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 ročník 6 „Počiatočný kurz geografie“ Gerasimova T.P., Neklyukova N.P.
Formy lekcie:
Zoznámenie sa s hlavnými škrupinami Zeme, ich definícia; pracovať so schémou „Vnútorná štruktúra Zeme“; práca s tabuľkou "Zemská kôra a vlastnosti jej štruktúry"; príbeh o tom, ako študovať zemskú kôru.
Termíny a koncepty:
- atmosféra,
- hydrosféra,
- litosféra,
- Zemská kôra,
- plášť,
- jadro zeme,
- pevninská kôra,
- oceánska kôra,
- oddiel Mohorović,
- ultra hlboké studne.
Geografické vlastnosti:
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 (uvažujeme Obr. 22, s. 39). Využitie multimediálnej prezentácie. Komentované čítanie, vypracovanie abstraktu 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 abstraktu práce s obr. 23 str.40 (pomocou multimediálnej prezentácie).
Zemská kôra je tvrdá kamenná 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. Vrchná vrstva zemskej kôry - do hĺbky 20-30m je ovplyvnená vonkajšími teplotami a pod ňou teplota postupne stúpa: na každých 100m hĺbky o +3C. Hlbšie je už teplota do značnej miery závislá od zloženia hornín.
Úloha: Aká je teplota hornín v bani, kde sa ťaží uhlie, ak jej hĺbka je 1000m a teplota vrstvy zemskej kôry, ktorá už nezávisí od ročného obdobia, je + 10C.
Rozhodnite sa podľa akcie:
- O koľko stupňov stúpne teplota zemskej kôry v bani:
- Aká bude teplota zemskej kôry v bani?
10С+(+30С)= +40С
Teplota = +10С + (1000:100 3С)=10С +30С = 40С
Vyriešte úlohu: Aká je teplota zemskej kôry v bani, ak jej hĺbka je 1600 m, a teplota vrstvy zemskej kôry, ktorá nezávisí od ročného obdobia, je -5 C?
Teplota vzduchu \u003d (-5С) + (1600: 100 3С) \u003d (-5С) + 48С \u003d + 43С.
Zapíšte si stav problému a vyriešte ho doma:
Aká je teplota zemskej kôry v bani, ak jej hĺbka je 800 m a teplota vrstvy zemskej kôry, ktorá nezávisí od ročného obdobia, je +8°C?
Vyriešte problémy uvedené v zhrnutí lekcie
5. Štúdium zemskej kôry. Práca s obr. 24 s.40, text učebnice.
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 útrobách našej vlastnej planéty. Jedným slovom, ak sa opäť vrátime k vyššie uvedenému prirovnaniu, stále nemôžeme žiadnym spôsobom „prepichnúť škrupinu“.
- Konsolidácia nového materiálu. Použitie multimediálnej prezentácie .
Testy a úlohy na overenie.
1. Určte obal Zeme: Zemská kôra.
A. vzdušný
B. ťažko.
G. voda.
Kontrolný kľúč:
2. Určte, o ktorej škrupine Zeme hovoríme: zemská kôra
a/ najbližšie k stredu zeme
b/ hrúbka od 5 do 70 cm
c/ preložené z latinčiny „závoj“
g / teplota látky +4000 C + 5000 C
e/ 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.
Kontrolný kľúč:
3. Zem sa podľa vnútornej stavby niekedy prirovnáva ku slepačím 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 predstavuje najtenší film a v porovnaní s polomerom Zeme je zanedbateľná. Dosahuje maximálnu hrúbku 75 km pod pohoriami Pamír, Tibet, Himaláje. napriek malej hrúbke má zemská kôra zložitú štruktúru.
Jeho horné horizonty sú celkom dobre študované vrtnými vrtmi.
Štruktúra a zloženie zemskej kôry pod oceánmi a na kontinentoch sú veľmi odlišné. Preto je zvykom rozlišovať dva hlavné typy zemskej kôry - oceánske a kontinentálne.
Zemská 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, vápencovými kalmi. Druhá vrstva je zložená z bazaltov - produktov sopečných erupcií. Hrúbka čadičovej vrstvy na dne oceánov nepresahuje 2 km.
