Zewnętrzne i wewnętrzne powłoki ziemi. Charakterystyka muszli ziemi

Etapy ewolucyjnego rozwoju Ziemi

Ziemia powstała poprzez zagęszczenie głównie wysokotemperaturowej frakcji znaczną ilością metalicznego żelaza, a pozostały materiał bliski Ziemi, w którym żelazo zostało utlenione i przekształcone w krzemiany, prawdopodobnie posłużył do budowy Księżyca.

Początki rozwoju Ziemi nie są utrwalone w kamiennym zapisie geologicznym, według którego nauki geologiczne z powodzeniem przywracają jej historię. Nawet najstarsze skały (ich wiek zaznacza się ogromną liczbą - 3,9 miliarda lat) są wytworem znacznie późniejszych wydarzeń, które miały miejsce po powstaniu samej planety.

Wczesne etapy istnienia naszej planety naznaczone były procesem jej planetarnej integracji (akumulacji) i późniejszego różnicowania, co doprowadziło do powstania jądra centralnego i otaczającego go pierwotnego płaszcza krzemianowego. Powstawanie skorupy glinokrzemianowej typu oceanicznego i kontynentalnego odnosi się do późniejszych zdarzeń związanych z procesami fizykochemicznymi w samym płaszczu.

Ziemia jako planeta pierwotna powstała w temperaturach poniżej temperatury topnienia jej materiału 5-4,6 miliarda lat temu. Ziemia powstała w wyniku akumulacji jako chemicznie stosunkowo jednorodna kula. Była to stosunkowo jednorodna mieszanina cząstek żelaza, krzemianów i mniejszej ilości siarczków, rozłożona dość równomiernie w całej objętości.

Większość jego masy powstała w temperaturze poniżej temperatury kondensacji frakcji wysokotemperaturowej (metal, krzemian), tj. poniżej 800°K. Na ogół zakończenie formowania się Ziemi nie mogło nastąpić poniżej 320°K , co było podyktowane odległością od Słońca. Uderzenia cząstek podczas procesu akumulacji mogą podnieść temperaturę powstającej Ziemi, ale ilościowe oszacowanie energii tego procesu nie może być wystarczająco wiarygodne.

Od początku formowania się młodej Ziemi odnotowano jej radioaktywne nagrzewanie, spowodowane rozpadem szybko wygasających jąder promieniotwórczych, w tym pewnej liczby transuranowych, które przetrwały z epoki syntezy jądrowej i rozpadem obecnie zachowane radioizotopy i.

W całkowitej radiogenicznej energii atomowej we wczesnych epokach istnienia Ziemi było wystarczająco dużo, aby jej materiał zaczął się miejscami topić, po czym nastąpiło odgazowanie i uniesienie się składników światła do górnych horyzontów.

Przy stosunkowo jednorodnym rozkładzie pierwiastków promieniotwórczych z równomiernym rozkładem ciepła radiogenicznego w całej objętości Ziemi, w jej centrum nastąpił maksymalny wzrost temperatury, a następnie wyrównanie wzdłuż obrzeży. Jednak w centralnych rejonach Ziemi ciśnienie było zbyt wysokie, aby się topiło. Topienie w wyniku ogrzewania radioaktywnego rozpoczęło się na pewnych krytycznych głębokościach, gdzie temperatura przekroczyła temperaturę topnienia pewnej części pierwotnego materiału Ziemi. W tym przypadku materiał żelazny z domieszką siarki zaczął topić się szybciej niż czyste żelazo lub krzemian.

Wszystko to wydarzyło się geologicznie dość szybko, ponieważ ogromne masy stopionego żelaza nie mogły długo pozostawać w stanie niestabilnym w górnych partiach Ziemi. W końcu całe płynne żelazo przeszkło do centralnych obszarów Ziemi, tworząc metaliczny rdzeń. Wewnętrzna jej część przeszła pod wpływem wysokiego ciśnienia w stałą gęstą fazę, tworząc mały rdzeń głębszy niż 5000 km.

Asymetryczny proces różnicowania materii planety rozpoczął się 4,5 miliarda lat temu, co doprowadziło do pojawienia się półkul (segmentów) kontynentalnej i oceanicznej. Możliwe, że półkula współczesnego Oceanu Spokojnego była segmentem, w którym masy żelaza opadały w kierunku środka, a na przeciwległej półkuli podnosiły się one wraz ze wzrostem materiału krzemianowego i późniejszym topnieniem lżejszych mas glinokrzemianowych i składników lotnych. Topliwe frakcje materiału płaszcza skupiały najbardziej typowe pierwiastki litofilowe, które wraz z gazami i parą wodną dotarły na powierzchnię pierwotnej Ziemi. Pod koniec zróżnicowania planetarnego większość krzemianów utworzyła gruby płaszcz planety, a produkty jej topnienia dały początek rozwojowi skorupy glinokrzemianowej, pierwotnego oceanu i pierwotnej atmosfery nasyconej CO 2 .

AP Vinogradov (1971), na podstawie analizy faz metalicznych materii meteorytowej, uważa, że ​​stały stop żelazowo-niklowy powstał niezależnie i bezpośrednio z fazy gazowej obłoku protoplanetarnego i skondensowany w 1500 ° C. Żelazo- Stop niklu meteorytów, zdaniem naukowca, ma charakter pierwotny i odpowiednio charakteryzuje fazę metaliczną planet ziemskich. Stopy żelazowo-niklowe o dość dużej gęstości, jak sądzi Winogradow, powstały w obłoku protoplanetarnym, spieczonym z powodu wysokiej przewodności cieplnej na oddzielne kawałki, które opadły do ​​środka chmury gazowo-pyłowej, kontynuując ciągły wzrost kondensacji. Tylko masa stopu żelaza i niklu, niezależnie skondensowanego z obłoku protoplanetarnego, mogła utworzyć jądra planet typu ziemskiego.

Wysoka aktywność pierwotnego Słońca wytworzyła w otaczającej przestrzeni pole magnetyczne, które przyczyniło się do namagnesowania substancji ferromagnetycznych. Należą do nich metaliczne żelazo, kobalt, nikiel i częściowo siarczek żelaza. Punkt Curie - temperatura, poniżej której substancje uzyskują właściwości magnetyczne - dla żelaza wynosi 1043 ° K, dla kobaltu - 1393 ° K, dla niklu - 630 ° K, a dla siarczku żelaza (pirotyt, zbliżony do troilitu) - 598 ° K. Od siły magnetyczne dla małych cząstek są o wiele rzędów wielkości większe od grawitacyjnych sił przyciągania, które zależą od mas, wówczas akumulacja cząstek żelaza z stygnącej mgławicy słonecznej mogła rozpocząć się przy temperaturach poniżej 1000 °K w postaci dużych stężeń i była wielokrotnie bardziej wydajne niż akumulacja cząstek krzemianu w innych równych warunkach. Siarczek żelaza poniżej 580°K może również gromadzić się pod wpływem sił magnetycznych po żelazie, kobalcie i niklu.

Główny motyw struktury strefowej naszej planety wiązał się z przebiegiem sukcesywnej akumulacji cząstek o różnym składzie - najpierw silnie ferromagnetycznych, potem słabo ferromagnetycznych, a na końcu krzemianowych i innych cząstek, których akumulacja była już podyktowana głównie przez siły grawitacyjne narosłych masywnych metali.

Zatem główną przyczyną strefowej budowy i składu skorupy ziemskiej było szybkie nagrzewanie radiogeniczne, które determinowało wzrost jej temperatury i dodatkowo przyczyniało się do lokalnego topnienia materiału, rozwoju zróżnicowania chemicznego i właściwości ferromagnetycznych pod wpływem energia słoneczna.

Etap obłoku gazowo-pyłowego i formowanie się Ziemi jako kondensacji w tej chmurze. Atmosfera zawarta h I Nie, nastąpiło rozproszenie tych gazów.

