Что у Земли внутри? Внутреннее строение и состав нашей планеты
Содержание
- Методы исследования структуры Земли
- Общее строение Земли
- Земная кора
- Мантия
- Ядро Земли
- Как образовалась столь сложная структура Земли?
Радиус нашей планеты превышает 12 700 км, но самая глубокая скважина, которую человечеству удалось пробурить (Кольская сверхглубокая скважина), имеет глубину всего лишь в 12,2 км, то есть в тысячу раз меньше. Ученые имеют меньше информации о глубинах Земли, чем о дальнем космосе. Однако это не мешает им строить свои теории о ее строении. Из каких же слоев состоит Земля?
Методы исследования структуры Земли
Объем планеты можно посчитать, зная ее радиус. Её массу можно рассчитать на основе величины силы тяжести, орбите Земли и ее взаимодействии с другими небесными телами. Зная объем и массу, можно оценить и плотность земного шара, которая оказывается равной 5515 кг/куб. м. При этом средняя плотность вещества на поверхности планеты значительно ниже (3000 кг/куб. м), поэтому можно предполагать существенное увеличение этого показателя на больших глубинах.
Ученые при анализе структуры Земли опираются и на данные научных экспериментов, в ходе которых моделируются условия в центре планеты (высокое давление и плотность). Так, плотность железо при давлении в миллион атмосфер увеличивается в 1,3 раза за счет более плотного расположения атомов в кристаллической решетке.
Ещё одним источником информации о строении планеты является анализ сейсмических волн во время землетрясений. В 1909 году геофизик Мохоровичич обнаружил, что при неглубоких землетрясениях образуется не один, а несколько акустических сигналов, что позволило предположить существование резкой границы между корой и мантией, известной как поверхность Мохоровичича.
Во время извержений вулканов с глубин Земли на поверхность попадают ценные для исследования образцы материала. Наконец, даже исследования других планет земной группы (Меркурия, Венеры, Марса) помогают лучше понять процессы, проходящие в наших недрах, ведь эти планеты и Земля формировались в результате схожих процессов.
Общее строение Земли
Верхний слой планеты называют земной корой. Ее толщина варьируется от 5 до 35 км, причем под океанами она существенно тоньше. Существуют оценки, согласно которым ее толщина может доходить и до 70 км. Под ней располагается верхняя мантия, которая простирается до глубины 60 км. Нижняя же часть мантии доходит до отметки 2890 км. Отдельно геофизики выделяют слой, именуемый астеносферой (100-200 км).
Под мантией, располагается ядро. Его разделяют на внешнюю жидкую часть (до глубины 5150 км) и внутреннюю твердую.
Земная кора
Считается, что у Венеры и Марса (но не у Меркурия) также есть верхний слой коры, схожий с земным. Однако на Земле выделяют два вида коры: континентальный и океанический. Континентальная кора значительно более древняя, возраст ее пород может достигать миллиардов лет. Она состоит из трех слоев. Верхний образован горными породами, средний – гранитами и так называемыми гнейсами, а внизу располагаются гранулиты и подобные им породы.
Океаническая кора постоянно обновляется. Она образуется в центрах современных океанов в местах, которые называют срединно-океаническими хребтами. Перемещаясь оттуда в разных направлениях, она исчезает в зонах субдукции, растворяясь в мантии. Возраст океанической коры не превышает 140-150 миллионов лет. Также ее толщина значительно ниже и, по некоторым оценкам, составляет 5-10 км. Именно поэтому первая попытка пробурить земную кору была предпринята 1961-1966 г. в Тихом океане (проект «Мохол»).
Интересно, что большую часть земной коры образует незначительное количество элементов. Самыми распространенными из них являются:
- кислород (49%);
- кремний (26%);
- алюминий (7,5%);
- железо (4,2%);
- кальций (3,25%);
- натрий (2,4%);
- калий (2,35%);
- магний (2,35%)
- водород (1%).
На остальные элементы суммарно приходится примерно 1% вещества земной коры.
Мантия
Считается, что в некоторых местах мантия залегает на глубинах всего в 30 км, однако достичь ее до сих пор не удалось. Границу между мантией и корой называют поверхностью Мохоровичича. В ней фиксирует резкий рост скорости сейсмический волн, а также там должен происходить и такой же резкий рост плотности вещества.
