Zemská kôra. Vnútorná štruktúra Zeme
Ciele a ciele lekcie:
- predstaviť žiakom hlavné škrupiny Zeme;
- zvážiť vlastnosti vnútornej štruktúry Zeme, vlastnosti zemskej kôry;
- poskytnúť predstavu o tom, ako študovať zemskú kôru.
Vzdelávací a vizuálny komplex:
- glóbus,
- schéma štruktúry zemskej kôry (multimediálna prezentácia),
- učebnica pre 6. ročník „Geografia pre začiatočníkov“ Gerasimova T.P., Neklyukova N.P.
Formáty lekcií:
Zoznámenie sa s hlavnými škrupinami Zeme, ich definícia; pracovať s diagramom „Vnútorná štruktúra Zeme“; pracovať s tabuľkou „Zemská kôra a vlastnosti jej štruktúry“; príbeh o spôsoboch štúdia zemskej kôry.
Termíny a koncepty:
- atmosféra,
- hydrosféra,
- litosféra,
- Zemská kôra,
- plášť,
- Zemské jadro,
- kontinentálna kôra,
- oceánska kôra,
- Mohorovičický úsek,
- ultra hlboké studne.
Geografické objekty:
polostrov Kola.
Vysvetlenie nového materiálu:
1.Výkladové čítanie učebnice, písanie poznámok.
Podčiarknite ceruzkou a napíšte do zošita: (pomocou multimediálnej prezentácie).
Vonkajšie škrupiny Zeme:
- Vzduch – plynný obal – atmosféru
- voda – vodná škrupina – hydrosféra
- skaly, ktoré tvoria pevninu a dno oceánov - zemská kôra
- živé organizmy spolu s prostredím, v ktorom žijú biosféra.
2. Štruktúra Zeme (uvažujte obr. 22, str. 39). Použitie multimediálnej prezentácie. Komentované čítanie, kreslenie náčrtu do zošita.
Litosféra je pevný obal Zeme vrátane zemskej kôry a vrchnej časti plášťa. Hrúbka litosféry je v priemere od 70 do 250 km.
Polomer Zeme (ekvatoriálny) = 6378 km
3. Vlastnosti zemskej kôry. Zaradenie do osnovy práce s Obr. 23 str.40 (pomocou multimediálnej prezentácie).
Zemská kôra je tvrdá skalnatá škrupina Zeme pozostávajúca z pevných minerálov a hornín.
zemská kôra
4. Riešenie úloh na určenie teploty, ktorá sa mení ponorením do hlbín Zeme.
Z plášťa sa vnútorné teplo Zeme prenáša do zemskej kôry. Horná vrstva zemskej kôry - do hĺbky 20-30 m - je ovplyvnená vonkajšími teplotami a pod ňou sa teplota postupne zvyšuje: na každých 100 m hĺbky o + 3 ° C. Hlbšie už teplota do značnej miery závisí od zloženia hornín.
Úloha: Aká je teplota hornín v bani, kde sa ťaží uhlie, ak jej hĺbka je 1000 m a teplota vrstvy zemskej kôry, ktorá už nezávisí od ročného obdobia, je +10 °C.
Rozhodujeme o akciách:
- O koľko stupňov sa v bani zvýši teplota zemskej kôry:
- Aká bude teplota zemskej kôry v bani?
10С+ (+30С)= +40С
Teplota = +10C +(1000:100 3C)=10C +30C =40C
Vyriešte úlohu: Aká je teplota zemskej kôry v bani, ak jej hĺbka je 1600 m a teplota vrstvy zemskej kôry nezávislá od ročného obdobia je -5 C?
Teplota vzduchu =(-5C)+(1600:100 3C)=(-5C)+48C =+43C.
Zapíšte si stav problému a vyriešte ho doma:
Aká je teplota zemskej kôry v bani, ak je jej hĺbka 800 m a teplota vrstvy zemskej kôry je nezávisle od ročného obdobia +8 °C?
Vyriešte problémy uvedené v poznámkach k lekcii
5. Štúdium zemskej kôry. Práca s Obr. 24 str.40, učebnicový text.
Vŕtanie superhlbokej studne Kola sa začalo v roku 1970, jej hĺbka je až 12-15 km. Vypočítajte, o akú časť zemského polomeru ide.
R Zem = 6378 km (rovník)
6356 km (polárnych) alebo poludníkov
530-531 časť rovníka.
Hĺbka najhlbšej bane na svete je 4-krát menšia. Napriek početným štúdiám stále vieme veľmi málo o vnútri našej vlastnej planéty. Jedným slovom, ak sa znova vrátime k vyššie uvedenému prirovnaniu, stále nemôžeme „prepichnúť škrupinu“.
- Konsolidácia nového materiálu. Použitie multimediálnej prezentácie .
Testy a úlohy na overenie.
