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.
В дикой природе гиппопотамы проводят большую часть своего времени в воде, выходя в сумерках, чтобы питаться в основном короткой травой....
28 04 2024 21:59:42
Термин "миграция" происходит от латинского слова "migratus", что означает "изменить". Это слово имеет особое значение, когда оно относится к животным....
27 04 2024 21:34:13
Наконец наступает май – один из самых ярких и всеми любимых весенних месяцев. Земля уже полностью прогрелась и готова к росту растений....
26 04 2024 23:39:24
Островной принято считать страну, изолированную от континента, территория которой расположена на острове либо состоит из одного или нескольких островов....
25 04 2024 19:37:21
Знаете ли вы, что в Йеллоустонском национальном парке есть супервулкан? Возможно, вы слышали, что извержение может произойти гораздо раньше, чем......
24 04 2024 14:28:59
Органелла - это крошечная клеточная структура, которая выполняет определенные функции внутри клетки....
23 04 2024 7:43:21
Эстуарий - затопляемое воронкообразное устье реки, расширяющееся в сторону моря или океана. Эстуарий представляет собой переходную зону между речной и морской экосистемой, где образовывается уникальная смесь пресной и соленой воды....
22 04 2024 11:58:32
Рыжая рысь или красная рысь (Lynx rufus) - вид хищного млекопитающего из семейства кошачьи, родиной которого является Северная Америка....
21 04 2024 1:19:34
Земля обладает рядом уникальных черт, выделяющих ее в Солнечной системе. На ней есть вода в жидком виде, причем она покрывает около 71%% все поверхности планеты....
20 04 2024 8:40:47
Хромосомы определяют все, от цвета волос и цвета глаз до пола. Являетесь ли вы мужчиной или женщиной, зависит от наличия или отсутствия определенных хромосом....
19 04 2024 2:34:29
Деньги играют невероятно важную роль в жизни человека. На них основана экономика всех государств мира. Некоторые историки даже считают деньги важнейшим изобретением в истории человечества....
18 04 2024 13:34:33
Большинство насекомых не представляют угрозу для людей, но есть среди них те, на счету которых миллионы человеческих жизней. Представляем ТОП-20 самых опасных для человека насекомых в мире....
17 04 2024 23:57:32
Археи - домен микроорганизмов, которые были обнаружены в начале 1970-х годов. Подобно бактериям, они являются одноклеточными прокариотами....
16 04 2024 10:40:52
Почва – это особое вещество с точки зрения естествознания. Почему его называют природным телом?...
15 04 2024 13:30:56
Испания расположена на материке Евразия. Она занимает большую часть Пиренейского полуострова, то есть находится в Южной Европе....
14 04 2024 20:35:49
Азия является крупнейшим регионом в мире как по площади, так и по населению. Крайние точки Азиатской части света почти полностью совпадают с окраинами материка Евразия, за исключением западной....
13 04 2024 15:19:40
Европа – один из самых густонаселенных регионов Земли. На ее территории примерно в 10 млн кв. км проживает 745 млн человек. Плотность населения составляет около 75,8 человек на один км²....
12 04 2024 7:37:57
ОТВЕТ: Хобот слона включает около 100 000 мышц. Кроме функций носа, слоны используют его, чтобы издавать звуки, пить воду и......
11 04 2024 9:45:15
Кошки с укороченными лапками ‒ редкие гостьи кошачьих выставок, особенно в провинциальных городах. Да и отношение к ним неоднозначное ‒ кто-то с умилением и восторгом наблюдает за необычными кошками, прыгучести которых может позавидовать кенгуру, кто-то видит в них ошибку природы и заложников прихотей селекционеров....
10 04 2024 13:34:44
Вопреки распространенному мнению, Большое тихоокеанское мусорное пятно не является огромным островом твердого мусора, плавающим в Тихом океане....
09 04 2024 20:49:24
В данный рейтинг включены только отдельные реки, а не речные системы....
08 04 2024 4:17:12
Лесные массивы устанавливают хаpaктер и качество окружающего мира, создавая благоприятные условия для жизни людей и других организмов планеты....
07 04 2024 13:51:33
ОТВЕТ: Полярные медведи (Ursus maritimus) являются хищными млекопитающими, поэтому охотятся на многих животных, которые обитают в Арктике....
06 04 2024 6:49:42
Защитники природы и экологи часто упоминают Красную книгу. Что это за книга и почему ее называют именно красной?...
05 04 2024 7:45:23
Люди едят капусту в сыром виде или во многих блюдах, но могут ли домашние крысы есть капусту? Этот овощ может вызвать проблемы у некоторых домашних животных, так есть ли среди них крысы?...
