Une propriété caractéristique du globe est son hétérogénéité. Il est subdivisé en un certain nombre de couches ou sphères, qui sont divisées en interne et externe.

Les sphères intérieures de la Terre: la croûte terrestre, le manteau et le noyau.

la croûte terrestre les plus hétérogènes. En profondeur, 3 couches s'y distinguent (de haut en bas) : sédimentaire, granitique et basaltique.

Couche sédimentaire formé par des roches molles et parfois lâches qui ont surgi par le dépôt d'une substance dans l'eau ou environnement aérienà la surface de la terre. Les roches sédimentaires sont généralement disposées en couches délimitées par des plans parallèles. L'épaisseur de la couche varie de quelques mètres à 10-15 km. Il existe des zones où la couche sédimentaire est presque totalement absente.

couche de granit composé principalement de roches ignées et métamorphiques riches en Al et Si. Leur teneur moyenne en SiO 2 est supérieure à 60%, elles sont donc classées comme roches acides. La densité des roches de la couche est de 2,65-2,80 g/cm 3 . Puissance 20-40 km. Dans la composition de la croûte océanique (par exemple, au fond de l'océan Pacifique), la couche de granit est absente, faisant ainsi partie intégrante précisément de la couche continentale la croûte terrestre.

Couche de basalte se trouve à la base de la croûte terrestre et est continue, c'est-à-dire qu'à la différence de la couche granitique, elle est présente dans la composition de la croûte continentale et océanique. Il est séparé du granite par la surface de Konrad (K), sur laquelle la vitesse des ondes sismiques passe de 6 à 6,5 km/sec. La substance composant la couche de basalte est similaire en composition chimique et en propriétés physiques aux basaltes (moins riche en SiO 2 que les granites). La densité de la substance atteint 3,32 g/cm 3 . La vitesse de propagation des ondes sismiques longitudinales augmente de 6,5 à 7 km/sec à la limite inférieure, où à nouveau il y a un saut de vitesse et elle atteint 8-8,2 km/sec. Cette limite inférieure de la croûte terrestre peut être tracée partout et s'appelle la limite Mohorovichic (savant yougoslave) ou le M.

Manteau situé sous la croûte terrestre à une profondeur comprise entre 8-80 et 2900 km. La température dans les couches supérieures (jusqu'à 100 km) est de 1000-1300 o C, elle augmente avec la profondeur et atteint 2300 o C à la limite inférieure.Cependant, la substance s'y trouve à l'état solide en raison de la pression, qui à grande les profondeurs sont des centaines de milliers et des millions d'atmosphères. A la frontière avec le noyau (2900 km), on observe la réfraction et la réflexion partielle des ondes sismiques longitudinales, tandis que les ondes transversales ne franchissent pas cette frontière ("l'ombre sismique" varie de 103 o à 143 o d'arc). La vitesse de propagation des ondes dans la partie inférieure du manteau est de 13,6 km/sec.

Relativement récemment, on a appris que dans la partie supérieure du manteau, il y avait une couche de roches décompactées - asthénosphère, située à une profondeur de 70 à 150 km (plus profondément sous les océans), dans laquelle une diminution des vitesses des ondes élastiques d'environ 3% est enregistrée.

Cœur dans les propriétés physiques, il diffère fortement du manteau qui l'enveloppe. La vitesse des ondes sismiques longitudinales est de 8,2 à 11,3 km/sec. Le fait est qu'à la limite du manteau et du noyau, il y a une chute brutale de la vitesse des ondes longitudinales de 13,6 à 8,1 km/sec. Les scientifiques ont longtemps conclu que la densité du noyau est bien supérieure à la densité des coques de surface. Elle doit correspondre à la densité du fer dans des conditions barométriques appropriées. Par conséquent, il est largement admis que le noyau est constitué de Fe et de Ni et possède des propriétés magnétiques. La présence de ces métaux dans le noyau est associée à la différenciation primaire de la substance par gravité spécifique. Les météorites parlent également en faveur du noyau fer-nickel. Le noyau est divisé en externe et interne. Dans la partie externe du noyau, la pression est de 1,5 million d'atmosphères ; densité 12 g/cm 3 . Les ondes sismiques longitudinales se propagent ici à une vitesse de 8,2-10,4 km/sec. Le noyau interne est à l'état liquide et les courants de convection qu'il contient induisent le champ magnétique terrestre. Dans le noyau interne, la pression atteint 3,5 millions d'atmosphères, densité 17,3-17,9 g/cm 3 , vitesse d'onde longitudinale 11,2-11,3 km/sec. Les calculs montrent que la température devrait y atteindre plusieurs milliers de degrés (jusqu'à 4000 o). La substance y est à l'état solide en raison de la haute pression.

Sphères extérieures de la Terre : hydrosphère, atmosphère et biosphère.

Hydrosphère unit l'ensemble des manifestations des formes d'eau dans la nature, à partir d'une couverture d'eau continue qui occupe les 2/3 de la surface de la Terre (mers et océans) et se terminant par l'eau qui fait partie des roches et des minéraux. en ce sens, l'hydrosphère est une coquille continue de la Terre. Notre cours traite principalement de cette partie de l'hydrosphère qui forme une couche d'eau indépendante - océanosphère.

Sur la superficie totale de la Terre de 510 millions de km 2, 361 millions de km 2 (71%) sont recouverts d'eau. Schématiquement, la topographie du fond de l'océan mondial est représentée comme courbe hypsographique. Il montre la distribution de la hauteur des terres et de la profondeur des océans ; 2 niveaux du fond marin sont clairement définis avec des profondeurs de 0-200 m et 3-6 km. Le premier d'entre eux est une zone d'eau relativement peu profonde, encerclant les côtes de tous les continents sous la forme d'une plate-forme sous-marine. Est-ce un plateau continental ou étagère. Du côté de la mer, le plateau est limité par une corniche sous-marine escarpée - glissement continental(jusqu'à 3000 mètres). À des profondeurs de 3 à 3,5 km se trouve pied continental. En dessous de 3500 m commence lit océanique (lit de l'océan), dont la profondeur peut atteindre 6000 m.Le pied continental et le fond de l'océan constituent le deuxième niveau clairement exprimé du fond marin, composé d'une croûte océanique typique (sans couche de granit). Parmi le lit océanique, principalement dans les parties périphériques de l'océan Pacifique, se trouvent tranchées en eau profonde (auges)- de 6000 à 11000 m.Voilà à quoi ressemblait la courbe hypsographique il y a 20 ans. L'une des découvertes géologiques les plus importantes de ces derniers temps a été la découverte dorsales médio-océaniques un système mondial de monts sous-marins, élevé au-dessus du fond de l'océan de 2 kilomètres ou plus et occupant jusqu'à 1/3 du fond de l'océan. L'importance géologique de cette découverte sera discutée plus loin.