1. Určte obal Zeme: Zemská kôra.
A. vzduch
B. ťažko.
G. vodný.
Overovací kľúč:
2. Určte, o ktorej škrupine Zeme hovoríme: zemská kôra
a/ najbližšie k stredu Zeme
b/ hrúbka od 5 do 70 km
v/ preložené z latinčiny ako „prikrývka“
g/ teplota látky +4000 C +5000 C
d/ horný obal Zeme
e/ hrúbka cca 2900 km
g/ zvláštny stav hmoty: pevná látka a plast
h/ pozostáva z kontinentálnej a oceánskej časti
a/ hlavným prvkom kompozície je železo.
Overovací kľúč:
3. Zem je niekedy vo svojej vnútornej štruktúre porovnávaná s kuracím vajcom. Čo chcú týmto porovnaním ukázať?
Domáca úloha: §16, zadania a otázky po odseku, úloha v zošite.
Materiál používaný učiteľom pri vysvetľovaní novej témy.
Zemská kôra.
Zemská kôra v mierke celej Zeme je tenký film a v porovnaní s polomerom Zeme je zanedbateľná. Dosahuje maximálnu hrúbku 75 km pod pohorím Pamír, Tibet a Himaláje. Napriek malej hrúbke má zemská kôra zložitú štruktúru.
Jeho horné horizonty boli celkom dobre študované vrtnými vrtmi.
Štruktúra a zloženie zemskej kôry pod oceánmi a na kontinentoch je veľmi odlišné. Preto je zvykom rozlišovať dva hlavné typy zemskej kôry - oceánsku a kontinentálnu.
Kôra oceánov zaberá približne 56% povrchu planéty a jej hlavnou črtou je malá hrúbka - v priemere asi 5-7 km. Ale aj taká tenká zemská kôra je rozdelená na dve vrstvy.
Prvá vrstva je sedimentárna, reprezentovaná ílmi a vápnitým slienom. Druhá vrstva je zložená z bazaltov - produktov sopečných erupcií. Hrúbka čadičovej vrstvy na dne oceánu nepresahuje 2 km.
Kontinentálna (pevninská) kôra zaberá plochu menšiu ako oceánska, asi 44 % povrchu planéty. Kontinentálna kôra je hrubšia ako oceánska, jej priemerná hrúbka je 35-40 km a v horskej oblasti dosahuje 70-75 km. Skladá sa z troch vrstiev.
Horná vrstva je zložená z rôznych sedimentov, ich hrúbka v niektorých depresiách, napríklad v Kaspickej nížine, je 20-22 km. Prevládajú plytké vodné sedimenty – vápence, íly, piesky, soli a sadrovec. Vek hornín je 1,7 miliardy rokov.
Druhá vrstva je žula - je dobre študovaná geológmi, pretože na povrch sú jej výbežky a robili sa aj pokusy prevŕtať ju, hoci pokusy prevŕtať celú vrstvu žuly boli neúspešné.
Zloženie tretej vrstvy nie je veľmi jasné. Predpokladá sa, že by mala byť zložená z hornín, ako sú bazalty. Jeho hrúbka je 20-25 km. Mohorovicový povrch možno vysledovať na báze tretej vrstvy.
Moho povrch.
V roku 1909 Na Balkánskom polostrove neďaleko mesta Záhreb došlo k silnému zemetraseniu. Chorvátsky geofyzik Andrija Mohorovicic, ktorý študoval seizmogram zaznamenaný v čase tejto udalosti, si všimol, že v hĺbke asi 30 km sa rýchlosť vĺn výrazne zvyšuje. Toto pozorovanie potvrdili aj ďalší seizmológovia. To znamená, že existuje určitá časť, ktorá obmedzuje zemskú kôru zdola. Na jeho označenie bol zavedený špeciálny termín - povrch Mohorovicic (alebo úsek Moho).
Pod kôrou v hĺbkach od 30-50 do 2900 km sa nachádza zemský plášť. Z čoho pozostáva? Hlavne z hornín bohatých na horčík a železo.
Plášť zaberá až 82 % objemu planéty a delí sa na horný a spodný. Prvý leží pod hladinou Moho v hĺbke 670 km. Rýchly pokles tlaku v hornej časti plášťa a vysoká teplota vedú k roztaveniu jeho látky.
V hĺbke 400 km pod kontinentmi a 10-150 km pod oceánmi, t.j. v hornom plášti bola objavená vrstva, kde seizmické vlny postupujú pomerne pomaly. Táto vrstva sa nazývala astenosféra (z gréckeho „asthenes“ - slabá). Tu je podiel taveniny 1-3%, viac plastický. Astenosféra ako zvyšok plášťa slúži ako „mazivo“, cez ktoré sa pohybujú tuhé litosférické dosky.
