίζονται σε δύο ομάδες: ενδογενείς (ή εσωτερικές πηγές), που σχετίζονται με την παραγωγή θερμότητας στα έγκατα του πλανήτη και εξωγενείς (ή εξωτερικές σε σχέση με τον πλανήτη). Η ένταση της παροχής θερμικής ενέργειας από τα βάθη προς την επιφάνεια αντανακλάται στο μέγεθος της γεωθερμικής κλίσης. γεωθερμική κλίσηείναι η αύξηση της θερμοκρασίας με το βάθος, εκφρασμένη σε 0 C/km. Το «αντίστροφο» χαρακτηριστικό είναι γεωθερμικό στάδιο- βάθος σε μέτρα, κατά τη βύθιση στο οποίο η θερμοκρασία θα αυξηθεί κατά 1 0 C. περιοχές με ήρεμο τεκτονικό καθεστώς. Με το βάθος, η τιμή της γεωθερμικής κλίσης μειώνεται σημαντικά, κατά μέσο όρο περίπου 10 0 C/km στη λιθόσφαιρα και λιγότερο από 1 0 C/km στον μανδύα. Ο λόγος για αυτό έγκειται στην κατανομή των πηγών θερμικής ενέργειας και στη φύση της μεταφοράς θερμότητας.

Πηγές ενδογενούς ενέργειαςειναι τα εξης.
1. Ενέργεια βαθιάς βαρυτικής διαφοροποίησης, δηλ. απελευθέρωση θερμότητας κατά την ανακατανομή της ύλης σε πυκνότητα κατά τους χημικούς και μετασχηματισμούς φάσης της. Ο κύριος παράγοντας σε τέτοιους μετασχηματισμούς είναι η πίεση. Το όριο πυρήνα-μανδύα θεωρείται ως το κύριο επίπεδο αυτής της απελευθέρωσης ενέργειας.
2. Ραδιογόνος θερμότηταπου παράγονται από τη διάσπαση ραδιενεργών ισοτόπων. Σύμφωνα με ορισμένους υπολογισμούς, αυτή η πηγή καθορίζει περίπου το 25% της ροής θερμότητας που ακτινοβολείται από τη Γη. Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυξημένα περιεχόμενα των κύριων μακρόβιων ραδιενεργών ισοτόπων - ουράνιο, θόριο και κάλιο παρατηρούνται μόνο στο ανώτερο τμήμα του ηπειρωτικού φλοιού (ζώνη ισοτοπικού εμπλουτισμού). Για παράδειγμα, η συγκέντρωση ουρανίου στους γρανίτες φτάνει το 3,5 10 -4%, στα ιζηματογενή πετρώματα - 3,2 10 -4%, ενώ στον ωκεάνιο φλοιό είναι αμελητέα: περίπου 1,66 10 -7%. Έτσι, η ραδιογενής θερμότητα είναι μια πρόσθετη πηγή θερμότητας στο ανώτερο τμήμα του ηπειρωτικού φλοιού, η οποία καθορίζει την υψηλή τιμή της γεωθερμικής κλίσης σε αυτή την περιοχή του πλανήτη.
3. Υπολειμματική θερμότητα, που διατηρείται στα βάθη από το σχηματισμό του πλανήτη.
4. Στερεές παλίρροιες, λόγω της έλξης της σελήνης. Η μετάβαση της κινητικής παλιρροιακής ενέργειας σε θερμότητα συμβαίνει λόγω της εσωτερικής τριβής στις βραχώδεις μάζες. Μερίδιο αυτής της πηγής συνολικά θερμική ισορροπίαμικρό - περίπου 1-2%.

Στη λιθόσφαιρα, κυριαρχεί ο αγώγιμος (μοριακός) μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας· στον υπολιθοσφαιρικό μανδύα της Γης, συμβαίνει μια μετάβαση σε έναν κυρίως συναγωγικό μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας.