Kontinentálna (kontinentálna) 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 horách 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 ložiská plytkej vody – vápence, íly, piesky, soli a sadrovec. Vek hornín je 1,7 miliardy rokov.
Druhá vrstva - žula - je dobre študovaná geológmi, pretože. existujú východy na povrch a boli urobené pokusy o jeho vyvŕtanie, hoci pokusy vyvŕtať celú vrstvu žuly boli neúspešné.
Zloženie tretej vrstvy nie je veľmi jasné. Predpokladá sa, že musí byť zložený z hornín, ako sú bazalty. Jeho hrúbka je 20-25 km. Na základni tretej vrstvy je vysledovaný Mohorovičový povrch.
Moho povrch.
V roku 1909 na Balkánskom polostrove pri meste Záhreb došlo k silnému zemetraseniu. Chorvátsky geofyzik Andrija Mohorovichic, 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 určitý úsek, ktorý obmedzuje zemskú kôru zospodu. Na jeho označenie bol zavedený špeciálny termín - povrch Mohorovichic (alebo sekcia 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. vo vrchnom plášti bola objavená vrstva, kde sa seizmické vlny šíria pomerne pomaly. Táto vrstva sa nazývala astenosféra (z gréckeho "asthenes" - slabý). Tu je podiel taveniny 1-3%, viac plastický. Astenosféra ako zvyšok plášťa slúži ako „mazivo“, po ktorom sa pohybujú tuhé litosférické platne.
V porovnaní s horninami, ktoré tvoria zemskú kôru, sa horniny plášťa vyznačujú vysokou hustotou a rýchlosť šírenia seizmických vĺn je v nich výrazne vyššia.
V samotnom „suteréne“ spodného plášťa – v hĺbke 1000 km a až po povrch jadra – hustota postupne narastá. Z čoho pozostáva spodný plášť, zostáva záhadou.
Predpokladá sa, že povrch jadra pozostáva z látky s vlastnosťami kvapaliny. Hranica jadra je v hĺbke 2900 km.
Ale vnútorná oblasť, začínajúca od hĺbky 5100 km, sa správa ako pevné telo. Je to spôsobené veľmi vysokým tlakom. Dokonca aj na hornej hranici jadra je teoreticky vypočítaný tlak asi 1,3 milióna atm. a v strede dosahuje 3 milióny atm. Teplota tu môže presiahnuť 10 000 C. Každá kocka. cm hmoty zemského jadra váži 12 -14 g.
Je zrejmé, že látka vonkajšieho jadra Zeme je hladká, takmer ako delová guľa. Ukázalo sa však, že „hraničné“ poklesy dosahujú 260 km.
- zemská kôra je oceánska.
- kontinentálnej kôry
- plášť
- jadro
a. pozostáva zo žuly, čadiča a sedimentárnych hornín.
b. teplota +2000, viskózny stav, bližšie k pevnej látke.
v. hrúbka vrstvy 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, silou 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 hmoty Zeme je 5,5 g/cm 3 .
Existuje len veľmi málo spoľahlivých údajov o vnútornej štruktúre Zeme. Zvážte Obr. 2. Zobrazuje vnútornú štruktúru Zeme. Zem sa skladá zo zemskej kôry, plášťa a jadra.
Ryža. 1. Chemické zloženie Zeme
Ryža. 2. Vnútorná stavba Zeme
Nucleus
Nucleus(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). Jadro pravdepodobne pozostáva zo zliatin železa a niklu.
Vonkajšie jadro Zeme má väčší výkon ako vnútorné jadro (polomer 2200 km) a je v tekutom (roztavenom) stave. Vnútorné jadro je pod obrovským tlakom. Látky, ktoré ho tvoria, sú v pevnom stave.
Plášť
Plášť- geosféra Zeme, ktorá obklopuje jadro a tvorí 83 % objemu našej planéty (viď 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 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 zemská 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 sa nazýva 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 pohyb hmoty v zemskej kôre, spájajú sa pod všeobecným názvom litosféra(kamenná škrupina). Hrúbka litosféry sa pohybuje od 50 do 200 km.
