В строении Земли принимают участие твердые, жидкие и газообразные вещества, которые распределяются в определенной последовательности. Земной шар имеет послойное строение. Внешний слой — каменная твердая оболочка Земли — литосфера. Земной шар снаружи как бы окутывает воздушная, или газовая, оболочка — атмосфера. В этой статье мы изучим строение литосферы.
Литосфера — твердая и неоднородная оболочка Земли, состоящая из земной коры и самой верхней части мантии. Две эти части обладают свойствами твердого тела, отсюда такое название — литосфера (литос означает «камень», «каменная оболочка»). В центре Земли находится ядро, а между земной корой и ядром расположены три слоя мантии (мантия в переводе с греческого означает «плащ»). Ядро и мантия составляют внутренние оболочки Земли. Границы между ними и земной корой не везде одинаковы, однако показать эти неровности на схеме или рисунке невозможно, так как по сравнению с размерами Земли в масштабе схемы они незначительны. Астеносфера — расплавленный слой верхней мантии, по которому в горизонтальном направлении перемещается литосфера.
Земная кора
Земная кора — это самый верхний слой твердого тела планеты, который состоит из разных минеральных образований (минералов).
Вы уже знакомы с тем, что минералы входят в состав горных пород. Земная кора включает три слоя:
- верхний — осадочный,
- средний — гранитный,
- нижний — базальтовый.
Осадочный слой сложен известняками, песчаниками, глинами, гранитный — гранитами (слово «гранит» означает «зерно»), а базальтовый — базальтами (это слово означает «железосодержащий камень»). Такое расположение слоев не случайно, а закономерно. Оно обусловлено плотностью пород их составляющих.
Кратко об истории развития теории о внутреннем строении Земли. Представление о таком внутреннем строении нашей планеты возникло еще в конце прошлого века, но научное обоснование оно получило лишь в последние десятилетия благодаря прибору сейсмографу. Изобрел его русский ученый Б. Голицин — один из основоположников сейсмологии (науки о колебаниях). Ему удались установить, что породы, слагающие земной шар, неоднородны по плотности. Скорость колебаний при землетрясении от толчков одинаковой силы в разных по плотности породах различна. Так, гранит в основном состоит из менее плотных веществ: полевого шпата, слюды, а базальт — из более плотных, тяжелых веществ: лабрадора, магнетита, оливина и других пород. Поэтому базальтовый слой залегает под гранитным.
Как образовалась земная кора? Она выплавлялась из вещества первичной мантии. При этом выделились гранитный и базальтовый слои. В дальнейшем кора была существенно переработана под действием физико-химических процессов, под влиянием воздуха, воды и деятельности живых организмов. Осадочный слой возник позднее, главным образом из продуктов их разрушения и постепенного накопления осадков как на поверхности суши, так и в водах морей и океанов.
Мощность коры нашей планеты не везде одинакова. Существует два типа земной коры: материковая и океаническая или еще называют континентальная и океаническая. Материковая кора состоит из трех слоев. Ее толщина под горами, составляет 70-80 км, а под равнинами — 30-40 км. Под океанами кора большей частью двухслойная, осадочные породы непосредственно залегают на базальтовом слое. Гранитный слой отсутствует или он очень маломощный. Толщина океанической коры составляет 5-10 км.
Почему же необходимо изучать внутреннее строение Земли? Разгадка тайн внутреннего строении Земли позволит нам правильно объяснить формирование и развитие планеты, происхождение материков и океанов, предвидеть заранее такие катаклизмы литосферы, как землетрясения, извержения вулканов, объяснить образование полезных ископаемых, где находятся их месторождения и многое другое.
Ученые изучили химический состав земной коры и оказалось, что ее породы богаты кремнием и соединениями алюминия. В составе коры Земли преобладают 8 элементов: кислород (O), кремний (Si), алюминий (Al), железо (Fe), кальций (Ca), натрий (Na), калий (K), магний (Mg). Ведущим ив всех элементов является кислород — 47% по массе и 96% по объему.
Сочетания различных химических элементов образуют однородные по физическим свойствам природные тела — минералы, а различные сочетания минералов образуют горные народы.
Мантия Земли
Мантия — самая мощная внутренняя оболочка Земли — находится под земной корой. Ни в одной точке нашей планеты мантия не выходит на поверхность. О ее строении и составе существуют различные предположения ученых.
Например, что мантия состоит из магния, свинца, железа, что она залегает до глубины 2900 км и там граничит с ядром. Ученые установили, что температура вещества мантии с глубиной увеличивается. Предположительно, на глубине 100 км температура с оставляет 50 °C, на глубине 500 км — более 2000 °C, на границе с ядром — около 4000 °C. Несмотря на очень высокую температуру, вещество мантии находится в твердом состоянии.
Мантия подразделяется на верхнюю, среднюю и нижнюю. Граница между верхней и нижней мантией находится на глубине 900-1000 км от земной поверхности. Для формирования и развития земной коры особое значение имеют процессы, происходящие в верхней мантии. Эта часть мантии изучена несколько лучше.
Вещества верхней мантии имеют различный химический состав и на границе с земной корой находятся в твердом состоянии, глубже — в размягченном, твердо-жидком и еще глубже — вновь в твердом состоянии. Достаточно небольшого снижения давления, чтобы вещество, находящееся в размягченном состоянии, расплавилось и образовалась магма, которая устремляется вверх. Она может прорвать верхний слой мантии и сформировать очаги магмы.
Постепенно в результате неоднократного продвижения магмы вверх она может излиться на поверхность в виде извержения вулканов. То есть в верхней мантии могут постоянно возникать сдвиги, смещения или разрывы. Одни участки земной коры могут оставаться достаточно устойчивыми, другие — более подвижными, там происходят землетрясения или извержения вулканов.
Ядро Земли
Ядро Земли — центральная, наиболее глубокая часть планеты. Глубина залегания — от 2900 км и до более 6000 км.
В настоящее время с большой достоверностью известно лишь то, что температура ядра достигает 4000 °С, его радиус 3500 км. Кроме того, выделяют твердое внутреннее ядро радиусом 1289 км и жидкое внешнее толщиной около 2200 км.
Над ним лежат 2900 км вязкой мантии, а еще выше — довольно тонкая твердая кора. Тем не менее, земное ядро — пока это загадка для науки. Вопрос о его состоянии окончательно не решен и относительно состава ядра высказываются разные точки зрения. Предполагают, что вещество земного ядра так же неоднородно, как и другие оболочки Земли.
Вопросы для повторения
Вы внимательно прочитали тему, проверьте себя, ответив на следующие вопросы. Ответы на них можно найти в тексте.
- Назовите слои литосферы.
- Сколько слоев содержится в земной коре?
- Кратко расскажите о строении литосферы.
- Какова температура ядра Земли?
- Из чего состоит осадочный слой?
- Какова структура твердой оболочки Земли?
- Как называется нижний слой коры Земли?
- Дайте определение литосферы.
- Какие слои включает твердая оболочка нашей планеты и как она называется.
- С изменениями в какой части мантии связаны такие явления, как землетрясения, разломы земной коры, извержения вулканов?
- Назовите фамилию русского ученого, основоположника сейсмологии, он еще изобрел сейсмограф.
- Что такое минералы?
- Из чего состоит горная порода?
- Объясните, почему материковая кора толще океанической.