Строение и состав Земли n n Земля

Строение и состав Земли

n n Земля Вид из космоса с Апполона 17

Оболочки Земля имеет оболочечное строение: литосфера (твердая), гидросфера (жидкая) и атмосфера (газовая). Выделены еше две оболочки биосфера и ноосфера. Первая пространство обитания животных и растительных организмов, вторая область природопользования человека.

Геология изучает оболочки Земли состоящие из твердого вещества, горнопородных тел. Но многие процессы, протекающие на поверхности Земли и приводящие к образованию осадочных горных пород очень важны и поэтому также рассматриваются в курсе “Общей геологии”

n ФОРМА, РАЗМЕРЫ, ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ЗЕМЛИ. Форма земли приближается к эллипсоиду вращения, имеющему коэффициент полярного сжатия, равный (а-с)/а= 1/297, 3, где аэкваториальный радиус Земли, с - ее полярный радиус. Более точные измерения показывают, что Земля является трехосным телом, имеющим два несколько различных экваториальных радиуса,

n n такую форму назвали геоидом. Ось “а” равна 6 378 245 м, ось “с” составляет 6 356 863 м. Площадь Земли составляет 510, 2 млн. км 2, ее объем равен 1 121 МРД км 3. Наиболее высокой точкой планеты является гора Эверест (8848 м). Самая глубокая Марианская впадина расположена в Тихом океане (11021 м).

ГЕОИД n АССИМЕТРИЯ ГЕОИДА СИЛЬНО ПРЕУВЕЛИЧИНА ДЛЯ НАГЛЯДНОСТИ

Геоморфологические особенности Земли представлены на гипсографической кривой Дитриха n n n n n 1. (свыше +200 м) - возвышенности и горы; 2. (от +200 до 0 м) - прибрежные равнины; 3. (от 0 до -200 м) - шельф; 4. (от -200 до 3000 м) - континентальный склон; 5. от 3000 до 6000 м) - ложе Мирового океана; 6. (свыше 6000 м) - глубоководные желоба и впадины. У Земли есть две особенности : 1 -антиподальность ее континентов и океанов 2 -треугольная форма континентов.

Кривая Дитриха n n n 1. Выше 200 м –возвышенности и горы 2. От 200 до 0 –приморские равнины 3. От 0 до -200 м – шельф 4. От -200 до -3 км – континентальный склон 5. От -3 км до -6 км ложе океана 6. Глубже 6 км – глубоководные желоба и впадины

Гравиметрические наблюдения n Исследования гравитационного поля, выражающегося через ускорение свободного падения тела, показывают, что в районах Земли, сложенных более плотными породами, ускорение возрастает, в местах с менее плотными породами, наоборот, уменьщается. Такие отклонения от 9, 8 см/сек 2 называются соответственно положительными и отрицательными гравитационными аномалиями. Гравиразведка позволяет устанавливать местоположение отдельных геологических тел (например, интрузий).

Сейсмические исследования n Сейсмика дает возможность получить информацию об оболочечном внутреннем строении Земли. Сейсмическая волна от взрыва проходит отражаясь от границ раздела оболочек двойное расстояние “l” за время ТА - ТБ. Если скорость распространения сейсмической волны в верхней оболочке (V) известна, то можно вычислить скорость распространения сейсмических волн в оболочке залегающей ниже

n Продольные и поперечные волны Продольные – упругие объемные (Р), Поперечные – сдвиговые – колебания (S), перпендикулярны направлению распространения, они гаснут в жидкой среде n

Распространение продольных и поперечных волн

Внутреннее строение Земли n n n n n А - земная кора (скорость распространения продольных сейсмических волн (до 7, 5 см/сек); В - астеносфера (7 -9 км/сек); С - слой Голицына (9 -11 км/сек); D - нижняя мантия(11 -13 км/cек); D’ - переходный слой (13 км/сек); Е - внешнее ядро (8 -10 км/сек); F - переходный слой (10 км/сек); G - внутреннее ядро (11 км/сек). Слои В и С объединяются в верхнюю мантию. .

