Kulit terluar bumi. Lingkup Bumi

Kehidupan di planet kita berasal dari kombinasi banyak faktor. Bumi berada pada jarak yang menguntungkan dari Matahari - tidak terlalu panas di siang hari dan tidak menjadi sangat dingin di malam hari. Bumi memiliki permukaan padat dan air cair ada di atasnya. Selubung udara yang mengelilingi Bumi melindunginya dari radiasi kosmik keras dan "bombardir" oleh meteorit. Planet kita memiliki fitur unik - permukaannya dikelilingi, berinteraksi satu sama lain, oleh beberapa cangkang: padat, udara, dan air.

Cangkang udara - atmosfer memanjang di atas Bumi hingga ketinggian 2-3 ribu km, tetapi sebagian besar massanya terkonsentrasi di permukaan planet ini. Atmosfer disatukan oleh gravitasi bumi, sehingga kerapatannya berkurang seiring dengan ketinggian. Atmosfer mengandung oksigen, yang diperlukan untuk respirasi organisme hidup. Atmosfer mengandung lapisan ozon, yang disebut perisai pelindung, yang menyerap sebagian radiasi ultraviolet matahari dan melindungi Bumi dari sinar ultraviolet yang berlebihan. Tidak semua planet di tata surya memiliki cangkang padat: misalnya, permukaan planet raksasa - Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus terdiri dari gas yang berbentuk cair atau padat karena tekanan tinggi dan suhu rendah. Cangkang padat Bumi, atau litosfer, adalah kumpulan batuan yang sangat besar di darat dan di dasar lautan. Di bawah lautan dan benua, ia memiliki ketebalan yang berbeda - dari 70 hingga 250 km. Litosfer dibagi menjadi blok besar - lempeng litosfer.

Cangkang air planet kita - hidrosfer mencakup semua air di planet ini - dalam keadaan padat, cair, dan gas. Hidrosfer adalah laut dan samudera, sungai dan danau, air tanah, rawa, gletser, uap air di udara dan air dalam organisme hidup. Cangkang air mendistribusikan kembali panas yang datang dari Matahari. Perlahan memanas, massa air Samudra Dunia mengumpulkan panas, dan kemudian mentransfernya ke atmosfer, yang melembutkan iklim di benua selama periode dingin. Terlibat dalam siklus dunia, air terus bergerak: menguap dari permukaan laut, samudera, danau atau sungai, dipindahkan ke daratan oleh awan dan jatuh dalam bentuk hujan atau salju.

Cangkang bumi, di mana kehidupan ada dalam semua manifestasinya, disebut biosfer. Ini termasuk bagian paling atas dari litosfer, hidrosfer dan bagian permukaan atmosfer. Batas bawah biosfer terletak di kerak bumi benua pada kedalaman 4-5 km, dan di cangkang udara lingkup kehidupan meluas ke lapisan ozon.

Semua cangkang Bumi saling mempengaruhi. Objek utama studi geografi adalah cangkang geografis - bola planet, di mana bagian bawah atmosfer, hidrosfer, biosfer, dan bagian atas litosfer saling terkait dan berinteraksi erat. Cangkang geografis berkembang sesuai dengan ritme harian dan tahunan, dipengaruhi oleh siklus sebelas tahun aktivitas matahari, oleh karena itu, ciri khas cangkang geografis adalah ritme proses yang sedang berlangsung.

Selubung geografis berubah dari khatulistiwa ke kutub dan dari kaki bukit ke puncak pegunungan, ditandai dengan pola utama: integritas, kesatuan semua komponen, kontinuitas dan heterogenitas.

Perkembangan pesat peradaban manusia telah menyebabkan munculnya cangkang di mana manusia secara aktif mempengaruhi alam. Cangkang ini disebut noosfer, atau lingkup pikiran. Terkadang orang mengubah permukaan planet bahkan lebih aktif daripada beberapa proses alami. Intervensi kasar di alam, pengabaian hukumnya dapat mengarah pada fakta bahwa seiring waktu kondisi di planet kita akan menjadi tidak dapat diterima untuk kehidupan.

pengantar

1. Cangkang dasar bumi

2. Komposisi dan struktur fisik bumi

3. Rezim panas bumi bumi

Kesimpulan

Daftar sumber yang digunakan

pengantar

Geologi adalah ilmu tentang struktur dan sejarah perkembangan bumi. Objek utama penelitian adalah batuan, di mana catatan geologis Bumi dicetak, serta proses dan mekanisme fisik modern yang bekerja baik di permukaan maupun di perutnya, studi yang memungkinkan kita untuk memahami bagaimana planet kita berkembang di masa lalu.

Bumi terus berubah. Beberapa perubahan terjadi secara tiba-tiba dan sangat cepat (misalnya, letusan gunung berapi, gempa bumi atau banjir besar), tetapi paling sering terjadi secara perlahan (lapisan presipitasi setebal tidak lebih dari 30 cm dihancurkan atau terakumulasi selama satu abad). Perubahan seperti itu tidak terlihat selama kehidupan satu orang, tetapi beberapa informasi telah dikumpulkan tentang perubahan selama periode waktu yang lama, dan dengan bantuan pengukuran akurat yang teratur, bahkan gerakan kerak bumi yang tidak signifikan pun dicatat.