Horniny plášťa sa v porovnaní s horninami, ktoré tvoria zemskú kôru, vyznačujú vysokou hustotou a rýchlosť šírenia seizmických vĺn v nich je citeľne vyššia.
V samom „suteréne“ spodného plášťa - v hĺbke 1 000 km a až po povrch jadra - sa hustota postupne zvyšuje. Z čoho pozostáva spodný plášť, zostáva záhadou.
Predpokladá sa, že povrch jadra pozostáva z látky s vlastnosťami kvapaliny. Hranica jadra sa nachádza v hĺbke 2900 km.
Ale vnútorná oblasť, začínajúca od hĺbky 5100 km, sa správa ako pevné telo. Je to spôsobené veľmi vysokým krvným tlakom. Dokonca aj na hornej hranici jadra je teoreticky vypočítaný tlak asi 1,3 milióna atm. a v strede dosahuje 3 milióny atm. Teploty tu môžu presiahnuť 10 000C. Každá kocka. cm hmoty zemského jadra váži 12 -14 g.
Materiál vo vonkajšom jadre Zeme je podľa všetkého hladký, takmer ako delová guľa. Ukázalo sa však, že rozdiely v „hranici“ dosahujú 260 km.
- oceánska kôra.
- kontinentálnej kôry
- plášť
- jadro
A. pozostáva zo žuly, čadiča a sedimentárnych hornín.
b. teplota +2000, viskózny stav, bližšie k pevnej látke.
V. hrúbka vrstvy je 3-7 km.
teplota od 2000 do 5000C, pevná látka, pozostáva z dvoch vrstiev.
_______________________________________________________________________________
- Riešiť problémy:
________________________________________________________________________________
Charakteristickou črtou vývoja Zeme je diferenciácia hmoty, ktorej výrazom je štruktúra obalu našej planéty. Litosféra, hydrosféra, atmosféra, biosféra tvoria hlavné obaly Zeme, líšia sa chemickým zložením, hrúbkou a stavom hmoty.
Vnútorná štruktúra Zeme
Chemické zloženie Zeme(obr. 1) je podobné zloženiu iných terestrických planét, ako je Venuša alebo Mars.
Vo všeobecnosti prevládajú prvky ako železo, kyslík, kremík, horčík a nikel. Obsah ľahkých prvkov je nízky. Priemerná hustota látky Zeme je 5,5 g/cm 3 .
Existuje len veľmi málo spoľahlivých údajov o vnútornej štruktúre Zeme. Pozrime sa na Obr. 2. Zobrazuje vnútornú štruktúru Zeme. Zem sa skladá z kôry, plášťa a jadra.
Ryža. 1. Chemické zloženie Zeme
Ryža. 2. Vnútorná stavba Zeme
Core
Core(obr. 3) sa nachádza v strede Zeme, jej polomer je asi 3,5 tisíc km. Teplota jadra dosahuje 10 000 K, t.j. je vyššia ako teplota vonkajších vrstiev Slnka, a jeho hustota je 13 g/cm 3 (porovnaj: voda - 1 g/cm 3 ). Predpokladá sa, že jadro pozostáva zo zliatin železa a niklu.
Vonkajšie jadro Zeme má väčšiu hrúbku ako vnútorné jadro (polomer 2200 km) a je v tekutom (roztavenom) stave. Vnútorné jadro je vystavené obrovskému tlaku. Látky, ktoré ho tvoria, sú v pevnom stave.
Plášť
Plášť- geosféra Zeme, ktorá obklopuje jadro a tvorí 83 % objemu našej planéty (pozri obr. 3). Jeho spodná hranica sa nachádza v hĺbke 2900 km. Plášť je rozdelený na menej hustú a plastickú hornú časť (800-900 km), z ktorej je vytvorený magma(v preklade z gréčtiny znamená „hustá masť“; ide o roztavenú látku zemského vnútra - zmes chemických zlúčenín a prvkov vrátane plynov v špeciálnom polotekutom stave); a kryštalický spodný, hrubý asi 2000 km.
Ryža. 3. Stavba Zeme: jadro, plášť a kôra
zemská kôra
Zemská kôra - vonkajší obal litosféry (pozri obr. 3). Jeho hustota je približne dvakrát menšia ako priemerná hustota Zeme - 3 g/cm 3 .
Oddeľuje zemskú kôru od plášťa Mohorovičická hranica(často nazývaná Moho hranica), charakterizovaná prudkým zvýšením rýchlosti seizmických vĺn. Inštaloval ho v roku 1909 chorvátsky vedec Andrej Mohorovič (1857- 1936).
Keďže procesy prebiehajúce v najvrchnejšej časti plášťa ovplyvňujú pohyby hmoty v zemskej kôre, spájajú sa pod všeobecným názvom litosféra(kamenná škrupina). Hrúbka litosféry sa pohybuje od 50 do 200 km.