Pod litosférou je 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 sa zavádza 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 obrázok 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 sa tvorí v hĺbke aj na povrchu litosféry. Príkladmi minerálov sú diamant, kremeň, sadra, mastenec a pod.(Popis fyzikálnych vlastností rôznych minerálov nájdete v prílohe 2.) Zloženie minerálov Zeme je znázornené na obr. 6.
Ryža. 6. Všeobecné minerálne zloženie Zeme
Skaly sú tvorené minerálmi. Môžu byť zložené z jedného alebo viacerých minerálov.
Sedimentárne horniny -íl, vápenec, krieda, pieskovec a pod.- vznikajú 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 na našej planéte existovali v dávnych dobách.
Medzi sedimentárnymi horninami sa rozlišujú organogénne a anorganické (detritálne a chemogénne).
Organogénne horniny vznikajú v dôsledku hromadenia zvyškov zvierat a rastlín.
Klasické horniny vznikajú v dôsledku zvetrávania, tvorby produktov deštrukcie predtým vytvorených hornín za pomoci vody, ľadu alebo vetra (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 sedimentácie z vôd morí a jazier látok v nich rozpustených.
V hrúbke zemskej kôry sa tvorí magma magmatické horniny(obr. 7), ako je 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. Tak sa napríklad vápenec mení na mramor, kremenný pieskovec na kremenec.
V štruktúre zemskej kôry sa rozlišujú tri vrstvy: sedimentárna, "žula", "čadič".
Sedimentárna vrstva(pozri obr. 8) je tvorený prevažne sedimentárnymi horninami. Prevládajú tu íly a bridlice, hojne sú zastúpené 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 absencie v niektorých oblastiach pevniny až po 20-25 km v hlbokých depresiách.
Ryža. 7. Klasifikácia hornín podľa pôvodu
"Žulová" vrstva pozostáva z metamorfovaných a vyvrelých hornín podobných svojimi vlastnosťami žule. Najrozšírenejšie sú tu 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. Ide o metamorfované vyvreté 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.
Kontinentálna a oceánska kôra sa líšia hrúbkou. Pod horskými systémami sa teda pozoruje maximálna hrúbka zemskej kôry. 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 - prelínanie sedimentárnych hornín a bazaltov; 4, bazalty a kryštalické ultramafické horniny; 5, granit-metamorfná vrstva; 6 - granulitovo-mafická vrstva; 7 - normálny plášť; 8 - dekomprimovaný plášť
Rozdiel medzi kontinentálnou a oceánskou kôrou z hľadiska zloženia hornín sa prejavuje absenciou granitovej vrstvy v oceánskej kôre. Áno, a čadičová vrstva oceánskej kôry je veľmi zvláštna. Z hľadiska horninového zloženia sa odlišuje od obdobnej vrstvy kontinentálnej kôry.
Hranica pevniny a oceánu (nula) neurčuje prechod kontinentálnej kôry do oceánskej. Nahradenie kontinentálnej kôry oceánskou prebieha v oceáne približne v hĺbke 2450 m.
Ryža. 9. Stavba kontinentálnej a oceánskej kôry
Existujú aj prechodné typy zemskej kôry – suboceánska a subkontinentálna.
Suboceánska kôra nachádzajúce sa pozdĺž kontinentálnych svahov a podhorí, možno nájsť v okrajových a Stredozemných moriach. Ide o kontinentálnu kôru s hrúbkou až 15-20 km.
subkontinentálnej kôry nachádzajúce sa napríklad na vulkanických ostrovných oblúkoch.
Na základe materiálov seizmický zvuk - rýchlosť seizmických vĺn – získame 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 však objavený nebol a medzi skalami prevládali ruly.
Zmena teploty zemskej kôry s hĺbkou. Povrchová vrstva zemskej kôry má teplotu určenú slnečným teplom. to 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 kontinentálnej klíme.
Ešte hlbšie v zemskej kôre sa rozlišuje geotermálna vrstva, ktorej teplota je určená vnútorným teplom Zeme a rastie s hĺbkou.
