Charakteristickým rysem evoluce Země je diferenciace hmoty, jejímž výrazem je struktura obalu naší planety. Litosféra, hydrosféra, atmosféra, biosféra tvoří hlavní obaly Země, lišící se chemickým složením, mohutností a stavem hmoty.

Vnitřní struktura Země

Chemické složení Země(obr. 1) je podobné složení jako u jiných terestrických planet, jako je Venuše nebo Mars.

Obecně převládají prvky jako železo, kyslík, křemík, hořčík a nikl. Obsah lehkých prvků je nízký. Průměrná hustota hmoty Země je 5,5 g/cm 3 .

Existuje velmi málo spolehlivých údajů o vnitřní struktuře Země. Zvažte Obr. 2. Zobrazuje vnitřní strukturu Země. Země se skládá ze zemské kůry, pláště a jádra.

Rýže. 1. Chemické složení Země

Rýže. 2. Vnitřní stavba Země

Jádro

Jádro(obr. 3) se nachází ve středu Země, její poloměr je asi 3,5 tisíce km. Teplota jádra dosahuje 10 000 K, tj. je vyšší než teplota vnějších vrstev Slunce, a jeho hustota je 13 g / cm 3 (srovnej: voda - 1 g / cm 3). Jádro se pravděpodobně skládá ze slitin železa a niklu.

Vnější jádro Země má větší výkon než vnitřní jádro (poloměr 2200 km) a je v kapalném (roztaveném) stavu. Vnitřní jádro je pod obrovským tlakem. Látky, které jej tvoří, jsou v pevném stavu.

Plášť

Plášť- geosféra Země, která obklopuje jádro a tvoří 83 % objemu naší planety (viz obr. 3). Jeho spodní hranice se nachází v hloubce 2900 km. Plášť je rozdělen na méně hustou a plastickou horní část (800-900 km), ze které magma(v překladu z řečtiny znamená „hustá mast“; jde o roztavenou látku zemského nitra – směs chemických sloučenin a prvků včetně plynů ve zvláštním polotekutém stavu); a krystalický spodní, asi 2000 km silný.

Rýže. 3. Stavba Země: jádro, plášť a zemská kůra

zemská kůra

Zemská kůra - vnější obal litosféry (viz obr. 3). Jeho hustota je přibližně dvakrát menší než průměrná hustota Země - 3 g/cm 3 .

Odděluje zemskou kůru od pláště Mohorovicic hranice(často se mu říká Mohoova hranice), vyznačující se prudkým nárůstem rychlostí seismických vln. Byl instalován v roce 1909 chorvatským vědcem Andrej Mohorovič (1857- 1936).

Protože procesy probíhající v nejsvrchnější části pláště ovlivňují pohyb hmoty v zemské kůře, jsou spojeny pod obecným názvem litosféra(kamenná skořápka). Tloušťka litosféry se pohybuje od 50 do 200 km.

Pod litosférou je astenosféra- méně tvrdá a méně viskózní, ale plastičtější skořepina s teplotou 1200 °C. Může překročit hranici Moho a proniknout do zemské kůry. Astenosféra je zdrojem vulkanismu. Obsahuje kapsy roztaveného magmatu, které je vnášeno do zemské kůry nebo vyléváno na zemský povrch.

Složení a stavba zemské kůry

Ve srovnání s pláštěm a jádrem je zemská kůra velmi tenká, tvrdá a křehká vrstva. Je složen z lehčí látky, která v současnosti obsahuje asi 90 přírodních chemických prvků. Tyto prvky nejsou v zemské kůře zastoupeny rovnoměrně. Sedm prvků – kyslík, hliník, železo, vápník, sodík, draslík a hořčík – tvoří 98 % hmoty zemské kůry (viz obrázek 5).

Zvláštní kombinace chemických prvků tvoří různé horniny a minerály. Nejstarší z nich jsou staré nejméně 4,5 miliardy let.

Rýže. 4. Stavba zemské kůry

Rýže. 5. Složení zemské kůry

Minerální je svým složením a vlastnostmi poměrně homogenní přírodní těleso, vznikající jak v hloubkách, tak na povrchu litosféry. Příklady minerálů jsou diamant, křemen, sádrovec, mastek atd. (Popis fyzikálních vlastností různých minerálů najdete v příloze 2.) Složení minerálů Země je na obr. 6.

Rýže. 6. Obecné minerální složení Země

Skály jsou tvořeny minerály. Mohou být složeny z jednoho nebo více minerálů.

Sedimentární horniny - jíl, vápenec, křída, pískovec aj. - vznikají srážením látek ve vodním prostředí a na souši. Leží ve vrstvách. Geologové je nazývají stránkami historie Země, protože se mohou dozvědět o přírodních podmínkách, které na naší planetě existovaly v dávných dobách.

Mezi sedimentárními horninami se rozlišují organogenní a anorganické (detritální a chemogenní).

Organogenní horniny vznikají v důsledku hromadění zbytků zvířat a rostlin.