Presque tous les éléments chimiques connus sont présents dans l'eau des océans, cependant seuls 4 prédominent : O 2, H 2, Na, Cl. La teneur en composés chimiques dissous dans l'eau de mer (salinité) est déterminée en pourcentage en poids ou ppm(1ppm = 0,1%). La salinité moyenne de l'eau de mer est de 35 ppm (35 g de sels dans 1 litre d'eau). La salinité varie considérablement. Ainsi, en mer Rouge, il atteint 52 ppm, en mer Noire jusqu'à 18 ppm.

Atmosphère représente la couche d'air la plus élevée de la Terre, qui l'enveloppe d'une couverture continue. La limite supérieure n'est pas claire, car la densité de l'atmosphère diminue avec la hauteur et passe progressivement dans l'espace sans air. La limite inférieure est la surface de la Terre. Cette limite est également conditionnelle, puisque l'air pénètre à une certaine profondeur dans la coquille de pierre et est contenu sous forme dissoute dans la colonne d'eau. Il y a 5 sphères principales dans l'atmosphère (de bas en haut) : troposphère, stratosphère, mésosphère, ionosphère Et exosphère. Pour la géologie, la troposphère est importante, car elle est en contact direct avec la croûte terrestre et a un impact significatif sur celle-ci.

La troposphère se distingue par sa haute densité, la présence constante de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone et de poussières ; diminution progressive de la température avec la hauteur et existence d'une circulation d'air verticale et horizontale. Dans la composition chimique, en plus des éléments principaux - O 2 et N 2 - il y a toujours du CO 2, de la vapeur d'eau, des gaz inertes (Ar), du H 2, du dioxyde de soufre et de la poussière. La circulation de l'air dans la troposphère est très complexe.

Biosphère- une sorte de coquille (identifiée et nommée par l'académicien V.I. Vernadsky), unit les coquilles dans lesquelles la vie est présente. Il n'occupe pas un espace séparé, mais pénètre dans la croûte terrestre, l'atmosphère et l'hydrosphère. La biosphère joue un rôle important dans les processus géologiques, participant à la fois à la formation des roches et à leur destruction.

Les organismes vivants pénètrent le plus profondément dans l'hydrosphère, souvent appelée le "berceau de la vie". La vie est particulièrement riche dans l'océanosphère, dans ses couches superficielles. En fonction de la situation physique et géographique, principalement des profondeurs, plusieurs zones bionomiques(Grec "bios" - vie, "nomos" - loi). Ces zones diffèrent par les conditions d'existence des organismes et leur composition. Il y a 2 zones dans la zone d'étagère : littoral Et néritique. Le littoral est une bande d'eau peu profonde relativement étroite, drainée deux fois par jour à marée basse. De par sa spécificité, le littoral est habité par des organismes pouvant tolérer un assèchement temporaire (vers marins, certains mollusques, oursins, étoiles). Plus profonde que la zone de marée à l'intérieur du plateau se trouve la zone de nérite, qui est la plus richement peuplée par une variété d'organismes marins. Tous les types du monde animal y sont largement représentés. Distingué par son mode de vie benthique animaux (habitants du fond) : benthos sédentaires (coraux, éponges, bryozoaires…), benthos errants (rampants - hérissons, étoiles, écrevisses). Nectonique les animaux sont capables de se déplacer de manière autonome (poissons, céphalopodes) ; planctonique (plancton) - planant dans l'eau en suspension (foraminifères, radiolaires, méduses). correspond au talus continental zone bathyale, pied continental et lit océanique - zone abyssale. Les conditions de vie n'y sont pas très favorables - obscurité totale, haute pression, manque d'algues. Cependant, on a récemment découvert oasis de vie abyssales, confiné aux volcans sous-marins et aux zones d'écoulement hydrothermal. Le biote ici est basé sur des bactéries anaérobies géantes, des vestimentifères et d'autres organismes particuliers.

La profondeur de pénétration des organismes vivants dans la Terre est principalement limitée par les conditions de température. Théoriquement, pour les procaryotes les plus résistants, il est de 2,5-3 km. La matière vivante influence activement la composition de l'atmosphère, qui dans sa forme moderne est le résultat de l'activité vitale des organismes qui l'ont enrichie en oxygène, en dioxyde de carbone et en azote. Le rôle des organismes dans la formation des sédiments marins est extrêmement important, dont beaucoup sont des minéraux (caustobiolites, jaspilites, etc.).

Questions pour l'auto-examen.

Comment les opinions sur l'origine du système solaire se sont-elles formées ?

Quelle est la forme et la taille de la terre ?

De quelles coquilles dures la Terre est-elle constituée ?

En quoi la croûte continentale est-elle différente de l'océanique ?

Qu'est-ce qui cause le champ magnétique terrestre ?

Qu'est-ce qu'une courbe hypsographique, son type ?

Qu'est-ce que le benthos ?

Qu'est-ce que la biosphère, ses limites ?