Sejarah Bumi dimulai bersamaan dengan perkembangan tata surya sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu. Namun, catatan geologis dicirikan oleh fragmentasi dan ketidaklengkapan, karena banyak batuan purba telah dihancurkan atau ditutupi oleh sedimen yang lebih muda. Kesenjangan perlu diisi dengan korelasi dengan peristiwa yang telah terjadi di tempat lain dan untuk data yang lebih banyak tersedia, serta dengan analogi dan hipotesis. Usia relatif batuan ditentukan berdasarkan kompleks sisa-sisa fosil yang terkandung di dalamnya, dan endapan di mana sisa-sisa tersebut tidak ada, berdasarkan posisi relatif keduanya. Selain itu, umur mutlak hampir semua batuan dapat ditentukan dengan metode geokimia.

Dalam makalah ini, cangkang utama bumi, komposisi dan struktur fisiknya dipertimbangkan.

1. Cangkang dasar bumi

Bumi memiliki 6 cangkang: atmosfer, hidrosfer, biosfer, litosfer, pirosfer, dan sentrosfer.

Atmosfer adalah cangkang gas terluar Bumi. Batas bawahnya melewati litosfer dan hidrosfer, dan batas atasnya - pada ketinggian 1000 km. Atmosfer dibagi menjadi troposfer (lapisan bergerak), stratosfer (lapisan di atas troposfer) dan ionosfer (lapisan atas).

Ketinggian rata-rata troposfer adalah 10 km. Massanya adalah 75% dari total massa atmosfer. Udara di troposfer bergerak baik secara horizontal maupun vertikal.

Stratosfer naik 80 km di atas troposfer. Udaranya, yang hanya bergerak dalam arah horizontal, membentuk lapisan.

Bahkan lebih tinggi meluas ionosfer, yang mendapatkan namanya karena fakta bahwa udaranya terus-menerus terionisasi di bawah pengaruh sinar ultraviolet dan kosmik.

Hidrosfer menutupi 71% permukaan bumi. Salinitas rata-ratanya adalah 35 g/l. Suhu permukaan laut dari 3 hingga 32 ° C, kepadatannya sekitar 1. Sinar matahari menembus hingga kedalaman 200 m, dan sinar ultraviolet hingga kedalaman 800 m.

Biosfer, atau lingkungan kehidupan, menyatu dengan atmosfer, hidrosfer, dan litosfer. Batas atasnya mencapai lapisan atas troposfer, sedangkan yang lebih rendah membentang di sepanjang dasar cekungan laut. Biosfer dibagi lagi menjadi lingkungan tumbuhan (lebih dari 500.000 spesies) dan lingkungan hewan (lebih dari 1.000.000 spesies).

Litosfer - cangkang batu Bumi - tebalnya 40 hingga 100 km. Ini termasuk benua, pulau-pulau dan dasar lautan. Ketinggian rata-rata benua di atas permukaan laut: Antartika - 2200 m, Asia - 960 m, Afrika - 750 m, Amerika Utara - 720 m, Amerika Selatan - 590 m, Eropa - 340 m, Australia - 340 m.

Di bawah litosfer adalah pirosfer - cangkang berapi-api Bumi. Suhunya naik sekitar 1°C untuk setiap kedalaman 33 m. Batuan pada kedalaman yang cukup dalam mungkin dalam keadaan cair karena suhu tinggi dan tekanan tinggi.

Sentrosfer, atau inti Bumi, terletak di kedalaman 1800 km. Menurut sebagian besar ilmuwan, itu terdiri dari besi dan nikel. Tekanan di sini mencapai 300000000000 Pa (3000000 atmosfer), suhunya beberapa ribu derajat. Keadaan inti masih belum diketahui.

Bola api Bumi terus mendingin. Cangkang yang keras menebal, cangkang yang berapi-api mengental. Pada suatu waktu, ini mengarah pada pembentukan batu-batu padat - benua. Namun, pengaruh bola api pada kehidupan planet Bumi masih sangat besar. Kontur benua dan lautan, iklim, dan komposisi atmosfer telah berulang kali berubah.

Proses eksogen dan endogen terus mengubah permukaan padat planet kita, yang, pada gilirannya, secara aktif mempengaruhi biosfer Bumi.

2. Komposisi dan struktur fisik bumi

Data geofisika dan hasil studi inklusi dalam menunjukkan bahwa planet kita terdiri dari beberapa cangkang dengan sifat fisik yang berbeda, perubahan yang mencerminkan perubahan komposisi kimia materi dengan kedalaman dan perubahan keadaan agregasi sebagai fungsi dari tekanan.

Cangkang bumi paling atas - kerak bumi - di bawah benua memiliki ketebalan rata-rata sekitar 40 km (25-70 km), dan di bawah lautan - hanya 5-10 km (tanpa lapisan air, rata-rata 4,5 km) . Permukaan Mohorovichich diambil sebagai tepi bawah kerak bumi - bagian seismik, di mana kecepatan rambat gelombang elastis longitudinal meningkat secara tiba-tiba dengan kedalaman 6,5-7,5 hingga 8-9 km / s, yang sesuai dengan peningkatan dalam kerapatan materi dari 2,8-3,0 hingga 3,3 g/cm3.