Οι υπολογισμοί των θερμοκρασιών στα έγκατα του πλανήτη δίνουν τις ακόλουθες τιμές: στη λιθόσφαιρα σε βάθος περίπου 100 km, η θερμοκρασία είναι περίπου 1300 0 C, σε βάθος 410 km - 1500 0 C, σε βάθος 670 km - 1800 0C, στο όριο του πυρήνα και του μανδύα - 2500 0 C, σε βάθος 5150 km - 3300 0 C, στο κέντρο της Γης - 3400 0 C. Στην περίπτωση αυτή, μόνο το κύριο (και το πιο πιθανό Για βαθιές ζώνες) πηγή θερμότητας είναι η ενέργεια της βαθιάς βαρυτικής διαφοροποίησης.

Η ενδογενής θερμότητα καθορίζει την πορεία των παγκόσμιων γεωδυναμικών διεργασιών. συμπεριλαμβανομένης της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών

Στην επιφάνεια του πλανήτη, τον πιο σημαντικό ρόλο παίζει εξωγενής πηγήη θερμότητα είναι η ηλιακή ακτινοβολία. Κρούση κάτω από την επιφάνεια ηλιακή θερμότηταμειώνεται απότομα. Ήδη σε μικρό βάθος (μέχρι 20-30 m) υπάρχει μια ζώνη σταθερών θερμοκρασιών - μια περιοχή βάθους όπου η θερμοκρασία παραμένει σταθερή και ισούται με τη μέση ετήσια θερμοκρασία της περιοχής. Κάτω από τη ζώνη των σταθερών θερμοκρασιών, η θερμότητα συνδέεται με ενδογενείς πηγές.

Γη μαγνητισμός

Η γη είναι ένας γιγάντιος μαγνήτης με μαγνητικό πεδίο δύναμης και μαγνητικούς πόλους που είναι κοντά σε γεωγραφικούς, αλλά δεν συμπίπτουν με αυτούς. Επομένως, στις μετρήσεις της μαγνητικής βελόνας της πυξίδας διακρίνονται η μαγνητική απόκλιση και η μαγνητική κλίση.

Μαγνητική απόκλιση- αυτή είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της μαγνητικής βελόνας της πυξίδας και του γεωγραφικού μεσημβρινού σε ένα δεδομένο σημείο. Αυτή η γωνία θα είναι η μεγαλύτερη στους πόλους (έως 90 0) και η μικρότερη στον ισημερινό (7-8 0).

Μαγνητική κλίση- η γωνία που σχηματίζεται από την κλίση της μαγνητικής βελόνας προς τον ορίζοντα. Όταν πλησιάζετε τον μαγνητικό πόλο, η βελόνα της πυξίδας θα πάρει κάθετη θέση.

Υποτίθεται ότι το περιστατικό μαγνητικό πεδίολόγω συστημάτων ηλεκτρικών ρευμάτων που προκύπτουν από την περιστροφή της Γης, σε σχέση με τις συναγωγικές κινήσεις στον υγρό εξωτερικό πυρήνα. Το συνολικό μαγνητικό πεδίο αποτελείται από τις τιμές του κύριου πεδίου της Γης και του πεδίου που οφείλεται στα σιδηρομαγνητικά ορυκτά στα πετρώματα του φλοιού της γης. Μαγνητικές ιδιότητεςχαρακτηριστικό ορυκτών - σιδηρομαγνήτες, όπως μαγνητίτης (FeFe 2 O 4), αιματίτης (Fe 2 O 3), ιλμενίτης (FeTiO 2), πυρροτίτης (Fe 1-2 S) κ.λπ., που είναι ορυκτά και δημιουργούνται με μαγνητική ανωμαλίες. Αυτά τα ορυκτά χαρακτηρίζονται από το φαινόμενο της παραμένουσας μαγνήτισης, το οποίο κληρονομεί τον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου της Γης που υπήρχε τη στιγμή του σχηματισμού αυτών των ορυκτών. Η ανακατασκευή της θέσης των μαγνητικών πόλων της Γης σε διαφορετικές γεωλογικές εποχές δείχνει ότι το μαγνητικό πεδίο εμφανιζόταν περιοδικά αντιστροφή- μια μεταβολή κατά την οποία οι μαγνητικοί πόλοι αντιστρέφονται. Η διαδικασία αλλαγής του μαγνητικού πρόσημου του γεωμαγνητικού πεδίου διαρκεί από αρκετές εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες χρόνια και ξεκινά με μια έντονη μείωση της έντασης του κύριου μαγνητικού πεδίου της Γης σχεδόν στο μηδέν, στη συνέχεια καθιερώνεται η αντίστροφη πολικότητα και μετά από μερικές ακολουθεί ο χρόνος γρήγορη ανάρρωσηένταση, αλλά του αντίθετου πρόσημου. Ο Βόρειος Πόλος πήρε τη θέση του Νότιου Πόλου και, αντίστροφα, με συχνότητα κατά προσέγγιση 5 φορές σε 1 εκατομμύριο χρόνια. Ο σημερινός προσανατολισμός του μαγνητικού πεδίου καθορίστηκε πριν από περίπου 800 χιλιάδες χρόνια.