Le contenu de l'article

CONSTRUCTION AU SOL. La planète Terre est constituée d'une coquille mince et dure (croûte) 10 à 100 km d'épaisseur), entouré d'un puissant hydrosphère d'eau et dense atmosphère. Les entrailles de la Terre sont divisées en trois zones principales : la croûte, le manteau et le noyau. La croûte terrestre est la partie supérieure de la coque solide de la Terre d'une épaisseur allant d'un (sous les océans) à plusieurs dizaines de kilomètres. (sous les continents). Il se compose de couches sédimentaires et de minéraux et de roches bien connus. Ses couches plus profondes sont constituées de divers basaltes. Sous la croûte se trouve une couche dure de silicate (vraisemblablement faite d'olivine) appelée le manteau, D'une épaisseur de 1 à 3 000 km, il entoure la partie liquide du noyau, dont la partie centrale est solide, d'environ 2 000 km de diamètre.

Atmosphère.

La Terre, comme la plupart des autres planètes, est entourée d'une enveloppe gazeuse - une atmosphère composée principalement d'azote et d'oxygène. Aucune autre planète n'a une atmosphère avec la composition chimique de la Terre. On pense qu'il est issu d'une longue évolution chimique et biologique. L'atmosphère terrestre est divisée en plusieurs régions selon l'évolution de la température, composition chimique, condition physique et le degré d'ionisation des molécules d'air et des atomes. Les couches denses et respirantes de l'atmosphère terrestre ont une épaisseur ne dépassant pas 4 à 5 km. Au-dessus, l'atmosphère est très raréfiée : sa densité diminue d'environ un facteur trois tous les 8 km d'ascension. Dans le même temps, la température de l'air dans la troposphère diminue d'abord à 220 K, cependant, à une altitude de plusieurs dizaines de kilomètres dans la stratosphère, elle commence à monter à 270 K à une altitude d'environ 50 km, où la frontière avec la couche suivante de l'atmosphère passe - mésosphère(atmosphère moyenne). L'élévation de température dans la stratosphère supérieure est due à l'effet chauffant du rayonnement solaire ultraviolet et X absorbé ici, qui ne pénètre pas dans les couches inférieures de l'atmosphère. Dans la mésosphère, la température redescend à près de 180 K, après quoi elle dépasse 180 km en thermosphère sa très forte croissance commence à des valeurs de plus de 1000 K. A des altitudes supérieures à 1000 km, la thermosphère passe dans l'exosphère , à partir duquel les gaz atmosphériques se dissipent dans l'espace interplanétaire. Avec une augmentation de la température, l'ionisation des gaz atmosphériques est associée - l'émergence de couches électriquement conductrices, généralement appelées ionosphère terrestre.

Hydrosphère.

Une caractéristique importante de la Terre est une grande quantité d'eau, qui est constamment dans des proportions différentes dans les trois états d'agrégation - gazeux (vapeur d'eau dans l'atmosphère), liquide (rivières, lacs, mers, océans et, dans une moindre mesure , l'atmosphère) et solide (neige et glace). , principalement dans le glacier X). Grâce au bilan hydrique, la quantité totale d'eau sur Terre devrait être conservée. L'océan mondial occupe la majeure partie de la surface de la Terre (361,1 millions de km 2 soit 70,8 % de la surface de la Terre), sa profondeur moyenne est d'environ 3800 m, la plus grande est de 11 022 m (fosse mariale dans l'océan Pacifique), le volume d'eau est de 1370 millions de .km 3 , salinité moyenne 35g/l. La superficie des glaciers modernes représente environ 11% de la surface terrestre, soit 149,1 millions de km 2 (» 29,2%). La terre s'élève au-dessus du niveau de l'océan mondial de 875 m en moyenne (la hauteur la plus élevée est de 8848 m - le pic de Chomolungma dans l'Himalaya). On pense que l'existence de roches sédimentaires, dont l'âge (selon l'analyse des radio-isotopes) dépasse 3,7 milliards d'années, sert de preuve de l'existence de vastes réservoirs sur Terre déjà à cette époque lointaine où, vraisemblablement, les premiers organismes vivants sont apparus.

Océan mondial.

L'océan mondial est conditionnellement divisé en quatre océans. Le plus grand et le plus profond d'entre eux est l'océan Pacifique. D'une superficie de 178,62 millions de km2, il occupe la moitié de toute la surface d'eau de la Terre. Sa profondeur moyenne (3980 m) est supérieure à la profondeur moyenne de l'océan mondial (3700 m). Dans ses limites se trouve également la dépression la plus profonde - la fosse des Mariannes (11 022 m). Plus de la moitié du volume d'eau de l'océan mondial est concentrée dans l'océan Pacifique (710,4 sur 1341 millions de km 3 ). Le deuxième plus grand océan Atlantique. Sa superficie est de 91,6 millions de km 2, la profondeur moyenne est de 3600 m, la plus grande est de 8742 m (dans la région de Porto Rico), le volume est de 329,7 millions de km 3. Vient ensuite en taille l'océan Indien, qui couvre une superficie de 76,2 millions de km2, une profondeur moyenne de 3710 m, la plus grande de 7729 m (près des îles de la Sonde), un volume d'eau de 282,6 millions de km3. L'océan Arctique le plus petit et le plus froid, avec une superficie de seulement 14,8 millions de km 2. Il occupe 4% de l'océan mondial), a une profondeur moyenne de 1220 m (la plus grande est de 5527 m), un volume d'eau de 18,1 millions de km 3. Parfois, ils distinguent le soi-disant. Océan Austral (nom conditionnel des parties sud des océans Atlantique, Indien et Pacifique adjacentes au continent Antarctique). Les océans sont divisés en mers. Pour la vie de la Terre, un rôle énorme est joué par le cycle de l'eau qui se produit constamment (cycle de l'humidité). Il s'agit d'un processus continu et fermé de mouvement de l'eau dans l'atmosphère, l'hydrosphère et la croûte terrestre, composé d'évaporation, de transport de vapeur d'eau dans l'atmosphère, de condensation de vapeur, de précipitations et de ruissellement d'eau dans l'océan mondial. Dans ce processus unique, il y a une transition continue de l'eau de la surface de la terre vers l'atmosphère et vice versa.

