Оболочки Земли Оболочки Земли Магнитное поле

Оболочки Земли

Магнитное поле Земли, первые наблюдения и модели Магнитное склонение впервые зафиксировано Христофором Колумбом 13 сентября 1492 г 1600 г – Уильям Гилберт (1544 1603) предположил наличие естественного магнита в недрах Земли Ок. 1700 г Эдмунд Галлей (1656 – 1742) предположил вращение внутреннего магнита Э. Галлей сформулировал идею оболочечного строения Земли

Геомагнитное поле, Земля - электромагнит Западный дрейф магнитного поля. Fe немагнитно при температуре выше +769 о. С Электромагнитное поле Земли создается токовыми петлями в жидком металлическом ядре.

Землетрясения как метод исследования Ричард Диксон Олдгэм (1858 – 1936) обнаружил несколько типов сейсмических волн, меняющих скорость в различных средах, доказал наличие жидкого ядра. Бено Гутенберг (1889 – 1960) установил границу жидкого ядра

Продольные и поперечные сейсмические волны Продольные волны распространяются во всех средах Поперечные волны распространяются только в твердых средах, не проходят через жидкое ядро

Изменения скорости продольных волн и плотности вещества Земли

Ядро Земли Поверхность Гутенберга

Образование ядра При гетерогенной аккреции ядро образовалось твердым, оно расплавилось при последующем разогреве недр. При гомогенной аккреции ядро образовалось при расплавлении металлических частиц в однородном каменно-металлическом теле и «стекании» расплава к центру планеты

68% массы, 83% объема Земли Строение оболочек

Строение оболочек Геосферы Глубина, км Плотность, г/см 3 Т н. г. , о. С А Земная кора 75 (~ 40) 2, 8 500 – 900 1, 3 (1 атм) В Литосферная мантия и астеносфера 40 - 400 3, 3 – 3, 7 2000 21 С Средняя мантия 400 - 650 3, 7 – 4, 5 2200 35 D 1 Нижняя мантия 650 - 2700 4, 5 – 5, 4 3400 120 D 2 Переходный слой 2700 – 2900 5, 4 – 5, 5 3700 136 Источник мантийных плюмов Р, ГПа

Строение оболочек (продолжение) Геосферы Глубина, км Плотность, г/см 3 Т н. г. , о. С Р, ГПа Е Внешнее ядро 2900 – 5000 10 - 12 6000 320 F (? ) Переходная зона 5000 – 5200 12 – 12, 1 6500 330 G Внутреннее ядро 5200 - 6371 6800 360 12, 6

Земная кора и изостатическое равновесие Шельф Осадочные породы Континентальные глыбы «плавают» в мантийном веществе

Континентальная земная кора – щиты и платформы Земная кора сформировалась из мантийных выплавок

Балтийский щит Кристаллический фундамент без осадочного чехла

Платформа Осадочный чехол на кристаллическом фундаменте. Юг Ленинградской области, Русская платформа.

Гипотеза «дрейфа континентов» Освальд Фишер, физик, Англия. Геодинамическая модель развития земной коры на основе наблюдения за процессами застывания лавы, предположение конвекции мантийного вещества (1889 г. ) Альфред Лотар Вегенер (1880 -1930), метеоролог, Германия Основы гипотезы (1912 г): - Контуры континентальных глыб хорошо подходят друг к другу, -Общность геологического строения смежных материков, - Общность древней палеозойской и мезозойской фауны и флоры на смежных материках - Следы почти одновременного позднепалеозойского покровного оледенения в Южной Америке, Африке, Индии и Австралии Вегенер предположил существование суперконтинента Пангея, который раскололся на несколько частей, отдельные континентальные глыбы “поплыли” по поверхности планеты, образовались современные материки

Пангея Вегенер ошибочно предполагал, что перемещения материков происходят за счет ротационных сил, связанных с вращением Земли, и приливных взаимодействий Земли с Луной Изучение палеомагнетизма горных пород подтверждает существование объединенного материка

Подводное бурение Первое исследовательское судно «Glomar Challenger» , глубина взятия образцов до 1000 м от дна Современное исследовательское судно «Joides Resolution»

Океаническая земная кора – срединно-океанические хребты Высота 3000 – 4000 м, общая протяженность около 70000 км

Литосферные плиты 1968 г. Джасон Морган, геофизик, США Ксавье Ле Пишон, геофизик, Франция Выделили наиболее крупные литосферные плиты Земли и рассчитали параметры их движения по поверхности земного шара.

Литосферные плиты

Границы плит Литосфера Земли разбита на плиты, оконтуренные тремя типами границ – расхождения, схождения и скольжения. 1965 г. геолог Джордж Вилсон, Канада

Гипотеза мантийной конвекции Александр дю Тойт (1878 – 1948) Конвекция в объеме мантии и горизонтальные подкоровые течения Существование срединноокеанических хребтов объясняется восходящими потоками мантийной конвекции

Спрединг Мантийная конвекция Поток тепла

Возраст океанической коры Определен по магнитным аномалиям. Кр. +Ж кайнозой (моложе 65 млн лет), Зел. – мел (65 – 145 млн лет), Син – юра (древне 145 млн лет)

Развитие вулканических складчатых поясов

Формирование глубоководного желоба

Островная дуга в зоне субдукции

Формирование новых вулканов

Формирование складчатого пояса

Столкновение континентов (коллизия)

Погружение океанической коры

Образование надвигов и покровов