Υπάρχουν πέντε κύρια στρώματα της Γης: ο φλοιός, ο άνω μανδύας, ο κάτω μανδύας, ο υγρός εξωτερικός πυρήνας και ο στερεός εσωτερικός πυρήνας. Ο φλοιός είναι το λεπτότερο εξωτερικό στρώμα της Γης, στο οποίο βρίσκονται οι ήπειροι. Ακολουθεί ο μανδύας - το παχύτερο στρώμα του πλανήτη μας, το οποίο χωρίζεται σε δύο στρώματα. Ο πυρήνας χωρίζεται επίσης σε δύο στρώματα - έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα και έναν συμπαγή σφαιρικό εσωτερικό πυρήνα. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να δημιουργήσετε ένα μοντέλο των στρωμάτων της Γης. Οι απλούστερες και πιο συνηθισμένες επιλογές είναι ένα τρισδιάστατο μοντέλο από γλυπτό πηλό, πλαστελίνη ή ζύμη μοντελοποίησης ή μια επίπεδη εικόνα σε χαρτί.

Τι θα χρειαστείτε

Παίξτε μοντέλο ζύμης

• 2 φλιτζάνια αλεύρι
• 1 φλιτζάνι χοντρό θαλασσινό αλάτι
• 4 κουταλάκια του γλυκού τρυγικό κάλιο
• 2 κουταλιές της σούπας φυτικό λάδι
• 2 ποτήρια νερό
• Δοχείο
• Ξύλινο κουτάλι
• Χρώμα τροφίμων: κίτρινο, πορτοκαλί, κόκκινο, καφέ, πράσινο και μπλε (αν δεν έχετε, χρησιμοποιήστε αυτό που έχετε)
• πετονιά ή οδοντικό νήμα

χάρτινο μοντέλο

• 5 φύλλα βαρύ χαρτί ή λεπτό χαρτόνι (καφέ, πορτοκαλί, κόκκινο, μπλε και λευκό)
• Πυξίδες ή στένσιλ με κύκλους 5 διαφορετικών διαμέτρων
• Στικ κόλλας
• Ψαλίδια
• Μεγάλο φύλλο χαρτονιού

μοντέλο αφρού

• Μεγάλη μπάλα από φελιζόλ (διάμετρος 13-18 cm)
• Μολύβι
• Κυβερνήτης
• Μακρύ οδοντωτό μαχαίρι
• Ακρυλικά χρώματα (πράσινο, μπλε, κίτρινο, κόκκινο, πορτοκαλί και καφέ)
• θύσανος
• 4 οδοντογλυφίδες
• scotch
• Μικρές λωρίδες χαρτιού

Βήματα

Μοντέλο από τη δοκιμή

Για να φτιάξετε ένα τρισδιάστατο μοντέλο, θα χρειαστεί να αγοράσετε πηλό γλυπτικής ή πλαστελίνη ή να προετοιμάσετε ζύμη για μοντελοποίηση. Σε κάθε περίπτωση χρειάζονται επτά χρώματα: δύο αποχρώσεις του κίτρινου, του πορτοκαλί, του κόκκινου, του καφέ, του πράσινου και του μπλε. Συνιστάται να μαγειρεύετε τη ζύμη με τα χέρια σας υπό την επίβλεψη των γονέων.