Dari permukaan Mohorovichich hingga kedalaman 2900 km, mantel bumi memanjang; zona paling tidak padat atas setebal 400 km menonjol sebagai mantel atas. Interval dari 2900 hingga 5150 km ditempati oleh inti luar, dan dari tingkat ini ke pusat Bumi, mis. dari 5150 hingga 6371 km, adalah inti dalam.

Inti bumi telah menarik perhatian para ilmuwan sejak penemuannya pada tahun 1936. Sangat sulit untuk menggambarkannya karena jumlah gelombang seismik yang relatif kecil yang mencapainya dan kembali ke permukaan. Selain itu, suhu dan tekanan ekstrim dari inti telah lama sulit untuk direproduksi di laboratorium. Penelitian baru dapat memberikan gambaran yang lebih rinci tentang pusat planet kita. Inti bumi dibagi menjadi 2 wilayah terpisah: cair (inti luar) dan padat (dalam), transisi di antaranya terletak pada kedalaman 5.156 km.

Besi adalah satu-satunya elemen yang sangat cocok dengan sifat seismik inti bumi dan cukup melimpah di alam semesta untuk mewakili sekitar 35% massa planet di inti planet. Menurut data modern, inti luar adalah aliran berputar besi cair dan nikel, konduktor listrik yang baik. Dengan dia, asal usul medan magnet bumi dikaitkan, mengingat, seperti generator raksasa, arus listrik yang mengalir di inti cair menciptakan medan magnet global. Lapisan mantel, yang bersentuhan langsung dengan inti luar, terpengaruh olehnya, karena suhu di inti lebih tinggi daripada di mantel. Di beberapa tempat, lapisan ini menghasilkan panas yang sangat besar dan aliran massa yang diarahkan ke permukaan bumi - gumpalan.

Karakteristik Bumi (bentuk, ukuran).

Bumi adalah salah satu dari sembilan planet yang berputar mengelilingi Matahari. Gagasan pertama tentang bentuk dan ukuran Bumi muncul di zaman kuno. Pemikir kuno (Pythagoras - abad V SM, Aristoteles - abad III SM, dll.) mengungkapkan gagasan bahwa planet kita memiliki bentuk bulat. Newton secara teoritis memperkuat posisi yang diwakili oleh bentuk elipsoid rotasi, atau bulat. Selisih antara jari-jari kutub dan khatulistiwa adalah 21 km. Menurut perhitungan T. D. Zhonglovich dan S. I. Tropinina, asimetri Bumi terhadap khatulistiwa ditunjukkan: kutub selatan terletak lebih dekat ke khatulistiwa daripada utara. Sehubungan dengan diseksi relief (adanya pegunungan tinggi dan cekungan yang dalam), bentuk bumi yang sebenarnya lebih kompleks daripada ellipsoid triaksial. Titik tertinggi di Bumi - Gunung Chomolungma di Himalaya - mencapai ketinggian 8848m. Kedalaman terbesar 11.034 m ditemukan di Palung Mariana .. Pada tahun 1873, fisikawan Jerman Listing menyebut sosok Bumi sebagai geoid, yang secara harfiah berarti "seperti bumi." Di Uni Soviet, saat ini diterima elipsoid F.N. Krasovsky dan murid-muridnya (A. A. Izotov dan lainnya), parameter utamanya dikonfirmasi oleh penelitian modern dan dari stasiun orbital. Menurut data ini, jari-jari khatulistiwa adalah 6378,245 km, jari-jari kutub adalah 6356,863 km, dan kompresi kutub adalah 1/298,25. Volume Bumi adalah 1,083 10 12 km 3, dan massanya adalah 6 10 27 g.

Kulit terluar Bumi.

Kulit terluar bumi adalah atmosfer, hidrosfer, dan litosfer. Selubung gas Bumi adalah atmosfer, di bagian bawah berbatasan dengan hidrosfer atau litosfer, dan memanjang ke atas sejauh 1000 km. Tiga lapisan dibedakan di dalamnya: troposfer, yang bergerak; setelah itu adalah stratosfer; di belakangnya adalah ionosfer (lapisan atas).

Ukuran hidrosfer - cangkang air Bumi, adalah 71% dari seluruh permukaan planet ini. Salinitas rata-rata air adalah 35 g/l. Permukaan laut memiliki kepadatan sekitar 1 dan suhu 3-32 ° C. Sinar matahari dapat menembus tidak lebih dalam dari dua ratus meter, dan ultraviolet - 800 m.

Habitat organisme hidup adalah biosfer, menyatu dengan hidrosfer, atmosfer, dan litosfer. Tepi atas biosfer naik ke bola atas troposfer, dan yang lebih rendah mencapai bagian bawah depresi di lautan. Ini membedakan bidang hewan (lebih dari satu juta spesies) dan bidang tumbuhan (lebih dari 500 ribu spesies).

Ketebalan litosfer - cangkang batu Bumi, dapat bervariasi dari 35 hingga 100 km. Ini mencakup semua benua, pulau, dan dasar laut. Di bawahnya adalah pyrosphere, yang merupakan cangkang berapi-api dari planet kita. Terjadi peningkatan suhu sekitar 1°C setiap kedalaman 33 meter. Mungkin, pada kedalaman yang sangat dalam, di bawah pengaruh tekanan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi, batuan tersebut meleleh dan berada dalam keadaan mendekati cair.