Gulfstream(Eng. Gulf Stream) - un système de courants chauds dans la partie nord de l'océan Atlantique, s'étendant sur 10 000 km de la côte de la péninsule de Floride aux îles de Svalbard et Novaya Zemlya. La vitesse est de 6–10 km/h dans le détroit de Floride à 3–4 km/h dans la région du Grand banc de Terre-Neuve, la température des eaux de surface, respectivement, de 24–28 à 10–20°C. Consommation moyenne l'eau dans le détroit de Floride est de 25 millions de m 3 / s (20 fois le débit total d'eau de tous les fleuves du globe). Le Gulf Stream passe dans le courant nord-atlantique (40° W) qui, sous l'influence des vents d'ouest et du sud-ouest, longe les côtes de la péninsule scandinave, influençant le climat de l'Europe.

Elninho- un courant équatorial chaud du Pacifique qui se produit toutes les quelques années. Au cours des 20 dernières années, cinq cycles actifs d'Elninho ont été notés : 1982-1983, 1986-1987, 1991-1993, 1994-1995 et 1997-1998, soit en moyenne tous les 3-4 ans.

Les années où Elninho est absent, sur toute la côte Pacifique Amérique du Sud en raison de la montée côtière des eaux profondes froides causée par le courant péruvien froid de surface, la température de surface de l'océan fluctue dans des limites saisonnières étroites - de 15 ° C à 19 ° C. Pendant la période El Nino, la température de surface de l'océan dans la zone côtière augmente de 6 à 10 ° C. Pendant Elninho près de l'équateur, ce courant se réchauffe plus que d'habitude. Par conséquent, les alizés s'affaiblissent ou ne soufflent pas du tout. L'eau chauffée, se répandant sur les côtés, remonte vers la côte américaine. Une zone de convection anormale apparaît, et des pluies et des ouragans tombent sur l'Amérique centrale et du Sud. Le réchauffement climatique dans un avenir proche peut avoir des conséquences catastrophiques. Des espèces entières d'animaux et de plantes qui n'ont pas le temps de s'adapter au changement climatique sont en train de disparaître. En raison de la fonte des glaces polaires, le niveau de la mer pourrait monter d'un mètre et il y aurait moins d'îles. Sur un siècle, le réchauffement peut atteindre 8 degrés.

Conditions météorologiques anormales sur le globe pendant les années Elninho. Sous les tropiques, les précipitations augmentent dans les régions à l'est du Pacifique central et diminuent dans le nord de l'Australie, en Indonésie et aux Philippines. En décembre-février, des précipitations supérieures à la normale sont observées sur la côte de l'Équateur, dans le nord-ouest du Pérou, sur le sud du Brésil, le centre de l'Argentine et sur la partie équatoriale orientale de l'Afrique, et en juin-août - dans l'ouest des États-Unis et sur la partie centrale du Chili.

Les occurrences d'Elninho sont également responsables d'anomalies de température de l'air à grande échelle dans le monde entier. Au cours de ces années, il y a des élévations de température exceptionnelles. Des conditions plus chaudes que la normale en décembre-février étaient sur l'Asie du Sud-Est, sur Primorye, au Japon, sur la mer du Japon, sur l'Afrique du Sud-Est et le Brésil, dans le Sud-Est de l'Australie. Des températures supérieures à la normale sont également observées en juin-août sur la côte ouest de l'Amérique du Sud et sur le sud-est du Brésil. Des hivers plus froids (décembre-février) se produisent sur la côte sud-ouest des États-Unis.

Laninho. Laninho - contrairement à Elninho, se manifeste par une diminution de la température de l'eau de surface à l'est du Pacifique tropical. De tels phénomènes ont été constatés en 1984-1985, 1988-1989 et 1995-1996. Au cours de cette période, un temps exceptionnellement froid s'installe dans l'est de l'océan Pacifique. Les vents déplacent la zone d'eau chaude et la "langue" des eaux froides s'étend sur 5000 km, dans la région de l'Equateur - les îles Samoa, exactement à l'endroit où à Elninho il devrait y avoir une ceinture d'eaux chaudes. Durant cette période, de puissantes pluies de mousson sont observées en Indochine, en Inde et en Australie. Les Caraïbes et les États-Unis souffrent de sécheresses et de tornades.

Conditions météorologiques anormales sur le globe pendant les années Laninho. Pendant les périodes de Laninho, les précipitations s'intensifient sur le Pacifique équatorial occidental, l'Indonésie et les Philippines, et sont presque totalement absentes de l'océan oriental. Les précipitations tombent principalement en décembre-février dans le nord de l'Amérique du Sud et sur Afrique du Sud, et en juin-août sur le sud-est de l'Australie. Suite conditions arides sont observées sur la côte de l'Equateur, dans le nord-ouest du Pérou et sur la partie équatoriale de l'Afrique orientale en décembre-février, ainsi que sur le sud du Brésil et le centre de l'Argentine en juin-août. Il y a des écarts à grande échelle par rapport à la norme partout dans le monde. Observé le plus grand nombre des zones avec des conditions anormalement fraîches, comme des hivers froids au Japon et dans le Primorye, sur le sud de l'Alaska et l'ouest et le centre du Canada, ainsi que des étés frais sur l'Afrique du sud-est, sur l'Inde et l'Asie du sud-est. Des hivers plus chauds se produisent dans le sud-ouest des États-Unis.

Laninho, comme Elninho, survient le plus souvent de décembre à mars. La différence est qu'Elninho se produit en moyenne une fois tous les trois à quatre ans, tandis que Laninho se produit une fois tous les six à sept ans. Les deux phénomènes entraînent avec eux un nombre accru d'ouragans, mais pendant Laninho, il y en a trois à quatre fois plus que pendant Elninho.

Selon des observations récentes, la fiabilité de l'apparition d'Elninho ou de Laninho peut être déterminée si :

1. Près de l'équateur, dans l'est de l'océan Pacifique, une nappe d'eau plus chaude que d'habitude se forme dans le cas d'Elniño et plus froide que d'habitude dans le cas de Laninho.