W procesie stopniowego nagrzewania protoplanety nastąpiła redukcja tlenków żelaza i krzemianów, wewnętrzne części protoplanety zostały wzbogacone metalicznym żelazem. Do atmosfery zostały uwolnione różne gazy. Powstawanie gazów nastąpiło w wyniku procesów radioaktywnych, radiochemicznych i chemicznych. Początkowo do atmosfery uwalniane były głównie gazy obojętne: Ne(neon), Ns(nilsborium), CO 2(tlenek węgla), H 2(wodór), Nie(hel), Ag(argon), Kg(krypton), Heh(ksenon). W atmosferze stworzono regenerującą atmosferę. Może była jakaś edukacja NH3(amoniak) poprzez syntezę. Potem, oprócz wskazanych, do atmosfery zaczął wdzierać się kwaśny dym - CO 2, H2S, HF, SO2. Nastąpiła dysocjacja wodoru i helu. Uwalnianie się pary wodnej i powstawanie hydrosfery spowodowało spadek stężeń gazów wysokorozpuszczalnych i reaktywnych ( CO2, H2S, NH3). Odpowiednio zmienił się skład atmosfery.

Poprzez wulkany i w inny sposób kontynuowano uwalnianie pary wodnej z magmy i skał magmowych, CO 2, WIĘC, NH3, NIE 2, SO2. Był też wybór H 2, Około 2, nie, Ag, Ne, kr, Xe w wyniku procesów radiochemicznych i przemian pierwiastków promieniotwórczych. stopniowo gromadzone w atmosferze CO 2 I N 2. Nastąpiła lekka koncentracja Około 2 w atmosferze, ale też były w niej obecne CH 4 , H 2 I WIĘC(z wulkanów). Tlen utleniał te gazy. Gdy Ziemia ochładzała się, wodór i gazy obojętne były pochłaniane przez atmosferę, zatrzymywane przez grawitację i pole geomagnetyczne, podobnie jak inne gazy atmosfery pierwotnej. Atmosfera wtórna zawierała pewną ilość wodoru, wody, amoniaku, siarkowodoru i miała charakter silnie redukujący.

Podczas formowania się proto-Ziemi cała woda miała różne formy związane z materią protoplanety. W miarę jak Ziemia uformowała się z zimnej protoplanety i jej temperatura stopniowo wzrastała, w skład krzemianowego roztworu magmy coraz częściej wchodziła woda. Część wyparowała z magmy do atmosfery, a następnie uległa rozproszeniu. Gdy Ziemia ochładzała się, rozpraszanie pary wodnej osłabło, a następnie praktycznie całkowicie ustało. Atmosferę Ziemi zaczęto wzbogacać zawartością pary wodnej. Jednak opady atmosferyczne i tworzenie się zbiorników wodnych na powierzchni Ziemi stały się możliwe dopiero znacznie później, gdy temperatura na powierzchni Ziemi spadła poniżej 100°C. Spadek temperatury na powierzchni Ziemi do mniej niż 100°C był niewątpliwie skokiem w historii ziemskiej hydrosfery. Do tego momentu woda w skorupie ziemskiej była tylko w stanie związanym chemicznie i fizycznie, stanowiąc wraz ze skałami jedną niepodzielną całość. Woda znajdowała się w atmosferze w postaci gazu lub gorącej pary. Gdy temperatura powierzchni Ziemi spadła poniżej 100°C, na jej powierzchni w wyniku intensywnych opadów zaczęły tworzyć się dość rozległe płytkie zbiorniki wodne. Od tego czasu na powierzchni zaczęły formować się morza, a następnie ocean pierwotny. W skałach Ziemi, wraz ze związaną w wodzie, krzepnącą magmą i wyłaniającymi się skałami magmowymi, pojawia się wolna kroplowa woda.

Ochłodzenie Ziemi przyczyniło się do powstania wód gruntowych, które znacznie różniły się składem chemicznym między sobą a wodami powierzchniowymi mórz pierwotnych. Atmosfera ziemska, która powstała podczas chłodzenia początkowej gorącej materii z materiałów lotnych, par i gazów, stała się podstawą do tworzenia atmosfery i wody w oceanach. Pojawienie się wody na powierzchni ziemi przyczyniło się do procesu cyrkulacji atmosferycznej mas powietrza między morzem a lądem. Nierównomierny rozkład energii słonecznej na powierzchni Ziemi spowodował cyrkulację atmosferyczną między biegunami a równikiem.

Wszystkie istniejące elementy uformowały się w skorupie ziemskiej. Osiem z nich — tlen, krzem, glin, żelazo, wapń, sód, potas i magnez — stanowiło ponad 99% skorupy ziemskiej pod względem masy i liczby atomów, podczas gdy cała reszta stanowiła mniej niż 1%. Główna masa pierwiastków jest rozproszona w skorupie ziemskiej i tylko niewielka ich część utworzyła nagromadzenia w postaci złóż mineralnych. W złożach pierwiastki zwykle nie występują w czystej postaci. Tworzą naturalne związki chemiczne - minerały. Tylko nieliczne – siarka, złoto i platyna – mogą gromadzić się w czystej, rodzimej formie.

Skała to materiał, z którego zbudowane są sekcje skorupy ziemskiej o mniej lub bardziej stałym składzie i strukturze, składające się z nagromadzenia kilku minerałów. Głównym procesem formowania skał w litosferze jest wulkanizm (ryc. 6.1.2). Na dużych głębokościach magma znajduje się w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Magma (z greckiego: „gęste błoto”) składa się z wielu pierwiastków chemicznych lub prostych związków.

Ryż. 6.1.2. Wybuch

Wraz ze spadkiem ciśnienia i temperatury pierwiastki chemiczne i ich związki są stopniowo „uporządkowane”, tworząc prototypy przyszłych minerałów. Gdy tylko temperatura spadnie na tyle, aby rozpocząć krzepnięcie, minerały zaczynają wydobywać się z magmy. Tej izolacji towarzyszy proces krystalizacji. Jako przykład krystalizacji podajemy powstawanie kryształu soli NaCl(Rys. 6.1.3).

Rys.6.1.3. Struktura kryształu soli kuchennej (chlorku sodu). (Małe kulki to atomy sodu, duże kulki to atomy chloru.)

Wzór chemiczny wskazuje, że substancja zbudowana jest z tej samej liczby atomów sodu i chloru. W przyrodzie nie ma atomów chlorku sodu. Substancja chlorek sodu jest zbudowana z cząsteczek chlorku sodu. Kryształy soli kamiennej składają się z atomów sodu i chloru naprzemiennie wzdłuż osi sześcianu. Podczas krystalizacji, pod wpływem sił elektromagnetycznych, każdy z atomów w strukturze krystalicznej ma tendencję do zajmowania swojego miejsca.

Krystalizacja magmy miała miejsce w przeszłości i występuje obecnie podczas erupcji wulkanicznych w różnych warunkach naturalnych. Gdy magma krzepnie na głębokości, to proces jej stygnięcia przebiega powoli, pojawiają się ziarniste, dobrze skrystalizowane skały, które nazywane są głębokimi. Należą do nich granity, diaryty, gabro, sjanity i perydotyty. Często pod wpływem aktywnych sił wewnętrznych Ziemi magma wylewa się na powierzchnię. Na powierzchni lawa ochładza się znacznie szybciej niż na głębokości, więc warunki do tworzenia kryształów są mniej sprzyjające. Kryształy są mniej trwałe i szybko zamieniają się w skały metamorficzne, luźne i osadowe.

W naturze nie ma minerałów i skał, które istnieją wiecznie. Jakakolwiek skała kiedyś powstała i pewnego dnia jej istnienie dobiega końca. Nie znika bez śladu, ale zamienia się w kolejną skałę. Tak więc, gdy granit ulega zniszczeniu, jego cząsteczki tworzą warstwy piasku i gliny. Piasek po zanurzeniu może zamienić się w piaskowiec i kwarcyt, a przy wyższym ciśnieniu i temperaturze wytworzyć granit.

Świat minerałów i skał ma swoje własne „życie”. Istnieją bliźniacze minerały. Na przykład, jeśli zostanie znaleziony minerał „ołowiowy połysk”, to minerał „z blendy cynkowej” zawsze będzie obok niego. Te same bliźniaki to złoto i kwarc, cynober i antymonit.

Są minerały "wrogowie" - kwarc i nefelin. Kwarc w składzie odpowiada krzemionce, nefelin - glinokrzemianowi sodu. I chociaż kwarc jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie i jest częścią wielu skał, to nie „toleruje” nefelinu i nigdy nie występuje z nim w miejscu. Sekret antagonizmu wiąże się z niedosyceniem nefelinu krzemionką.

W świecie minerałów zdarzają się przypadki, gdy jeden minerał okazuje się agresywny i rozwija się kosztem innego, gdy zmieniają się warunki środowiskowe.