Klasické horniny vznikají v důsledku zvětrávání, tvorby produktů destrukce dříve vytvořených hornin za pomoci vody, ledu nebo větru (tab. 1).

Tabulka 1. Klastické horniny v závislosti na velikosti úlomků

Jméno plemene	Velikost bummer con (částic)
	Přes 50 cm
	5 mm - 1 cm
	1 mm - 5 mm
Písek a pískovce	0,005 mm - 1 mm
	Méně než 0,005 mm

Chemogenní horniny vznikají v důsledku usazování látek v nich rozpuštěných z vod moří a jezer.

V tloušťce zemské kůry se tvoří magma vyvřelé horniny(obr. 7), jako je žula a čedič.

Sedimentární a vyvřelé horniny, když jsou ponořeny do velkých hloubek pod vlivem tlaku a vysokých teplot, procházejí významnými změnami a mění se v metamorfované horniny. Tak se například vápenec mění v mramor, křemenný pískovec v křemenec.

Ve struktuře zemské kůry se rozlišují tři vrstvy: sedimentární, "žula", "čedič".

Sedimentární vrstva(viz obr. 8) je tvořen převážně sedimentárními horninami. Převládají zde jíly a břidlice, hojně jsou zastoupeny písčité, karbonátové a vulkanické horniny. V sedimentární vrstvě jsou ložiska takových minerální, jako uhlí, plyn, ropa. Všechny jsou organického původu. Například uhlí je produktem přeměny rostlin z dávných dob. Tloušťka sedimentární vrstvy se velmi liší - od úplné absence v některých oblastech pevniny až po 20-25 km v hlubokých depresích.

Rýže. 7. Klasifikace hornin podle původu

"žulová" vrstva sestává z metamorfovaných a vyvřelých hornin podobných svými vlastnostmi žule. Nejčastěji se zde vyskytují ruly, žuly, krystalické břidlice aj. Žulová vrstva se nenachází všude, ale na kontinentech, kde je dobře vyjádřena, může její maximální mocnost dosahovat až několika desítek kilometrů.

"čedičová" vrstva tvořené horninami blízkými čedičům. Jedná se o metamorfované vyvřelé horniny, hustší než horniny „žulové“ vrstvy.

Tloušťka a vertikální struktura zemské kůry jsou různé. Existuje několik typů zemské kůry (obr. 8). Podle nejjednodušší klasifikace se rozlišuje oceánská a kontinentální kůra.

Kontinentální a oceánská kůra se liší tloušťkou. Maximální tloušťka zemské kůry je tedy pozorována pod horskými systémy. Je to asi 70 km. Pod pláněmi je tloušťka zemské kůry 30-40 km a pod oceány je nejtenčí - pouze 5-10 km.

Rýže. 8. Typy zemské kůry: 1 - voda; 2 - sedimentární vrstva; 3 - prolínání sedimentárních hornin a bazaltů; 4, čediče a krystalické ultramafické horniny; 5, žula-metamorfní vrstva; 6 - vrstva granulit-mafická; 7 - normální plášť; 8 - dekomprimovaný plášť

Rozdíl mezi kontinentální a oceánskou kůrou z hlediska složení hornin se projevuje v nepřítomnosti žulové vrstvy v oceánské kůře. Ano, a čedičová vrstva oceánské kůry je velmi zvláštní. Z hlediska složení hornin se liší od obdobné vrstvy kontinentální kůry.

Hranice pevniny a oceánu (nula) nefixuje přechod kontinentální kůry do oceánské. K nahrazení kontinentální kůry oceánskou dochází v oceánu přibližně v hloubce 2450 m.

Rýže. 9. Stavba kontinentální a oceánské kůry

Existují také přechodné typy zemské kůry – suboceanická a subkontinentální.

Suboceánská kůra rozkládající se podél kontinentálních svahů a podhůří, lze nalézt v okrajových a Středozemních mořích. Je to kontinentální kůra o tloušťce až 15-20 km.

subkontinentální kůra nachází se například na sopečných ostrovech.

Na základě materiálů seismický zvuk - rychlost seismických vln – získáme údaje o hloubkové struktuře zemské kůry. Superhlubinný vrt Kola, který poprvé umožnil spatřit vzorky hornin z hloubky více než 12 km, tedy přinesl mnoho nečekaného. Předpokládalo se, že v hloubce 7 km by měla začít vrstva „čediče“. Ve skutečnosti však nebyl objeven a mezi horninami převládaly ruly.

Změna teploty zemské kůry s hloubkou. Povrchová vrstva zemské kůry má teplotu určenou slunečním teplem. Tento heliometrická vrstva(z řeckého Helio - Slunce), zažívající sezónní výkyvy teplot. Jeho průměrná mocnost je asi 30 m.

Níže je ještě tenčí vrstva, jejíž charakteristickým znakem je stálá teplota odpovídající průměrné roční teplotě pozorovacího místa. Hloubka této vrstvy se zvyšuje v kontinentálním klimatu.