Προετοιμάστε τη ζύμη για μοντελοποίηση.Εάν αγοράσατε πηλό ή πηλό γλυπτικής, παραλείψτε αυτό το βήμα. Ανακατεύουμε όλα τα υλικά (αλεύρι, αλάτι, τρυγικό κάλιο, λάδι και νερό) μέχρι να ομογενοποιηθούν, χωρίς σβόλους. Στη συνέχεια, μεταφέρετε το μείγμα σε μια κατσαρόλα και ζεστάνετε σε χαμηλή φωτιά, ανακατεύοντας συνεχώς. Η ζύμη θα πήξει καθώς ζεσταίνεται. Όταν η ζύμη αρχίσει να απομακρύνεται από τα πλαϊνά του τηγανιού, αφαιρέστε το τηγάνι από τον καυστήρα και αφήστε το να κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου.

• Η κρύα ζύμη πρέπει να ζυμωθεί για 1-2 λεπτά.
• Αυτό το βήμα συνιστάται να εκτελείται υπό γονική επίβλεψη.
• Μεγάλοι κρύσταλλοι αλατιού θα εξακολουθούν να είναι ορατοί στη ζύμη - αυτό είναι φυσιολογικό.

1. Χωρίζουμε τη ζύμη σε επτά μπάλες διαφορετικών μεγεθών και προσθέτουμε τις βαφές.Αρχικά, φτιάξτε δύο μικρές μπάλες στο μέγεθος της μπάλας του γκολφ. Στη συνέχεια, φτιάξτε δύο μεσαίου μεγέθους μπάλες και τρεις μεγάλες μπάλες. Χρησιμοποιήστε μερικές σταγόνες χρωστικές τροφίμωνγια κάθε μπάλα σύμφωνα με την παρακάτω λίστα. Ζυμώνουμε κάθε κομμάτι ζύμης για να κατανεμηθεί ομοιόμορφα το χρώμα.

   • δύο μικρές μπάλες: πράσινο και κόκκινο.
   • δύο μεσαίες μπάλες: πορτοκαλί και καφέ.
   • τρεις μεγάλες μπάλες: δύο αποχρώσεις του κίτρινου και του μπλε.

2. Τυλίγουμε την κόκκινη μπάλα στην πορτοκαλί ζύμη.Θα κατασκευάσετε το μοντέλο της γης από το εσωτερικό στρώμα στο εξωτερικό στρώμα. Η κόκκινη μπάλα θα αντιπροσωπεύει τον εσωτερικό πυρήνα. Η πορτοκαλί ζύμη είναι ο εξωτερικός πυρήνας. Ισιώνετε ελαφρώς την πορτοκαλί μπάλα για να τυλίξετε τη ζύμη γύρω από την κόκκινη μπάλα.

   • Ολόκληρο το μοντέλο πρέπει να είναι σφαιρικό για να μοιάζει με το σχήμα της Γης.

3. Τυλίξτε τη σφαίρα που προκύπτει σε δύο κίτρινα στρώματα.Η επόμενη στρώση είναι ο μανδύας, που αντιστοιχεί στην κίτρινη ζύμη. Ο μανδύας είναι το ευρύτερο στρώμα του πλανήτη Γη, γι' αυτό τυλίξτε τον εσωτερικό πυρήνα σε δύο παχιά στρώματα κίτρινης ζύμης σε διαφορετικές αποχρώσεις.

   • Ανοίγουμε τη ζύμη στο επιθυμητό πάχος και τυλίγουμε γύρω από τη μπάλα, συνδέοντας προσεκτικά από όλες τις πλευρές για να πάρει ένα μόνο στρώμα.

4. Στη συνέχεια, ανοίξτε και τυλίξτε το καφέ στρώμα γύρω από το μοντέλο.Η καφέ ζύμη θα αντιπροσωπεύει τον φλοιό της γης, το λεπτότερο στρώμα του πλανήτη. Ανοίγουμε την καφέ ζύμη για να πάρει μια λεπτή στρώση και στη συνέχεια τυλίγουμε γύρω από την μπάλα με τον ίδιο τρόπο όπως οι προηγούμενες στρώσεις.

5. Προσθέστε τον παγκόσμιο ωκεανό και τις ηπείρους.τύλιξε Γησε ένα λεπτό στρώμα μπλε ζύμης. Αυτό είναι το τελευταίο στρώμα του μοντέλου μας. Ο ωκεανός και οι ήπειροι αποτελούν μέρος του φλοιού, επομένως δεν πρέπει να θεωρούνται ξεχωριστά στρώματα.

