Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Октября 2014 в 21:22, реферат
Создание модели внутреннего строения Земли - одно из самых больших достижений науки XX столетия. Конечно, создавались модели и раньше, которые основывались на предположениях и на небольшом количестве достоверных фактов. Нельзя сказать, что сегодня все в строении Земли ученым известно. Недра таят в себе большой запас загадок. Но я думаю, что современная модель вряд ли когда-нибудь изменится настолько сильно, как менялись модели прошлых веков.
. Введение 3
2. Земля 4
3. История Земли 5
4. Геохронологическая шкала 6
5. Строение Земли 7
5.1 Земная кора 8
5.2 Мантия 9
5.3 Ядро 10
5.4 Форма 12
5.5 Химический состав 12
6.Заключение 13
7.Список использованной литературы 15
Земная кора.
Земная кора — верхняя часть твёрдой Земли. От мантии отделяется границей с резким возрастанием скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Существует два типа коры — океаническая и континентальная. Толщина Земной коры варьируется от 6 километров (в океанических областях) до 30-70 километров (в горных районах материков). На долю сферы земной коры приходится достаточно малая часть - около 0,5% общей массы планеты.
В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Земная кора делится на отличные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга.
8
Основной состав коры - это окислы железа, алюминия, кремния и щелочных металлов. С глубиной в составе земной коры возрастает содержание железа и оксидов магния, снижается содержание кремнезёма, данная тенденция имеет место при переходе к верхней мантии.
В составе континентальной коры, которая содержит под осадочным слоем нижний (базальтовый) и верхний (гранитный) встречаются более древние породы Земли, возраст которых достигает 3 млрд. лет. Океаническая кора под осадочным слоем содержит один слой, близкий по составу к базальтовым. Возраст осадочного чехла около 100-150 миллионов лет.
Верхняя часть континентальной земной коры представляет собой прерывистый слой, который состоит из вулканических и осадочных горных пород. Слои могут быть смяты в складки и смещены по разрыву.
Ниже находится гранитный слой, который состоит из гранитов и гнейсов (скорость продольных волн в данном слое— до 6,4 км/сек). Ещё ниже располагается базальтовый слой (6,4—7,6 км/сек), сложенный метаморфическими горными породами, базальтами и габбро. Между этими 2-мя слоями проходит граница - поверхность Конрада. Скорость продольных сейсмических волн при прохождении через эту поверхность резко возрастает с 6 до 6,5 км/с.
Кора под океанами имеет толщину 5—10 километров. Она делится на несколько слоёв. Сначала располагается верхний слой, который состоит из донных осадков, толщина которых менее километра. Ниже расположен второй слой, сложенный, в основном из базальта, серпентинита и, возможно, из прослоев осадков. Скорость продольных сейсмических волн в этом слое достигает 4—6 км/с, а толщина 1—2,5 км. Нижний, «океанический» слой сложен габбро. Этот слой имеет толщину около 5 км и скорость прохождения сейсмических волн 6,4—7 км/с.
Мантия.
Мантия — это силикатная оболочка Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. На долю Мантии приходится около 67% общей массы планеты и примерно 83 % её объёма. Она располагается от с земной коры (на глубине 6—70 км) до ядра на глубине примерно 2900 км. От земной коры отделена поверхностью Мохоровичича, где скорость сейсмических волн при переходе из коры в мантию резко возрастает с 6,7—7,6 до 7,9—8,2 км/с.
Мантия занимает большой диапазон глубин. Фазовые переходы, при которых минералы приобретают более плотную структуру, сопровождаются увеличением давления в веществе. Мантия Земли делится на нижнюю и верхнюю мантии. Верхний слой делится на слой Гутенберга (субстрат) и слой Голицына (средняя мантия).
9
Твердый слой верхней мантии, распологающийся до глубин под океанами и континентами, вместе с земной корой называют литосферой - самой жесткой оболочкой Земли. Под ней располагается слой, где ученые наблюдают незначительное снижение скорости распространения сейсмических волн, это говорит о специфическом состоянии вещества. Этот слой, менее вязкий и более пластичный по сравнению к ниже и выше располагающимся слоям, называют астеносферой.
Агрегатное состояние мантии связано с влиянием сверхвысокого давления и температур. Из-за давления вещество большей части мантии находится в твёрдом кристаллическом состоянии, несмотря на достаточно высокую температуру. Исключением является астеносфера, в которой действие давления слабее, чем температуры, близкие к точке плавления вещества. По причине этого эффекта вещество находится либо в полурасплавленном, либо в аморфном состоянии.
В состав мантии входят химические элементы, которые находились в твёрдом состоянии или в твёрдых химических соединениях во время формирования Земли: кислород, магний, железо, кремний и др. Данные элементы образуют с диоксидом кремния силикаты.
На глубине 2900 километров в нижней мантии отмечается скачкообразное увеличение скорости продольных волн и плотности, а поперечные волны здесь исчезают совсем, это указывает на изменение вещественного состава пород. Это внешняя граница ядра Земли.
Ядро.
Земное ядро открыто в 1936 году. Получить его изображение было достаточно сложно по причине недостаточного количества сейсмических волн, достигавших ядра и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, высокие температуры и давление ядра было сложно воспроизвести в лаборатории.