Tahapan perkembangan evolusi Bumi

Bumi muncul dengan mengentalkan sebagian besar fraksi suhu tinggi dengan sejumlah besar besi metalik, dan sisa material dekat Bumi, di mana besi dioksidasi dan diubah menjadi silikat, mungkin digunakan untuk membangun Bulan.

Tahap awal perkembangan Bumi tidak tetap dalam catatan geologis batu, yang menurutnya ilmu geologi berhasil memulihkan sejarahnya. Bahkan batuan paling kuno (usianya ditandai dengan angka yang sangat besar - 3,9 miliar tahun) adalah produk dari peristiwa yang terjadi setelah pembentukan planet itu sendiri.

Tahap awal keberadaan planet kita ditandai oleh proses integrasi planet (akumulasi) dan diferensiasi selanjutnya, yang mengarah pada pembentukan inti pusat dan mantel silikat utama yang menyelimutinya. Pembentukan kerak aluminosilikat jenis samudera dan benua mengacu pada peristiwa selanjutnya yang terkait dengan proses fisikokimia di mantel itu sendiri.

Bumi sebagai planet primer terbentuk pada suhu di bawah titik lebur materialnya 5-4.6 miliar tahun yang lalu. Bumi muncul dengan akumulasi sebagai bola kimia yang relatif homogen. Itu adalah campuran partikel besi, silikat, dan sulfida yang relatif homogen, didistribusikan secara merata di seluruh volume.

Sebagian besar massanya terbentuk pada suhu di bawah suhu kondensasi fraksi suhu tinggi (logam, silikat), yaitu di bawah 800 ° K. Secara umum, penyelesaian pembentukan Bumi tidak dapat terjadi di bawah 320 ° K. , yang ditentukan oleh jarak dari Matahari. Dampak partikel selama proses akumulasi dapat meningkatkan suhu Bumi yang baru lahir, tetapi perkiraan kuantitatif energi dari proses ini tidak dapat dibuat dengan cukup andal.

Sejak awal pembentukan Bumi muda, pemanasan radioaktifnya dicatat, yang disebabkan oleh peluruhan inti radioaktif yang mati dengan cepat, termasuk sejumlah inti transuranik yang bertahan dari era fusi nuklir, dan peluruhan sekarang. radioisotop yang diawetkan dan.

Dalam energi atom radiogenik total di zaman awal keberadaan Bumi, ada cukup bahan untuk mulai meleleh di beberapa tempat, diikuti oleh pelepasan gas dan munculnya komponen ringan ke cakrawala atas.

Dengan distribusi unsur-unsur radioaktif yang relatif homogen dengan distribusi panas radiogenik yang seragam di seluruh volume Bumi, peningkatan suhu maksimum terjadi di pusatnya, diikuti oleh pemerataan di sepanjang pinggirannya. Namun, di wilayah tengah Bumi, tekanannya terlalu tinggi untuk mencair. Pencairan akibat pemanasan radioaktif dimulai pada beberapa kedalaman kritis, di mana suhunya melebihi titik leleh beberapa bagian material utama Bumi. Dalam hal ini, bahan besi dengan campuran belerang mulai meleleh lebih cepat daripada besi murni atau silikat.

Semua ini terjadi secara geologis agak cepat, karena massa besar besi cair tidak dapat tetap dalam keadaan tidak stabil untuk waktu yang lama di bagian atas Bumi. Pada akhirnya, semua besi cair berkaca ke wilayah tengah Bumi, membentuk inti logam. Bagian dalamnya melewati fase padat padat di bawah pengaruh tekanan tinggi, membentuk inti kecil lebih dalam dari 5000 km.

Proses asimetris diferensiasi materi planet dimulai 4,5 miliar tahun yang lalu, yang menyebabkan munculnya belahan (segmen) benua dan samudera. Ada kemungkinan bahwa belahan Samudra Pasifik modern adalah segmen di mana massa besi tenggelam ke arah pusat, dan di belahan bumi yang berlawanan mereka naik dengan munculnya bahan silikat dan pencairan berikutnya dari massa aluminosilikat yang lebih ringan dan komponen yang mudah menguap. Fraksi fusible dari bahan mantel memusatkan elemen litofil paling khas, yang tiba bersama dengan gas dan uap air di permukaan bumi primer. Pada akhir diferensiasi planet, sebagian besar silikat membentuk mantel tebal planet, dan produk peleburannya memunculkan perkembangan kerak aluminosilikat, lautan primer, dan atmosfer primer yang jenuh dengan CO 2 .

A.P. Vinogradov (1971), berdasarkan analisis fase logam materi meteorit, percaya bahwa paduan besi-nikel padat muncul secara independen dan langsung dari fase uap awan protoplanet dan mengembun pada 1500 ° C. Besi- paduan nikel meteorit, menurut ilmuwan, memiliki karakter utama dan dengan demikian mencirikan fase logam planet terestrial. Paduan besi-nikel dengan kepadatan agak tinggi, seperti yang diyakini Vinogradov, muncul di awan protoplanet, disinter karena konduktivitas termal yang tinggi menjadi bagian-bagian terpisah yang jatuh ke pusat awan debu-gas, melanjutkan pertumbuhan kondensasi terus menerus. Hanya massa paduan besi-nikel, yang terkondensasi secara independen dari awan protoplanet, yang dapat membentuk inti planet tipe terestrial.