   • Τέλος, δίνουμε στην πράσινη ζύμη το κατά προσέγγιση σχήμα των ηπείρων. Πιέστε τα στον ωκεανό, τοποθετώντας τα σαν να βρίσκονται σε υδρόγειο.

6. Κόψτε το μπαλόνι στη μέση με οδοντικό νήμα.Τοποθετήστε τη μπάλα στο τραπέζι και τραβήξτε το νήμα πάνω από το κέντρο της σφαίρας. Φανταστείτε έναν φανταστικό ισημερινό στο μοντέλο και κρατήστε το νήμα πάνω από αυτό το μέρος. Κόβουμε τη μπάλα στη μέση με το κορδόνι.

   • Στα δύο μισά, θα είναι ορατή μια καθαρή διατομή των στρωμάτων της Γης.

7. Βάλτε ετικέτα σε κάθε στρώμα.Δημιουργήστε μικρά πλαίσια ελέγχου για κάθε στρώμα. Τυλίξτε μια λωρίδα χαρτιού γύρω από μια οδοντογλυφίδα και στερεώστε με ταινία. Φτιάξτε πέντε σημαίες: κρούστα, άνω μανδύας, κάτω μανδύας, εξωτερικός πυρήνας και εσωτερικός πυρήνας. Επικολλήστε κάθε πλαίσιο ελέγχου στο αντίστοιχο επίπεδο.

   • Τώρα έχετε δύο μισά της Γης, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το μισό με σημαίες για να δείξετε τα στρώματα του πλανήτη και το άλλο με τον ωκεανό και τις ηπείρους ως κάτοψη.

8. Μαζεύω Ενδιαφέροντα γεγονόταγια κάθε στρώμα.Βρείτε πληροφορίες για τη σύνθεση και το πάχος κάθε στρώσης. Δώστε πληροφορίες για την πυκνότητα και τις παρούσες θερμοκρασίες. Κάντε μια σύντομη αναφορά ή ένα γράφημα για να συμπληρώσετε το τρισδιάστατο μοντέλο με τις απαραίτητες επεξηγήσεις.

   χάρτινο μοντέλο

   μοντέλο αφρού

   1. Προετοιμάστε τα απαραίτητα υλικά.Αυτό το μοντέλο χρησιμοποιεί μια σφαίρα από φελιζόλ με τη μορφή της Γης, το τέταρτο τμήμα της οποίας είναι κομμένο έτσι ώστε να μπορείτε να δείτε την εσωτερική δομή του πλανήτη. Η τομή πρέπει να γίνεται υπό την επίβλεψη των γονέων.

      • Όλα τα υλικά και οι προμήθειες μπορείτε να βρείτε στο σπίτι ή σε ένα κατάστημα με είδη τέχνης.

   2. Σχεδιάστε κύκλους κατά μήκος του οριζόντιου και κατακόρυφου κέντρου της μπάλας από φελιζόλ.Πρέπει να κόψετε περίπου το ένα τέταρτο της μπάλας αφρού. Οι κύκλοι που χωρίζουν την μπάλα σε οριζόντια και κάθετα μισά θα σας βοηθήσουν σε αυτό. Η τέλεια ακρίβεια δεν είναι απαραίτητη, αλλά προσπαθήστε να μείνετε στο κέντρο.

      • Κρατήστε τον χάρακα στο κέντρο.
      • Κρατήστε το μολύβι στη θέση του πάνω από τον χάρακα.
      • Ζητήστε από έναν φίλο να περιστρέψει τη μπάλα οριζόντια ενώ κρατάτε το μολύβι και βεβαιωθείτε ότι η γραμμή είναι κεντραρισμένη.
      • Αφού σχεδιάσετε έναν πλήρη κύκλο, επαναλάβετε τη διαδικασία κάθετα.
      • Ως αποτέλεσμα, θα λάβετε δύο γραμμές που χωρίζουν την μπάλα σε τέσσερα ίσα μέρη.

   3. Κόψτε το ένα τέταρτο της μπάλας.Δύο τεμνόμενες γραμμές θα χωρίσουν την μπάλα σε τέσσερα μέρη. Πρέπει να κόψετε το ένα τέταρτο με ένα μαχαίρι. Συνιστούμε ανεπιφύλακτα να εκτελέσετε αυτήν την ενέργεια υπό την επίβλεψη των γονέων.