Ядро— центральная часть Земли, залегающая на глубине 2900 км, геосфера, находящаяся под мантией и состоящая из никеля и железа с примесью других элементов. Масса ядра составляет 1,9354·1024 кг., температура достигает 6000 °С, а плотность примерно 12,5 т/м³,.
10
Земное ядро делится на 2 области: жидкую (внешнее ядро, радиусом около 2200 км) и твердую (внутреннее, радиусом около 1300 км), переходная зона между ними проходит на глубине 5156 километров. Железо обильно распространено во Вселенной и составляет примерно 35% массы Земли. По последним данным, внешнее ядро – это вращающиеся потоки расплавленного никеля и железа, которые хорошо проводят электричество. С этим связывают происхождение земного магнитного поля, а электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, соприкасающийся с внешним ядром, испытывает его влияние, так как в мантии температура ниже, чем в ядре. В некоторых местах этот слой создает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки - плюмы.
Внутреннее твердое ядро не связано с мантией. Предполагают, что его твердое состояние, несмотря на высокую температуру, обеспечивается гигантским давлением в центре Земли. Так же существуют мнения, что в ядре кроме железоникелевых сплавов должны быть более легкие элементы, такие как сера и кремний, а возможно, кислород и кремний. Вопрос о состоянии ядра 3емли до сих пор остается дискуссионным. По мере удаления от поверхности возрастает сжатие, которому подвергается вещество. По последним расчетам стало известно, что давление в земном ядре может достигать 3 млн. атм. При этом многие вещества металлизируются - переходят в металлическое состояние. Существовала даже гипотеза, что ядро Земли состоит из металлического водорода.
11
Форма Земли.
Форма Земли (геоид) напоминает сплюснутый эллипс. Средний диаметр планеты составляет примерно 12 742 километров, а окружность составляет 40 000 км. Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, таким образом, диаметр на экваторе на 43километра больше, чем на полярный. Самый высокой точкой поверхности Земли считается гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей— Марианская впадина (10 994 м под уровнем моря). Из-за выпуклости экватора самыми удалёнными точками поверхности от центра Земли являются вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре и гора Уаскаран в Перу.
Химический состав Земли.
Масса Земли приблизительно равна 5,9736·1024 кг. Общее число атомов, составляющих Землю примерно 1,3-1,4·1050. Она состоит из алюминия (1,4 %), кальция (1,5 %), никеля (1,8 %), серы (2,9 %), магния (13,9 %), кремния (15,1 %), кислорода (30,1 %) и железа (32,1 %), на остальные элементы приходится 1,2 %. Ученые предполагают, что из-за сегрегации по массе внутреннее пространство состоит из железа (88,8 %), никеля (5,8 %), серы (4,5 %) и около 1 % других элементов. Важно отметить, что углерода, который является основой жизни, в земной коре лишь 0,1 %.
Геохимик Франк Кларк вычислил, что земная кора более, чем на 47 % состоит из кислорода. Наиболее распространённые породообразующие минералы земной коры почти целиком состоят из оксидов; содержание хлора, серы и фтора в породах составляет менее 1 %. Основными оксидами являются оксид натрия (Na2O), оксид железа (FeO), окись магния (MgO), оксид калия (K2O), окись кальция (CaO), глинозём (Al2O3) и кремнезём (SiO2). Кремнезём служит кислотной средой, формирует силикаты; природа всех основных вулканических пород связана с ним. На основе расчетов, анализирующих 1 672 видов пород, Кларк пришел к выводу, что 99,22 % из них содержат 11 оксидов (таблица 3). Другие компоненты встречаются в малых количествах.
12
Заключение.
Другие планеты земной группы, может быть, имеют схожие структуры и составы с определенными отличиями: у Луны сравнительно маленькое ядро; у Меркурия большое ядро относительно диаметра планеты; мантии Марса и Луны чуть толще; у Луны и Меркурия отсутствует отчетливая с хим. точки зрения кора. Земля – это единственная планета с внутренним и внешним ядром. Примечательно, что наши знания о внутреннем строении планет носят все-таки теоретический характер даже для Земли.
Ядро, возможно, состоит в большей степени из железа (или железа и никеля), но не отрицается возможность присутствия более легких элементов. В центре ядра температура достигает 7500 K, что больше, чем температура поверхности Солнца. Нижняя мантия состоит из магния, кислорода, и кремния, с незначительным количеством алюминия, железа и кальция. Верхняя мантия - это в основном пироксен и (железо-магниевые силикаты), алюминий и кальций. Эти данные были получены благодаря сейсмическим методам; образцы верхней мантии достигают поверхности в виде вулканической лавы, но значительная часть Земли недостижима для нас. Кора - это кварц (кремниевая двуокись) и другие силикаты. Химический состав Земли (по массе):
Железо 34,6%
Кислород 29,5%
Кремний 15,2%
13
Магний 12,7%
Никель 2,4%
Сера 1,9%
Исследование глубинного строения Земли считается одним из наиболее важным и актуальным направлениям геологических наук. Новая стратификация мантии Земли дает возможность менее схематично, чем прежде, подойти к сложной проблеме глубинной геодинамики. Отличия в сейсмических характеристиках земных оболочек (геосфер), отражающих различие в их минеральном составе и физических свойствах, дает возможность для моделирования геодинамических процессов. От дальнейшего развития сейсмотомографи, а также изучения химического и минерального состава глубин зависят построения в отношении структуры, состава, геодинамики и эволюции Земли в целом.
14
Список использованной литературы:
15