Pod litosférou sa nachádza astenosféra- menej tvrdá a menej viskózna, ale viac plastická škrupina s teplotou 1200 °C. Môže prekročiť hranicu Moho a preniknúť do zemskej kôry. Astenosféra je zdrojom vulkanizmu. Obsahuje vrecká roztavenej magmy, ktorá preniká do zemskej kôry alebo sa vylieva na zemský povrch.
Zloženie a štruktúra zemskej kôry
V porovnaní s plášťom a jadrom je zemská kôra veľmi tenká, tvrdá a krehká vrstva. Je zložená z ľahšej látky, ktorá v súčasnosti obsahuje asi 90 prírodných chemických prvkov. Tieto prvky nie sú rovnomerne zastúpené v zemskej kôre. Sedem prvkov – kyslík, hliník, železo, vápnik, sodík, draslík a horčík – tvorí 98 % hmotnosti zemskej kôry (pozri obr. 5).
Zvláštne kombinácie chemických prvkov tvoria rôzne horniny a minerály. Najstaršie z nich majú najmenej 4,5 miliardy rokov.
Ryža. 4. Štruktúra zemskej kôry
Ryža. 5. Zloženie zemskej kôry
Minerálne je svojím zložením a vlastnosťami pomerne homogénne prírodné teleso, ktoré vzniká v hĺbke aj na povrchu litosféry. Príkladmi minerálov sú diamant, kremeň, sadra, mastenec a pod.(Charakteristiku fyzikálnych vlastností rôznych minerálov nájdete v prílohe 2.) Zloženie minerálov Zeme je znázornené na obr. 6.
Ryža. 6. Všeobecné minerálne zloženie Zeme
Skaly pozostávajú z minerálov. Môžu byť zložené z jedného alebo viacerých minerálov.
Sedimentárne horniny - hlina, vápenec, krieda, pieskovec a pod.- vznikli vyzrážaním látok vo vodnom prostredí a na súši. Ležia vo vrstvách. Geológovia ich nazývajú stránkami histórie Zeme, pretože sa môžu dozvedieť o prírodných podmienkach, ktoré existovali na našej planéte v dávnych dobách.
Zo sedimentárnych hornín sa rozlišujú organogénne a anorganické (klastické a chemogénne).
Organogénne Horniny vznikajú v dôsledku hromadenia zvyškov zvierat a rastlín.
Klasické horniny vznikajú v dôsledku zvetrávania, deštrukcie vodou, ľadom alebo vetrom produktov deštrukcie predtým vytvorených hornín (tab. 1).
Tabuľka 1. Klastické horniny v závislosti od veľkosti úlomkov
|
Názov plemena |
Veľkosť bummer con (častice) |
|
Viac ako 50 cm |
|
|
5 mm - 1 cm |
|
|
1 mm - 5 mm |
|
|
Piesok a pieskovce |
0,005 mm - 1 mm |
|
Menej ako 0,005 mm |
Chemogénny Horniny vznikajú v dôsledku vyzrážania látok v nich rozpustených z vôd morí a jazier.
V hrúbke zemskej kôry sa tvorí magma magmatické horniny(obr. 7), napríklad žula a čadič.
Sedimentárne a vyvrelé horniny, keď sú ponorené do veľkých hĺbok pod vplyvom tlaku a vysokých teplôt, prechádzajú výraznými zmenami a menia sa na metamorfované horniny. Napríklad vápenec sa mení na mramor, kremenný pieskovec na kremenec.
Štruktúra zemskej kôry je rozdelená do troch vrstiev: sedimentárna, žula a čadič.
Sedimentárna vrstva(pozri obr. 8) je tvorený prevažne sedimentárnymi horninami. Prevládajú tu íly a bridlice, široké zastúpenie majú piesčité, karbonátové a vulkanické horniny. V sedimentárnej vrstve sa nachádzajú ložiská napr minerál, ako uhlie, plyn, ropa. Všetky sú organického pôvodu. Napríklad uhlie je produktom transformácie rastlín staroveku. Hrúbka sedimentárnej vrstvy sa značne líši - od úplnej neprítomnosti v niektorých suchozemských oblastiach až po 20-25 km v hlbokých depresiách.
Ryža. 7. Klasifikácia hornín podľa pôvodu
"Žulová" vrstva pozostáva z premenených a vyvrelých hornín, podobných svojimi vlastnosťami žule. Najčastejšie sa tu vyskytujú ruly, žuly, kryštalické bridlice a pod. Žulová vrstva sa nenachádza všade, ale na kontinentoch, kde je dobre vyjadrená, jej maximálna hrúbka môže dosiahnuť niekoľko desiatok kilometrov.
"čadičová" vrstva tvorené horninami blízkymi bazaltom. Sú to metamorfované vyvrelé horniny, hustejšie ako horniny „žulové“ vrstvy.