Ještě hlouběji v zemské kůře se rozlišuje geotermální vrstva, jejíž teplota je dána vnitřním teplem Země a s hloubkou roste.

Ke zvýšení teploty dochází především rozpadem radioaktivních prvků, které tvoří horniny, především radia a uranu.

Velikost nárůstu teploty hornin s hloubkou se nazývá geotermální gradient. Pohybuje se v poměrně širokém rozmezí – od 0,1 do 0,01 °C/m – a závisí na složení hornin, podmínkách jejich výskytu a řadě dalších faktorů. Pod oceány teplota stoupá s hloubkou rychleji než na kontinentech. V průměru se s každých 100 m hloubky oteplí o 3 °C.

Převrácená hodnota geotermálního gradientu se nazývá geotermální krok. Měří se v m/°C.

Teplo zemské kůry je důležitým zdrojem energie.

Část zemské kůry zasahující do hloubek dostupných pro formy geologického studia útroby.Útroby Země vyžadují zvláštní ochranu a rozumné využití.

Podle moderního pojetí geologie se naše planeta skládá z několika vrstev - geosfér. Liší se fyzikálními vlastnostmi, chemickým složením a Ve středu Země je jádro, následuje plášť, dále - zemská kůra, hydrosféra a atmosféra.

V tomto článku se budeme zabývat strukturou zemské kůry, což je horní část litosféry. Jde o vnější tvrdou skořápku, jejíž tloušťka je tak malá (1,5 %), že ji lze v celosvětovém měřítku srovnávat s tenkým filmem. Nicméně i přes to je to právě svrchní vrstva zemské kůry, která lidstvo jako zdroj nerostů velmi zajímá.

Zemská kůra je podmíněně rozdělena do tří vrstev, z nichž každá je pozoruhodná svým vlastním způsobem.

1. Horní vrstva je sedimentární. Dosahuje mocnosti 0 až 20 km. Sedimentární horniny vznikají v důsledku ukládání látek na souši nebo jejich usazováním na dně hydrosféry. Jsou součástí zemské kůry, nacházejí se v ní v postupných vrstvách.
2. Střední vrstva je žula. Jeho tloušťka se může pohybovat od 10 do 40 km. Jedná se o vyvřelou horninu, která vytvořila pevnou vrstvu v důsledku erupcí a následného tuhnutí magmatu v zemské tloušťce za vysokého tlaku a teploty.
3. Magmatický původ má i spodní vrstva, která je součástí struktury zemské kůry – čedič. Obsahuje více vápníku, železa a hořčíku a jeho hmotnost je větší než u žulové horniny.

Struktura zemské kůry není všude stejná. Zvláště výrazné rozdíly jsou mezi oceánskou a kontinentální kůrou. Pod oceány je zemská kůra tenčí a pod kontinenty tlustší. Největší mocnost má v oblastech horských pásem.

Složení zahrnuje dvě vrstvy - sedimentární a čedičové. Pod čedičovou vrstvou je povrch Moho a za ním je horní plášť. Dno oceánu má nejsložitější formy reliéfu. Mezi vší rozmanitostí zaujímají zvláštní místo obrovské středooceánské hřbety, ve kterých se z pláště rodí mladá čedičová oceánská kůra. Magma má přístup na povrch hlubokým zlomem - trhlinou, která prochází středem hřebene podél vrcholů. Venku se magma šíří a tím neustále tlačí stěny rokle do stran. Tento proces se nazývá „šíření“.

Struktura zemské kůry je na kontinentech složitější než pod oceány. Kontinentální kůra zaujímá mnohem menší plochu než oceánská – až 40 % zemského povrchu, má však mnohem větší tloušťku. Pod ním dosahuje mocnosti 60-70 km. Kontinentální kůra má třívrstvou strukturu - sedimentární vrstva, žula a čedič. V oblastech zvaných štíty je žulová vrstva na povrchu. Jako příklad - složený z žulových hornin.

Podvodní extrémní část pevniny - šelf, má také kontinentální strukturu zemské kůry. Dále sem patří ostrovy Kalimantan, Nový Zéland, Nová Guinea, Sulawesi, Grónsko, Madagaskar, Sachalin atd. Stejně jako vnitrozemská a okrajová moře: Středozemní, Azovské, Černé.

Hranici mezi vrstvou žuly a vrstvou čediče je možné nakreslit pouze podmíněně, protože mají podobnou rychlost šíření seismických vln, která určuje hustotu zemských vrstev a jejich složení. Čedičová vrstva je v kontaktu s povrchem Moho. Sedimentární vrstva může mít různou tloušťku, která závisí na reliéfní formě, která se na ní nachází. Například v horách buď zcela chybí, nebo má velmi malou mocnost, a to díky tomu, že se volné částice pohybují po svazích pod vlivem vnějších sil. Ale na druhou stranu je velmi mohutný v podhorských oblastech, prohlubních a prohlubních. Takže v ní dosahuje 22 km.