Minerał, popadając w inne warunki, czasami okazuje się niestabilny i zostaje zastąpiony innym minerałem, zachowując swoją pierwotną formę. Takie przemiany często zachodzą w przypadku pirytu, który ma podobny skład do dwusiarczku żelaza. Zwykle tworzy złote kryształy sześcienne z silnym metalicznym połyskiem. Pod wpływem tlenu atmosferycznego piryt rozkłada się na brązową rudę żelaza. Ruda brązowego żelaza nie tworzy kryształów, ale powstając w miejsce pirytu zachowuje kształt swojego kryształu.

Takie minerały są żartobliwie nazywane „oszustami”. Ich nazwa naukowa to pseudomorfozy lub fałszywe kryształy; ich kształt nie jest charakterystyczny dla składnika mineralnego.

Pseudomorfozy świadczą o złożonych relacjach między różnymi minerałami. Związki między kryształami jednego minerału też nie zawsze są proste. W muzeach geologicznych zapewne nie raz podziwiałeś piękne przerosty kryształów. Takie przerosty nazywane są druzami, czyli zaroślami górskimi. W złożach mineralnych są obiektem lekkomyślnych „polowań” miłośników kamienia – zarówno początkujących, jak i doświadczonych mineralogów (ryc. 6.1.4).

Druzowie są bardzo piękni, więc takie zainteresowanie nimi jest całkiem zrozumiałe. Ale nie chodzi tylko o wygląd. Zobaczmy, jak powstają te pędzle kryształów, dowiedzmy się, dlaczego kryształy przez swoje wydłużenie są zawsze usytuowane mniej więcej prostopadle do powierzchni wzrostu, dlaczego w druzach nie ma lub prawie nie ma kryształów, które leżałyby płasko lub rosły ukośnie. Wydawałoby się, że podczas formowania się „jądra” kryształu powinien on leżeć na powierzchni wzrostu, a nie stać na nim pionowo.

Ryż. 6.1.4. Schemat geometrycznej selekcji rosnących kryształów podczas formowania druz (według D.P. Grigorieva).

Wszystkie te pytania dobrze wyjaśnia teoria geometrycznego doboru kryształów słynnego mineraloga - profesora Leningradzkiego Instytutu Górniczego D. P. Grigoriewa. Udowodnił, że na powstawanie kryształowych druz wpływa wiele przyczyn, ale w każdym razie rosnące kryształy oddziałują ze sobą. Niektóre z nich okazują się „słabsze”, więc ich wzrost szybko się zatrzymuje. Te bardziej „silne” wciąż rosną i aby nie dać się „ograniczać” sąsiadom, wyciągają się w górę.

Jaki jest mechanizm powstawania pędzli górskich? W jaki sposób liczne różnie zorientowane „jądra” zamieniają się w niewielką liczbę dużych kryształów położonych mniej więcej prostopadle do powierzchni wzrostu? Odpowiedź na to pytanie można uzyskać, jeśli uważnie przyjrzymy się budowie druzy, składającej się z kryształów w kolorze strefowym, czyli takich, w których zmiany koloru dają ślady wzrostu.

Przyjrzyjmy się bliżej podłużnemu przekrojowi druzy. Na nierównej rosnącej powierzchni widoczne są liczne jądra krystaliczne. Oczywiście ich wydłużenia odpowiadają kierunkowi największego wzrostu. Początkowo wszystkie jądra, niezależnie od orientacji, rosły w jednakowym tempie w kierunku wydłużania kryształów. Ale wtedy kryształy zaczęły się dotykać. Pochylni szybko zostali ściśnięti przez swoich rosnących w pionie sąsiadów, nie pozostawiając im wolnego miejsca. Dlatego z masy różnie zorientowanych małych kryształków „ocalały” tylko te, które były usytuowane prostopadle lub prawie prostopadle do powierzchni wzrostu. Za lśniącym zimnym blaskiem kryształowych druzów, przechowywanych w gablotach muzeów, kryje się długie, pełne kolizji życie...

Innym niezwykłym zjawiskiem mineralogicznym jest kryształ górski z wiązkami inkluzji mineralnych rutylu. Wielki znawca kamieni A. A. Malachow powiedział, że „kiedy obracasz ten kamień w dłoniach, wydaje się, że patrzysz na dno morskie przez głębiny przeszyte włóknami słonecznymi”. Na Uralu taki kamień nazywany jest „włochatym”, aw literaturze mineralogicznej znany jest pod wspaniałą nazwą „Włosy Wenus”.

Proces tworzenia kryształów rozpoczyna się w pewnej odległości od źródła ognistej magmy, gdy gorące roztwory wodne z krzemem i tytanem wnikają w szczeliny w skałach. W przypadku spadku temperatury roztwór okazuje się być przesycony, jednocześnie wytrącają się z niego kryształy krzemionki (kryształ górski) i tlenek tytanu (rutyl). To wyjaśnia penetrację kryształu górskiego za pomocą igieł rutylowych. Minerały krystalizują w określonej kolejności. Czasami wyróżniają się jednocześnie, jak w formacji „Hair of Venus”.

We wnętrznościach Ziemi wciąż trwa kolosalna, destrukcyjna i twórcza praca. W łańcuchach niekończących się reakcji rodzą się nowe substancje - pierwiastki, minerały, skały. Magma płaszcza wdziera się z nieznanych głębin w cienką skorupę skorupy ziemskiej, przebija się przez nią, próbując znaleźć wyjście na powierzchnię planety. Fale oscylacji elektromagnetycznych, strumienie neuronów, strumień promieniowania radioaktywnego z wnętrzności Ziemi. To oni stali się jednymi z głównych w powstaniu i rozwoju życia na Ziemi.

Wpływ antropogeniczny na przyrodę przenika obecnie we wszystkie sfery, dlatego konieczne jest krótkie przyjrzenie się cechom poszczególnych powłok Ziemi.

Ziemia składa się z jądra, płaszcza, skorupy, litosfery, hydrosfery i. Pod wpływem materii żywej i działalności człowieka powstały jeszcze dwie muszle - biosfera i noosfera, w tym technosfera. Działalność człowieka rozciąga się na hydrosferę, litosferę, biosferę i noosferę. Rozważmy pokrótce te muszle i charakter wpływu na nie działalności człowieka.

Ogólna charakterystyka atmosfery

Zewnętrzna powłoka gazowa Ziemi. Dolna część styka się z litosferą, a górna z przestrzenią międzyplanetarną. składa się z trzech części:

1. Troposfera (część dolna) i jej wysokość nad powierzchnią to 15 km. Troposfera składa się z , których gęstość maleje wraz z wysokością. Górna część troposfery styka się z ekranem ozonowym - warstwą ozonową o grubości 7-8 km.

Osłona ozonowa zapobiega przedostawaniu się twardego promieniowania ultrafioletowego lub wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego do powierzchni Ziemi (litosfera, hydrosfera), które są szkodliwe dla wszystkich żywych istot. Niższe warstwy troposfery - do 5 km od poziomu morza - są siedliskiem powietrznym, podczas gdy najniższe warstwy są najgęściej zaludnione - do 100 m od powierzchni lądu lub. Największy wpływ działalności człowieka, która ma największe znaczenie ekologiczne, odczuwa troposfera, a zwłaszcza jej dolne warstwy.

2. Stratosfera - warstwa środkowa, której granica to wysokość 100 km nad poziomem morza. Stratosfera jest wypełniona rozrzedzonym gazem (azot, wodór, hel itp.). Wchodzi w jonosferę.

3. Jonosfera – warstwa górna, przechodząca w przestrzeń międzyplanetarną. Jonosfera jest wypełniona cząsteczkami powstającymi w wyniku rozpadu cząsteczek - jonów, elektronów itp. W dolnej części jonosfery pojawiają się „światła zorzy polarnej”, które obserwuje się na obszarach poza kołem podbiegunowym.

Pod względem ekologicznym największe znaczenie ma troposfera.

Krótki opis litosfery i hydrosfery

Powierzchnia Ziemi, znajdująca się pod troposferą, jest niejednorodna – jej część zajmuje woda, która tworzy hydrosferę, a część ląd, który tworzy litosferę.