Hrúbka a vertikálna štruktúra zemskej kôry sú rôzne. Existuje niekoľko typov zemskej kôry (obr. 8). Podľa najjednoduchšej klasifikácie sa rozlišuje oceánska a kontinentálna kôra.
Hrúbka kontinentálnej a oceánskej kôry sa líši. Maximálna hrúbka zemskej kôry sa teda pozoruje pod horskými systémami. Je to cca 70 km. Pod rovinami je hrúbka zemskej kôry 30 - 40 km a pod oceánmi je najtenšia - iba 5 - 10 km.
Ryža. 8. Typy zemskej kôry: 1 - voda; 2- sedimentárna vrstva; 3 – prevrstvenie sedimentárnych hornín a bazaltov; 4 - bazalty a kryštalické ultrabázické horniny; 5 – granitovo-metamorfná vrstva; 6 – granulitovo-mafická vrstva; 7 - normálny plášť; 8 - dekomprimovaný plášť
Rozdiel medzi kontinentálnou a oceánskou kôrou v zložení hornín sa prejavuje v tom, že v oceánskej kôre nie je žiadna žulová vrstva. A čadičová vrstva oceánskej kôry je veľmi jedinečná. Z hľadiska horninového zloženia sa líši od podobnej vrstvy kontinentálnej kôry.
Hranica medzi pevninou a oceánom (nula) nezaznamenáva prechod kontinentálnej kôry do oceánskej. Nahradenie kontinentálnej kôry oceánskou kôrou sa vyskytuje v oceáne v hĺbke približne 2450 m.
Ryža. 9. Štruktúra kontinentálnej a oceánskej kôry
Existujú aj prechodné typy zemskej kôry – suboceánska a subkontinentálna.
Suboceánska kôra nachádzajúce sa pozdĺž kontinentálnych svahov a predhorí, možno nájsť v okrajových a Stredozemných moriach. Predstavuje kontinentálnu kôru s hrúbkou až 15-20 km.
Subkontinentálna kôra nachádzajúce sa napríklad na vulkanických ostrovných oblúkoch.
Na základe materiálov seizmický zvuk - rýchlosť prechodu seizmických vĺn - získavame údaje o hĺbkovej štruktúre zemskej kôry. Superhlboká studňa Kola, ktorá po prvýkrát umožnila vidieť vzorky hornín z hĺbky viac ako 12 km, teda priniesla veľa neočakávaných vecí. Predpokladalo sa, že v hĺbke 7 km by mala začať vrstva „čadiča“. V skutočnosti nebola objavená a medzi skalami prevládali ruly.
Zmena teploty zemskej kôry s hĺbkou. Povrchová vrstva zemskej kôry má teplotu určenú slnečným teplom. Toto heliometrická vrstva(z gréckeho helio - Slnko), zažíva sezónne teplotné výkyvy. Jeho priemerná hrúbka je asi 30 m.
Nižšie je ešte tenšia vrstva, ktorej charakteristickým znakom je stála teplota zodpovedajúca priemernej ročnej teplote miesta pozorovania. Hĺbka tejto vrstvy sa zvyšuje v kontinentálnom podnebí.
Ešte hlbšie v zemskej kôre sa nachádza geotermálna vrstva, ktorej teplota je určená vnútorným teplom Zeme a s hĺbkou rastie.
K zvýšeniu teploty dochádza najmä v dôsledku rozpadu rádioaktívnych prvkov, ktoré tvoria horniny, predovšetkým rádia a uránu.
Množstvo nárastu teploty v horninách s hĺbkou je tzv geotermálny gradient. Pohybuje sa v pomerne širokom rozmedzí – od 0,1 do 0,01 °C/m – a závisí od zloženia hornín, podmienok ich výskytu a množstva ďalších faktorov. Pod oceánmi sa teplota s hĺbkou zvyšuje rýchlejšie ako na kontinentoch. V priemere sa každých 100 m hĺbky oteplí o 3 °C.
Prevrátená hodnota geotermálneho gradientu je tzv geotermálny stupeň. Meria sa v m/°C.
Teplo zemskej kôry je dôležitým zdrojom energie.
Časť zemskej kôry, ktorá siaha do hĺbok prístupných geologickým študijným formám útrobách zeme. Vnútro Zeme si vyžaduje špeciálnu ochranu a rozumné využívanie.
Horná pevná geosféra sa nazýva zemská kôra. Tento pojem je spojený s menom juhoslovanského geofyzika A. Mohorovičiča, ktorý zistil, že v hornej vrstve Zeme sa seizmické vlny šíria pomalšie ako vo väčších hĺbkach. Následne sa táto vrchná nízkorýchlostná vrstva nazývala zemská kôra a hranica oddeľujúca zemskú kôru od zemského plášťa sa nazývala Mohorovicická hranica, alebo skrátene Moch. Hrúbka zemskej kôry je premenlivá. Pod vodami oceánov nepresahuje 10 - 12 km a na kontinentoch je to 40 - 60 km (čo nie je viac ako 1% polomeru Zeme), zriedka sa zvyšuje v horských oblastiach na 75 km. Priemerná hrúbka kôry je 33 km, priemerná hmotnosť je 3 10 25 g.