Studium vnitřní stavby planet včetně naší Země je nesmírně obtížný úkol. Nemůžeme fyzicky "provrtat" zemskou kůru až k jádru planety, takže veškeré znalosti, které jsme v tuto chvíli obdrželi, jsou poznatky získané "dotykem", a to tím nejdoslovnějším způsobem.

Jak funguje seismický průzkum na příkladu průzkumu ropy. „Zavoláme“ zem a „posloucháme“, co nám odražený signál přinese

Faktem je, že nejjednodušší a nejspolehlivější způsob, jak zjistit, co je pod povrchem planety a je součástí její kůry, je studovat rychlost šíření seismické vlny v hlubinách planety.

Je známo, že rychlost podélných seismických vln roste v hustších médiích a naopak klesá ve sypkých půdách. V souladu s tím, když známe parametry různých typů hornin a vypočítané údaje o tlaku atd., „poslouchají“ přijatou odpověď, lze pochopit, kterými vrstvami zemské kůry prošel seismický signál a jak hluboko jsou pod povrchem. .

Studium struktury zemské kůry pomocí seismických vln

Seismické vibrace mohou být způsobeny dvěma typy zdrojů: přírodní A umělý. Zemětřesení jsou přirozenými zdroji vibrací, jejichž vlny nesou potřebné informace o hustotě hornin, kterými pronikají.

Arzenál zdrojů umělých vibrací je rozsáhlejší, ale především umělé vibrace jsou způsobeny obyčejným výbuchem, ale existují i ​​„jemnější“ způsoby práce - generátory směrovaných impulsů, seismické vibrátory atd.

Zabývá se prováděním odstřelů a studiem rychlostí seismických vln seismický průzkum- jedno z nejdůležitějších odvětví moderní geofyziky.

Co dalo studium seismických vln uvnitř Země? Analýza jejich šíření odhalila několik skoků ve změně rychlosti při průchodu útrobami planety.

zemská kůra

První skok, při kterém se rychlost zvýší z 6,7 na 8,1 km/s, podle geologů registruje dno zemské kůry. Tento povrch se nachází na různých místech planety v různých úrovních, od 5 do 75 km. Hranice zemské kůry a pod ní ležící slupka – plášť, se nazývá "Mohorovicické povrchy", pojmenovaný po jugoslávském vědci A. Mohoroviči, který jej jako první založil.

Plášť

Plášť leží v hloubkách až 2 900 km a dělí se na dvě části: horní a dolní. Hranice mezi svrchním a spodním pláštěm je také fixována skokem v rychlosti šíření podélných seismických vln (11,5 km/s) a nachází se v hloubkách od 400 do 900 km.

Horní plášť má složitou strukturu. V jeho horní části je vrstva umístěná v hloubkách 100-200 km, kde se příčné seismické vlny zeslabují o 0,2-0,3 km/sa rychlosti podélných vln se v podstatě nemění. Tato vrstva se nazývá vlnovod. Jeho mocnost je obvykle 200-300 km.

Část horního pláště a kůry překrývající vlnovod se nazývá litosféra a samotná vrstva nízkých rychlostí - astenosféra.

Litosféra je tedy tuhá tvrdá skořápka podložená plastickou astenosférou. Předpokládá se, že v astenosféře vznikají procesy, které způsobují pohyb litosféry.

Vnitřní struktura naší planety

Zemské jádro

Na bázi pláště dochází k prudkému poklesu rychlosti šíření podélných vln z 13,9 na 7,6 km/s. Na této úrovni leží hranice mezi pláštěm a nitro země, hlouběji, než ve které se již nešíří příčné seismické vlny.

Poloměr jádra dosahuje 3500 km, jeho objem: 16 % objemu planety a hmotnost: 31 % hmotnosti Země.

Mnoho vědců se domnívá, že jádro je v roztaveném stavu. Jeho vnější část se vyznačuje prudce sníženými rychlostmi P-vlny, zatímco ve vnitřní části (s poloměrem 1200 km) se rychlosti seismických vln opět zvyšují na 11 km/s. Hustota jádrových hornin je 11 g/cm 3 a je dána přítomností těžkých prvků. Takovým těžkým prvkem může být železo. S největší pravděpodobností je železo nedílnou součástí jádra, protože jádro z čistě železné nebo železo-niklové kompozice by mělo mít hustotu, která je o 8-15 % vyšší než stávající hustota jádra. Zdá se tedy, že kyslík, síra, uhlík a vodík jsou připojeny k železu v jádře.

Geochemická metoda pro studium struktury planet

Existuje další způsob, jak studovat hlubokou strukturu planet - geochemická metoda. Identifikace různých obalů Země a dalších terestrických planet fyzikálními parametry nachází poměrně jasné geochemické potvrzení založené na teorii heterogenní akrece, podle níž je složení jader planet a jejich vnějších obalů v její hlavní části zpočátku různé a závisí na nejranější fázi jejich vývoje.

V důsledku tohoto procesu jsou nejtěžší ( železo-nikl) komponenty a ve vnějších obalech - lehčí křemičitan ( chondrit), obohacené ve svrchním plášti těkavými látkami a vodou.

