A Föld evolúciójának jellegzetes vonása az anyag differenciálódása, melynek kifejezője bolygónk héjszerkezete. A litoszféra, hidroszféra, légkör, bioszféra alkotják a Föld fő héjait, amelyek kémiai összetételükben, teljesítményükben és halmazállapotukban különböznek egymástól.

A Föld belső szerkezete

A Föld kémiai összetétele(1. ábra) hasonló más földi bolygók összetételéhez, mint például a Vénusz vagy a Mars.

Általában az olyan elemek dominálnak, mint a vas, oxigén, szilícium, magnézium és nikkel. A fényelemek tartalma alacsony. A Föld anyagának átlagos sűrűsége 5,5 g/cm 3 .

Nagyon kevés megbízható adat áll rendelkezésre a Föld belső szerkezetéről. Tekintsük az ábrát. 2. A Föld belső szerkezetét ábrázolja. A föld a földkéregből, köpenyből és magból áll.

Rizs. 1. A Föld kémiai összetétele

Rizs. 2. A Föld belső szerkezete

Mag

Mag(3. ábra) a Föld középpontjában található, sugara körülbelül 3,5 ezer km. A maghőmérséklet eléri a 10 000 K-t, azaz magasabb, mint a Nap külső rétegeinek hőmérséklete, sűrűsége pedig 13 g / cm 3 (hasonlítsa össze: víz - 1 g / cm 3). A mag feltehetően vas és nikkel ötvözeteiből áll.

A Föld külső magja nagyobb erővel rendelkezik, mint a belső mag (2200 km sugarú), és folyékony (olvadt) állapotban van. A belső mag hatalmas nyomás alatt van. Az azt alkotó anyagok szilárd állapotban vannak.

Palást

Palást- a Föld magját körülvevő geoszférája, amely bolygónk térfogatának 83%-át teszi ki (lásd 3. ábra). Alsó határa 2900 km mélységben található. A köpeny egy kevésbé sűrű és műanyag felső részre tagolódik (800-900 km), amelyből magma(a görög fordításban "vastag kenőcsöt" jelent; ez a föld belsejének olvadt anyaga - kémiai vegyületek és elemek keveréke, beleértve a gázokat is, speciális félig folyékony állapotban); és egy kristályos alsó, körülbelül 2000 km vastag.

Rizs. 3. A Föld felépítése: mag, köpeny és földkéreg

földkéreg

Földkéreg - a litoszféra külső héja (lásd 3. ábra). Sűrűsége körülbelül kétszer kisebb, mint a Föld átlagos sűrűsége - 3 g/cm 3 .

Elválasztja a földkérget a köpenytől Mohorović határ(gyakran Moho-határnak nevezik), amelyet a szeizmikus hullámsebesség meredek növekedése jellemez. 1909-ben szerelte fel egy horvát tudós Andrej Mohorovics (1857- 1936).

Mivel a köpeny legfelső részén lezajló folyamatok befolyásolják a földkéregben az anyagmozgást, ezért ezeket az általános név alatt egyesítik. litoszféra(kőhéj). A litoszféra vastagsága 50 és 200 km között változik.

A litoszféra alatt van asztenoszféra- kevésbé kemény és kevésbé viszkózus, de inkább műanyag héj, 1200 °C hőmérsékletű. Át tudja lépni a Moho határát, behatol a földkéregbe. Az asztenoszféra a vulkanizmus forrása. Megolvadt magmát tartalmaz, amelyet a földkéregbe juttatnak, vagy a föld felszínére öntik.

A földkéreg összetétele és szerkezete

A köpenyhez és a maghoz képest a földkéreg nagyon vékony, kemény és törékeny réteg. Egy könnyebb anyagból áll, amely jelenleg körülbelül 90 természetes kémiai elemet tartalmaz. Ezek az elemek nem egyformán képviseltetik magukat a földkéregben. Hét elem – oxigén, alumínium, vas, kalcium, nátrium, kálium és magnézium – a földkéreg tömegének 98%-át teszi ki (lásd az 5. ábrát).

A kémiai elemek sajátos kombinációi különféle kőzeteket és ásványokat alkotnak. Közülük a legidősebbek legalább 4,5 milliárd évesek.

Rizs. 4. A földkéreg szerkezete

Rizs. 5. A földkéreg összetétele

Ásványiösszetételében és tulajdonságaiban viszonylag homogén természetes test, amely a litoszféra mélyén és felszínén egyaránt kialakul. Ásványok például a gyémánt, kvarc, gipsz, talkum stb. (A különböző ásványok fizikai tulajdonságainak leírását a 2. mellékletben találja.) A Föld ásványainak összetételét a 2. ábra mutatja. 6.

Rizs. 6. A Föld általános ásványi összetétele

Sziklákásványi anyagokból állnak. Egy vagy több ásványból állhatnak.

Üledékes kőzetek - agyag, mészkő, kréta, homokkő stb. - a vízi környezetben és a szárazföldön lévő anyagok kicsapódásával keletkezik. Rétegekben fekszenek. A geológusok a Föld történetének lapjainak nevezik őket, mert megismerhetik azokat a természeti viszonyokat, amelyek bolygónkon az ókorban léteztek.

Az üledékes kőzetek között megkülönböztetik az organogén és szervetlen (törmelékes és kemogén) kőzeteket.