Na základe geologických údajov a údajov až do hĺbky 16 km sa vypočítalo priemerné chemické zloženie zemskej kôry. Tieto údaje sa neustále aktualizujú a dnes vyzerajú takto: kyslík - 47%, kremík - 27,5, hliník - 8,6, železo - 5, vápnik, sodík, horčík a draslík - 10,5, všetky ostatné prvky tvoria asi 1,5% vrátane titánu - 0,6%, uhlík - 0,1, - 0,01, olovo - 0,0016, zlato - 0,0000005%. Je zrejmé, že prvých osem prvkov tvorí takmer 99 % zemskej kôry a iba 1 % pripadá na zvyšných (viac ako sto!) prvkov tabuľky D.I. Mendelejev. Zloženie hlbších zón Zeme zostáva kontroverzné. Hustota hornín, ktoré tvoria zemskú kôru, rastie s hĺbkou. Priemerná hustota hornín v horných horizontoch kôry je 2,6-2,7 g/cm 3, gravitačné zrýchlenie na jej povrchu je 982 cm/s 2 . Pri poznaní rozloženia hustoty a zrýchlenia v dôsledku gravitácie sa dá vypočítať pre akýkoľvek bod polomeru Zeme. V hĺbke 50 km, t.j. približne v spodnej časti zemskej kôry je tlak 13 000 atm.
Teplotný režim v zemskej kôre je celkom jedinečný. Tepelná energia Slnka preniká do určitej hĺbky do hĺbky. Denné výkyvy sú pozorované v hĺbkach od niekoľkých centimetrov do 1-2 m.Ročné výkyvy v miernych šírkach dosahujú hĺbku 20-30 m.V týchto hĺbkach sa nachádza vrstva hornín so stálou teplotou - izotermická. Jeho teplota sa rovná priemernej ročnej teplote v tejto oblasti. V polárnych oblastiach, kde je amplitúda ročných teplotných výkyvov malá, leží izotermický horizont blízko zemského povrchu. Horná vrstva zemskej kôry, v ktorej sa teplota mení s ročnými obdobiami, sa nazýva aktívna. Napríklad v Moskve aktívna vrstva dosahuje hĺbku 20 m.
Pod izotermickým horizontom teplota stúpa. Nárast teploty s hĺbkou pod izotermickým horizontom je spôsobený vnútorným teplom Zeme. Priemerný nárast teploty o 1°C nastáva pri zahrabaní 33 m do zemskej kôry. Táto hodnota sa nazýva geotermálny krok. Geotermálna úroveň v rôznych oblastiach Zeme je odlišná: predpokladá sa, že v zónach môže byť asi 5 m a v pokojných plošinových oblastiach sa môže zvýšiť na 100 m.
Spolu s vrchnou pevnou vrstvou plášťa ho spája koncept, pričom celok kôry a vrchného plášťa sa zvyčajne nazýva tektonosféra.
Kontinenty sa svojho času sformovali z masívov zemskej kôry, ktoré v tej či onej miere vyčnievajú nad hladinu vody v podobe pevniny. Tieto bloky zemskej kôry sa štiepili, posúvali a ich časti boli milióny rokov drvené, aby sa objavili v podobe, akú poznáme teraz.
Dnes sa pozrieme na najväčšiu a najmenšiu hrúbku zemskej kôry a črty jej štruktúry.
Trochu o našej planéte
Na začiatku formovania našej planéty tu pôsobili viaceré sopky a dochádzalo k neustálym zrážkam s kométami. Až po zastavení bombardovania horúci povrch planéty zamrzol.
To znamená, že vedci sú si istí, že spočiatku bola naša planéta pustou púšťou bez vody a vegetácie. Odkiaľ sa toľko vody vzalo, je stále záhadou. Nie je to však tak dávno, čo boli v podzemí objavené veľké zásoby vody a možno sa stali základom našich oceánov.