K zvýšeniu teploty dochádza najmä v dôsledku rozpadu rádioaktívnych prvkov, ktoré tvoria horniny, predovšetkým rádia a uránu.
Veľkosť zvýšenia teploty hornín 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 stúpa teplota s hĺbkou rýchlejšie ako na kontinentoch. V priemere sa každých 100 m hĺbky oteplí o 3 °C.
Prevrátená hodnota geotermálneho gradientu je tzv geotermálny krok. Meria sa v m/°C.
Teplo zemskej kôry je dôležitým zdrojom energie.
Časť zemskej kôry siahajúca do hĺbok dostupných pre formy geologického štúdia útrobách zeme.Útroby Zeme si vyžadujú špeciálnu ochranu a rozumné využitie.
Horná pevná geosféra sa nazýva zemská kôra. Tento pojem sa spája s menom juhoslovanského geofyzika A. Mohoroviča, ktorý zistil, že v hornej hrúbke Zeme sa seizmické vlny šíria pomalšie ako vo veľkých hĺbkach. Následne sa táto vrchná nízkorýchlostná vrstva nazývala zemská kôra a hranica oddeľujúca zemskú kôru od zemského plášťa sa nazývala Mohorovičova hranica, alebo v skratke 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% zemského polomeru), zriedka sa zvyšuje na 75 km v horských oblastiach. Priemerná hrúbka kôry sa predpokladá na 33 km a priemerná hmotnosť je 3 10 25 g.
Podľa geologických a údajov 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 len 1 % pripadá na zvyšných (viac ako sto!) prvkov D.I. Mendelejev. Otázka zloženia hlbších zón Zeme zostáva kontroverzná. 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 gravitačného zrýchlenia je možné vypočítať pre ktorýkoľvek bod polomeru Zeme. V hĺbke 50 km, t.j. približne na päte zemskej kôry je tlak 13 000 atm.
Teplotný režim v zemskej kôre je dosť zvláštny. Tepelná energia Slnka preniká do určitej hĺbky do útrob. 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 leží vrstva hornín so stálou teplotou - izotermická. Jeho teplota sa rovná priemernej ročnej teplote v regióne. V polárnych a , kde je amplitúda kolísania ročných teplôt 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. V priemere sa pri prehĺbení do zemskej kôry o 33 m zvýši teplota o 1 ° C. Táto hodnota sa nazýva geotermálny krok. Geotermálny krok v rôznych oblastiach Zeme je odlišný: predpokladá sa, že v zónach môže byť asi 5 m a v pokojných plošinových oblastiach sa môže zvýšiť až na 100 m.
Spolu s vrchnou pevnou vrstvou plášťa ho spája koncept, pričom celok kôry a vrchného plášťa sa zvyčajne nazýva tektonosféra.
Kontinenty sa kedysi tvorili z masívov zemskej kôry, ktorá v tej či onej miere vyčnieva nad hladinu vody vo forme pevniny. Tieto bloky zemskej kôry štiepili, pohybovali a drvili ich časti viac ako jeden milión rokov, aby sa objavili v podobe, akú poznáme teraz.
Dnes zvážime najväčšiu a najmenšiu hrúbku zemskej kôry a vlastnosti jej štruktúry.
Trochu o našej planéte
Na začiatku formovania našej planéty tu pôsobili viaceré sopky, neustále dochádzalo k 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, možno to boli oni, ktorí 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 pevninskú Pangeu. V období druhohôr sa Pangea začala deliť na časti, vzniknuté kontinenty sa postupne od seba odplavovali. Tichý oceán, tvrdí Wegener, je zvyškom primárneho oceánu, zatiaľ čo Atlantický oceán a Indický oceán sa považujú za sekundárne.
zemská kôra
Zloženie zemskej kôry je prakticky podobné zloženiu planét našej slnečnej sústavy - Venuše, Marsu atď. Veď tie isté látky slúžili ako základ pre všetky planéty slnečnej sústavy. A nedávno si vedci boli istí, že zrážka Zeme s inou planétou zvanou Thea spôsobila zlúčenie dvoch nebeských telies a z rozbitého fragmentu vznikol Mesiac. To vysvetľuje, prečo je minerálne zloženie Mesiaca podobné zloženiu našej planéty. Nižšie sa budeme zaoberať štruktúrou zemskej kôry - mapou jej vrstiev na súši a v 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.