Мантию разделяют на верхнюю и нижнюю. Граница между ними проходит на глубинах 410-670 км и носит название слой Голицына. В нем наблюдается структурная перестройка вещества мантии.
Мантия находится в жидком агрегатном состоянии, однако это не значит, что она похожа на воду. Она отличается огромной вязкостью, в квадриллион раз превышающую вязкости песка. На мантию, простирающуюся до глубины 2900 км, приходится примерно 80% объема земного шара. Также она отличается от земной коры химическим составом. Доля алюминия в ней ниже, а магния значительно выше. Основными элементами в ней являются:
- кислород (44,8 %);
- кремний (21,5%);
- магний (22,8%);
- железо (5,8%);
- кальций (2,3%);
- алюминий (2,2%).
В верхней мантии выделяют слой астеносферы, который более пластичен, чем остальная часть мантии. Также в нем ниже скорость распространения сейсмических волн и выше электропроводность. Именно в ней происходит перемещение литосферных плит земной коры, что порою вызывает землетрясения. По разным оценкам, астеносфера может начинаться на глубинах порядка 50 км и доходить до отметки 350 км.
Ядро Земли
Существование ядра было доказано ещё в 1897 г. Честь этого открытия принадлежит Иоганну Вихерту. Состоит ядро из двух слоев – жидкого внешнего и твердого внутреннего, однако в 2015 г. геолог Сяодунь Сун обосновал версию, что во внешнем ядре можно выделить третий слой.
Во внешнем ядре температура изменяется от 4400°С на глубине 2900 км до 6100°С на глубине 5150 км. В нем протекают вихревые электрические токи, что ведет к образованию у Земли магнитного поля, которое возникает из-за эффекта, известного как геодинамо.
Во внутреннем ядре давление может достигать 375 ГПа, поэтому находящееся там вещество просто не может стать жидкостью, несмотря на огромную температуру в 6400°. Эта часть структуры планеты возникла не сразу, а 2 млрд (по некоторым оценкам, только 500 млн) лет назад. Это связано с постепенным остыванием Земли. Со временем внутреннее ядро увеличивается в размерах.
Химический состав ядра сильно отличается от мантии. Порядка 85% его массы приходится на железо, 6% – на кремний, ещё 5% – на никель. Это примерные цифры, так как точный состав определить невероятно сложно. Возможно, что в ядре присутствует значительные доли серы, кислорода, углерода, фосфора и водорода.
Как образовалась столь сложная структура Земли?
Предполагается, что Земля образовалась из множества протопланет, которые из-за силы тяжести постепенно притягивались друг к другу. Сначала она была полностью жидкой. При этом в ней проходили хаpaктерные для жидкости процессы – более тяжелые элементы погружались глубже, а более легкие поднимались на поверхность. Так за примерно 10 млн лет образовалось железное ядро Земли. Существует версия, что раньше там находилось значительно больше радиоактивных металлов, но они распались со временем. После окончания активной фазы планетообразования Земля начала медленно остывать, в результате чего верхний слой отвердел, и образовалась земная кора.
Узнай, какие заливы и проливы омывают берега Европейской части света....
28 04 2024 20:12:39
В этой статье представлены десять самых красивых национальных парков мира, наполненных живописной красотой первозданной природы....
27 04 2024 17:59:20
Жираф (Giraffa camelopardalis) — парнокопытное млекопитающее из семейства жирафовые (Giraffidae). Самое высокое сухопутное животное на Земле....
26 04 2024 14:33:29
Из-за огромных размеров в Тихом океане обитает бесчисленное множество видов морских существ, и одними из самых известных животных являются......
25 04 2024 14:45:12
В этой статьи, вы откроете для себя 10 основных фактов о моллюсках, начиная от классификации до строения нервной системы....
24 04 2024 18:35:24
Движение клеток является важной функцией в живых организмах. Без способности двигаться клетки не могли бы расти, делиться и мигрировать в те области, где они необходимы....
23 04 2024 21:50:46
Альтернативные, или нетрадиционные источники энергии - это ресурсы природы, которые можно использовать для получения электричества. Сюда относятся солнце, ветер, и даже энергия земли, биомасс, сточных вод и отходов....