Nejdůležitější vlastností terestrických planet ( , Země, ) je, že jejich vnější obal, tzv. kůra, se skládá ze dvou typů hmoty: pevnina" - živec a " oceánský» - čedič.

Kontinentální (kontinentální) kůra Země

Kontinentální (kontinentální) kůra Země je složena z granitů nebo hornin jim podobných složením, tedy hornin s velkým množstvím živců. Vznik „žulové“ vrstvy Země je důsledkem přeměny starších sedimentů v procesu granitizace.

Žulová vrstva by měla být považována za charakteristický obal zemské kůry - jediná planeta, na které byly široce rozvinuty procesy diferenciace hmoty za účasti vody a mající hydrosféru, kyslíkovou atmosféru a biosféru. Na Měsíci a pravděpodobně i na terestrických planetách je kontinentální kůra složena z gabro-anortositů - hornin skládajících se z velkého množství živce, avšak poněkud jiného složení než u žuly.

Tyto horniny tvoří nejstarší (4,0-4,5 miliardy let) povrchy planet.

Oceánská (čedičová) kůra Země

Oceánská (čedičová) kůra Země vznikla v důsledku protahování a je spojena se zónami hlubinných zlomů, které způsobily pronikání svrchního pláště do čedičových komor. Čedičový vulkanismus je superponován na dříve vytvořené kontinentální kůře a je relativně mladším geologickým útvarem.

Projevy čedičového vulkanismu na všech terestrických planetách jsou zřejmě podobné. Široký rozvoj čedičových „moří“ na Měsíci, Marsu a Merkuru je zjevně spojen s protahováním a tvorbou zón propustnosti v důsledku tohoto procesu, po kterých se na povrch řítily čedičové taveniny pláště. Tento mechanismus projevu čedičového vulkanismu je víceméně podobný pro všechny planety terestrické skupiny.

Satelit Země - Měsíc má také skořápkovou strukturu, která v celku opakuje tu zemskou, i když má markantní rozdíl ve složení.

Tepelný tok Země. Nejteplejší je v oblasti zlomů v zemské kůře a chladněji v oblastech starověkých kontinentálních desek

Metoda měření tepelného toku pro studium struktury planet

Dalším způsobem, jak studovat hlubokou strukturu Země, je studium jejího tepelného toku. Je známo, že Země, rozpálená zevnitř, vydává své teplo. Ohřívání hlubokých obzorů dokládají sopečné erupce, gejzíry a horké prameny. Teplo je hlavním zdrojem energie na Zemi.

Nárůst teploty s prohlubováním od zemského povrchu je v průměru asi 15 °C na 1 km. To znamená, že na rozhraní litosféry a astenosféry, nacházející se přibližně v hloubce 100 km, by se teplota měla blížit 1500 °C. Bylo zjištěno, že při této teplotě taje čedič. To znamená, že astenosférický obal může sloužit jako zdroj čedičového magmatu.

S hloubkou nastává změna teploty podle složitějšího zákona a závisí na změně tlaku. Podle vypočtených údajů nepřesahuje teplota v hloubce 400 km 1600°C a na rozhraní jádro-plášť je odhadována na 2500-5000°C.

Je zjištěno, že k uvolňování tepla dochází neustále po celém povrchu planety. Teplo je nejdůležitější fyzikální parametr. Některé z jejich vlastností závisí na stupni ohřevu hornin: viskozita, elektrická vodivost, magnetita, fázový stav. Proto lze podle tepelného stavu usuzovat na hlubokou stavbu Země.

Měření teploty naší planety ve velkých hloubkách je technicky náročný úkol, protože pro měření jsou k dispozici pouze první kilometry zemské kůry. Vnitřní teplotu Země však lze studovat nepřímo měřením tepelného toku.

Navzdory tomu, že hlavním zdrojem tepla na Zemi je Slunce, celkový výkon tepelného toku naší planety třicetkrát převyšuje výkon všech elektráren na Zemi.

Měření ukázala, že průměrné tepelné toky na kontinentech a v oceánech jsou stejné. Tento výsledek se vysvětluje tím, že v oceánech pochází většina tepla (až 90 %) z pláště, kde proces přenosu hmoty pohybujícími se proudy probíhá intenzivněji - proudění.

Konvekce je proces, při kterém zahřátá kapalina expanduje, stává se lehčí a stoupá vzhůru, zatímco chladnější vrstvy klesají. Vzhledem k tomu, že látka pláště je ve svém stavu blíže pevnému tělesu, konvekce v ní probíhá za zvláštních podmínek, při nízkých rychlostech toku materiálu.

Jaká je tepelná historie naší planety? Jeho počáteční zahřívání je pravděpodobně spojeno s teplem vznikajícím při srážce částic a jejich zhutňování ve vlastním gravitačním poli. Potom bylo teplo výsledkem radioaktivního rozpadu. Vlivem tepla vznikla vrstevnatá struktura Země a terestrických planet.