kontinentálnej kôry
Zemská kôra má 3 vrstvy, z ktorých každá pokrýva predchádzajúcu nerovnými vrstvami. 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, vulkanogénne horniny a iné pevné látky. Ide o druh sedimentu, ktorý vznikol v dôsledku rôznych 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. Tvoria ho žuly, bridlice, ruly atď.
Čadičová vrstva je zložená z látok podobných zložením ako bazalty. V porovnaní so žulovou vrstvou je hustejšia. Pod čadičovou vrstvou preteká viskózny plášť pevných látok. Plášť je zvyčajne oddelený od kôry takzvanou Mohorovichichovou hranicou, ktorá v skutočnosti oddeľuje vrstvy rôzneho chemického zloženia. Vyznačuje sa prudkým zvýšením rýchlosti seizmických vĺn.
To znamená, že relatívne tenká vrstva zemskej kôry je krehkou bariérou, ktorá nás oddeľuje od rozžeraveného plášťa. Hrúbka samotného plášťa je v priemere 3 000 km. Spolu s plášťom sa pohybujú aj tektonické platne, ktoré sú ako súčasť litosféry úsekom 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 je 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 z vrstiev svoju vlastnú hrúbku a hrúbku, ktorá sa môže v rôznych oblastiach pevniny 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 podmienené, pretože jeho typ a zloženie nie sú vedcom stále jasné. Keď idete hlbšie do zemskej kôry, jej teplota stúpa každých 100 m, ale jej údaje sa líšia v závislosti od zloženia prvkov a hĺbky. Oceánska kôra má vyššiu teplotu.
oceánska kôra
Pôvodne bola podľa vedcov Zem pokrytá presne 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. Zároveň 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. Priemerný výkon je 1,7 km. Nevystupuje ostro a vyznačuje sa zhutnením sedimentárnej vrstvy. Táto verzia jeho štruktúry sa nazýva suboceánska.
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 (zóna, v ktorej jedna vrstva kôry pohlcuje druhú) sa mení na eklogity. Ich hustota je taká vysoká, že klesajú hlboko do kôry do hĺbky viac ako 600 km a potom klesajú do spodného plášťa.
Vzhľadom na to, že najmenšia hrúbka zemskej kôry je pozorovaná pod oceánmi a je len 5-10 km, vedci už dlho živili myšlienku začať vŕtať kôru v hĺbke oceánov, čo by umožnilo študovať vnútornú štruktúra Zeme podrobnejšie. Vrstva oceánskej kôry je však veľmi silná a výskum v hĺbke oceánu túto úlohu ešte sťažuje.
Záver
Zemská kôra je snáď jedinou vrstvou, ktorú ľudstvo podrobne študovalo. To, čo je pod ním, však stále znepokojuje geológov. Ostáva 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- ide o relatívne homogénne zložením a vlastnosťami prírodného telesa, vytvoreného v hĺbke aj na povrchu litosféry. Príkladmi minerálov sú diamant, kremeň, sadra, mastenec a pod.(Popis fyzikálnych vlastností rôznych minerálov nájdete v prílohe 2.) Zloženie minerálov Zeme je znázornené na obr. 6.
Ryža. 6. Všeobecné minerálne zloženie Zeme
Skaly sú tvorené minerálmi. 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 na našej planéte existovali v dávnych dobách.
Medzi sedimentárnymi horninami sa rozlišujú organogénne a anorganické (detritálne a chemogénne).
Organogénne horniny vznikajú v dôsledku hromadenia zvyškov zvierat a rastlín.
Klasické horniny vznikajú v dôsledku zvetrávania, tvorby produktov deštrukcie predtým vytvorených hornín za pomoci vody, ľadu alebo vetra (tab. 1).
Tabuľka 1. Klastické horniny v závislosti od veľkosti úlomkov