04 04 2024 2:33:49
ОТВЕТ: В Антарктиде нет постоянных жителей. Тем не менее, в Антарктиде есть много исследовательских станций, которые заселены в течение всего года специалистами......
03 04 2024 4:32:50
Речной системой называют комплекс рек, которые изливают свои воды одним общим руслом или системой протоков в океан, море или другой водоем....
02 04 2024 20:49:50
Водное животное - это позвоночное или беспозвоночное животное, которое живет в воде в течение определенного периода или всей своей жизни....
01 04 2024 1:41:15
В данной статье мы расскажем об основных методах, применяемых при изучении живой природы, позволяющих ответить на вопросы о происхождении организмов, их строении, развитии, поведении, о явлениях живой природы и о многом другом....
31 03 2024 13:28:58
ОТВЕТ: Пустыня Атакама расположилась на побережье западной части Южной Америки, прямо вдоль Тихого океана......
30 03 2024 21:25:55
Хотя митоз и мейоз дают очень разные результаты, эти процессы довольно схожи и протекают с небольшими различиями на основных этапах....
29 03 2024 17:19:32
Нейтрализм описывает отношения между двумя организмами, которые взаимодействуют, но не влияют друг на друга....
28 03 2024 17:54:22
Климатические пояса представляют собой сплошные или прерывистые области, которые располагаются параллельно широтам планеты....
27 03 2024 21:43:31
Все ученики ждут с нетерпением зимние каникулы. Хоть они значительно короче летних, но проходят очень празднично и весело....
26 03 2024 2:52:35
Россия – крупнейшее государство мира, и потому ее природа крайне разнообразна. Например, на севере страны можно встретить белых медведей, а на юге растут пальмы....
25 03 2024 17:25:22
Эра Великих географических открытий давно завершилась, и на мировой карте, казалось бы, не осталось ни одного «белого пятна». Однако это не значит, что ученые-географы остались без работы....
24 03 2024 20:59:11
Бурый медведь — крупный лесной житель из класса млекопитающие. Обитает в лесных массивах Европы, Сибири, на Далеком Востоке, на Камчатке, в лесах Кавказа, а также на территории Северной Америки. Встречается в тайге, тундре....
23 03 2024 5:46:11
Современных представителей отряда Crocodilia насчитывается всего 24 вида. Расскажем о первой десятке самых крупных из них....
22 03 2024 5:42:34
Борнейский дымчатый леопард, также известный как калимантанский дымчатый леопард (Neofelis diardi) - дикая кошка среднего размера, обитающая на индонезийских......
21 03 2024 16:13:58
Для каждого события в науке истории устанавливается определённая дата его наступления. Установлением дат исторических событий и дат составления исторических документов занимается вспомогательная историческая дисциплина хронология....
20 03 2024 22:45:45
Покупая кошку, собаку или морскую свинку, мы автоматически приобретаем для себя верного друга, существо, которому можно отдавать нерастраченную любовь и заботу....
19 03 2024 1:46:23
В этой статье, вы узнаете об 11 основных жертвах глобального потепления среди животного мира, начиная от императорского пингвина до белого медведя....
18 03 2024 4:23:16
С целью привлечь внимание населения к экологическим проблемам, был учреждён неофициальный праздник – Международный день климата. Отмечается он ежегодно весной, 15 мая....
17 03 2024 10:49:16
Лето считается самым любимым временем года почти всех людей. Его ждут каждый год. Оно привлекает детей, взрослых теплыми и жаркими днями....
16 03 2024 15:23:19
Хоботные (Proboscideans) - это отряд плацентарных млекопитающих, который включает слонов и их вымерших родственников. У всех представителей отряда есть хобот, который выполняет различные функции, включая захват пищи или воды, передвижение предметов, и взаимодействие с другими сородичами....
15 03 2024 22:16:19
Летучие рыбы способны выпрыгивать из воды, виляя хвостом со стороны в сторону около 70 раз в секунду. Они наращивают скорость под водой, а плавники плотно прижаты к обтекаемому телу....
14 03 2024 1:48:24
Лизосомы являются органеллами, которые встречаются в большинстве клеток животных и осуществляют функцию пищеварительных ферментов в эукариотических клетках....
13 03 2024 11:25:36
В бассейн Северного Ледовитого океана входит несколько примечательных заливов, о них и пойдет речь в этой статье....
12 03 2024 19:16:30
Питательные вещества - это молекулы в пище, которые необходимы всем живым организмам для выработки энергии, роста, развития и воспроизводства....
11 03 2024 6:45:58
Здесь представлена карта стран на русском языке и таблица с суверенными государствами, а также зависимыми территориями Южной Америки....
10 03 2024 1:36:46
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
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)