Radioaktivní teplo se na Zemi uvolňuje i nyní. Existuje hypotéza, podle které na hranici roztaveného jádra Země dodnes pokračují procesy štěpení hmoty s uvolňováním obrovského množství tepelné energie, která zahřívá plášť.

Charakteristickým rysem zemské litosféry, spojeným s fenoménem globální tektoniky naší planety, je přítomnost dvou typů kůry: kontinentální, která tvoří kontinentální masy, a oceánské. Liší se složením, strukturou, mocností a povahou převažujících tektonických procesů. Významnou roli ve fungování jediného dynamického systému, kterým je Země, má oceánská kůra. Abychom tuto roli objasnili, je nejprve nutné obrátit se na zvážení jejích inherentních rysů.

obecné charakteristiky

Oceánský typ kůry tvoří největší geologickou stavbu planety – oceánské dno. Tato kůra má malou tloušťku - od 5 do 10 km (pro srovnání, tloušťka kůry kontinentálního typu je v průměru 35-45 km a může dosáhnout 70 km). Zaujímá asi 70 % celkového povrchu Země, ale z hlediska hmotnosti je téměř čtyřikrát nižší než kontinentální kůra. Průměrná hustota hornin se blíží 2,9 g/cm 3 , tedy vyšší než hustota kontinentů (2,6-2,7 g/cm 3 ).

Na rozdíl od izolovaných bloků kontinentální kůry je ta oceánská jedinou planetární strukturou, která však není monolitická. Zemská litosféra je rozdělena na řadu pohyblivých desek tvořených úseky kůry a spodního svrchního pláště. Oceánský typ kůry je přítomen na všech litosférických deskách; existují desky (například Pacifik nebo Nazca), které nemají kontinentální hmotnosti.

Desková tektonika a stáří kůry

V oceánské desce se rozlišují tak velké konstrukční prvky, jako jsou stabilní platformy - thalassocratons - a aktivní středooceánské hřbety a hlubokomořské příkopy. Hřebeny jsou oblasti šíření nebo oddalování desek a vytváření nové kůry a příkopy jsou subdukční zóny nebo subdukce jedné desky pod okraj druhé, kde je kůra zničena. Dochází tak k jeho nepřetržité obnově, v důsledku čehož stáří nejstarší kůry tohoto typu nepřesahuje 160–170 milionů let, to znamená, že vznikla v období jury.

Na druhou stranu je třeba si uvědomit, že oceánský typ se na Zemi objevil dříve než kontinentální (pravděpodobně na přelomu katarejců – archejců, asi před 4 miliardami let), a vyznačuje se mnohem primitivnější stavbou a složení.

Co a jak je zemská kůra pod oceány

V současné době existují obvykle tři hlavní vrstvy oceánské kůry:

1. Sedimentární. Je tvořen převážně karbonátovými horninami, částečně hlubinnými jíly. Poblíž svahů kontinentů, zejména v blízkosti delt velkých řek, se také nacházejí pozemské sedimenty, které se do oceánu dostávají z pevniny. V těchto oblastech může být tloušťka srážek několik kilometrů, ale v průměru je malá - asi 0,5 km. V blízkosti středooceánských hřbetů srážky prakticky chybí.
2. Čedičový. Jedná se o lávy polštářového typu vytrysknuté zpravidla pod vodou. Tato vrstva navíc zahrnuje složitý komplex níže umístěných hrází - speciálních intruzí - doleritového (tedy také čedičového) složení. Jeho průměrná mocnost je 2-2,5 km.
3. Gabbro-serpentinit. Skládá se z intruzivního analogu čediče - gabra, a ve spodní části - serpentinitů (metamorfovaných ultrabazických hornin). Tloušťka této vrstvy podle seismických údajů dosahuje 5 km a někdy i více. Jeho podrážka je oddělena od svrchního pláště pod kůrou speciálním rozhraním - mohorovičovou hranicí.

Struktura oceánské kůry naznačuje, že ve skutečnosti lze tento útvar v jistém smyslu považovat za diferencovanou svrchní vrstvu zemského pláště, sestávající z jeho krystalizovaných hornin, která je shora překryta tenkou vrstvou mořských sedimentů. .

"Dopravník" dna oceánu

Je jasné, proč je v této kůře málo sedimentárních hornin: prostě nemají čas se hromadit ve významném množství. Litosférické desky, které vyrůstají ze zón šíření v oblastech středooceánských hřbetů v důsledku přílivu horké plášťové hmoty během procesu konvekce, odnášejí oceánskou kůru stále dále od místa vzniku. Jsou unášeny horizontálním úsekem stejného pomalého, ale silného konvekčního proudu. V subdukční zóně se deska (a kůra v jejím složení) noří zpět do pláště jako studená část tohoto proudění. Současně se značná část sedimentů odtrhne, rozdrtí a nakonec se zvětší kůra kontinentálního typu, to znamená, že se sníží plocha oceánů.