2. Si la pression atmosphérique dans le port de Darwin (Australie) a tendance à diminuer, et sur l'île de Tahiti - à augmenter, alors Elninho est attendu. DANS Par ailleurs sera Lanino.

Elninho et Laninho sont les manifestations les plus prononcées de la variabilité climatique annuelle mondiale. Ils représentent des changements de température à grande échelle océan, précipitations, circulation atmosphérique, mouvements verticaux de l'air au-dessus de l'océan Pacifique tropical.

Glaciers.

Manteau.

Entre la croûte et le noyau de la Terre, il y a une coquille ou un manteau de silicate (principalement d'olivine). Terre, dans laquelle la substance est dans un état plastique spécial, amorphe, proche de la fusion (le manteau supérieur a une épaisseur d'environ 700 km). manteau intérieur environ 2000 km d'épaisseur est à l'état cristallin solide. Le manteau occupe environ 83% du volume de la Terre entière et représente jusqu'à 67% de sa masse. La limite supérieure du manteau longe la limite de la surface mohorovichique à différentes profondeurs, de 5 à 10 à 70 km, et la plus basse se trouve à la limite avec le noyau à une profondeur d'environ 2900 km.

Cœur.

À mesure que vous vous approchez du centre, la densité de la substance augmente, la température augmente. La partie centrale du globe jusqu'à environ la moitié du rayon est un noyau dense de fer-nickel avec une température de 4 à 5 000 kelvins, dont la partie externe est fondue et passe dans le manteau. On suppose qu'au centre même de la Terre, la température est plus élevée que dans l'atmosphère du Soleil. Cela signifie que la Terre possède des sources internes de chaleur.

La croûte terrestre relativement mince (de plus, sous les océans est plus mince et plus dense que sous les continents) constitue la couverture extérieure, qui est séparée du manteau sous-jacent par la frontière mohorovichique. Le matériau le plus dense compose le noyau de la Terre, apparemment composé de métaux. La croûte, le manteau interne et le noyau interne sont à l'état solide, tandis que le noyau externe est à l'état liquide.

Edouard Kononovitch

Structure en coquille de la Terre. État physique (densité, pression, température), composition chimique, mouvement des ondes sismiques dans les parties internes de la Terre. Magnétisme terrestre. Sources d'énergie interne de la planète. Âge de la Terre. Géochronologie.

La Terre, comme les autres planètes, a une structure en coquille. Lorsque les ondes sismiques (longitudinales et transversales) traversent le corps de la Terre, leurs vitesses à certains niveaux profonds changent sensiblement (et brusquement), ce qui indique un changement dans les propriétés du milieu traversé par les ondes. Les idées modernes sur la distribution de la densité et de la pression à l'intérieur de la Terre sont données dans le tableau.

Changement de densité et de pression avec la profondeur à l'intérieur de la Terre

(SV Kalesnik, 1955)

On voit sur le tableau qu'au centre de la Terre la densité atteint 17,2 g/cm 3 et qu'elle évolue avec un saut particulièrement net (de 5,7 à 9,4) à 2900 km de profondeur, puis à une profondeur de 5 mille kilomètres. Le premier saut permet de distinguer un noyau dense, et le second nous permet de subdiviser ce noyau en parties externe (2900-5000 km) et interne (de 5 000 km au centre).

Dépendance de la vitesse des ondes longitudinales et transversales à la profondeur

Ainsi, il y a essentiellement deux ruptures nettes de vitesses : à une profondeur de 60 km et à une profondeur de 2900 km. En d'autres termes, la croûte terrestre et le noyau interne sont distinctement séparés. Dans la ceinture intermédiaire entre eux, ainsi qu'à l'intérieur du noyau, il n'y a qu'un changement dans le taux d'augmentation des vitesses. On peut également voir que la Terre à une profondeur de 2900 km est à l'état solide, car les ondes élastiques transversales (ondes de cisaillement) traversent librement cette épaisseur, qui seule peut naître et se propager dans un milieu solide. Le passage d'ondes transversales à travers le coeur n'a pas été observé, ce qui a permis de le considérer comme liquide. Cependant, les derniers calculs montrent que le module de cisaillement dans le noyau est petit, mais toujours pas égal à zéro (comme c'est typique pour un liquide), et, par conséquent, le noyau de la Terre est plus proche d'un solide que d'un état liquide. Bien sûr, dans ce cas, les concepts de "solide" et de "liquide" ne peuvent pas être identifiés avec des concepts similaires appliqués aux états agrégés de la matière à la surface du sol : des températures élevées et des pressions énormes dominent à l'intérieur de la Terre.

Ainsi, dans la structure interne de la Terre, on distingue la croûte terrestre, le manteau et le noyau.

la croûte terrestre - la première coquille d'un corps solide de la Terre, a une épaisseur de 30 à 40 km. En volume, c'est 1,2% du volume de la Terre, en masse - 0,4%, la densité moyenne est de 2,7 g / cm 3. Se compose principalement de granites; les roches sédimentaires y sont d'une importance secondaire. La coquille de granit, dans laquelle le silicium et l'aluminium jouent un rôle énorme, est appelée « sialique » (« sial »). La croûte terrestre est séparée du manteau par une section sismique appelée Frontière Moho, du nom du géophysicien serbe A. Mohorovichich (1857-1936), qui découvrit cette "coupe sismique". Cette frontière est claire et s'observe partout sur la Terre à des profondeurs de 5 à 90 km. La section Moho n'est pas seulement une frontière entre des roches de différents types, mais un plan de transition de phase entre les éclogites du manteau et les gabbro et les basaltes crustaux. En passant du manteau à la croûte, la pression chute tellement que le gabbro se transforme en basaltes (silicium, aluminium + magnésium - "sima" - silicium + magnésium). La transition s'accompagne d'une augmentation de volume de 15% et, par conséquent, d'une diminution de densité. La surface Moho est considérée comme la limite inférieure de la croûte terrestre. Une caractéristique importante de cette surface est qu'elle est de façon générale C'est en quelque sorte un reflet miroir du relief de la surface terrestre : il est plus haut sous les océans, plus bas sous les plaines continentales, plus bas que tout sous les plus hautes montagnes (c'est ce qu'on appelle les racines des montagnes).