Organogén kőzetek keletkeznek az állatok és növények maradványainak felhalmozódása következtében.

Klasztikus kőzetek mállás, a korábban kialakult kőzetek víz, jég vagy szél segítségével keletkező pusztulási termékei következtében keletkeznek (1. táblázat).

1. táblázat Klasztikus kőzetek a töredékek nagyságától függően

Fajta neve	A bummer con mérete (részecskék)
	50 cm felett
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Homok és homokkő	0,005 mm - 1 mm
	Kevesebb, mint 0,005 mm

Kemogén a kőzetek a tengerek és tavak vizéből a bennük oldott anyagok ülepedése következtében keletkeznek.

A földkéreg vastagságában magma képződik magmás kőzetek(7. ábra), mint például a gránit és a bazalt.

Az üledékes és magmás kőzetek, amikor nyomás és magas hőmérséklet hatására nagy mélységbe merülnek, jelentős változásokon mennek keresztül, metamorf kőzetek.Így például a mészkőből márvány, a kvarchomokkőből kvarcit.

A földkéreg szerkezetében három réteget különböztetnek meg: üledékes, "gránit", "bazalt".

Üledékes réteg(lásd 8. ábra) főként üledékes kőzetek alkotják. Itt az agyagok és palák dominálnak, a homokos, karbonátos és vulkanikus kőzetek széles körben képviseltetik magukat. Az üledékes rétegben ilyenek lerakódásai vannak ásványi, mint a szén, gáz, olaj. Mindegyik szerves eredetű. Például a szén az ősi idők növények átalakulásának terméke. Az üledékréteg vastagsága széles skálán változik - egyes szárazföldi területeken a teljes hiánytól a mély mélyedésekben lévő 20-25 km-ig.

Rizs. 7. A kőzetek eredet szerinti osztályozása

"Gránit" réteg metamorf és magmás kőzetekből áll, amelyek tulajdonságaikban hasonlóak a gránithoz. A legelterjedtebbek itt a gneiszek, gránitok, kristálypalak stb. A gránitréteg nem mindenhol található, de a kontinenseken, ahol jól kifejeződik, vastagsága elérheti a több tíz kilométert is.

"Bazalt" réteg bazaltközeli kőzetek alkotják. Ezek metamorfizált magmás kőzetek, sűrűbbek, mint a "gránit" réteg kőzetei.

A földkéreg vastagsága és függőleges szerkezete eltérő. A földkéregnek több fajtája létezik (8. ábra). A legegyszerűbb besorolás szerint megkülönböztetik az óceáni és a kontinentális kérget.

A kontinentális és az óceáni kéreg vastagsága eltérő. Így a földkéreg legnagyobb vastagsága a hegyi rendszerek alatt figyelhető meg. Körülbelül 70 km. A síkság alatt a földkéreg vastagsága 30-40 km, az óceánok alatt pedig a legvékonyabb - mindössze 5-10 km.

Rizs. 8. A földkéreg típusai: 1 - víz; 2 - üledékes réteg; 3 - üledékes kőzetek és bazaltok beágyazódása; 4, bazaltok és kristályos ultramafikus kőzetek; 5, gránit-metamorf réteg; 6 - granulit-mafikus réteg; 7 - normál köpeny; 8 - dekompressziós köpeny

A kontinentális és az óceáni kéreg kőzetösszetételbeli különbsége abban nyilvánul meg, hogy az óceáni kéregben nincs gránitréteg. Igen, és az óceáni kéreg bazaltrétege nagyon sajátos. Kőzetösszetételét tekintve eltér a kontinentális kéreg hasonló rétegétől.

A szárazföld és az óceán határa (nulla pont) nem rögzíti a kontinentális kéreg óceánivá való átmenetét. A kontinentális kéreg óceánira cserélődése az óceánban körülbelül 2450 m mélységben megy végbe.

Rizs. 9. A kontinentális és óceáni kéreg szerkezete

A földkéregnek vannak átmeneti típusai is - szubceáni és szubkontinentális.

Szuboceáni kéreg a kontinentális lejtők és hegylábok mentén található, a perem- és a Földközi-tengeren található. 15-20 km vastagságú kontinentális kéreg.

szubkontinentális kéreg található például a vulkáni szigetíveken.

Anyagok alapján szeizmikus szondázás - szeizmikus hullámsebesség - adatokat kapunk a földkéreg mélyszerkezetéről. Így sok meglepetést hozott a Kola szupermély kút, amely először tette lehetővé több mint 12 km-es mélységből a kőzetmintákat. Feltételezték, hogy 7 km mélységben „bazalt” rétegnek kell kezdődnie. A valóságban azonban nem fedezték fel, és a kőzetek között a gneiszek domináltak.

A földkéreg hőmérsékletének változása a mélységgel. A földkéreg felszíni rétegének hőmérséklete a naphő által meghatározott. Ez heliometrikus réteg(a görög Helio szóból – a Nap), szezonális hőmérséklet-ingadozásokat tapasztal. Átlagos vastagsága körülbelül 30 m.

Alul egy még vékonyabb réteg található, melynek jellemzője a megfigyelőhely évi középhőmérsékletének megfelelő állandó hőmérséklet. Ennek a rétegnek a mélysége növekszik a kontinentális éghajlaton.