Litosfera – zewnętrzna twarda skorupa kuli ziemskiej, utworzona przez skały (stąd nazwa – „odlany” – kamień). Składa się z dwóch warstw – górnej, utworzonej przez skały osadowe z granitem, oraz dolnej, utworzonej z litych skał bazaltowych. Część litosfery zajmuje woda (), a część to ląd, stanowiący około 30% powierzchni Ziemi. Najwyższa warstwa ziemi (w przeważającej części) pokryta jest cienką warstwą żyznej powierzchni - gleby. Gleba jest jednym ze środowisk życia, a litosfera jest podłożem, na którym żyją różne organizmy.

Hydrosfera - powłoka wodna powierzchni ziemi, utworzona przez całość wszystkich zbiorników wodnych na Ziemi. Grubość hydrosfery jest różna w różnych obszarach, ale średnia głębokość oceanu wynosi 3,8 km, aw niektórych zagłębieniach - do 11 km. Hydrosfera jest źródłem wody dla wszystkich organizmów żyjących na Ziemi, jest potężną siłą geologiczną, która obiega wodę i inne substancje, „kolebką życia” i siedliskiem organizmów wodnych. Wpływ antropogeniczny na hydrosferę jest również duży i zostanie omówiony poniżej.

Ogólna charakterystyka biosfery i noosfery

Od czasu pojawienia się życia na Ziemi powstała nowa, specyficzna powłoka - biosfera. Termin „biosfera” został wprowadzony przez E. Suessa (1875).

Biosfera (sfera życia) to ta część skorup Ziemi, w której żyją różne organizmy. Biosfera zajmuje część (dolną część troposfery), litosferę (górną część łącznie z glebą) i przenika całą hydrosferę oraz górną część dolnej powierzchni.

Biosferę można również określić jako skorupę geologiczną zamieszkaną przez żywe organizmy.

Granice biosfery wyznacza obecność warunków niezbędnych do normalnego funkcjonowania organizmów. Górna część biosfery jest ograniczona intensywnością promieniowania ultrafioletowego, a dolna wysoką temperaturą (do 100°C). Zarodniki bakterii znajdują się na wysokości 20 km nad poziomem morza, a bakterie beztlenowe na głębokości do 3 km od powierzchni ziemi.

Wiadomo, że powstają z żywej materii. Gęstość biosfery charakteryzuje się koncentracją żywej materii. Ustalono, że największą gęstością biosfery charakteryzują się powierzchnie lądu i oceanu na styku litosfera i hydrosfera oraz atmosfera. Gęstość życia w glebie jest bardzo duża.

Masa żywej materii w porównaniu z masą skorupy ziemskiej i hydrosfery jest niewielka, ale odgrywa ogromną rolę w procesach zmian skorupy ziemskiej.

Biosfera to całość wszystkich biogeocenoz na Ziemi, dlatego jest uważana za najwyższy ekosystem Ziemi. Wszystko w biosferze jest ze sobą połączone i współzależne. Pula genowa wszystkich organizmów na Ziemi zapewnia względną stabilność i odnawialność zasobów biologicznych planety, jeśli nie ma ostrej ingerencji w naturalne procesy ekologiczne przez różne siły natury geologicznej lub międzyplanetarnej. Obecnie, jak wspomniano powyżej, czynniki antropogeniczne oddziałujące na biosferę przybrały charakter siły geologicznej, z którą ludzkość musi się liczyć, jeśli chce przetrwać na Ziemi.

Od czasu pojawienia się człowieka na Ziemi w przyrodzie pojawiły się czynniki antropogeniczne, których efekt nasila się wraz z rozwojem cywilizacji oraz powstała nowa specyficzna powłoka Ziemi – noosfera (sfera inteligentnego życia). Termin „noosfera” został po raz pierwszy wprowadzony przez E. Leroya i T. Ya. de Chardina (1927), a w Rosji po raz pierwszy w jego pracach użył V. I. Vernadsky (30-40 lat XX wieku). W interpretacji terminu „noosfera” można wyróżnić dwa podejścia:

1. „Noosfera to ta część biosfery, w której prowadzona jest działalność ekonomiczna człowieka”. Autorem tej koncepcji był LN Gumilow (syn poetki A. Achmatowej i poety N. Gumilowa). Ten punkt widzenia jest słuszny, jeśli konieczne jest wyodrębnienie aktywności człowieka w biosferze, ukazanie jej odmienności od aktywności innych organizmów. Taka koncepcja charakteryzuje „wąskie poczucie” istoty Noosfery jako powłoki Ziemi.

2. „Noosfera to biosfera, której rozwojem kieruje ludzki umysł”. Pojęcie to jest szeroko reprezentowane i jest pojęciem w szerokim rozumieniu istoty Noosfery, ponieważ wpływ ludzkiego umysłu na biosferę może być zarówno pozytywny, jak i negatywny, ten ostatni bardzo często przeważa. W skład noosfery wchodzi technosfera – część noosfery związana z działalnością produkcyjną człowieka.

Na obecnym etapie rozwoju cywilizacyjnego i demograficznego konieczne jest „rozsądne” oddziaływanie na Przyrodę, optymalne oddziaływanie na nią, aby w jak najmniejszym stopniu szkodzić naturalnym procesom ekologicznym, odtwarzać zniszczone lub zaburzone biogeocenozy, a nawet na życie człowieka jako integralną całość. część biosfery. Działalność człowieka nieuchronnie powoduje zmiany w otaczającym świecie, ale biorąc pod uwagę możliwe konsekwencje, przewidując możliwe negatywne skutki, konieczne jest upewnienie się, że konsekwencje te są jak najmniej destrukcyjne.

Krótki opis sytuacji awaryjnych występujących na powierzchni Ziemi i ich klasyfikacja

Ważną rolę w naturalnych procesach ekologicznych odgrywają awarie, które nieustannie pojawiają się na powierzchni Ziemi. Niszczą lokalne biogeocenozy, a powtarzane cyklicznie w niektórych przypadkach są czynnikami środowiskowymi, które przyczyniają się do procesów ewolucyjnych.

Sytuacje, w których normalne funkcjonowanie dużej liczby osób lub biogeocenoza jako całość staje się trudne lub niemożliwe, nazywamy stanem wyjątkowym.

Pojęcie „sytuacji nadzwyczajnych” ma większe zastosowanie do działalności człowieka, ale odnosi się również do społeczności naturalnych.

Ze względu na pochodzenie sytuacje awaryjne dzielą się na naturalne i antropogeniczne (technogeniczne).

Katastrofy naturalne powstają w wyniku zjawisk naturalnych. Należą do nich powodzie, trzęsienia ziemi, osuwiska, spływy błotne, huragany, erupcje itp. Rozważ niektóre zjawiska, które powodują naturalne katastrofy.

Jest to nagłe uwolnienie energii potencjalnej wnętrza Ziemi, która przybiera postać fal uderzeniowych i drgań sprężystych (fal sejsmicznych).

Trzęsienia ziemi występują głównie z powodu podziemnych zjawisk wulkanicznych, przemieszczania się warstw względem siebie, ale mogą być również spowodowane przez człowieka i występują w wyniku zawalenia się wyrobisk mineralnych. Podczas trzęsień ziemi dochodzi do przemieszczeń, drgań i wibracji skał z fal sejsmicznych oraz ruchów tektonicznych skorupy ziemskiej, co prowadzi do zniszczenia powierzchni – pojawienia się spękań, uskoków itp., a także do wystąpienia pożarów, niszczenie budynków.

Osuwiska – ślizgające się przemieszczanie się skał w dół zboczy z powierzchni nachylonych (góry, pagórki, tarasy morskie itp.) pod wpływem grawitacji.

Podczas osuwisk powierzchnia jest naruszona, giną biocenozy, niszczone są osady itp. Największe szkody wyrządzają bardzo głębokie osuwiska, których głębokość przekracza 20 metrów.

Wulkanizm (erupcje wulkaniczne) to zespół zjawisk związanych z ruchem magmy (roztopionej masy skalnej), gorących gazów i pary wodnej unoszącej się kanałami lub pęknięciami w skorupie ziemskiej.

Wulkanizm jest typowym zjawiskiem przyrodniczym, które powoduje wielkie niszczenie naturalnych biogeocenoz, powodując ogromne szkody w działalności gospodarczej człowieka i mocno zanieczyszczając region sąsiadujący z wulkanami. Erupcjom wulkanów towarzyszą inne katastrofalne zjawiska naturalne - pożary, osuwiska, powodzie itp.