Il existe quatre types de croûte terrestre, ils correspondent aux quatre plus grandes formes de la surface terrestre. Le premier type est appelé continent, son épaisseur est de 30 à 40 km, sous les jeunes montagnes elle passe à 80 km. Ce type de croûte terrestre correspond en relief aux saillies continentales (la marge sous-marine du continent est incluse). Sa division la plus courante en trois couches : sédimentaire, granitique et basaltique. Couche sédimentaire, jusqu'à 15-20 km d'épaisseur, complexe sédiments stratifiés(les argiles et les schistes prédominent, les roches sableuses, carbonatées et volcaniques sont largement représentées). couche de granit(épaisseur 10-15 km) se compose de roches acides métamorphiques et ignées avec une teneur en silice supérieure à 65%, similaires en propriétés au granite; les plus courants sont les gneiss, granodiorites et diorites, granites, schistes cristallins). La couche inférieure, la plus dense, épaisse de 15 à 35 km, est appelée basalte pour leur ressemblance avec les basaltes. La densité moyenne de la croûte continentale est de 2,7 g/cm3. Entre les couches de granit et de basalte se trouve la frontière de Konrad, du nom du géophysicien autrichien qui l'a découverte. Les noms des couches - granit et basalte - sont conditionnels, ils sont donnés en fonction des vitesses des ondes sismiques. Le nom moderne des couches est quelque peu différent (E.V. Khain, M.G. Lomize): la deuxième couche est appelée granite-métamorphique, car. il n'y a presque pas de granites, il est composé de gneiss et de schistes cristallins. La troisième couche est à granulite-basite, elle est formée de roches fortement métamorphisées.

Le deuxième type de croûte terrestre - transitionnel, ou géosynclinal - correspond à des zones de transition (géosynclinaux). Les zones de transition sont situées au large des côtes orientales du continent eurasien, au large des côtes est et ouest de l'Amérique du Nord et du Sud. Ils ont la structure classique suivante : un bassin de la mer marginale, des arcs insulaires et une fosse en eau profonde. Sous les bassins des mers et des fosses sous-marines, il n'y a pas de couche de granit, la croûte terrestre est constituée d'une couche sédimentaire d'épaisseur accrue et de basalte. La couche granitique n'apparaît que dans les arcs insulaires. L'épaisseur moyenne du type géosynclinal de la croûte terrestre est de 15 à 30 km.

Le troisième type est océanique la croûte terrestre, correspond au lit de l'océan, l'épaisseur de la croûte est de 5 à 10 km. Il a une structure à deux couches : la première couche est sédimentaire, formée de roches argilo-siliceuses-carbonates ; la deuxième couche est constituée de roches ignées entièrement cristallines de composition basique (gabbro). Entre les couches sédimentaires et basaltiques, on distingue une couche intermédiaire, constituée de laves basaltiques avec des intercalaires de roches sédimentaires. Par conséquent, ils parlent parfois de la structure à trois couches de la croûte océanique.

Le quatrième type riftogène la croûte terrestre, il est caractéristique des dorsales médio-océaniques, son épaisseur est de 1,5 à 2 km. Dans les dorsales médio-océaniques, les roches du manteau se rapprochent de la surface. L'épaisseur de la couche sédimentaire est de 1 à 2 km, la couche de basalte dans les vallées du rift se coince.

Il existe des concepts de « croûte terrestre » et de « lithosphère ». Lithosphère- la coquille de pierre de la Terre, formée par la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur. Son épaisseur est de 150-200 km, elle est limitée par l'asthénosphère. Seule la partie supérieure de la lithosphère est appelée croûte terrestre.

Manteau en volume c'est 83% du volume de la Terre et 68% de sa masse. La densité de la substance augmente à 5,7 g/cm 3 . A la frontière avec le noyau, la température augmente à 3800 0 C, la pression - jusqu'à 1,4 x 10 11 Pa. Le manteau supérieur se distingue jusqu'à une profondeur de 900 km et le manteau inférieur jusqu'à une profondeur de 2900 km. Il y a une couche asthénosphérique dans le manteau supérieur à une profondeur de 150 à 200 km. Asthénosphère(Grec asthènes - faible) - une couche de dureté et de résistance réduites dans le manteau supérieur de la Terre. L'asthénosphère est la principale source de magma, elle contient les centres d'alimentation volcaniques et le mouvement des plaques lithosphériques.

Cœur occupe 16% du volume et 31% de la masse de la planète. La température y atteint 5000 0 C, pression - 37 x 10 11 Pa, densité - 16 g / cm 3. Le noyau est divisé en externe, jusqu'à une profondeur de 5100 km, et interne. Le noyau externe est fondu, constitué de fer ou de silicates métallisés, le noyau interne est solide, fer-nickel.

La masse d'un corps céleste dépend de la densité de la matière, la masse détermine la taille de la Terre et la force de gravité. Notre planète a une taille et une gravité suffisantes, elle a conservé l'hydrosphère et l'atmosphère. La métallisation de la matière se produit dans le noyau terrestre, provoquant la formation de courants électriques et de la magnétosphère.

Il existe différents champs autour de la Terre, l'influence la plus significative sur GO est gravitationnelle et magnétique.