Bohužiaľ, všetky hypotézy o pôvode našej planéty a jej zložení sú skôr domnienky ako fakty. Podľa vyjadrení A. Wegenera bola Zem spočiatku pokrytá tenkou vrstvou žuly, ktorá sa v paleozoickej ére premenila na prakontinent Pangea. V období druhohôr sa Pangea začala deliť na kúsky a vzniknuté kontinenty sa postupne od seba vzďaľovali. Tichý oceán, tvrdí Wegener, je zvyškom primárneho oceánu, zatiaľ čo Atlantický a Indický sa považujú za sekundárne.
zemská kôra
Zloženie zemskej kôry je takmer podobné zloženiu planét našej slnečnej sústavy - Venuše, Marsu atď. Veď tie isté látky slúžili ako základ pre všetky planéty slnečnej sústavy. A nedávno sú vedci presvedčení, že kolízia Zeme s inou planétou zvanou Theia spôsobila zlúčenie dvoch nebeských telies a z rozbitého fragmentu vznikol Mesiac. To vysvetľuje, že minerálne zloženie Mesiaca je podobné zloženiu našej planéty. Nižšie sa pozrieme na štruktúru zemskej kôry – mapu jej vrstiev na súši a oceáne.
Kôra tvorí len 1% hmotnosti Zeme. Pozostáva najmä z kremíka, železa, hliníka, kyslíka, vodíka, horčíka, vápnika a sodíka a 78 ďalších prvkov. Predpokladá sa, že v porovnaní s plášťom a jadrom je zemská kôra tenká a krehká škrupina, pozostávajúca hlavne z ľahkých látok. Ťažké látky podľa geológov klesajú do stredu planéty a tie najťažšie sa sústreďujú v jadre.
Štruktúra zemskej kôry a mapa jej vrstiev sú znázornené na obrázku nižšie.
Kontinentálna kôra
Zemská kôra má 3 vrstvy, z ktorých každá pokrýva predchádzajúcu v nerovnomerných vrstvách. Väčšinu jeho povrchu tvoria kontinentálne a oceánske nížiny. Kontinenty sú tiež obklopené šelfom, ktorý po strmom ohybe prechádza do kontinentálneho svahu (oblasť podmorského okraja kontinentu).
Zemská kontinentálna kôra je rozdelená do vrstiev:
1. Sedimentárne.
2. Žula.
3. Čadič.
Sedimentárna vrstva je pokrytá sedimentárnymi, metamorfovanými a vyvretými horninami. Hrúbka kontinentálnej kôry je najmenšie percento.
Typy kontinentálnej kôry
Sedimentárne horniny sú akumulácie, ktoré zahŕňajú íl, uhličitany, vulkanické horniny a iné pevné látky. Ide o druh sedimentu, ktorý vznikol v dôsledku určitých prírodných podmienok, ktoré predtým existovali na Zemi. Umožňuje výskumníkom vyvodiť závery o histórii našej planéty.
Vrstva žuly pozostáva z vyvrelých a metamorfovaných hornín, ktoré sú svojimi vlastnosťami podobné žule. To znamená, že nielen žula tvorí druhú vrstvu zemskej kôry, ale tieto látky sú jej zložením veľmi podobné a majú približne rovnakú silu. Rýchlosť jeho pozdĺžnych vĺn dosahuje 5,5-6,5 km/s. Pozostáva zo granitov, kryštalických bridlíc, rúl atď.
Čadičová vrstva je zložená z látok podobných zložením ako bazalty. V porovnaní so žulovou vrstvou je hustejšia. Pod čadičovou vrstvou prúdi viskózny plášť pevných látok. Plášť je zvyčajne oddelený od kôry takzvanou Mohorovicovou hranicou, ktorá v skutočnosti oddeľuje vrstvy rôzneho chemického zloženia. Charakterizované prudkým zvýšením rýchlosti seizmických vĺn.
To znamená, že relatívne tenká vrstva zemskej kôry je krehkou bariérou, ktorá nás oddeľuje od horúceho plášťa. Hrúbka samotného plášťa je v priemere 3 000 km. Spolu s plášťom sa pohybujú aj tektonické platne, ktoré sú ako súčasť litosféry súčasťou zemskej kôry.
Nižšie uvažujeme o hrúbke kontinentálnej kôry. Je to do 35 km.
Hrúbka kontinentálnej kôry
Hrúbka zemskej kôry sa pohybuje od 30 do 70 km. A ak pod rovinami je jeho vrstva iba 30 - 40 km, potom pod horskými systémami dosahuje 70 km. Pod Himalájami dosahuje hrúbka vrstvy 75 km.
Hrúbka kontinentálnej kôry sa pohybuje od 5 do 80 km a priamo závisí od jej veku. Studené staroveké platformy (východoeurópske, sibírske, západosibírske) majú teda pomerne vysokú hrúbku - 40 - 45 km.
Okrem toho má každá vrstva svoju vlastnú hrúbku a hrúbku, ktorá sa môže v rôznych oblastiach kontinentu líšiť.
Hrúbka kontinentálnej kôry je:
1. Sedimentárna vrstva - 10-15 km.
2. Žulová vrstva - 5-15 km.
3. Čadičová vrstva - 10-35 km.