      • Τοποθετήστε τη μπάλα έτσι ώστε μία από τις γραμμές να δείχνει ευθεία προς τα πάνω.
      • Τοποθετήστε το μαχαίρι πάνω από τη γραμμή και κόψτε απαλά μπρος-πίσω μέχρι να φτάσετε στο κέντρο της μπάλας (οριζόντια γραμμή).
      • Αναποδογυρίστε την μπάλα έτσι ώστε η οριζόντια γραμμή να δείχνει τώρα προς τα πάνω.
      • Κόψτε προσεκτικά μέχρι να φτάσετε στο κέντρο της μπάλας.
      • Κουνήστε απαλά το κομμένο τέταρτο για να το ξεχωρίσετε από τη μπάλα από φελιζόλ.

Η δομή του πλανήτη μας είναι ετερογενής. Το ένα αποτελείται από πολλά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένων στερεών και υγρών κελυφών. Πώς ονομάζονται τα στρώματα της γης; Πόσα? Σε τι διαφέρουν μεταξύ τους; Ας το καταλάβουμε.

Πώς σχηματίστηκαν τα στρώματα της γης;

Μεταξύ των επίγειων πλανητών (Άρης, Αφροδίτη, Ερμής), η Γη έχει τη μεγαλύτερη μάζα, διάμετρο και πυκνότητα. Σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με μια εκδοχή, ο πλανήτης μας, όπως και άλλοι, σχηματίστηκε από μικρά σωματίδια που προέκυψαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Συντρίμμια, σκόνη και αέρια άρχισαν να συνδυάζονται υπό την επίδραση της βαρύτητας και απέκτησαν σφαιρικό σχήμα. Η πρωτο-Γη ήταν πολύ ζεστή και έλιωσε τα ορυκτά και τα μέταλλα που έπεφταν πάνω της. Οι πιο πυκνές ουσίες κατέβηκαν στο κέντρο του πλανήτη, οι λιγότερο πυκνές ανέβαιναν.

Έτσι εμφανίστηκαν τα πρώτα στρώματα της Γης - ο πυρήνας και ο μανδύας. Μαζί τους προέκυψε ένα μαγνητικό πεδίο. Από πάνω, ο μανδύας σταδιακά ψύχθηκε και καλύφθηκε με μια μεμβράνη, η οποία αργότερα έγινε η κρούστα. Οι διαδικασίες σχηματισμού του πλανήτη δεν τελείωσαν εκεί, κατ 'αρχήν, συνεχίζονται μέχρι σήμερα.

Τα αέρια και οι διογκούμενες ουσίες του μανδύα ξεσπούσαν συνεχώς μέσα από ρωγμές στον φλοιό. Οι καιρικές συνθήκες τους διαμόρφωσαν την πρωταρχική ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια, μαζί με το υδρογόνο και το ήλιο, περιείχε πολύ διοξείδιο του άνθρακα. Το νερό, σύμφωνα με μια εκδοχή, εμφανίστηκε αργότερα από τη συμπύκνωση του πάγου, τον οποίο έφεραν αστεροειδείς και κομήτες.

Πυρήνας

Τα στρώματα της Γης αντιπροσωπεύονται από τον πυρήνα, τον μανδύα και τον φλοιό. Όλα διαφέρουν ως προς τις ιδιότητες τους. Στο κέντρο του πλανήτη βρίσκεται ο πυρήνας. Έχει μελετηθεί λιγότερο από άλλα κοχύλια και όλες οι πληροφορίες για αυτό είναι, αν και επιστημονικές, αλλά ακόμα υποθέσεις. Η θερμοκρασία στο εσωτερικό του πυρήνα αγγίζει περίπου τους 10.000 βαθμούς, επομένως δεν είναι ακόμη δυνατό να επιτευχθεί ακόμη και με την καλύτερη τεχνολογία.

Ο πυρήνας βρίσκεται σε βάθος 2900 χιλιομέτρων. Είναι γενικά αποδεκτό ότι έχει δύο στρώματα - εξωτερικό και εσωτερικό. Μαζί έχουν μέση ακτίνα 3,5 χιλιομέτρων και αποτελούνται από σίδηρο και νικέλιο. Υποτίθεται ότι ο πυρήνας μπορεί να περιέχει θείο, πυρίτιο, υδρογόνο, άνθρακα, φώσφορο.