A földkéregben még mélyebben egy geotermikus réteget különböztetnek meg, melynek hőmérsékletét a Föld belső hője határozza meg, és a mélységgel növekszik.

A hőmérséklet-emelkedés elsősorban a kőzeteket alkotó radioaktív elemek, elsősorban a rádium és az urán bomlása miatt következik be.

A kőzetek hőmérséklet-emelkedésének nagyságát a mélységgel ún geotermikus gradiens. Meglehetősen széles tartományban változik - 0,1 és 0,01 ° C / m között -, és függ a kőzetek összetételétől, előfordulásuk körülményeitől és számos egyéb tényezőtől. Az óceánok alatt a hőmérséklet gyorsabban emelkedik a mélységgel, mint a kontinenseken. Átlagosan minden 100 méteres mélységben 3 °C-kal melegszik fel.

A geotermikus gradiens reciproka ún geotermikus lépés. Mérése m/°C-ban történik.

A földkéreg hője fontos energiaforrás.

A földkéreg mélységig nyúló része geológiai tanulmányozási formák számára elérhető a föld belei. A Föld bélrendszere különleges védelmet és ésszerű használatot igényel.

A Föld felső rétege, amely életet ad a bolygó lakóinak, csak egy vékony héj, amely sok kilométernyi belső réteget takar. A bolygó rejtett szerkezetéről keveset tudunk, mint a világűrről. A legmélyebb Kola kút, amelyet a földkéregbe fúrtak, hogy tanulmányozzák annak rétegeit, 11 ezer méter mély, de ez a földgömb középpontjától való távolságnak csak négyszázada. Csak a szeizmikus elemzéssel lehet képet alkotni a bent zajló folyamatokról, és modellt alkotni a Föld szerkezetéről.

A Föld belső és külső rétegei

A Föld bolygó szerkezete heterogén belső és külső héjrétegekből áll, amelyek összetételükben és szerepükben különböznek egymástól, de szorosan összefüggenek egymással. A következő koncentrikus zónák találhatók a földgömbön belül:

• A mag - 3500 km sugarú.
• Köpeny - körülbelül 2900 km.
• A földkéreg átlagosan 50 km hosszú.

A föld külső rétegei egy gáznemű héjat alkotnak, amelyet légkörnek neveznek.

A bolygó közepe

A Föld központi geoszférája a magja. Ha feltesszük a kérdést, hogy a Föld melyik rétegét vizsgálják gyakorlatilag a legkevésbé, akkor a válasz az lesz - a mag. Összetételére, szerkezetére és hőmérsékletére vonatkozóan nem lehet pontos adatokat szerezni. Minden tudományos közleményben publikált információ geofizikai, geokémiai módszerekkel és matematikai számításokkal nyert, és a nagyközönség elé kerül, azzal a kitétellel, hogy "feltehetően". Amint azt a szeizmikus hullámok elemzésének eredményei mutatják, a Föld magja két részből áll: belső és külső. A belső mag a Föld legfeltáratlanabb része, mivel a szeizmikus hullámok nem érik el a határait. A külső mag egy forró vas és nikkel tömege, amelynek hőmérséklete körülbelül 5 ezer fok, amely folyamatosan mozgásban van és elektromos vezető. Ezekkel a tulajdonságokkal függ össze a Föld mágneses mezejének eredete. A belső mag összetétele a tudósok szerint változatosabb, és még könnyebb elemekkel – kénnel, szilíciummal és esetleg oxigénnel – egészül ki.

Palást

A bolygó geoszféráját, amely összeköti a Föld központi és felső rétegét, köpenynek nevezik. Ez a réteg teszi ki a földgömb tömegének körülbelül 70%-át. A magma alsó része a mag héja, külső határa. A szeizmikus elemzés itt a kompressziós hullámok sűrűségének és sebességének éles ugrását mutatja, ami a kőzet összetételének anyagi változását jelzi. A magma összetétele nehézfémek keveréke, amelyben a magnézium és a vas dominál. A réteg felső része, vagyis asztenoszféra egy mozgékony, képlékeny, puha, magas hőmérsékletű massza. Ez az anyag az, amely áttöri a földkérget, és a vulkánkitörések során a felszínre fröccsen.

A köpenyben lévő magmaréteg vastagsága 200-250 kilométer, hőmérséklete 2000 °C körüli. A köpenyt a földkéreg alsó gömbjétől a Moho réteg, vagyis a Mohorovich-határ választja el egy szerb tudós. akik a szeizmikus hullámok sebességének éles változását határozták meg a köpeny ezen részén.

kemény héj

Mi a neve a Föld legkeményebb rétegének? Ez a litoszféra, a köpeny és a földkéreg összekötő héja, amely az asztenoszféra felett helyezkedik el, és megtisztítja a felszíni réteget forró hatásától. A litoszféra nagy része a köpeny része: a 79-250 km közötti teljes vastagságból a földkéreg 5-70 km-t tesz ki, elhelyezkedéstől függően. A litoszféra heterogén, litoszféra lemezekre tagolódik, amelyek állandó lassításban vannak, hol szétválnak, hol közelednek egymáshoz. A litoszféra lemezek ilyen ingadozásait tektonikus mozgásnak nevezzük, gyors rengéseik okozzák a földrengéseket, a földkéreg kettészakadását és a felszínre fröccsenő magmát. A litoszféra lemezek mozgása vályúk vagy dombok kialakulásához vezet, a megfagyott magma hegyláncokat alkot. A lemezeknek nincs állandó határa, egyesülnek és elválnak. A Föld felszínének a tektonikus lemezek törései feletti területei fokozott szeizmikus aktivitású helyek, ahol a többinél gyakrabban fordulnak elő földrengések, vulkánkitörések, ásványok képződnek. Ebben az időben 13 litoszféra lemezt jegyeztek fel, közülük a legnagyobbat: amerikai, afrikai, antarktiszi, csendes-óceáni, indo-ausztrál és eurázsiai lemezeket.