Wylewy błotne to krótkotrwałe powodzie sztormowe, które niosą ze sobą duże ilości piasku, kamyków, gruzu i kamieni, które mają charakter spływów mułowo-kamiennych.

Muły błotne są charakterystyczne dla regionów górskich i mogą powodować znaczne szkody w działalności człowieka, powodować śmierć różnych zwierząt oraz niszczenie lokalnych zbiorowisk roślinnych.

Lawiny śnieżne nazywane są lawinami śniegu, niosąc ze sobą coraz większe masy śniegu i innych materiałów sypkich. Lawiny mają zarówno pochodzenie naturalne, jak i antropogeniczne. Wyrządzają ogromne szkody w działalności gospodarczej człowieka, niszcząc drogi, linie energetyczne, powodując śmierć ludzi, zwierząt i zbiorowisk roślinnych.

Powyższe zjawiska, będące przyczyną sytuacji awaryjnych, są ściśle związane z litosferą. Zjawiska naturalne, które tworzą sytuacje awaryjne, są również możliwe w hydrosferze. Należą do nich powodzie i tsunami.

Powodzie to zalanie wodą obszarów w obrębie dolin rzecznych, brzegów jezior, mórz i oceanów.

Jeżeli powodzie mają charakter ściśle okresowy (pływy, przypływy), to w tym przypadku naturalne biogeocenozy są do nich przystosowane jako siedlisko w określonych warunkach. Często jednak powodzie są nieoczekiwane i wiążą się z indywidualnymi zjawiskami nieokresowymi (nadmierne opady śniegu zimą stwarzają warunki do wystąpienia rozległych powodzi, które powodują zalanie dużego obszaru itp.). Podczas powodzi dochodzi do naruszenia pokrywy glebowej, teren może być skażony różnymi odpadami w wyniku erozji ich obiektów magazynowych, śmierci zwierząt, roślin i ludzi, niszczenia osad itp.

Fale grawitacyjne o wielkiej sile powstające na powierzchni mórz i oceanów.

Tsunami ma przyczyny naturalne i spowodowane przez człowieka. Trzęsienia ziemi, trzęsienia morza i podwodne erupcje wulkanów są klasyfikowane jako przyczyny naturalne, a podwodne eksplozje nuklearne jako przyczyny spowodowane przez człowieka.

Tsunami powoduje śmierć statków i wypadki na nich, co z kolei prowadzi do zanieczyszczenia środowiska naturalnego, na przykład zniszczenie tankowca przewożącego ropę doprowadzi do zanieczyszczenia ogromnej powierzchni wody filmem olejowym, który jest trujący dla planktonu i pelargiczne formy zwierząt (plankton to zawieszone małe organizmy, żyjące w powierzchniowej warstwie wody oceanu lub innego akwenu; pelargiczne formy zwierząt - zwierzęta, które swobodnie poruszają się w słupie wody dzięki aktywnemu ruchowi, na przykład, rekiny, wieloryby, głowonogi, bentosowe formy organizmów - organizmy prowadzące bentosowy tryb życia, np. flądra, kraby pustelnicze, szkarłupnie, glony przyczepione do dna itp.). Tsunami powoduje silne mieszanie się wód, przenoszenie organizmów do niezwykłego siedliska i śmierć.

Istnieją również zjawiska powodujące sytuacje kryzysowe. Należą do nich huragany, tornada, różnego rodzaju burze.

Huraganom - cyklonom tropikalnym i pozazwrotnikowym, które mają znacznie obniżone ciśnienie w centrum, towarzyszą wiatry o dużej prędkości i sile niszczącej.

Istnieją słabe, silne i ekstremalne huragany, które powodują opady, fale morskie i niszczenie obiektów lądowych, śmierć różnych organizmów.

Burze wirowe (szkwały) to zjawiska atmosferyczne związane z występowaniem silnych wiatrów o dużej sile niszczącej i dużej powierzchni rozmieszczenia. Śnieg, kurz i bezpyłowe burze. Gwałty powodują przenoszenie górnych warstw gleby, ich niszczenie, śmierć roślin, zwierząt oraz niszczenie konstrukcji.

Tornada (tornada) to wirowa forma ruchu mas powietrza, której towarzyszy pojawienie się lejków powietrznych.

Siła tornad jest ogromna, w obszarze ich ruchu dochodzi do całkowitego zniszczenia gleby, zwierzęta giną, budynki są niszczone, przedmioty są przenoszone z miejsca na miejsce, powodując uszkodzenia znajdujących się tam obiektów.

Poza opisanymi powyżej zjawiskami naturalnymi, prowadzącymi do sytuacji awaryjnych, istnieją inne zjawiska, które je wywołują, których przyczyną jest działalność człowieka. Awarie spowodowane przez człowieka obejmują:

1. Wypadki transportowe. Gdy na różnych autostradach (drogi, linie kolejowe, rzeki, morza) łamane są przepisy ruchu drogowego, giną pojazdy, ludzie, zwierzęta itp. Do środowiska naturalnego dostają się różne substancje, także te, które prowadzą do śmierci organizmów wszystkich królestw (np. pestycydy itp.). W wyniku wypadków w transporcie możliwe są pożary i przedostanie się do gazów (chlorowodór, amoniak, substancje palne i wybuchowe).

2. Wypadki w dużych przedsiębiorstwach. Naruszenie procesów technologicznych, nieprzestrzeganie zasad eksploatacji urządzeń, niedoskonałość technologii może powodować uwalnianie do środowiska szkodliwych związków, wywołujących różne choroby u ludzi i zwierząt, przyczyniające się do pojawienia się mutacji w organizmach roślinnych i zwierzęcych, jak również prowadzić do zniszczenia budynków i pożarów. Najniebezpieczniejsze wypadki w przedsiębiorstwach korzystających. Wypadki w elektrowniach jądrowych (EJ) powodują ogromne szkody, ponieważ oprócz zwykłych czynników uszkadzających (uszkodzenia mechaniczne, jednorazowe uwalnianie szkodliwych substancji, pożary), wypadki w elektrowniach jądrowych charakteryzują się uszkodzeniem obszaru przez radionuklidy, promieniowanie przenikliwe , a promień szkody w tym przypadku znacznie przewyższa prawdopodobieństwo wystąpienia wypadków w innych przedsiębiorstwach.

3. Pożary obejmujące duże obszary lasów lub torfowisk. Z reguły takie pożary mają charakter antropogeniczny ze względu na naruszenie zasad postępowania z ogniem, ale mogą też mieć charakter naturalny, np. z powodu wyładowań atmosferycznych (błyskawicy). Takie pożary mogą być również spowodowane awariami linii energetycznych. Pożary niszczą naturalne zbiorowiska organizmów na dużych obszarach, powodując ogromne straty gospodarcze w działalności gospodarczej człowieka.

Wszystkie opisane zjawiska, które naruszają naturalne biogeocenozy, powodując duże szkody w działalności gospodarczej człowieka, wymagają opracowania i podjęcia działań ograniczających ich negatywny wpływ, co jest realizowane przy realizacji działań środowiskowych i radzeniu sobie ze skutkami sytuacji kryzysowych.

Nazywa się ją skorupą i wchodzi w litosferę, co po grecku dosłownie oznacza „kamienną” lub „twardą kulę”. Obejmuje również część górnego płaszcza. Wszystko to znajduje się bezpośrednio nad astenosferą ("kula bezsilna") - nad bardziej lepką lub plastyczną warstwą, jakby pod litosferą.

Wewnętrzna struktura Ziemi

Nasza planeta ma kształt elipsoidy, a dokładniej geoidy, która jest trójwymiarowym geometrycznym ciałem o zamkniętym kształcie. Ta najważniejsza koncepcja geodezyjna jest dosłownie tłumaczona jako „podobna do Ziemi”. Tak wygląda nasza planeta z zewnątrz. Wewnętrznie układa się następująco – Ziemia składa się z warstw oddzielonych granicami, które mają swoje specyficzne nazwy (najwyraźniejsza z nich to granica Mohorovichica, czyli Moho, oddziela skorupę i płaszcz). Rdzeń, który jest środkiem naszej planety, powłoka (lub płaszcz) i skorupa - górna stała skorupa Ziemi - są to główne warstwy, z których dwie - z kolei rdzeń i płaszcz są podzielone na 2 podwarstwy - wewnętrzną i zewnętrzną lub dolną i górną. Tak więc rdzeń, którego promień kuli wynosi 3,5 tys. kilometrów, składa się ze stałego rdzenia wewnętrznego (promień 1,3) i płynnego rdzenia zewnętrznego. A płaszcz, czyli skorupa krzemianowa, dzieli się na dolną i górną część, które razem stanowią 67% całkowitej masy naszej planety.