Το εσωτερικό του στρώμα είναι σε στερεή κατάσταση λόγω της τεράστιας πίεσης. Το μέγεθος της ακτίνας του είναι ίσο με το 70% της ακτίνας της Σελήνης, που είναι περίπου 1200 χιλιόμετρα. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι σε υγρή κατάσταση. Αποτελείται όχι μόνο από σίδηρο, αλλά και από θείο και οξυγόνο.

Η θερμοκρασία του εξωτερικού πυρήνα κυμαίνεται από 4 έως 6 χιλιάδες βαθμούς. Το ρευστό του κινείται συνεχώς και έτσι επηρεάζει το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Μανδύας

Ο μανδύας περιβάλλει τον πυρήνα και αντιπροσωπεύει το μεσαίο επίπεδο στη δομή του πλανήτη. Δεν είναι διαθέσιμο για άμεση μελέτη και μελετάται με γεωφυσικές και γεωχημικές μεθόδους. Καταλαμβάνει περίπου το 83% του όγκου του πλανήτη. Κάτω από την επιφάνεια των ωκεανών, το ανώτερο όριο του εκτείνεται σε βάθος αρκετών χιλιομέτρων· κάτω από τις ηπείρους, αυτά τα στοιχεία αυξάνονται στα 70 χιλιόμετρα.

Χωρίζεται σε άνω και κάτω μέρος, μεταξύ των οποίων υπάρχει ένα στρώμα Γκολίτσιν. Όπως και τα κατώτερα στρώματα, έχει υψηλή θερμοκρασία - από 900 έως 4000 βαθμούς. Είναι παχύρρευστο σε συνοχή, ενώ η πυκνότητά του κυμαίνεται ανάλογα με τις χημικές αλλαγές και την πίεση.

Η σύνθεση του μανδύα είναι παρόμοια με τους πετρώδεις μετεωρίτες. Περιέχει πυριτικά, πυρίτιο, μαγνήσιο, αλουμίνιο, σίδηρο, κάλιο, ασβέστιο, καθώς και γροσπιδίτες και ανθρακίτες, που δεν βρίσκονται στον φλοιό της γης. Υπό την επίδραση των υψηλών θερμοκρασιών στο κατώτερο επίπεδο του μανδύα, πολλά ορυκτά αποσυντίθενται σε οξείδια.

εξωτερικό στρώμα της γης

Πάνω από τον μανδύα βρίσκεται η επιφάνεια του Mohorovich, που σηματοδοτεί το όριο μεταξύ κελυφών διαφορετικής χημικής σύνθεσης. Σε αυτό το τμήμα, η ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων αυξάνεται απότομα. Το ανώτερο στρώμα της Γης αντιπροσωπεύεται από τον φλοιό.

Το εξωτερικό μέρος του κελύφους είναι σε επαφή με την υδρόσφαιρα και την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Κάτω από τους ωκεανούς, είναι πολύ πιο λεπτό από ό,τι στην ξηρά. Περίπου τα 3/4 του είναι καλυμμένα με νερό. Η δομή του φλοιού είναι παρόμοια με τον φλοιό των πλανητών της γήινης ομάδας και εν μέρει της Σελήνης. Αλλά μόνο στον πλανήτη μας χωρίζεται σε ηπειρωτικό και ωκεάνιο.

Σχετικά νέος. Το μεγαλύτερο μέρος του αντιπροσωπεύεται από πετρώματα βασάλτη. Το πάχος του στρώματος σε διάφορα μέρη του ωκεανού κυμαίνεται από 5 έως 12 χιλιόμετρα.

Ο ηπειρωτικός φλοιός αποτελείται από τρία στρώματα. Παρακάτω υπάρχουν κοκκίνοι και άλλα παρόμοια μεταμορφωμένα πετρώματα. Πάνω τους είναι ένα στρώμα από γρανίτες και γνεύσιους. Το ανώτερο επίπεδο αντιπροσωπεύεται από ιζηματογενή πετρώματα. Ο ηπειρωτικός φλοιός περιέχει 18 στοιχεία, μεταξύ των οποίων υδρογόνο, οξυγόνο, πυρίτιο, αλουμίνιο, σίδηρο, νάτριο και άλλα.