földkéreg

Más rétegekhez képest a földkéreg az egész földfelszín legvékonyabb és legsérülékenyebb rétege. Az élőlények élő rétege, amely a leginkább telített vegyi anyagokkal és mikroelemekkel, a bolygó teljes tömegének mindössze 5%-a. A Földön a földkéregnek két fajtája van: kontinentális vagy szárazföldi és óceáni. A kontinentális kéreg keményebb, három rétegből áll: bazalt, gránit és üledékes. Az óceán fenekét bazalt (alap) és üledékes rétegek alkotják.

• Bazalt sziklák- Magmás kövületek ezek, a földfelszín legsűrűbb rétegei.
• gránitréteg- az óceánok alatt hiányzik, szárazföldön több tíz kilométeres gránit, kristályos és más hasonló kőzet vastagságát is megközelítheti.
• Üledékes réteg kőzetek pusztulása során keletkezett. Egyes helyeken szerves eredetű ásványi anyagokat tartalmaz: szén, konyhasó, gáz, olaj, mészkő, kréta, káliumsók és mások.

Hidroszféra

A Föld felszínének rétegeit jellemzve nem szabad megemlíteni a bolygó létfontosságú vízhéját, vagyis a hidroszférát. A bolygó vízháztartását az óceánvizek (a fő víztömeg), a talajvíz, a gleccserek, a folyók, tavak és más víztestek belvizei tartják fenn. A teljes hidroszféra 97%-a a tengerek és óceánok sós vizére esik, és csak 3%-a édes ivóvíz, amelynek nagy része a gleccserekben található. A tudósok azt sugallják, hogy a felszínen lévő víz mennyisége idővel nőni fog a mély golyók miatt. A hidroszférikus tömegek állandó keringésben vannak, egyik állapotból a másikba kerülnek, és szoros kölcsönhatásba lépnek a litoszférával és a légkörrel. A hidroszféra nagy hatással van minden földi folyamatra, a bioszféra fejlődésére, életére. Ez volt a vízhéj, amely a bolygó életének környezetévé vált.

A talaj

A Föld legvékonyabb termékeny rétege, az úgynevezett talaj, vagy talaj, a vízhéjjal együtt a legnagyobb jelentőséggel bír a növények, állatok és emberek léte szempontjából. Ez a golyó a kőzetek eróziója következtében keletkezett a felszínen, szerves bomlási folyamatok hatására. A létfontosságú tevékenység maradványainak feldolgozása során mikroorganizmusok milliói hoztak létre egy humuszréteget, amely a legkedvezőbb mindenféle szárazföldi növény számára. A jó talajminőség egyik fontos mutatója a termékenység. A legtermékenyebbek azok a talajok, amelyek homok-, agyag- és humusztartalma azonos, vagy vályog. Az agyagos, sziklás és homokos talajok a legkevésbé alkalmasak a mezőgazdaságra.

Troposzféra

A Föld léghéja együtt forog a bolygóval, és elválaszthatatlanul kapcsolódik a földi rétegekben végbemenő összes folyamathoz. A légkör alsó része a pórusokon keresztül mélyen behatol a földkéreg testébe, a felső rész fokozatosan kapcsolódik a térhez.

A Föld légkörének rétegei összetételükben, sűrűségükben és hőmérsékletükben heterogének.

A földkéregtől 10-18 km távolságra kiterjed a troposzféra. A légkörnek ezt a részét a földkéreg és a víz melegíti fel, így a magassággal egyre hidegebb lesz. A troposzférában a hőmérséklet 100 méterenként körülbelül fél fokkal csökken, a legmagasabb pontokon pedig -55 és -70 fok között alakul. A légtérnek ez a része foglalja el a legnagyobb részt - akár 80%. Itt alakul ki az időjárás, gyülekeznek a viharok, felhők, alakul ki csapadék és szél.

magas rétegek

• Sztratoszféra- a bolygó ózonrétege, amely elnyeli a nap ultraibolya sugárzását, megakadályozva, hogy minden életet elpusztítson. A sztratoszférában a levegő ritka. Az ózon a légkör ezen részében stabil hőmérsékletet tart fenn -50 és 55 °C között. A sztratoszférában a nedvesség jelentéktelen része, ezért a felhők és a csapadék nem jellemző rá, ellentétben a jelentős sebességű légáramlásokkal. .
• Mezoszféra, termoszféra, ionoszféra- a Föld légrétegei a sztratoszféra felett, amelyekben a légkör sűrűségének és hőmérsékletének csökkenése figyelhető meg. Az ionoszféra rétege az a hely, ahol a töltött gázrészecskék izzása megtörténik, ezt nevezzük aurórának.
• Exoszféra- gázrészecskék diszperziós gömbje, elmosódott határ a térrel.