Najcieńsza warstwa planety

Same gleby powstały równocześnie z życiem na Ziemi i są wytworem wpływu środowiska – wody, powietrza, organizmów żywych i roślin. W zależności od różnych warunków (geologicznych, geograficznych i klimatycznych) ten najważniejszy zasób naturalny ma miąższość od 15 cm do 3 m. Wartość niektórych rodzajów gleb jest bardzo wysoka. Na przykład w czasie okupacji Niemcy wywozili ukraińską czarną ziemię w rolkach do Niemiec. Mówiąc o skorupie ziemskiej, nie sposób nie wspomnieć o dużych, stałych obszarach, które przesuwają się po bardziej płynnych warstwach płaszcza i poruszają się względem siebie. Ich zbliżenie i „przybycie” zagrażają przesunięciom tektonicznym, które mogą być przyczyną katastrof na Ziemi.

Około 40 000 kilometrów. Powłoki geograficzne Ziemi to systemy planety, w których wszystkie składniki wewnątrz są ze sobą połączone i określone względem siebie. Istnieją cztery rodzaje muszli - atmosfera, litosfera, hydrosfera i biosfera. Stany skupione substancji w nich zawarte są wszelkiego rodzaju - ciekłe, stałe i gazowe.

Muszle Ziemi: atmosfera

Atmosfera jest zewnętrzną powłoką. Składa się z różnych gazów:

• azot - 78,08%;
• tlen - 20,95%;
• argon - 0,93%;
• dwutlenek węgla - 0,03%.

Oprócz nich występują ozon, hel, wodór, gazy obojętne, ale ich udział w całkowitej objętości nie przekracza 0,01%. Ta powłoka Ziemi zawiera również pył i parę wodną.

Z kolei atmosfera podzielona jest na 5 warstw:

• troposfera - charakterystyczna jest wysokość od 8 do 12 km, obecność pary wodnej, powstawanie opadów, ruch mas powietrza;
• stratosfera - 8-55 km, zawiera warstwę ozonową pochłaniającą promieniowanie UV;
• mezosfera - 55-80 km, niska gęstość powietrza w porównaniu z dolną troposferą;
• jonosfera - 80-1000 km, złożona z zjonizowanych atomów tlenu, wolnych elektronów i innych naładowanych cząsteczek gazu;
• górna atmosfera (sfera rozpraszająca) - ponad 1000 km, cząsteczki poruszają się z dużymi prędkościami i mogą przenikać w kosmos.

Atmosfera wspiera życie na planecie, ponieważ pomaga utrzymać ciepło na Ziemi. Zapobiega również przedostawaniu się bezpośredniego światła słonecznego. A jego opady wpłynęły na proces glebotwórczy i kształtowanie się klimatu.

Muszle Ziemi: litosfera

To twarda skorupa, która tworzy skorupę ziemską. W skład kuli ziemskiej wchodzi kilka koncentrycznych warstw o ​​różnej grubości i gęstości. Mają też niejednorodny skład. Średnia gęstość Ziemi wynosi 5,52 g/cm 3 , aw górnych warstwach 2,7. Wskazuje to, że wewnątrz planety znajdują się cięższe substancje niż na powierzchni.

Górne warstwy litosfery mają grubość 60-120 km. Dominują w nich skały magmowe – granit, gnejs, bazalt. Większość z nich przez miliony lat została poddana procesom niszczenia, ciśnieniu, temperaturom i zamieniła się w luźne skały - piasek, glinę, less itp.

Do 1200 km to tak zwana powłoka sigmatic. Jego głównymi składnikami są magnez i krzem.

Na głębokości 1200-2900 km znajduje się muszla, zwana przeciętną półmetaliczną lub rudą. Zawiera głównie metale, w szczególności żelazo.

Poniżej 2900 km znajduje się środkowa część Ziemi.

Hydrosfera

Skład tej skorupy Ziemi reprezentują wszystkie wody planety, czy to oceany, morza, rzeki, jeziora, bagna, wody gruntowe. Hydrosfera znajduje się na powierzchni Ziemi i zajmuje 70% całkowitej powierzchni - 361 mln km 2.

1375 mln km 3 wody koncentruje się w oceanach, 25 na powierzchni lądu iw lodowcach, a 0,25 w jeziorach. Według akademika Vernadsky'ego duże rezerwy wody znajdują się w grubości skorupy ziemskiej.

Na powierzchni lądu woda bierze udział w ciągłej wymianie wody. Parowanie następuje głównie z powierzchni oceanu, gdzie woda jest słona. Ze względu na proces kondensacji w atmosferze ziemia jest zaopatrywana w świeżą wodę.

Biosfera

Strukturę, skład i energię tej powłoki Ziemi determinują procesy aktywności organizmów żywych. Granice biosfery - powierzchnia ziemi, warstwa gleby, dolna atmosfera i cała hydrosfera.

Rośliny dystrybuują i przechowują energię słoneczną w postaci różnych substancji organicznych. Organizmy żywe przeprowadzają proces migracji substancji chemicznych w glebie, atmosferze, hydrosferze, skałach osadowych. Dzięki zwierzętom w tych muszlach zachodzi wymiana gazowa i reakcje redoks. Atmosfera jest również wynikiem działalności żywych organizmów.

Muszla jest reprezentowana przez biogeocenozy, które są genetycznie jednorodnymi obszarami Ziemi z jednym rodzajem szaty roślinnej i zamieszkującymi je zwierzętami. Biogeocenozy mają własne gleby, topografię i mikroklimat.

Wszystkie powłoki Ziemi znajdują się w bliskiej ciągłej interakcji, co wyraża się jako wymiana materii i energii. Badania w dziedzinie tej interakcji i identyfikacja ogólnych zasad są ważne dla zrozumienia procesu glebotwórczego. Powłoki geograficzne Ziemi to unikalne systemy, charakterystyczne tylko dla naszej planety.

Wstęp

1. Podstawowe muszle ziemi

3. Reżim geotermalny ziemi

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Wstęp

Geologia to nauka o budowie i historii rozwoju Ziemi. Głównymi przedmiotami badań są skały, w których odciśnięty jest zapis geologiczny Ziemi, a także współczesne procesy fizyczne i mechanizmy działające zarówno na jej powierzchni, jak i w jelitach, których badanie pozwala zrozumieć, jak rozwijała się nasza planeta w przeszłość.

Ziemia ciągle się zmienia. Niektóre zmiany zachodzą nagle i bardzo szybko (np. erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi czy duże powodzie), ale najczęściej następują powoli (warstwa opadów o grubości nie większej niż 30 cm jest wyburzana lub kumulowana przez stulecie). Takie zmiany nie są zauważalne w ciągu życia jednej osoby, ale pewne informacje o zmianach zostały zgromadzone przez długi czas, a za pomocą regularnych dokładnych pomiarów rejestrowane są nawet nieznaczne ruchy skorupy ziemskiej.

Historia Ziemi rozpoczęła się wraz z rozwojem Układu Słonecznego około 4,6 miliarda lat temu. Jednak zapis geologiczny charakteryzuje się fragmentacją i niekompletnością, ponieważ wiele starożytnych skał zostało zniszczonych lub nałożonych na młodsze osady. Luki należy wypełnić poprzez korelację ze zdarzeniami, które miały miejsce gdzie indziej i dla których dostępnych jest więcej danych, a także poprzez analogie i hipotezy. Względny wiek skał określany jest na podstawie zawartych w nich kompleksów szczątków kopalnych oraz osadów, w których takich szczątków nie ma, na podstawie względnego położenia obu. Ponadto bezwzględny wiek prawie wszystkich skał można określić metodami geochemicznymi.

W tym artykule rozważane są główne skorupy ziemi, jej skład i struktura fizyczna.

1. Podstawowe muszle ziemi

Ziemia ma 6 powłok: atmosferę, hydrosferę, biosferę, litosferę, pirosferę i centrosferę.