Континентальная кора В земной коре выделяется три слоя-оболочки: Сверху осадочная, ниже – гранитная и базальтовая n. Мощность континентальной коры равнин в среднем 35 км, до 40 км и до 60 -70 км под горами. n. Мощность осадочной оболочки изменяется от 0 до 10 -12 км n

Океаническая кора двухслойная - здесь из разреза выпадает гранитная оболочка. Исчезновение гранитной оболочки совпадает в рельефе с переходом от континентального склона к ложу океана. Мощность океанической коры в среднем 6 -7 км. Осадочная оболочка под океанами – до 1 км, мощность базальтовой - 5 – км. Скорость распространения продольных сейсмических волн в осадочной оболочке - менее 5 км/сек, в базальтовой - 6, 57, 5 км/сек

Строение земной коры Осадочный, «гранитный и базальтовый» слои

Внешние Оболочки Земли – кора, верхняя мантия, литосфера n n n Земная кора – «скорлупка» - на континентах в среднем 35 км, под горами до 75 км Граница Мохоровичича- граница коры и мантии Верхняя мантия слой В, от 30 до 410 км В ней астеносфера– линзы расплавленного вещества. Астеносфера на глубине от 100 до 410 км Выше астеносферы – литосфера –

Средняя мантия n n – слой С. Глубины от 410 до 670 км Нижняя граница - слой Голицина (410 -670 км) «Средняя мантия» , переходный преимущественно из граната, о шпинелью плотный

Нижняя мантия n n Нижняя мантия – слой Д 1. Глубины от 670 до 2700 км Переходный слой Д 2 – 2700 -2900 км Нижний слой - на границе с ядром – там образуются квозьмантийные тепломассопотоки – плюмы, причина вулканизма (Исландия, Гавайские остова) Нижняя граница мантии - слой Вихера. Гутенберга -2900 км

Ядро Земли n n n ниже раздела Вихера – Гутенберга внешнее ядро – «жидкое» - поперечные волны гаснут, в нем 17% объема и 34% массы мощность 2800 км. Расплав железа с никелем и силикатами, конвекция в нем генерирует магнитное поле Земли Ниже переходный слой – F -5000 – 5200 км – Внутреннее ядро радиусом 1250 км состав – железоникелевый, плотность до 13, 4 г на см 3, давление 360 ГПа, температура до 6800 град С. Стеклообразное вещество - твердый расплав, вращается относительно Земли в целом (около 2 градусов в год)

Внутреннее строение Земли

Свойства Земли, Теплота n n n К свойствам Земли относятся: 1 внутренняя теплота, 2 -плотность и 3 магнетизм. С поверхности Земля обогревается Солнцем, глубина прогрева не превышает десятки метров (в морях до 200 метров), Источником внутреннего тепла считаются экзотермические реакции, распада радиоактивных элементов ( уран, радий, изотоп калия и т. д. ).

Возрастание температуры с глубиной На поверхности температура колеблется от +58 (в Сахаре) до – 89 градусов Цельсия (на станции Восток в Антарктиде), а в ядре достигает 5 – 6 тысяч градусов n n Показателем глубинной температуры является геотермический градиент, равный 30 град С. при погружении в недра на каждые 100 метров. Обратная величина (10 град. С на каждые 33 метра глубины) называется геотермической ступенью. В разных точках Земли они могут существенно отклоняться от средних значений. Температура в недрах Земли возрастает неравномерно

Возрастание температуры с глубиной

Плотность n n Средняя плотность примерно в 5, 5 раза больше плотности воды. Одна из наиболее распространенных пород на поверхности Земли – гранит имеет плотность 2, 7 г/см 3, плотность в мантии изменяется от 3 до 5 г/см 3, в пределах ядра от 8 до 15 г/см 3. В центре Земли она может достигать 17 г/см 3. С глубиной плотность Земли возрастает неравномерно В соответствии с возрастающей плотностью увеличивается и

Плотность в недрах с глубиной возрастает неравномерно

Магнитное поле n n Земли представляет собой диполь, характеризующийся углом магнитного склонения, наклонения и напряженностью магнитного поля. Углом магнитного склонения называется угол, составленный географическим и магнитным меридианами. При движении от экватора к полюсам этот угол непрерывно возрастает. Углом магнитного наклонения называется угол, составленный горизонтом и магнитной стрелкой с горизонтально расположенной осью. На экваторе этот угол равен нулю, на полюсах он составляет 90 градусов. Напряженность магнитного поля измеряется в эрстедах.

ЗЕМЛЯ – МАГНИТНЫЙ ДИПОЛЬ

n Геомагнетизм обусловливает существование внешнего магнитного поля - магнитосферы. В настоящее время Северный магнитный полюс соответствует положительному знаку (силовые линии поля направлены внутрь Земли), а Южный отрицательному (силовые линии направлены вовне). В геологическом прошлом полярность время от времени менялась на противоположную инверсии магнитного поля), что имело катастрофические последствия для жизни на планнете.

n Солнечный ветер (поток элементарных частиц, испускаемых Солнцем) деформирует магнитное поле Земли: на обращенной к Солнцу дневной стороне оно сжимается, а на противоположной, ночной, вытягивается в т. н. магнитный хвост Земли.

Магнитосфера – защита Земли от космической радиации n Схема из учебника