A bolygók, így Földünk belső szerkezetének vizsgálata rendkívül nehéz feladat. Fizikailag nem tudjuk "lefúrni" a földkérget a bolygó magjáig, így minden tudás, amit jelenleg kaptunk, "érintéssel" szerzett tudás, mégpedig a legszó szerint.

Hogyan működik a szeizmikus kutatás az olajkutatás példáján. „Hívjuk” a földet, és „hallgatjuk”, mit hoz nekünk a visszavert jel

A tény az, hogy a terjedési sebesség tanulmányozása a legegyszerűbb és legmegbízhatóbb módja annak, hogy megtudjuk, mi van a bolygó felszíne alatt, és mi van a kérgében. szeizmikus hullámok a bolygó mélyén.

Ismeretes, hogy a longitudinális szeizmikus hullámok sebessége sűrűbb közegben növekszik, laza talajban éppen ellenkezőleg, csökken. Ennek megfelelően a különböző típusú kőzetek paramétereinek ismeretében, nyomásadatokkal stb., a kapott válasz „hallgatásával” megérthető, hogy a földkéreg mely rétegein haladt át a szeizmikus jel, és milyen mélyen vannak a felszín alatt. .

A földkéreg szerkezetének tanulmányozása szeizmikus hullámok segítségével

A szeizmikus rezgéseket kétféle forrás okozhatja: természetesés mesterséges. A földrengések természetes rezgésforrások, amelyek hullámai hordozzák a szükséges információkat a kőzetek sűrűségéről, amelyeken keresztül áthatolnak.

A mesterséges rezgésforrások arzenálja kiterjedtebb, de elsősorban a mesterséges rezgéseket egy közönséges robbanás okozza, de vannak „finomabb” munkamódszerek is - irányított impulzusok generátorai, szeizmikus vibrátorok stb.

Robbantások végzésével és a szeizmikus hullámok sebességének tanulmányozásával foglalkoznak szeizmikus feltárás- a modern geofizika egyik legfontosabb ága.

Mit adott a Föld belsejében lévő szeizmikus hullámok tanulmányozása? A terjedésük elemzése számos ugrást tárt fel a sebesség változásában, amikor áthaladtak a bolygó belsejében.

földkéreg

Az első ugrás, amelynél a sebesség 6,7-ről 8,1 km / s-ra nő, a geológusok szerint a földkéreg alja. Ez a felszín a bolygó különböző helyein, különböző szinteken található, 5-75 km között. A földkéreg és az alatta lévő héj – a köpeny – határát hívják "Mohorović felületek" A. Mohorovichich jugoszláv tudósról nevezték el, aki először létrehozta.

Palást

Palást 2900 km mélységig fekszik, és két részre oszlik: felső és alsó. A felső és alsó köpeny közötti határt a hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebességének ugrása (11,5 km/s) is rögzíti, és 400-900 km mélységben helyezkedik el.

A felső köpeny összetett szerkezetű. Felső részén egy 100-200 km mélységben elhelyezkedő réteg található, ahol a keresztirányú szeizmikus hullámok 0,2-0,3 km/s-kal gyengülnek, és a longitudinális hullámok sebessége lényegében nem változik. Ezt a réteget ún hullámvezető. Vastagsága általában 200-300 km.

A felső köpeny és a hullámvezetőt borító kéreg részét ún litoszféra, és maga az alacsony sebességű réteg - asztenoszféra.

Így a litoszféra egy merev, kemény héj, amely alatt egy műanyag asztenoszféra áll. Feltételezik, hogy az asztenoszférában olyan folyamatok mennek végbe, amelyek a litoszféra mozgását okozzák.

Bolygónk belső szerkezete

A Föld magja

A köpeny tövében a longitudinális hullámok terjedési sebessége élesen 13,9-ről 7,6 km/s-ra csökken. Ezen a szinten húzódik a határ a köpeny és a föld magja, amelynél mélyebben a keresztirányú szeizmikus hullámok már nem terjednek.

A mag sugara eléri a 3500 km-t, térfogata: a bolygó térfogatának 16%-a, tömege: a Föld tömegének 31%-a.

Sok tudós úgy véli, hogy a mag olvadt állapotban van. Külső részét erősen csökkentett P-hullámsebességek jellemzik, míg a belső részén (1200 km sugarú körben) a szeizmikus hullámsebesség ismét 11 km/s-ra nő. A magkőzetek sűrűsége 11 g/cm 3, ezt a nehéz elemek jelenléte határozza meg. Ilyen nehéz elem lehet a vas. Valószínűleg a vas a mag szerves része, mivel a tisztán vas vagy vas-nikkel összetételű mag sűrűségének 8-15% -kal nagyobbnak kell lennie, mint a mag meglévő sűrűsége. Ezért úgy tűnik, hogy oxigén, kén, szén és hidrogén kapcsolódik a magban lévő vashoz.

Geokémiai módszer a bolygók szerkezetének tanulmányozására

Van egy másik módszer a bolygók mélyszerkezetének tanulmányozására - geokémiai módszer. A Föld és más földi bolygók különféle héjainak fizikai paraméterekkel történő azonosítása meglehetősen egyértelmű geokémiai megerősítést nyer a heterogén akkréció elméletén alapulóan, amely szerint a bolygók magjainak és külső héjaik összetétele a fő részében kezdetben eltérőek és fejlődésük legkorábbi szakaszától függenek.