Aktivitas tinggi Matahari primer menciptakan medan magnet di ruang sekitarnya, yang berkontribusi pada magnetisasi zat feromagnetik. Ini termasuk besi metalik, kobalt, nikel, dan sebagian besi sulfida. Titik Curie - suhu di mana zat memperoleh sifat magnetik - untuk besi adalah 1043 ° K, untuk kobalt - 1393 ° K, untuk nikel - 630 ° K dan untuk besi sulfida (pirhotit, dekat dengan troilite) - 598 ° K. Sejak gaya magnet untuk partikel kecil banyak orde besarnya lebih besar dari gaya tarik gravitasi, yang bergantung pada massa, maka akumulasi partikel besi dari nebula surya pendingin dapat dimulai pada suhu di bawah 1000 ° K dalam bentuk konsentrasi besar dan berkali-kali lebih efisien daripada akumulasi partikel silikat pada kondisi lain yang sama. Besi sulfida di bawah 580 °K juga dapat terakumulasi di bawah pengaruh gaya magnet setelah besi, kobalt, dan nikel.

Motif utama struktur zona planet kita dikaitkan dengan perjalanan akumulasi berturut-turut partikel dari komposisi yang berbeda - pertama, feromagnetik kuat, kemudian feromagnetik lemah, dan, akhirnya, silikat dan partikel lain, yang akumulasinya sudah ditentukan. terutama oleh gaya gravitasi massa logam besar yang tumbuh.

Dengan demikian, alasan utama untuk struktur zona dan komposisi kerak bumi adalah pemanasan radiogenik yang cepat, yang menentukan peningkatan suhunya dan selanjutnya berkontribusi pada peleburan lokal material, pengembangan diferensiasi kimia dan sifat feromagnetik di bawah pengaruh energi matahari.

Tahap awan gas-debu dan pembentukan Bumi sebagai kondensasi di awan ini. Suasana mengandung H dan Bukan, disipasi gas-gas ini terjadi.

Dalam proses pemanasan bertahap protoplanet, oksida besi dan silikat berkurang, dan bagian dalam protoplanet diperkaya dengan besi metalik. Berbagai gas dilepaskan ke atmosfer. Pembentukan gas terjadi karena proses radioaktif, radiokimia dan kimia. Awalnya, sebagian besar gas inert dilepaskan ke atmosfer: tidak(neon), tidak(nilsborium), CO2(karbon monoksida), H2(hidrogen), Bukan(helium), Ag(argon), kg(kripton), hehe(xenon). Suasana restoratif tercipta di atmosfer. Mungkin ada pendidikan NH3(amonia) melalui sintesis. Kemudian, selain yang ditunjukkan, asap asam mulai memasuki atmosfer - CO2, H 2 S, HF, SO2. Disosiasi hidrogen dan helium terjadi. Pelepasan uap air dan pembentukan hidrosfer menyebabkan penurunan konsentrasi gas yang sangat larut dan reaktif ( CO2, H 2 S, NH3). Komposisi atmosfer berubah sesuai.

Melalui gunung berapi dan dengan cara lain, pelepasan uap air dari magma dan batuan beku berlanjut, CO2, JADI, NH3, TIDAK 2, SO2. Ada juga pilihan H2, Tentang 2, Tidak, Ag, tidak, kr, Xe karena proses radiokimia dan transformasi unsur radioaktif. secara bertahap terakumulasi di atmosfer CO2 dan N 2. Ada sedikit konsentrasi Tentang 2 di atmosfer, tetapi juga hadir di dalamnya CH4 , H2 dan JADI(dari gunung berapi). Oksigen mengoksidasi gas-gas ini. Saat Bumi mendingin, hidrogen dan gas inert diserap oleh atmosfer, ditahan oleh gravitasi dan medan geomagnetik, seperti gas lain di atmosfer utama. Atmosfer sekunder mengandung beberapa sisa hidrogen, air, amonia, hidrogen sulfida dan bersifat pereduksi tajam.

Selama pembentukan proto-Bumi, semua air dalam berbagai bentuk terkait dengan substansi protoplanet. Ketika Bumi terbentuk dari protoplanet dingin dan suhunya meningkat secara bertahap, air semakin banyak dimasukkan dalam komposisi larutan magmatik silikat. Sebagian darinya menguap dari magma ke atmosfer, dan kemudian menghilang. Saat Bumi mendingin, disipasi uap air melemah, dan kemudian praktis berhenti sama sekali. Atmosfer bumi mulai diperkaya dengan kandungan uap air. Namun, presipitasi atmosfer dan pembentukan badan air di permukaan bumi menjadi mungkin hanya jauh kemudian, ketika suhu di permukaan bumi menjadi di bawah 100 °C. Penurunan suhu di permukaan bumi hingga kurang dari 100 ° C tidak diragukan lagi merupakan lompatan dalam sejarah hidrosfer bumi. Sampai saat itu, air di kerak bumi hanya dalam keadaan terikat secara kimia dan fisik, bersama-sama dengan batuan merupakan satu kesatuan yang tak terpisahkan. Air berada dalam bentuk gas atau uap panas di atmosfer. Ketika suhu permukaan bumi turun di bawah 100 ° C, reservoir dangkal yang agak luas mulai terbentuk di permukaannya, sebagai akibat dari hujan lebat. Sejak saat itu, lautan mulai terbentuk di permukaan, dan kemudian lautan primer. Di bebatuan Bumi, bersama dengan magma pemadatan yang terikat air dan batuan beku yang muncul, air menetes-cair gratis muncul.