Λιθόσφαιρα

Μία από τις σφαίρες του πλανήτη μας είναι η λιθόσφαιρα. Ενώνει στρώματα της Γης όπως ο ανώτερος μανδύας και ο φλοιός. Ορίζεται επίσης ως το συμπαγές κέλυφος του πλανήτη. Το πάχος του κυμαίνεται από 30 χιλιόμετρα στις πεδιάδες έως 70 χιλιόμετρα στα ορεινά.

Η λιθόσφαιρα χωρίζεται σε σταθερές πλατφόρμες και σε κινητές αναδιπλωμένες περιοχές, στις περιοχές των οποίων βρίσκονται βουνά και ηφαίστεια. Το ανώτερο στρώμα του συμπαγούς κελύφους σχηματίστηκε από ροές μάγματος που διέσπασαν τον φλοιό της γης από τον μανδύα. Εξαιτίας αυτού, η λιθόσφαιρα αποτελείται από κρυσταλλικά πετρώματα.

Υπόκειται στη Γη, όπως οι καιρικές συνθήκες. Οι διεργασίες στον μανδύα δεν υποχωρούν και εκδηλώνονται με ηφαιστειακή και σεισμική δραστηριότητα, ορεινή δόμηση. Αυτό, με τη σειρά του, επηρεάζει επίσης τη δομή της λιθόσφαιρας.

Ορισμός 2

Υδροσφαίρα- το υδάτινο κέλυφος της επιφάνειας του πλανήτη, που αποτελείται από όλα τα υδατικά σώματα που υπάρχουν στη Γη.

Το πάχος αυτού του κελύφους νερού είναι διαφορετικό σε διαφορετικές περιοχές. Το μέσο βάθος είναι $3,8$ km και το μέγιστο βάθος $11$ km. Η υδρόσφαιρα είναι μια ισχυρή γεωλογική δύναμη που εκτελεί τον κύκλο τόσο του νερού όσο και άλλων ουσιών.

Ένα άλλο νέο κέλυφος εμφανίζεται με την έλευση της ζωής στη Γη - αυτό βιόσφαιρα. Ο όρος εισήχθη Ε. Σούεσομ ($1875$).

Ορισμός 3

Βιόσφαιρα- αυτό είναι εκείνο το μέρος των κελυφών της Γης στο οποίο ζουν διάφοροι οργανισμοί.

Τα όρια αυτού του κελύφους συνδέονται με την παρουσία συνθηκών απαραίτητων για την κανονική ζωή, επομένως το πάνω μέρος του είναι περιορισμένο την ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας,και το χαμηλότερο με θερμοκρασίες έως και $100$ βαθμούς.

Παρατήρηση 3

Βιόσφαιραθεωρείται το υψηλότερο οικοσύστημα της Γης, επειδή είναι ένας συνδυασμός όλων των βιογεωκαινώσεων.

Η εμφάνιση του ανθρώπου στη Γη οδήγησε στην εμφάνιση ανθρωπογενών παραγόντων, οι οποίοι, με την ανάπτυξη του πολιτισμού, εντάθηκαν και οδήγησαν στην εμφάνιση ενός συγκεκριμένου κελύφους - νοοσφαίρα. Αυτός ο όρος εισήχθη για πρώτη φορά E. Leroy($1870-1954$) και T.Ya. ντε Σαρντέν ($1881-1955$).

Η νοόσφαιρα είναι το υψηλότερο στάδιο στην εξέλιξη της βιόσφαιρας και σχετίζεται στενά με την ανάπτυξη της ανθρώπινης κοινωνίας. Αυτή είναι η σφαίρα αλληλεπίδρασης μεταξύ κοινωνίας και φύσης. Μέσα στα όρια αυτής της αλληλεπίδρασης, η ευφυής ανθρώπινη δραστηριότητα γίνεται ο καθοριστικός παράγοντας.

Παρατήρηση 4

Νοσφαίραείναι μέρος του βιόσφαιρα, η ανάπτυξη του οποίου κατευθύνεται το μυαλό του ανθρώπου.