Ennek a folyamatnak az eredményeként a legnehezebb ( vas-nikkel) alkatrészek, a külső héjakban pedig könnyebb szilikát ( kondrit), a felső köpeny illóanyagokkal és vízzel dúsítva.

A földi bolygók ( , Föld, ) legfontosabb jellemzője, hogy külső héjuk, az ún. ugat, kétféle anyagból áll: szárazföld" - földpát és " óceáni» - bazalt.

A Föld kontinentális (kontinentális) kérge

A Föld kontinentális (kontinentális) kérgét gránitok vagy azokhoz hasonló összetételű kőzetek alkotják, vagyis nagy mennyiségű földpátot tartalmazó kőzetek. A Föld "gránit" rétegének kialakulása a régebbi üledékek granitizálódási folyamatában történő átalakulásának köszönhető.

A gránitréteget úgy kell tekinteni, mint különleges a földkéreg héja - az egyetlen bolygó, amelyen az anyag differenciálódási folyamatait víz részvételével, hidroszférával, oxigén légkörrel és bioszférával széles körben fejlesztették ki. A Holdon és valószínűleg a földi bolygókon a kontinentális kéreg gabbro-anortozitokból áll - kőzetekből, amelyek nagy mennyiségű földpátból állnak, azonban kissé eltérő összetételű, mint a gránitokban.

Ezek a kőzetek alkotják a bolygók legősibb (4,0-4,5 milliárd éves) felszínét.

A Föld óceáni (bazalt) kérge

Óceáni (bazalt) kéreg A föld a nyújtás eredményeként jött létre, és mély vetődési zónákhoz kapcsolódik, amelyek a felső köpeny behatolását okozták a bazaltkamrákba. A bazaltvulkanizmus a korábban kialakult kontinentális kéregre rakódik, és viszonylag fiatalabb geológiai képződmény.

A bazaltvulkanizmus megnyilvánulásai minden földi bolygón láthatóan hasonlóak. A Holdon, a Marson és a Merkúron a bazalt "tengerek" széles körű kifejlődése nyilvánvalóan összefügg a nyúlással és ennek a folyamatnak a következtében kialakuló permeabilitási zónáival, amelyek mentén a köpeny bazaltolvadékai törtek a felszínre. A bazaltvulkanizmus megnyilvánulási mechanizmusa többé-kevésbé hasonló a földi csoport összes bolygóján.

A Föld műholdjának - a Holdnak is van héjszerkezete, amely összességében megismétli a Földét, bár összetételében feltűnő különbség van.

A Föld hőáramlása. A legmelegebb a földkéreg törések vidékén, hidegebb az ősi kontinentális lemezek vidékein

Hőáramlás mérési módszere a bolygók szerkezetének tanulmányozására

A Föld mélyszerkezetének tanulmányozásának másik módja a hőáramlás tanulmányozása. Ismeretes, hogy a belülről forró Föld leadja hőjét. A mély látóhatárok felmelegedését vulkánkitörések, gejzírek és melegforrások bizonyítják. A hő a Föld fő energiaforrása.

A hőmérséklet emelkedése a Föld felszínétől való mélyüléssel átlagosan 15 °C/1 km. Ez azt jelenti, hogy a litoszféra és az asztenoszféra határán, körülbelül 100 km mélységben, a hőmérsékletnek közel 1500 °C-nak kell lennie. Megállapítást nyert, hogy ezen a hőmérsékleten a bazalt megolvad. Ez azt jelenti, hogy az asztenoszférikus héj a bazalt magma forrásaként szolgálhat.

A mélységgel a hőmérséklet változása bonyolultabb törvény szerint történik, és a nyomás változásától függ. A számított adatok szerint 400 km mélységben a hőmérséklet nem haladja meg az 1600°C-ot, a mag-köpeny határán pedig 2500-5000°C-ra becsülik.

Megállapítást nyert, hogy a hő felszabadulása folyamatosan történik a bolygó teljes felületén. A hő a legfontosabb fizikai paraméter. Egyes tulajdonságaik a kőzetek melegedésének mértékétől függenek: viszkozitás, elektromos vezetőképesség, mágnesesség, fázisállapot. Ezért a termikus állapot alapján meg lehet ítélni a Föld mélyszerkezetét.

Bolygónk hőmérsékletének mérése nagy mélységben technikailag nehéz feladat, hiszen a földkéregnek csak az első kilométerei állnak rendelkezésre mérésekre. A Föld belső hőmérséklete azonban közvetetten, a hőáram mérésével vizsgálható.

Annak ellenére, hogy a Föld fő hőforrása a Nap, bolygónk hőáramának összteljesítménye 30-szor meghaladja a Föld összes erőművének teljesítményét.

A mérések azt mutatták, hogy az átlagos hőáramlás a kontinenseken és az óceánokban azonos. Ez az eredmény azzal magyarázható, hogy az óceánokban a hő nagy része (akár 90%) a köpenyből származik, ahol intenzívebben megy végbe a mozgó áramlások általi anyagátvitel - konvekció.

A konvekció olyan folyamat, amelyben a felmelegített folyadék kitágul, könnyebbé válik és felemelkedik, míg a hidegebb rétegek lesüllyednek. Mivel a köpenyanyag állapotában közelebb áll egy szilárd testhez, a konvekció speciális körülmények között, kis anyagáramlási sebesség mellett megy végbe benne.