Oceánský typ kůry se vyznačuje tak zajímavou vlastností, jako jsou pásové magnetické anomálie. Tyto střídající se oblasti přímé a zpětné magnetizace čediče jsou rovnoběžné se zónou šíření a jsou umístěny symetricky po jejích obou stranách. Vznikají při krystalizaci čedičové lávy, kdy získává remanentní magnetizaci v souladu se směrem geomagnetického pole v konkrétní epoše. Protože opakovaně docházelo k inverzím, směr magnetizace se periodicky měnil na opačný. Tento jev se využívá při paleomagnetickém geochronologickém datování a před půl stoletím sloužil jako jeden z nejsilnějších argumentů ve prospěch správnosti teorie deskové tektoniky.

Oceánský typ kůry v koloběhu hmoty a v tepelné bilanci Země

Oceánská kůra, která se účastní procesů tektoniky litosférických desek, je důležitým prvkem dlouhodobých geologických cyklů. Takový je například pomalý cyklus vody mezi pláštěm a oceánem. Plášť obsahuje hodně vody a značné množství se jí dostává do oceánu při tvorbě čedičové vrstvy mladé kůry. Ale během své existence je kůra zase obohacována tvorbou sedimentární vrstvy oceánskou vodou, jejíž značná část, částečně ve vázané formě, jde během subdukce do pláště. Podobné cykly fungují i ​​pro jiné látky, například pro uhlík.

Desková tektonika hraje klíčovou roli v energetické bilanci Země a umožňuje teplu, aby se pomalu pohybovalo z horkých vnitřních oblastí a teplo z povrchu. Navíc je známo, že v celé geologické historii planety odevzdalo až 90 % tepla tenkou kůrou pod oceány. Pokud by tento mechanismus nefungoval, Země by se zbavovala přebytečného tepla jiným způsobem - možná jako Venuše, kde, jak mnozí vědci předpokládají, došlo ke globální destrukci kůry, když přehřátá plášťová látka pronikla na povrch . Výjimečně velký je tedy i význam oceánské kůry pro fungování naší planety v režimu vhodném pro existenci života.

Taková otázka, jako je struktura Země, zajímá mnoho vědců, výzkumníků a dokonce i věřících. S rychlým rozvojem vědy a techniky od počátku 18. století vynaložilo mnoho důstojných pracovníků vědy mnoho úsilí, aby porozuměli naší planetě. Odvážlivci sestoupili na dno oceánu, letěli do nejvyšších vrstev atmosféry, vrtali hluboké vrty, aby prozkoumali půdu.

Dnes existuje poměrně úplný obrázek o tom, z čeho se Země skládá. Je pravda, že struktura planety a všech jejích oblastí stále není 100% známá, ale vědci postupně rozšiřují hranice znalostí a získávají o tom stále více objektivních informací.

Tvar a velikost planety Země

Tvar a geometrické rozměry Země jsou základními pojmy, kterými je označována jako nebeské těleso. Ve středověku se věřilo, že planeta má plochý tvar, nachází se ve středu vesmíru a Slunce a další planety se kolem ní točí.

Ale takoví smělí přírodovědci jako Giordano Bruno, Mikuláš Koperník, Isaac Newton takové soudy vyvrátili a matematicky dokázali, že Země má tvar koule se zploštělými póly a otáčí se kolem Slunce, a ne naopak.

Struktura planety je velmi rozmanitá, navzdory skutečnosti, že její rozměry jsou poměrně malé na poměry i sluneční soustavy - délka rovníkového poloměru je 6378 kilometrů, polární poloměr je 6356 km.

Délka jednoho z poledníků je 40 008 km a rovník se rozkládá v délce 40 007 km. To také ukazuje, že planeta je mezi póly poněkud „zploštělá“, její hmotnost je 5,9742 × 10 24 kg.

Zemní skořápky

Země se skládá z mnoha schránek, které tvoří zvláštní vrstvy. Každá vrstva je středově symetrická vzhledem k základnímu středovému bodu. Pokud půdu vizuálně nařežete po celé její hloubce, otevřou se vrstvy s různým složením, stavem agregace, hustotou atd.

Všechny skořápky jsou rozděleny do dvou velkých skupin:

1. Vnitřní struktura je popsána vnitřními skořepinami. Jsou to zemská kůra a plášť.
2. Vnější obaly, které zahrnují hydrosféru a atmosféru.

Struktura každého pláště je předmětem studia jednotlivých věd. Vědci stále, v době rychlého technologického pokroku, nejsou všechny otázky vyjasněny do konce.

Zemská kůra a její typy

Zemská kůra je jednou ze skořápek planety, která zabírá jen asi 0,473 % její hmoty. Hloubka kůry je 5 - 12 kilometrů.

Je zajímavé, že hlouběji vědci prakticky nepronikli, a pokud nakreslíme přirovnání, pak je kůra v poměru k celému objemu jako slupka na jablku. Další a přesnější studium vyžaduje zcela jinou úroveň rozvoje techniky.