Champ de gravité sur Terre, c'est le champ de gravité. La gravité est la force résultante entre la force de gravité et la force centrifuge générée par la rotation de la Terre. La force centrifuge atteint son maximum à l'équateur, mais même ici elle est faible et équivaut à 1/288 de la force de gravité. La force de gravité sur la terre dépend principalement de la force d'attraction, qui est influencée par la répartition des masses à l'intérieur de la terre et à la surface. La force de gravité agit partout sur la terre et est dirigée le long d'un fil à plomb vers la surface du géoïde. L'intensité du champ gravitationnel décroît uniformément des pôles à l'équateur (à l'équateur il y a plus force centrifuge), de la surface vers le haut (à 36 000 km d'altitude, elle est nulle) et de la surface vers le bas (au centre de la Terre, la gravité est nulle).

champ gravitationnel normal La Terre est appelée telle que la Terre aurait si elle avait la forme d'un ellipsoïde avec une distribution uniforme des masses. L'intensité du champ réel en un point particulier diffère de la normale et une anomalie du champ gravitationnel se produit. Les anomalies peuvent être positives et négatives : les chaînes de montagnes créent une masse supplémentaire et devraient provoquer des anomalies positives, des dépressions océaniques, au contraire négatives. Mais en fait, la croûte terrestre est en équilibre isostatique.

isostasie (du grec isostasios - égal en poids) - équilibrant la croûte terrestre solide et relativement légère avec un manteau supérieur plus lourd. La théorie de l'équilibre a été proposée en 1855 par le scientifique anglais G.B. Aéré. Du fait de l'isostasie, un excès de masses au-dessus du niveau théorique d'équilibre correspond à un manque de celles-ci en dessous. Cela se traduit par le fait qu'à une certaine profondeur (100-150 km) dans la couche asthénosphère, la substance s'écoule vers les endroits où il y a un manque de masse à la surface. Ce n'est que sous les jeunes montagnes, où la compensation n'a pas encore complètement eu lieu, que de faibles anomalies positives sont observées. Cependant, l'équilibre est continuellement perturbé : les sédiments se déposent dans les océans, et sous leur poids le fond des océans s'affaisse. D'autre part, les montagnes sont détruites, leur hauteur diminue, ce qui signifie que leur masse diminue également.

La gravité crée la figure de la Terre, c'est l'une des principales forces endogènes. Grâce à cela, les précipitations atmosphériques tombent, les rivières coulent, les horizons des eaux souterraines se forment et les processus de pente sont observés. La gravité représente la hauteur maximale des montagnes ; on pense que sur notre Terre, il ne peut y avoir de montagnes supérieures à 9 km. La gravité retient les coquilles de gaz et d'eau de la planète. Seules les molécules les plus légères, l'hydrogène et l'hélium, quittent l'atmosphère de la planète. La pression des masses de matière, qui se réalise dans le processus de différenciation gravitationnelle dans le manteau inférieur, ainsi que désintégration radioactive génère l'énérgie thermique- la source des processus internes (endogènes) qui restructurent la lithosphère.

Le régime thermique de la couche superficielle de la croûte terrestre (jusqu'à 30 m en moyenne) a une température déterminée par la chaleur solaire. Ce couche héliométrique subissant des fluctuations saisonnières de température. En dessous se trouve un horizon encore plus mince de température constante (environ 20 m), correspondant à la température moyenne annuelle du site d'observation. Sous la couche constante, la température augmente avec la profondeur couche géothermique. Quantifier l'ampleur de cette augmentation dans deux concepts mutuellement liés. Le changement de température à mesure que vous vous enfoncez de 100 mètres dans le sol s'appelle gradient géothermique(varie de 0,1 à 0,01 0 C/m et dépend de la composition des roches, des conditions de leur occurrence), et de la distance le long du fil à plomb, qui doit être approfondie pour obtenir une augmentation de température de 1 0, est appelé étage géothermique(varie de 10 à 100 m / 0 C).

Magnétisme terrestre - propriété de la Terre, qui détermine l'existence d'un champ magnétique autour d'elle, causé par des processus se produisant à la frontière noyau-manteau. Pour la première fois, l'humanité a appris que la Terre est un aimant grâce aux travaux de W. Gilbert.

Magnétosphère - une région de l'espace proche de la Terre remplie de particules chargées se déplaçant dans le champ magnétique terrestre. Il est séparé de l'espace interplanétaire par la magnétopause. C'est la limite extérieure de la magnétosphère.

La formation d'un champ magnétique est basée sur des causes internes et externes. Un champ magnétique constant est formé en raison des courants électriques provenant du noyau externe de la planète. Les flux corpusculaires solaires forment un champ magnétique variable de la Terre. Une représentation visuelle de l'état du champ magnétique terrestre est fournie par des cartes magnétiques. Les cartes magnétiques sont établies pour une période de cinq ans - l'époque magnétique.

La Terre aurait un champ magnétique normal si elle était une boule uniformément magnétisée. La terre en première approximation est un dipôle magnétique - c'est une tige dont les extrémités ont des pôles magnétiques opposés. Les lieux d'intersection de l'axe magnétique du dipôle avec la surface de la terre sont appelés pôles géomagnétiques. Les pôles géomagnétiques ne coïncident pas avec les pôles géographiques et se déplacent lentement à une vitesse de 7-8 km/an. Les déviations du champ magnétique réel par rapport à la normale (théoriquement calculées) sont appelées anomalies magnétiques. Ils peuvent être globaux (ovale de Sibérie orientale), régionaux (KMA) et locaux, associés à une occurrence proche de roches magnétiques à la surface.

Le champ magnétique est caractérisé par trois grandeurs : la déclinaison magnétique, l'inclinaison magnétique et l'intensité. Déclinaison magnétique- l'angle entre le méridien géographique et la direction de l'aiguille aimantée. La déclinaison est est (+) si l'extrémité nord de l'aiguille de la boussole dévie vers l'est de celle géographique, et ouest (-) lorsque l'aiguille dévie vers l'ouest. Inclinaison magnétique- l'angle entre le plan horizontal et la direction de l'aiguille aimantée suspendue à l'axe horizontal. L'inclinaison est positive lorsque l'extrémité nord de la flèche pointe vers le bas et négative lorsque l'extrémité nord pointe vers le haut. L'inclinaison magnétique varie de 0 à 90 0 . La force du champ magnétique est caractérisée tension. L'intensité du champ magnétique est faible à l'équateur 20-28 A/m, au pôle - 48-56 A/m.