Mi bolygónk hőtörténete? Kezdeti felmelegedése valószínűleg a részecskék ütközésekor keletkező hővel és a saját gravitációs terükben való tömörödésével jár. Aztán a hő a radioaktív bomlás eredménye volt. A hő hatására a Föld és a földi bolygók réteges szerkezete keletkezett.

A Földön még most is radioaktív hő szabadul fel. Van egy hipotézis, amely szerint a Föld megolvadt magjának határán a mai napig folytatódnak az anyaghasadási folyamatok, hatalmas mennyiségű hőenergia felszabadulásával, amely felmelegíti a köpenyt.

- a szárazföld felszínére vagy az óceánok fenekére korlátozódik. Ennek is van geofizikai határa, ami a metszet Moho. A határra jellemző, hogy a szeizmikus hullámsebesség itt meredeken megnő. 1909 dollárból telepítette egy horvát tudós A. Mohorovic ($1857$-$1936$).

A földkéreg összeállt üledékes, magmás és metamorf sziklák, összetételét tekintve pedig kiemelkedik három réteg. Üledékes eredetű kőzetek, amelyek elpusztult anyaga az alsóbb rétegekben újra lerakódott és kialakult üledékes réteg a földkéreg, a bolygó teljes felületét lefedi. Egyes helyeken nagyon vékony és megszakadhat. Más helyeken több kilométeres vastagságot is elér. Üledékes agyag, mészkő, kréta, homokkő stb. Vízben és szárazföldön lévő anyagok ülepedésével keletkeznek, általában rétegesen fekszenek. Az üledékes kőzetekből megismerheti a bolygón létező természetes körülményeket, ezért a geológusok nevezik őket lapjait a Föld történetének. Az üledékes kőzeteket felosztják organogén, amelyek az állatok és növények maradványainak felhalmozódásával és nem organogén, amelyek tovább oszlanak klasztikus és kemogén.

Kész művek hasonló témában

• Tanfolyami munka A földkéreg szerkezete 450 dörzsölje.
• absztrakt A földkéreg szerkezete 280 dörzsölje.
• Teszt A földkéreg szerkezete 240 dörzsölje.

törmelékes a kőzetek a mállás termékei, és kemogén- a tengerek és tavak vizében oldott anyagok kicsapódásának eredménye.

Magmás kőzetek alkotják gránit a földkéreg rétege. Ezek a kőzetek az olvadt magma megszilárdulásának eredményeként keletkeztek. A kontinenseken ennek a rétegnek a vastagsága $15$-$20$ km, az óceánok alatt teljesen hiányzik vagy nagyon lecsökkent.

Magmás anyag, de szilícium-dioxidban szegény alkot bazaltos nagy fajsúlyú réteg. Ez a réteg jól fejlett a földkéreg alján a bolygó összes régiójában.

A földkéreg függőleges szerkezete és vastagsága eltérő, ezért többféle típusát is megkülönböztetik. Egy egyszerű besorolás szerint van óceáni és kontinentális Földkéreg.

kontinentális kéreg

A kontinentális vagy kontinentális kéreg különbözik az óceáni kéregtől vastagsága és eszköze. A kontinentális kéreg a kontinensek alatt található, de széle nem esik egybe a partvonallal. Geológiai szempontból a valódi kontinens az összefüggő kontinentális kéreg teljes területe. Aztán kiderül, hogy a geológiai kontinensek nagyobbak, mint a földrajzi kontinensek. A kontinensek tengerparti területei, ún polc- ezek a kontinensek tenger által átmenetileg elöntött részei. A kontinentális talapzaton olyan tengerek találhatók, mint a Fehér-, Kelet-Szibériai-, Azovi-tenger.

A kontinentális kéregben három réteg található:

• A felső réteg üledékes;
• A középső réteg gránit;
• Az alsó réteg bazalt.

Fiatal hegyek alatt az ilyen típusú kéreg vastagsága eléri a $75 $ km-t, a síkságok alatt akár a 45 $ km-t, a szigetívek alatt pedig a 25 $ km-t. A kontinentális kéreg felső üledékes rétegét sekély tengeri medencék agyaglerakódásai és karbonátjai, valamint durva törmelékes fáciesei alkotják az előmélyekben, valamint az atlanti típusú kontinensek passzív peremén.

A földkéreg repedéseibe behatoló magma keletkezett gránitréteg amely szilícium-dioxidot, alumíniumot és egyéb ásványi anyagokat tartalmaz. A gránitréteg vastagsága akár $25$ km is lehet. Ez a réteg nagyon ősi, és szilárd kora 3 milliárd év. A gránit és a bazalt réteg között, akár $20$ km mélységben van egy határ Conrad. Jellemzője, hogy a longitudinális szeizmikus hullámok terjedési sebessége itt $0,5$ km/s-mal növekszik.

Képződés bazalt réteg a lemezen belüli magmatizmus zónáiban a bazaltláva földfelszínre való kiömlése következtében keletkezett. A bazaltok több vasat, magnéziumot és kalciumot tartalmaznak, ezért nehezebbek, mint a gránit. Ezen a rétegen belül a hosszanti szeizmikus hullámok terjedési sebessége 6,5–7,3 USD km/s. Ahol a határ elmosódik, a hosszanti szeizmikus hullámok sebessége fokozatosan növekszik.