22 04 2024 13:58:59
В этой статье вы можете узнать подробную информацию о фауне жарких районов нашей планеты....
21 04 2024 16:52:24
В детстве мы видели десятки мультфильмов, в которых крысы, мыши или хомяки наслаждались большими кусками сыра. Но были ли эти мультфильмы основаны на правдивых фактах?...
20 04 2024 17:57:35
Paкообразные (Crustacea) - подтип члeнистоногих, который включает в себя следующие наиболее известных животных: крабов, омаров, креветок, криль, paков, мокриц и усоногих....
19 04 2024 20:37:59
В этой статье представлен список редких грибов России с названиями, фото и кратким описанием, которые пополнили страницы Красной книги....
18 04 2024 5:25:36
С наступлением ноября начинается поздняя осень. Обычно это время почти никто не любит. Так как конец осени унылая и скучная пора....
17 04 2024 13:26:24
Здесь представлена карта стран на русском языке и таблица с суверенными государствами, а также зависимыми территориями Европы....
16 04 2024 10:52:36
Экстремофилы - это организмы, которые живут и процветают в местах обитания, где жизнь невозможна для большинства других организмов....
15 04 2024 11:21:54
При первоначальном взгляде на пейзаж, сразу же внимание сосредотачивается на воде. Ее здесь кажется очень много, так как небо сливаясь с разлившейся рекой, напоминает нам единое синее полотно....
14 04 2024 12:12:19
В стихотворении «Унылая пора, очей очарованье» Александр Сергеевич рассуждает о временах года и приходит к выводу, что конец октября для него идеален по всем параметрам....
13 04 2024 5:33:45
Природные ресурсы Африки являются основой экономики континента и по-прежнему представляют собой важную возможность для развития благополучия ее народа....
12 04 2024 1:35:20
Бенгальская порода домашних кошек является межродовым гибридом домашней кошки и бенгальской дикой кошки....
11 04 2024 3:38:54
География изучает также саму природу, население и хозяйство, и устанавливает, как взаимодействует человеческое общество с географической средой (земной природой, включённой в сферу человеческой деятельности)....
10 04 2024 20:30:22
Узнай в каких трех полушариях Земли расположена Российская Федерация....
09 04 2024 15:57:51
Мадагаскар является домом для некоторых уникальных и необычных видов фауны. На острове обитает почти 25000 видов диких животных, при этом многие из них находятся под угрозой исчезновения....
08 04 2024 5:20:34
ОТВЕТ: Синий кит с огромным отрывом лидирует среди самых больших млекопитающих мира, а также считается крупнейшим животным в истории жизни на нашей планете....
07 04 2024 21:10:46
Наряду с паучками, мирно поедающими мух и мошек на окне, существуют виды, от которых лучше держатся подальше. Представляем вам ТОП 10 самых ядовитых и опасных пауков в мире....
06 04 2024 18:56:20
На смену хмурой осени пришла зима. Очень приятно проснуться ранним утром, и удивиться первому снегу, который словно легкие парашюты спускается с вышины, слегка кружась....
05 04 2024 13:29:18
Апоптоз, или запрограммированная гибель клеток, является естественным процессом в организме....
04 04 2024 9:10:21
Сочетания лесов и озер, делают Финляндию одной из самых живописных стран мира, и неудивительно, что она находится в числе популярных туристических направлений Европы....
03 04 2024 6:31:52
Дельта реки – это район реки, в котором ее единый водный поток начинает разветвляться на много рукавов и протоков. В большинстве случаев дельта располагается в устье реки, но это не всегда так....
02 04 2024 0:57:59
Особо удивляет своей неповторимостью красок – художница осень. Дело в том, что никто не знает в какой цвет окрасятся листья деревьев, каждый год они радуют......
01 04 2024 4:36:35
ОТВЕТ: Самым сильным насекомым в мири, которое известно современной науке, считается......
31 03 2024 18:13:54
Климатические и космические ресурсы прямо или косвенно влияют на жизнь планеты, а также набирают популярность в качестве альтернативных источников энергии....