Atmosfera jest zewnętrzną powłoką gazową Ziemi. Jego dolna granica przechodzi przez litosferę i hydrosferę, a górna - na wysokości 1000 km. Atmosfera jest podzielona na troposferę (warstwa ruchoma), stratosferę (warstwa nad troposferą) i jonosferę (warstwa górna).

Średnia wysokość troposfery to 10 km. Jego masa wynosi 75% całkowitej masy atmosfery. Powietrze w troposferze porusza się zarówno w poziomie, jak iw pionie.

Stratosfera wznosi się 80 km nad troposferą. Jego powietrze, poruszając się tylko w kierunku poziomym, tworzy warstwy.

Jeszcze wyżej rozciąga się jonosfera, która swoją nazwę zawdzięcza temu, że jej powietrze jest stale jonizowane pod wpływem promieni ultrafioletowych i kosmicznych.

Hydrosfera zajmuje 71% powierzchni Ziemi. Jego średnie zasolenie wynosi 35 g/l. Temperatura powierzchni oceanu wynosi od 3 do 32 ° C, gęstość około 1. Światło słoneczne wnika na głębokość 200 m, a promienie ultrafioletowe na głębokość 800 m.

Biosfera, czyli sfera życia, łączy się z atmosferą, hydrosferą i litosferą. Jej górna granica sięga górnych warstw troposfery, natomiast dolna biegnie wzdłuż dna basenów oceanicznych. Biosfera dzieli się na sferę roślin (ponad 500 000 gatunków) i sferę zwierząt (ponad 1 000 000 gatunków).

Litosfera – kamienna skorupa Ziemi – ma grubość od 40 do 100 km. Obejmuje kontynenty, wyspy i dno oceanów. Średnia wysokość kontynentów nad poziomem oceanu: Antarktyda - 2200 m, Azja - 960 m, Afryka - 750 m, Ameryka Północna - 720 m, Ameryka Południowa - 590 m, Europa - 340 m, Australia - 340 m.

Pod litosferą znajduje się pirosfera - ognista skorupa Ziemi. Jej temperatura wzrasta o około 1°C na każde 33 m głębokości. Skały na znacznych głębokościach są prawdopodobnie w stanie stopionym z powodu wysokich temperatur i wysokiego ciśnienia.

Centrosfera, czyli jądro Ziemi, znajduje się na głębokości 1800 km. Według większości naukowców składa się z żelaza i niklu. Ciśnienie tutaj osiąga 300000000000 Pa (3000000 atmosfer), temperatura wynosi kilka tysięcy stopni. Stan rdzenia jest nadal nieznany.

Ognista kula Ziemi nadal się ochładza. Twarda skorupa gęstnieje, ognista skorupa gęstnieje. Kiedyś doprowadziło to do powstania stałych głazów - kontynentów. Jednak wpływ ognistej sfery na życie planety Ziemia jest nadal bardzo duży. Kontury kontynentów i oceanów, klimat i skład atmosfery zmieniały się wielokrotnie.

Procesy egzogeniczne i endogeniczne nieustannie zmieniają stałą powierzchnię naszej planety, co z kolei aktywnie wpływa na biosferę Ziemi.

2. Skład i budowa fizyczna ziemi

Dane geofizyczne oraz wyniki badań inkluzji głębokich wskazują, że nasza planeta składa się z kilku powłok o różnych właściwościach fizycznych, których zmiana odzwierciedla zarówno zmianę składu chemicznego materii wraz z głębokością, jak i zmianę jej stanu skupienia w funkcji ciśnienie.

Najwyższa skorupa Ziemi - skorupa ziemska - pod kontynentami ma średnią grubość około 40 km (25-70 km), a pod oceanami - tylko 5-10 km (bez warstwy wody, średnio 4,5 km) . Powierzchnię Mohorovichicha przyjmuje się za dolną krawędź skorupy ziemskiej - odcinek sejsmiczny, na którym prędkość propagacji podłużnych fal sprężystych gwałtownie wzrasta z głębokością od 6,5-7,5 do 8-9 km / s, co odpowiada wzrostowi w gęstości materii od 2,8-3,0 do 3,3 g/cm3.

Płaszcz Ziemi rozciąga się od powierzchni Mohorovichicha na głębokość 2900 km; górna, najmniej gęsta strefa o grubości 400 km wyróżnia się jako górny płaszcz. Przedział od 2900 do 5150 km zajmuje jądro zewnętrzne, a od tego poziomu do środka Ziemi, czyli od 5150 do 6371 km, stanowi rdzeń wewnętrzny.

Jądro Ziemi jest przedmiotem zainteresowania naukowców od czasu jego odkrycia w 1936 roku. Niezwykle trudno było go zobrazować ze względu na stosunkowo niewielką liczbę docierających do niego i powracających na powierzchnię fal sejsmicznych. Ponadto ekstremalne temperatury i ciśnienia jądra od dawna są trudne do odtworzenia w laboratorium. Nowe badania mogą dostarczyć bardziej szczegółowego obrazu centrum naszej planety. Jądro Ziemi dzieli się na 2 oddzielne regiony: płynny (rdzeń zewnętrzny) i stały (wewnętrzny), między którymi przejście leży na głębokości 5156 km.

Żelazo jest jedynym pierwiastkiem, który ściśle odpowiada właściwościom sejsmicznym jądra Ziemi i występuje we wszechświecie na tyle obficie, że stanowi około 35% masy planety w jądrze planety. Według współczesnych danych rdzeń zewnętrzny to wirujący strumień stopionego żelaza i niklu, który jest dobrym przewodnikiem elektryczności. To z nim wiąże się pochodzenie ziemskiego pola magnetycznego, biorąc pod uwagę, że prądy elektryczne płynące w ciekłym jądrze niczym gigantyczny generator wytwarzają globalne pole magnetyczne. Ma ona wpływ na warstwę płaszcza, która styka się bezpośrednio z rdzeniem zewnętrznym, ponieważ temperatury w rdzeniu są wyższe niż w płaszczu. W niektórych miejscach warstwa ta generuje ogromne przepływy ciepła i masy skierowane na powierzchnię Ziemi - pióropusze.

Wewnętrzny rdzeń stały nie jest połączony z płaszczem. Uważa się, że jego stan stały, pomimo wysokiej temperatury, zapewnia gigantyczne ciśnienie w centrum Ziemi. Sugeruje się, aby oprócz stopów żelazowo-niklowych w rdzeniu były również obecne lżejsze pierwiastki, takie jak krzem i siarka oraz ewentualnie krzem i tlen. Kwestia stanu jądra Ziemi jest wciąż dyskusyjna. Wraz ze wzrostem odległości od powierzchni wzrasta ściskanie, któremu poddawana jest substancja. Z obliczeń wynika, że ​​ciśnienie w jądrze Ziemi może sięgać 3 milionów atmosfer. Jednocześnie wiele substancji wydaje się być metalizowanych - przechodzą w stan metaliczny. Była nawet hipoteza, że ​​jądro Ziemi składa się z metalicznego wodoru.

Zewnętrzny rdzeń jest również metaliczny (zasadniczo żelazny), ale w przeciwieństwie do rdzenia wewnętrznego, metal jest tutaj w stanie ciekłym i nie przenosi poprzecznych fal sprężystych. Prądy konwekcyjne w metalowym jądrze zewnętrznym są przyczyną powstawania ziemskiego pola magnetycznego.

Płaszcz Ziemi składa się z krzemianów: związków krzemu i tlenu z Mg, Fe, Ca. W górnym płaszczu dominują perydotyty - skały składające się głównie z dwóch minerałów: oliwinu (Fe, Mg) 2SiO4 i piroksenu (Ca, Na) (Fe, Mg, Al) (Si, Al) 2O6. Te skały zawierają stosunkowo mało (< 45 мас. %) кремнезема (SiO2) и обогащены магнием и железом. Поэтому их называют ультраосновными и ультрамафическими. Выше поверхности Мохоровичича в пределах континентальной земной коры преобладают силикатные магматические породы основного и кислого составов. Основные породы содержат 45-53 мас. % SiO2. Кроме оливина и пироксена в состав основных пород входит Ca-Na полевой шпат - плагиоклаз CaAl2Si2O8 - NaAlSi3O8. Кислые магматические породы предельно обогащены кремнеземом, содержание которого возрастает до 65-75 мас. %. Они состоят из кварца SiO2, плагиоклаза и K-Na полевого шпата (K,Na) AlSi3O8. Наиболее распространенной интрузивной породой основного состава является габбро, а вулканической породой - базальт. Среди кислых интрузивных пород чаще всего встречается гранит, a вулканическим аналогом гранита является риолит.