2. megjegyzés

A földkéreg össztömege az egész bolygó tömegéhez képest mindössze 0,473 $%.

Az összetétel meghatározásával kapcsolatos első feladatok egyike felső kontinentális kéreg, megoldására fiatal tudomány vállalkozott geokémia. Mivel a kéreg sokféle kőből áll, ez a feladat nagyon nehéz volt. A kőzetek összetétele akár egy geológiai testben is nagymértékben változhat, és a különböző területeken különböző típusú kőzetek lehetnek közösek. Ennek alapján az volt a feladat, hogy meghatározzuk az általános, átlagos összetétel a földkéregnek az a része, amely a kontinenseken a felszínre kerül. Ezt az első becslést a felső kéreg összetételére vonatkozóan Clark. Az US Geological Survey munkatársaként dolgozott, és kőzetek kémiai elemzésével foglalkozott. Sok éves elemző munka során sikerült összegeznie az eredményeket és kiszámítani a kőzetek átlagos összetételét, amely közel volt a gránithoz. Munka Clark kemény kritikának volt kitéve, és voltak ellenfelei.

A második kísérletet a földkéreg átlagos összetételének meghatározására a W. Goldschmidt. Azt javasolta, hogy a kontinentális kéreg mentén mozogjanak gleccser, lekaparhatja és összekeveri a kitett kőzeteket, amelyek a jeges erózió során rakódnának le. Ezután tükrözik a középső kontinentális kéreg összetételét. A legutóbbi eljegesedés során lerakódott sávos agyagok összetételének elemzése után Balti-tenger, az eredményhez közeli eredményt ért el Clark. A különböző módszerek azonos pontszámot adtak. A geokémiai módszereket megerősítették. Ezekkel a kérdésekkel foglalkoztunk, és az értékelések széles körben elismertek. Vinogradov, Jarosevszkij, Ronov és mások.

óceáni kéreg

óceáni kéreg ott található, ahol a tenger mélysége meghaladja a 4 $ km-t, ami azt jelenti, hogy nem foglalja el az óceánok teljes területét. A terület többi részét kéreg borítja köztes típus. Az óceáni típusú kéreg nem úgy szerveződik, mint a kontinentális kéreg, bár szintén rétegekre tagolódik. Szinte nincs benne gránitréteg, míg az üledékes nagyon vékony, vastagsága kevesebb, mint $1$ km. A második réteg mozdulatlan ismeretlen, így egyszerűen hívják második réteg. Alsó harmadik réteg bazaltos. A kontinentális és az óceáni kéreg bazaltrétege szeizmikus hullámsebességben hasonló. Az óceáni kéregben a bazaltréteg uralkodik. A lemeztektonika elmélete szerint az óceáni kéreg az óceánközépi hátságban folyamatosan képződik, majd azoktól és területeken távolodik. szubdukció felszívódik a köpenybe. Ez azt jelzi, hogy az óceáni kéreg viszonylagos fiatal. A legtöbb szubdukciós zóna a jellemző Csendes-óceán ahol erős tengerrengések kapcsolódnak hozzájuk.

1. definíció

Szubdukció- ez a kőzet süllyedése egy tektonikus lemez széléről egy félig olvadt asztenoszférába

Abban az esetben, ha a felső lemez egy kontinentális, az alsó pedig egy óceáni, óceáni árkok.
Vastagsága a különböző földrajzi területeken 5 $ és $ 7 $ km között változik. Idővel az óceáni kéreg vastagsága gyakorlatilag nem változik. Ennek oka a köpenyből felszabaduló olvadék mennyisége az óceánközépi hátakon, valamint az óceánok és tengerek fenekén lévő üledékréteg vastagsága.

Üledékes réteg Az óceáni kéreg kicsi, vastagsága ritkán haladja meg a 0,5 $ km-t. Homokból, állati maradványok lerakódásaiból és kicsapódott ásványokból áll. Az alsó rész karbonátos kőzetei nem találhatók meg nagy mélységben, és több mint 4,5 $ km-es mélységben a karbonátos kőzeteket vörös mélytengeri agyagok és kovás iszapok váltják fel.

A felső részen tholeiit összetételű bazaltlávák keletkeztek bazaltréteg, és lent fekszik gát komplexum.

2. definíció

gátakat- ezek olyan csatornák, amelyeken keresztül a bazaltláva a felszínre folyik

Bazaltréteg zónákban szubdukcióátváltozik ekgolitok, amelyek mélységbe merülnek, mert nagy sűrűségűek a környező köpenykőzetek. Tömegük a Föld teljes köpenyének tömegének körülbelül 7 $%-a. A bazaltrétegen belül a hosszanti szeizmikus hullámok sebessége 6,5–7 dollár km/s.

Az óceáni kéreg átlagos életkora 100 dollár millió év, míg legrégebbi részei 156 dollár millió évesek, és a medencében találhatók. Pijafeta a Csendes-óceánon. Az óceáni kéreg nemcsak a Világóceán fenekén koncentrálódik, hanem zárt medencékben is lehet, például a Kaszpi-tenger északi medencéjében. Óceáni a földkéreg összterülete 306 millió dollár négyzetkilométer.