Pendinginan Bumi berkontribusi pada munculnya air tanah, yang berbeda secara signifikan dalam komposisi kimia antara mereka dan air permukaan laut primer. Atmosfer terestrial, yang muncul selama pendinginan materi panas awal dari bahan yang mudah menguap, uap dan gas, menjadi dasar pembentukan atmosfer dan air di lautan. Munculnya air di permukaan bumi berkontribusi pada proses sirkulasi atmosfer massa udara antara laut dan darat. Distribusi energi matahari yang tidak merata di permukaan bumi telah menyebabkan sirkulasi atmosfer antara kutub dan khatulistiwa.

Semua unsur yang ada terbentuk di kerak bumi. Delapan di antaranya—oksigen, silikon, aluminium, besi, kalsium, natrium, kalium, dan magnesium—menjadi lebih dari 99% kerak bumi menurut berat dan jumlah atomnya, sedangkan sisanya kurang dari 1%. Massa utama unsur-unsur tersebar di kerak bumi dan hanya sebagian kecil yang membentuk akumulasi dalam bentuk endapan mineral. Dalam endapan, unsur biasanya tidak ditemukan dalam bentuk murni. Mereka membentuk senyawa kimia alami - mineral. Hanya sedikit - belerang, emas, dan platinum - yang dapat terakumulasi dalam bentuk asli murni.

Batuan adalah bahan dari mana bagian-bagian kerak bumi dibangun dengan komposisi dan struktur yang kurang lebih konstan, terdiri dari akumulasi beberapa mineral. Proses pembentukan batuan utama di litosfer adalah vulkanisme (Gbr. 6.1.2). Pada kedalaman yang sangat dalam, magma berada dalam kondisi tekanan dan suhu tinggi. Magma (Yunani: “lumpur tebal”) terdiri dari sejumlah unsur kimia atau senyawa sederhana.

Beras. 6.1.2. Letusan

Dengan penurunan tekanan dan suhu, unsur-unsur kimia dan senyawanya secara bertahap "teratur", membentuk prototipe mineral masa depan. Begitu suhu turun cukup untuk memulai pemadatan, mineral mulai keluar dari magma. Isolasi ini disertai dengan proses kristalisasi. Sebagai contoh kristalisasi, kami memberikan pembentukan kristal garam NaCl(Gbr. 6.1.3).

Gambar 6.1.3. Struktur kristal garam meja (natrium klorida). (Bola kecil adalah atom natrium, bola besar adalah atom klorin.)

Rumus kimia menunjukkan bahwa zat tersebut dibangun dari jumlah atom natrium dan klorin yang sama. Tidak ada atom natrium klorida di alam. Zat natrium klorida dibangun dari molekul natrium klorida. Kristal garam batu terdiri dari atom natrium dan klorin yang berselang-seling di sepanjang sumbu kubus. Selama kristalisasi, karena gaya elektromagnetik, masing-masing atom dalam struktur kristal cenderung mengambil tempatnya.

Kristalisasi magma terjadi di masa lalu dan terjadi sekarang pada saat letusan gunung berapi dalam berbagai kondisi alam. Ketika magma membeku di kedalaman, maka proses pendinginannya lambat, muncul batuan berbutir halus yang disebut dalam. Ini termasuk granit, diarit, gabro, syanit dan peridotit. Seringkali, di bawah pengaruh kekuatan internal aktif Bumi, magma keluar ke permukaan. Di permukaan, lava mendingin jauh lebih cepat daripada di kedalaman, sehingga kondisi untuk pembentukan kristal kurang menguntungkan. Kristal kurang tahan lama dan cepat berubah menjadi batuan metamorf, lepas dan sedimen.

Di alam, tidak ada mineral dan batuan yang ada selamanya. Setiap batu pernah muncul dan suatu hari keberadaannya akan berakhir. Itu tidak hilang tanpa jejak, tetapi berubah menjadi batu lain. Jadi, ketika granit dihancurkan, partikelnya menimbulkan lapisan pasir dan tanah liat. Pasir, ketika terendam, dapat berubah menjadi batupasir dan kuarsit, dan pada tekanan dan suhu yang lebih tinggi menimbulkan granit.

Dunia mineral dan batuan memiliki "kehidupan" tersendiri. Ada mineral kembar. Misalnya, jika mineral "kemilau timbal" ditemukan, maka mineral "seng campuran" akan selalu berada di sebelahnya. Kembar yang sama adalah emas dan kuarsa, cinnabar dan antimonite.

Ada mineral "musuh" - kuarsa dan nepheline. Komposisi kuarsa sesuai dengan silika, nepheline - hingga natrium aluminosilikat. Dan meskipun kuarsa sangat tersebar luas di alam dan merupakan bagian dari banyak batuan, kuarsa tidak "menoleransi" nepheline dan tidak pernah muncul dengannya di suatu tempat. Rahasia antagonisme terkait dengan fakta bahwa nepheline tidak jenuh dengan silika.