Pokud se podíváte na planetu v řezu, pak podle různých hloubek průniku do její struktury lze rozlišit následující typy zemské kůry v pořadí:

1. oceánská kůra- skládá se převážně z čediče, nachází se na dně oceánů pod obrovskými vrstvami vody.
2. Kontinentální nebo pevninská kůra- pokrývá zemi, skládá se z velmi bohatého chemického složení, včetně 25 % křemíku, 50 % kyslíku a 18 % dalších hlavních prvků periodické tabulky. Pro účely pohodlného studia této kůry se také dělí na spodní a horní. Nejstarší patří do spodní části.

Teplota kůry se zvyšuje, jak se prohlubuje.

Plášť

Hlavním objemem naší planety je plášť. Zabírá celý prostor mezi kůrou a jádrem diskutovaným výše a skládá se z mnoha vrstev. Nejmenší mocnost k plášti je asi 5-7 km.

Současná úroveň rozvoje vědy a techniky neumožňuje přímé studium této části Země, proto se k získávání informací o ní používají nepřímé metody.

Velmi často je zrození nové zemské kůry doprovázeno jejím kontaktem s pláštěm, který je aktivní zejména v místech pod oceánskými vodami.

Dnes se věří, že existuje horní a spodní plášť, které jsou odděleny hranicí Mohorovicic. Procentní podíly tohoto rozdělení jsou vypočítány poměrně přesně, ale v budoucnu vyžadují objasnění.

vnější jádro

Jádro planety také není homogenní. Obrovské teploty a tlak způsobují, že zde probíhá mnoho chemických procesů, probíhá distribuce hmot a látek. Jádro se dělí na vnitřní a vnější.

Vnější jádro je silné asi 3000 kilometrů. Chemické složení této vrstvy je železo a nikl, které jsou v kapalné fázi. Teplota prostředí se zde pohybuje od 4400 do 6100 stupňů Celsia, jak se přibližujete ke středu.

vnitřní jádro

Centrální část Země, jejíž poloměr je přibližně 1200 kilometrů. Nejspodnější vrstva, která se také skládá ze železa a niklu a také některých nečistot lehkých prvků. Agregovaný stav tohoto jádra je podobný amorfnímu. Tlak zde dosahuje neuvěřitelných 3,8 milionu barů.

Víte, kolik kilometrů k jádru Země? Vzdálenost je přibližně 6371 km, což se dá snadno spočítat, pokud znáte průměr a další parametry míče.

Porovnání tloušťky vnitřních vrstev Země

Geologická stavba se někdy odhaduje podle takového parametru, jako je tloušťka vnitřních vrstev. Předpokládá se, že plášť je nejsilnější, protože má největší tloušťku.

Vnější sféry zeměkoule

Planeta Země se liší od jakéhokoli jiného vesmírného objektu známého vědcům tím, že má také vnější sféry, ke kterým patří:

• hydrosféra;
• atmosféra;
• biosféra.

Výzkumné metody těchto sfér jsou výrazně odlišné, protože se všechny velmi liší svým složením a předmětem zkoumání.

Hydrosféra

Hydrosféra je chápána jako celý vodní obal Země, zahrnující jak obrovské oceány, které zabírají přibližně 74 % povrchu, tak i moře, řeky, jezera a dokonce i malé potoky a nádrže.

Největší tloušťka hydrosféry je asi 11 km a je pozorována v oblasti Mariánského příkopu. Je to voda, která je považována za zdroj života a co odlišuje náš míč od všech ostatních ve Vesmíru.

Hydrosféra zaujímá přibližně 1,4 miliardy km 3 objemu. Život je zde v plném proudu a podmínky pro fungování atmosféry jsou zajištěny.

Atmosféra

Plynný obal naší planety, spolehlivě uzavírající její útroby před vesmírnými objekty (meteority), kosmickým chladem a dalšími jevy neslučitelnými se životem.

Tloušťka atmosféry je podle různých odhadů asi 1000 km. V blízkosti zemského povrchu je hustota atmosféry 1,225 kg/m 3 .

78 % plynového obalu tvoří dusík, 21 % kyslík, zbytek připadá na prvky jako argon, oxid uhličitý, helium, metan a další.

Biosféra

Bez ohledu na to, jak vědci zkoumají uvažovaný problém, biosféra je nejdůležitější součástí struktury Země - to je skořápka, kterou obývají živé bytosti, včetně samotných lidí.

Biosféra je nejen obývána živými bytostmi, ale pod jejich vlivem se neustále mění, zejména vlivem člověka a jeho činností. Holistickou doktrínu této oblasti vypracoval velký vědec V. I. Vernadsky. Právě tuto definici zavedl rakouský geolog Suess.

Závěr

Povrch Země, stejně jako všechny slupky její vnější i vnitřní stavby, jsou velmi zajímavým předmětem studia celých generací vědců.

I když se na první pohled zdá, že uvažované sféry jsou značně nesourodé, ve skutečnosti je spojují nezničitelné vazby. Například život a celá biosféra jsou prostě nemožné bez hydrosféry a atmosféry, ty zase pocházejí z hlubin.