Teplota zemskej kôry
Teplota stúpa, keď idete hlbšie do nej. Predpokladá sa, že teplota jadra je až 5 000 C, ale tieto údaje zostávajú ľubovoľné, pretože jeho typ a zloženie nie sú vedcom stále jasné. Keď idete hlbšie do zemskej kôry, jej teplota stúpa každých 100 m, no jej počty sa líšia v závislosti od zloženia prvkov a hĺbky. Oceánska kôra má vyššiu teplotu.
Oceánska kôra
Pôvodne bola podľa vedcov Zem pokrytá oceánskou vrstvou kôry, ktorá sa svojou hrúbkou a zložením trochu líši od kontinentálnej vrstvy. vznikol pravdepodobne z vrchnej diferencovanej vrstvy plášťa, teda zložením sa mu veľmi približuje. Hrúbka zemskej kôry oceánskeho typu je 5-krát menšia ako hrúbka kontinentálneho typu. Okrem toho sa jeho zloženie v hlbokých a plytkých oblastiach morí a oceánov navzájom nevýznamne líši.
Vrstvy kontinentálnej kôry
Hrúbka oceánskej kôry je:
1. Vrstva oceánskej vody, ktorej hrúbka je 4 km.
2. Vrstva voľných sedimentov. Hrúbka je 0,7 km.
3. Vrstva zložená z bazaltov s karbonátovými a kremitými horninami. Priemerná hrúbka je 1,7 km. Nevystupuje ostro a vyznačuje sa zhutnením sedimentárnej vrstvy. Tento variant jeho štruktúry sa nazýva suboceánsky.
4. Čadičová vrstva, nelíšiaca sa od kontinentálnej kôry. Hrúbka oceánskej kôry v tejto vrstve je 4,2 km.
Bazaltová vrstva oceánskej kôry v subdukčných zónach (zóny, v ktorých jedna vrstva kôry pohlcuje druhú) sa mení na eklogity. Ich hustota je taká vysoká, že sa ponoria hlboko do kôry do hĺbky viac ako 600 km a potom klesnú do spodného plášťa.
Vzhľadom na to, že najtenšia hrúbka zemskej kôry je pozorovaná pod oceánmi a je len 5-10 km, vedci sa už dlho pohrávajú s myšlienkou začať vŕtať do kôry v hĺbkach oceánov, čo by im umožnilo podrobnejšie študovať vnútornú stavbu Zeme. Vrstva oceánskej kôry je však veľmi silná a výskum v hlbokom oceáne túto úlohu ešte viac sťažuje.
Záver
Zemská kôra je azda jedinou vrstvou, ktorú ľudstvo podrobne študovalo. To, čo sa skrýva pod ním, však stále znepokojuje geológov. Ostáva nám len dúfať, že jedného dňa budú preskúmané neprebádané hlbiny našej Zeme.
V porovnaní s plášťom a jadrom je zemská kôra veľmi tenká, tvrdá a krehká vrstva. Je zložená z ľahšej látky, ktorá v súčasnosti obsahuje asi 90 prírodných chemických prvkov. Tieto prvky nie sú rovnomerne zastúpené v zemskej kôre. Sedem prvkov – kyslík, hliník, železo, vápnik, sodík, draslík a horčík – tvorí 98 % hmotnosti zemskej kôry (pozri obr. 5).
Zvláštne kombinácie chemických prvkov tvoria rôzne horniny a minerály. Najstaršie z nich majú najmenej 4,5 miliardy rokov.
Ryža. 4. Štruktúra zemskej kôry
Ryža. 5. Zloženie zemskej kôry
Minerálne je svojím zložením a vlastnosťami pomerne homogénne prírodné teleso, ktoré vzniká v hĺbke aj na povrchu litosféry. Príkladmi minerálov sú diamant, kremeň, sadra, mastenec a pod.(Charakteristiku fyzikálnych vlastností rôznych minerálov nájdete v prílohe 2.) Zloženie minerálov Zeme je znázornené na obr. 6.
Ryža. 6. Všeobecné minerálne zloženie Zeme
Skaly pozostávajú z minerálov. Môžu byť zložené z jedného alebo viacerých minerálov.
Sedimentárne horniny - hlina, vápenec, krieda, pieskovec a pod.- vznikli vyzrážaním látok vo vodnom prostredí a na súši. Ležia vo vrstvách. Geológovia ich nazývajú stránkami histórie Zeme, pretože sa môžu dozvedieť o prírodných podmienkach, ktoré existovali na našej planéte v dávnych dobách.
Zo sedimentárnych hornín sa rozlišujú organogénne a anorganické (klastické a chemogénne).
Organogénne Horniny vznikajú v dôsledku hromadenia zvyškov zvierat a rastlín.
Klasické horniny vznikajú v dôsledku zvetrávania, deštrukcie vodou, ľadom alebo vetrom produktov deštrukcie predtým vytvorených hornín (tab. 1).
Tabuľka 1. Klastické horniny v závislosti od veľkosti úlomkov