Di dunia mineral, ada kasus ketika satu mineral menjadi agresif dan berkembang dengan mengorbankan yang lain, ketika kondisi lingkungan berubah.

Suatu mineral, yang jatuh ke dalam kondisi lain, terkadang menjadi tidak stabil, dan digantikan oleh mineral lain dengan tetap mempertahankan bentuk aslinya. Transformasi seperti itu sering terjadi pada pirit, yang komposisinya mirip dengan besi disulfida. Biasanya membentuk kristal kubik berwarna emas dengan kilau logam yang kuat. Di bawah pengaruh oksigen atmosfer, pirit terurai menjadi bijih besi coklat. Bijih besi coklat tidak membentuk kristal, tetapi muncul sebagai pengganti pirit, mempertahankan bentuk kristalnya.

Mineral seperti itu bercanda disebut "penipu". Nama ilmiah mereka adalah pseudomorphoses, atau kristal palsu; bentuknya bukan karakteristik mineral penyusunnya.

Pseudomorphoses bersaksi tentang hubungan kompleks antara mineral yang berbeda. Hubungan antara kristal dari satu mineral juga tidak selalu sederhana. Di museum geologi, Anda mungkin telah mengagumi jalinan kristal yang indah lebih dari sekali. Intergrowth seperti itu disebut druze, atau sikat gunung. Dalam endapan mineral, mereka adalah objek dari "perburuan" pecinta batu yang sembrono - baik pemula maupun ahli mineral berpengalaman (Gbr. 6.1.4).

Druzes sangat indah, jadi minat seperti itu pada mereka cukup bisa dimengerti. Tapi ini bukan hanya tentang penampilan. Mari kita lihat bagaimana sikat kristal ini terbentuk, cari tahu mengapa kristal, dengan pemanjangannya, selalu terletak kurang lebih tegak lurus terhadap permukaan pertumbuhan, mengapa tidak ada atau hampir tidak ada kristal di druze yang akan rata atau tumbuh miring. Tampaknya selama pembentukan "inti" kristal, itu harus terletak di permukaan pertumbuhan, dan tidak berdiri secara vertikal di atasnya.

Beras. 6.1.4. Skema pemilihan geometris kristal yang tumbuh selama pembentukan druse (menurut D. P. Grigoriev).

Semua pertanyaan ini dijelaskan dengan baik oleh teori pemilihan geometris kristal oleh ahli mineral terkenal - profesor Institut Pertambangan Leningrad D. P. Grigoriev. Dia membuktikan bahwa sejumlah alasan mempengaruhi pembentukan druse kristal, tetapi bagaimanapun, kristal yang tumbuh berinteraksi satu sama lain. Beberapa dari mereka ternyata "lebih lemah", sehingga pertumbuhan mereka segera berhenti. Yang lebih "kuat" terus tumbuh, dan agar tidak "dikekang" oleh tetangga mereka, mereka meregang ke atas.

Bagaimana mekanisme pembentukan sikat gunung? Bagaimana banyak "inti" yang berorientasi berbeda berubah menjadi sejumlah kecil kristal besar yang terletak kurang lebih tegak lurus terhadap permukaan pertumbuhan? Jawaban atas pertanyaan ini dapat diperoleh jika kita dengan cermat mempertimbangkan struktur druse, yang terdiri dari kristal berwarna zona, yaitu kristal di mana perubahan warna memberikan jejak pertumbuhan.

Mari kita lihat lebih dekat bagian memanjang dari Druse. Sejumlah inti kristal terlihat pada permukaan yang tumbuh tidak rata. Secara alami, perpanjangannya sesuai dengan arah pertumbuhan terbesar. Awalnya, semua inti, terlepas dari orientasinya, tumbuh pada tingkat yang sama ke arah pemanjangan kristal. Tapi kemudian kristal mulai menyentuh. Yang bersandar dengan cepat menemukan diri mereka terjepit oleh tetangga mereka yang tumbuh secara vertikal, tidak meninggalkan ruang kosong untuk mereka. Oleh karena itu, dari massa kristal kecil yang berorientasi berbeda, hanya yang terletak tegak lurus atau hampir tegak lurus terhadap permukaan pertumbuhan yang "bertahan". Di balik kecemerlangan kristal druze dingin yang berkilauan, yang tersimpan di etalase museum, terletak umur panjang yang penuh dengan benturan...

Fenomena mineralogi lain yang luar biasa adalah kristal batu dengan kumpulan inklusi mineral rutil. Seorang ahli batu yang hebat A. A. Malakhov mengatakan bahwa "ketika Anda menyerahkan batu ini di tangan Anda, tampaknya Anda melihat dasar laut melalui kedalaman yang ditembus oleh filamen surya." Di Ural, batu seperti itu disebut "berbulu", dan dalam literatur mineralogi dikenal dengan nama luar biasa "Rambut Venus".