30 03 2024 16:35:18
Гренландский кит является вторым по массе китом в мире, уступая только синему киту. Самки гренландского кита имеют среднюю длину тела от 16 до 18 метров, а самцы от 14 до 17 метров. Масса тела полярного кита варьируется от 75 до 100 тонн. Нижняя челюсть имеет U-образную форму и покрыта светлыми пятнами, контрастирующими с темным окрасом тела животного....
29 03 2024 20:22:30
В этой статье вы откроете для себя самые удивительные и интересные факты о муравьях, которые позволяют лучше понять этих насекомых....
28 03 2024 0:35:13
Малина - это 100% безвредная и полезная ягода для вашего друга-хомячка. Как и в случае со всеми другими фруктами, подходящими для хомяков, не забудьте тщательно вымыть и ополоснуть малину, прежде чем подавать ее своему питомцу....
27 03 2024 11:36:27
ОТВЕТ: Электрические угли способны генерировать напряжение до......
26 03 2024 4:16:41
В атмосфере нашей планеты происходит огромное количество различных явлений. По их физической сущности их можно разбить на 5 больших групп....
25 03 2024 22:33:45
Степная зона России представляют собой равнинную местность, покрытую травянистой растительностью и пpaктически лишенную деревьев, за исключением берегов рек. На степных почвах хорошо растут кустарники и множество видов трав....
24 03 2024 3:36:22
Перед нами пасмурный дождливый день в парке Сокольники. На центральной части картины изображена аллея, уводящая в глубину лесных насаждений, усыпанная желтыми листьями....
23 03 2024 10:47:22
Природной зоной называют географическую область, для которой хаpaктерны определенные компоненты и процессы: климат, рельеф, почвы, геохимические и гидрологические условия, а также флора и фауна....
22 03 2024 21:41:36
Вся поверхность Земли условно делится на равные полушария. Каждому из них, свойственны хаpaктерные признаки. Территория земного шара состоит из следующих 4 полушарий....
21 03 2024 19:11:47
В этой статье представлен список десяти крупнейших полуостровов мира с кратким описанием и расположением на карте....
20 03 2024 8:37:56
Вирус - это патогенная частица, которая имеет некоторые хаpaктеристики живых организмов, но не принадлежит к их числу....
19 03 2024 13:16:15
Для многих людей, животные, пожалуй, самые знакомые и интересные из всех живых существ на планете. Это может быть связано с тем фактом, что мы сами относимся......
18 03 2024 9:22:46
Этот окрас часто встречается не только у беспородных, но и у породистых кошек ‒ так как разрешён стандартами многих пород....
17 03 2024 14:51:51
Хотя это может показаться странным, медленное передвижение имеет свои преимущества. В этой статье приведены некоторые из самых медленных животных на Земле....
16 03 2024 13:39:42
Евразия - это единственный материк, который омывается четырьмя океанами. Также его омывает наибольшее количество морей....
15 03 2024 6:40:40
В этой статье вы узнаете о самых распространенных представителях животного мира, которые живут в бок о бок с нами в городах....
14 03 2024 13:28:41
Автотрофы - организмы, которые самостоятельно производят сложные органические вещества (например, углеводы, жиры и белки) из неорганических (таких как вода, диоксид углерод, неорганические соединения азота), использую для этого солнечного света (фотосинтез) или химических реакций (хемосинтез)....
13 03 2024 11:29:48
Каждое утро, когда я просыпаюсь, то сразу открываю занавески, и смотрю в окно. Меня больше всего интересует погода, во что одеты люди....
12 03 2024 9:45:18
Расскажем подробнее об основных антропогенных факторах и их воздействии на живой мир нашей планеты....
11 03 2024 15:40:16
Представляем ТОП 10 самых опасных видов акул в мире, встреча с которыми может закончиться трагедией....
10 03 2024 23:52:17
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Гайдара
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Основные природные зоны Канады
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Какая часть света наибольшая по площади и численности населения?
Самая краткая биография Грига
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Богатство (обществознание, 5 класс)
Краткая биография Жюль Верна
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Причастие и деепричастие – отличия
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Самая краткая биография Марко Поло
Сходство и различие между митозом и мейозом
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Самая краткая биография Бетховена
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)