Zatem górny płaszcz składa się ze skał ultramaficznych i ultramaficznych, podczas gdy skorupę ziemską tworzą głównie podstawowe i felsowe skały magmowe: gabro, granity i ich wulkaniczne odpowiedniki, które w porównaniu z perydotytami górnego płaszcza zawierają mniej magnezu i żelazo i jednocześnie są wzbogacone w krzemionkę, glin i metale alkaliczne.

Pod kontynentami główne skały koncentrują się w dolnej części skorupy, a skały kwaśne znajdują się w jej górnej części. Pod oceanami cienka skorupa składa się prawie wyłącznie z gabro i bazaltów. Jest mocno ustalone, że podstawowe skały, które według różnych szacunków stanowią od 75 do 25% masy skorupy kontynentalnej i prawie całej skorupy oceanicznej, zostały wytopione z górnego płaszcza w procesie aktywności magmowej. Skały kwaśne są zwykle uważane za produkt powtarzającego się częściowego topnienia skał maficznych w skorupie kontynentalnej. Perydotyty z najwyższej części płaszcza są zubożone w topliwe składniki przemieszczane do skorupy ziemskiej podczas procesów magmowych. Szczególnie „zubożony” jest górny płaszcz pod kontynentami, gdzie powstała najgrubsza skorupa ziemska.

biosfera atmosfery powłoki ziemi

3. Reżim geotermalny ziemi

Reżim geotermalny zamarzniętych warstw jest determinowany warunkami wymiany ciepła na granicach zamarzniętego masywu. Głównymi formami reżimu geotermalnego są okresowe wahania temperatury (roczne, długoterminowe, świeckie itp.), których charakter wynika ze zmian temperatury powierzchni i przepływu ciepła z wnętrzności Ziemi. Kiedy wahania temperatury rozprzestrzeniają się z powierzchni w głąb skał, ich okres pozostaje niezmieniony, a amplituda maleje wykładniczo wraz z głębokością. Proporcjonalnie do wzrostu głębokości ekstremalne temperatury są opóźnione o okres czasu zwany przesunięciem fazowym. Przy równych amplitudach wahań temperatury stosunek głębokości ich tłumienia jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego ze stosunków okresów.

O specyfice reżimu geotermalnego warstw zamarzniętych decyduje występowanie przemian fazowych „woda-lód”, którym towarzyszy wydzielanie lub pochłanianie ciepła oraz zmiana właściwości termofizycznych skał. Zużycie ciepła na przemiany fazowe spowalnia postęp izotermy 0°C i powoduje bezwładność cieplną zamrożonych warstw. W górnej części sekcji wiecznej zmarzliny wyróżnia się warstwa rocznych wahań temperatury. W dolnej części tej warstwy temperatura odpowiada średniej rocznej temperaturze przez długi okres (5-10 lat). Miąższość warstwy rocznych wahań temperatury waha się średnio od 3-5 do 20-25 m, w zależności od średniej rocznej temperatury i właściwości termofizycznych skał.

Pole temperaturowe skał poniżej warstwy wahań rocznych kształtuje się pod wpływem przepływu ciepła z wnętrzności Ziemi i wahań temperatury na powierzchni o okresie dłuższym niż 1 rok. Wpływa na to budowa geologiczna, termofizyczne właściwości skał oraz przenoszenie ciepła przez wody gruntowe w kontakcie z wieczną zmarzliną.

Podczas degradacji wiecznej zmarzliny najniższą temperaturę obserwuje się głębiej niż podstawa warstwy wahań rocznych, co jest spowodowane wzrostem średniej rocznej temperatury. Podczas rozwoju agradacyjnego pole temperatury odzwierciedla ochładzanie się zamrożonych warstw od powierzchni, co wyraża się wzrostem gradientu temperatury.

Dynamika dolnej granicy warstw zamarzniętych zależy od stosunku przepływów ciepła w strefie zamarzniętej i rozmrożonej. Ich nierówność wynika z długotrwałych wahań temperatury na powierzchni, które wnikają na głębokość przekraczającą grubość wiecznej zmarzliny. Warunki geotechniczne i hydrogeologiczne zagospodarowania złoża w istotny sposób zależą od cech reżimu geotermalnego i jego zmian pod wpływem wyrobisk górniczych i innych obiektów inżynierskich. Badanie reżimu geotermalnego i prognoza jego zmiany prowadzone są w trakcie badań geokryologicznych.

Wniosek

Indywidualne oblicze planety, podobnie jak wygląd żywej istoty, jest w dużej mierze zdeterminowane czynnikami wewnętrznymi, które powstają w jej głębokich głębinach. Bardzo trudno jest badać te głębokości, ponieważ materiały tworzące Ziemię są nieprzejrzyste i gęste, więc ilość bezpośrednich danych na temat substancji głębokich stref jest bardzo ograniczona.

Istnieje wiele pomysłowych i ciekawych metod badania naszej planety, ale główne informacje o jej budowie wewnętrznej uzyskuje się w wyniku badań fal sejsmicznych, które występują podczas trzęsień ziemi i potężnych eksplozji. Co godzinę w różnych punktach Ziemi rejestrowanych jest około 10 drgań powierzchni Ziemi. W tym przypadku powstają fale sejsmiczne dwojakiego rodzaju: podłużne i poprzeczne. Oba rodzaje fal mogą rozchodzić się w ciele stałym, ale tylko fale podłużne mogą rozchodzić się w cieczach.

Przemieszczenia powierzchni ziemi są rejestrowane przez sejsmografy zainstalowane na całym globie. Obserwacje prędkości, z jaką fale przechodzą przez Ziemię, pozwalają geofizykom określić gęstość i twardość skał na głębokościach niedostępnych dla bezpośrednich badań. Porównanie gęstości znanych z danych sejsmicznych i uzyskanych w trakcie eksperymentów laboratoryjnych ze skałami (gdzie modeluje się temperaturę i ciśnienie odpowiadające określonej głębokości Ziemi) pozwala wyciągnąć wniosek o składzie materiałowym wnętrza Ziemi . Najnowsze dane geofizyczne i eksperymenty związane z badaniem przekształceń strukturalnych minerałów umożliwiły modelowanie wielu cech struktury, składu i procesów zachodzących w głębi Ziemi.

Życie Zatsii. Głównymi elementami strukturalnymi są tutaj biogeocenoza, czyli środek, czyli geograficzna powłoka Ziemi (atmosfera, gleba, hydrosfera, promieniowanie sony, wibracje kosmiczne i inne), napływ antropogeniczny. Na niesławne spojrzenie V.I. Vernadsky nazwał żywą, obojętną i biologiczną mowę jako główne składniki strukturalne biosfery jako unikalne ważne funkcje życiowe ...

Czyż nie na tej ścieżce można znaleźć pomost między naturą nieożywioną a żywą. Decydujące słowo w tej sprawie należy do różnych przyszłych badań biochemicznych i genetycznych. Zatem główne hipotezy dotyczące powstania życia na Ziemi można podzielić na 3 grupy: 1) hipoteza religijna o „boskim” pochodzeniu życia; 2) „panspermia” - życie powstało w kosmosie, a następnie zostało przyniesione ...

25 mg. Witamina U wspomaga gojenie wrzodów żołądka i dwunastnicy. Zawarty w pietruszce sok ze świeżej białej kapusty. 1.1.6. Inne substancje spożywcze. Oprócz rozważanych substancji podstawowych produkty spożywcze zawierają kwasy organiczne, olejki eteryczne, glikozydy, alkaloidy, garbniki, barwniki i fitoncydy. Kwasy organiczne znajdują się w...

Istnieją również mniej ważne szkoły ortodoksyjne, takie jak gramatyka, medycyna i inne, odnotowane w pracach Madhavacharyi. Wśród systemów heterodoksyjnych znajdują się głównie trzy główne szkoły - materialistyczna (taka jak Charvaka), buddyjska (vaibhashika, Sautrantika, Yogochara i Madyamaka) oraz Jain. Nazywani są nieortodoksyjnymi, ponieważ nie akceptują autorytetu Wed. jeden) ...