Proses pembentukan kristal dimulai pada jarak tertentu dari sumber magma yang berapi-api, ketika larutan berair panas dengan silikon dan titanium memasuki celah-celah di bebatuan. Dalam kasus penurunan suhu, larutan menjadi jenuh, kristal silika (kristal batuan) dan titanium oksida (rutil) secara bersamaan mengendap darinya. Ini menjelaskan penetrasi kristal batu dengan jarum rutil. Mineral mengkristal dalam urutan tertentu. Terkadang mereka menonjol secara bersamaan, seperti dalam formasi "Rambut Venus".

Karya destruktif dan kreatif kolosal masih berlangsung di perut bumi. Dalam rantai reaksi tanpa akhir, zat baru lahir - elemen, mineral, batu. Magma mantel bergegas dari kedalaman yang tidak diketahui ke dalam cangkang tipis kerak bumi, menerobosnya, mencoba menemukan jalan keluar ke permukaan planet ini. Gelombang osilasi elektromagnetik, aliran neuron, aliran radiasi radioaktif dari perut bumi. Merekalah yang menjadi salah satu yang utama dalam asal usul dan perkembangan kehidupan di Bumi.

Bumi adalah satu-satunya planet di tata surya kita tempat kehidupan berasal. Dalam banyak hal, ini difasilitasi oleh kehadiran enam cangkang berbeda di dalamnya: atmosfer, hidrosfer, biosfer, litosfer, pirosfer, dan sentrosfer. Semuanya berinteraksi erat satu sama lain, yang diekspresikan oleh pertukaran energi dan materi. Pada artikel ini kami akan mempertimbangkan komposisi, karakteristik utama, dan propertinya.

Kulit terluar bumi adalah atmosfer, hidrosfer, dan litosfer.

Cangkang gas Bumi adalah atmosfer, di bawahnya berbatasan dengan hidrosfer atau litosfer, dan memanjang ke atas sejauh 1000 km. Tiga lapisan dibedakan di dalamnya: troposfer, yang bergerak; setelah itu adalah stratosfer; di belakangnya adalah ionosfer (lapisan atas).

Ketinggian troposfer sekitar 10 km, dan massanya adalah 75% dari massa atmosfer. Ini menggerakkan udara secara horizontal atau vertikal. Di atas adalah stratosfer, yang membentang 80 km ke atas. Ini membentuk lapisan, bergerak dalam arah horizontal. Di luar stratosfer adalah ionosfer, di mana udara terus terionisasi.

Ukuran hidrosfer - cangkang air Bumi, adalah 71% dari seluruh permukaan planet ini. Salinitas rata-rata air adalah 35 g/l. Permukaan laut memiliki kepadatan sekitar 1 dan suhu 3-32 ° C. Mereka mampu menembus tidak lebih dalam dari dua ratus meter, dan ultraviolet - 800 m.

Habitat organisme hidup adalah biosfer, menyatu dengan hidrosfer, atmosfer, dan litosfer. Tepi atas biosfer naik ke bola atas troposfer, dan yang lebih rendah mencapai bagian bawah depresi di lautan. Ini membedakan bidang hewan (lebih dari satu juta spesies) dan bidang tumbuhan (lebih dari 500 ribu spesies).

Ketebalan litosfer - cangkang batu Bumi, dapat bervariasi dari 35 hingga 100 km. Ini mencakup semua benua, pulau, dan dasar laut. Di bawahnya adalah pyrosphere, yang merupakan cangkang berapi-api dari planet kita. Terjadi peningkatan suhu sekitar 1°C setiap kedalaman 33 meter. Mungkin, pada kedalaman yang sangat dalam, di bawah pengaruh tekanan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi, batuan tersebut meleleh dan berada dalam keadaan mendekati cair.

Lokasi cangkang pusat Bumi - inti - kedalaman 1800 km. Sebagian besar ilmuwan mendukung versi yang terdiri dari nikel dan besi. Di dalamnya, suhu komponennya beberapa ribu derajat Celcius, dan tekanannya 3.000.000 atmosfer. Keadaan inti belum dipelajari secara andal, tetapi diketahui bahwa ia terus mendingin.

Cangkang geosferik Bumi terus berubah: yang berapi-api menebal, dan yang padat menebal. Proses ini pada suatu waktu memicu munculnya balok batu padat - benua. Dan di zaman kita, bola api tidak menghentikan pengaruhnya terhadap kehidupan di planet ini. Dampaknya sangat besar. Terus-menerus mengubah kontur benua, iklim, lautan,

Endogen dan mempengaruhi perubahan terus menerus dari padatan yang mempengaruhi biosfer planet.

Semua kulit terluar Bumi memiliki sifat yang sama - mobilitas tinggi, yang dengannya perubahan sekecil apa pun di antara mereka segera menyebar ke seluruh massanya. Ini menjelaskan mengapa keseragaman komposisi cangkang relatif pada waktu yang berbeda, meskipun mereka telah mengalami perubahan signifikan selama perkembangan geologis. Misalnya, di atmosfer, menurut banyak ilmuwan, awalnya tidak ada oksigen bebas, tetapi jenuh, dan kemudian, sebagai hasil dari aktivitas vital tanaman, ia memperoleh kondisinya saat ini. Komposisi cangkang air Bumi berubah dengan cara yang sama, yang dibuktikan dengan indikator komparatif komposisi garam perairan tertutup dan lautan. Seluruh dunia organik berubah dengan cara yang sama, perubahan masih terjadi di dalamnya.