La magnétosphère a la forme d'une larme. Du côté tourné vers le Soleil, son rayon est égal à 10 rayons de la Terre, du côté nuit sous l'influence du "vent solaire" il passe à 100 rayons. La forme est due à l'influence du vent solaire qui, heurtant la magnétosphère terrestre, circule autour d'elle. Les particules chargées, atteignant la magnétosphère, commencent à se déplacer le long des lignes de champ magnétique et forment ceintures de rayonnement. La ceinture de rayonnement interne est constituée de protons et a une concentration maximale à une altitude de 3500 km au-dessus de l'équateur. La ceinture extérieure est formée d'électrons et s'étend jusqu'à 10 rayons. Aux pôles magnétiques, la hauteur des ceintures de rayonnement diminue, ici apparaissent des zones dans lesquelles des particules chargées envahissent l'atmosphère, ionisant les gaz atmosphériques et provoquant des aurores.

L'importance géographique de la magnétosphère est très grande : elle protège la Terre des rayonnements corpusculaires solaires et cosmiques. La recherche de minéraux est associée à des anomalies magnétiques. Les lignes de force magnétiques aident les touristes et les navires à naviguer dans l'espace.

Âge de la Terre. Géochronologie.

La Terre est à l'origine un corps froid issu d'un ensemble de particules solides et de corps comme les astéroïdes. Parmi les particules étaient radioactives. Une fois à l'intérieur de la Terre, ils s'y sont désintégrés avec dégagement de chaleur. Alors que la taille de la Terre était petite, la chaleur s'échappait facilement dans l'espace interplanétaire. Mais avec l'augmentation du volume de la Terre, la production de chaleur radioactive a commencé à dépasser ses fuites, elle s'est accumulée et a réchauffé les entrailles de la planète, les amenant à un ramollissement. L'état plastique qui a ouvert les possibilités pour la différenciation gravitationnelle de la matière- flottaison des masses minérales plus légères vers la surface et abaissement progressif des plus lourdes - vers le centre. L'intensité de la différenciation s'estompe avec la profondeur, car dans le même sens, en raison de l'augmentation de la pression, la viscosité de la substance a augmenté. Le noyau terrestre n'a pas été capturé par différenciation et a conservé sa composition originale en silicate. Mais il s'est fortement condensé en raison de la pression la plus élevée, qui a dépassé le million d'atmosphères.

L'âge de la Terre est établi par la méthode radioactive, il ne peut être appliqué qu'aux roches contenant des éléments radioactifs. Si nous supposons que tout l'argon sur Terre est un produit de désintégration du potassium-49, alors l'âge de la Terre sera d'au moins 4 milliards d'années. O.Yu. Schmidt donne un chiffre encore plus élevé - 7,6 milliards d'années. DANS ET. Baranov a pris le rapport entre les quantités modernes d'uranium-238 et d'actinouranium (uranium-235) dans les roches et les minéraux pour calculer l'âge de la Terre et a obtenu l'âge de l'uranium (la substance à partir de laquelle la planète est née plus tard) 5-7 milliards années.

Ainsi, l'âge de la Terre est déterminé entre 4 et 6 milliards d'années. Jusqu'à présent, l'histoire du développement de la surface terrestre ne peut être directement restaurée en termes généraux qu'à partir des époques à partir desquelles les roches les plus anciennes ont été préservées, soit environ 3 à 3,5 milliards d'années (Kalesnik S.V.).

L'histoire de la terre est généralement divisée en deux éon : cryptozoïque(caché et vivant : aucun reste de faune squelettique) et Phanérozoïque(explicite et vie) . Le cryptozoïque comprend deux ère : archéenne et protérozoïque. Le Phanérozoïque couvre les 570 derniers millions d'années ; Époques paléozoïque, mésozoïque et cénozoïque, qui, à leur tour, sont divisés en périodes. Souvent, toute la période jusqu'au Phanérozoïque est appelée Précambrien(Cambrien - la première période de l'ère paléozoïque).

Périodes de l'ère paléozoïque :

Périodes de l'ère mésozoïque :

Périodes de l'ère cénozoïque :

Paléogène (époques - Paléocène, Éocène, Oligocène)

Néogène (époques - Miocène, Pliocène)

Quaternaire (époques - Pléistocène et Holocène).

Conclusion :

1. Au cœur de toutes les manifestations de la vie interne de la Terre se trouvent les transformations de l'énergie thermique.

2. Dans la croûte terrestre, la température augmente avec l'éloignement de la surface (gradient géothermique).

3. La chaleur de la Terre a sa source dans la désintégration des éléments radioactifs.

4. La densité de la matière terrestre augmente avec la profondeur de 2,7 à la surface à 17,2 dans les parties centrales. La pression au centre de la Terre atteint 3 millions d'atm. La densité augmente brusquement à des profondeurs de 60 et 2900 km. D'où la conclusion - la Terre est constituée de coquilles concentriques s'enveloppant.

5. La croûte terrestre est composée principalement de roches telles que les granites, qui reposent sur des roches telles que les basaltes. L'âge de la terre est déterminé à 4-6 milliards d'années.

La Terre fait partie des planètes telluriques et, contrairement aux géantes gazeuses telles que Jupiter, possède une surface solide. C'est la plus grande des quatre planètes terrestres du système solaire, à la fois en termes de taille et de masse. De plus, la Terre parmi ces quatre planètes a la densité, la gravité de surface et le champ magnétique les plus élevés. C'est la seule planète connue avec une tectonique des plaques active.

Les entrailles de la Terre sont divisées en couches en fonction des propriétés chimiques et physiques (rhéologiques), mais contrairement aux autres planètes terrestres, la Terre a un noyau externe et interne prononcé. La couche externe de la Terre est une coquille dure, composée principalement de silicates. Il est séparé du manteau par une frontière avec une forte augmentation des vitesses des ondes sismiques longitudinales - la surface mohorovichique. La croûte dure et la partie supérieure visqueuse du manteau constituent la lithosphère. Sous la lithosphère se trouve l'asthénosphère, une couche de viscosité, de dureté et de résistance relativement faibles dans le manteau supérieur.

Des changements significatifs dans la structure cristalline du manteau se produisent à une profondeur de 410 à 660 km sous la surface, couvrant la zone de transition qui sépare le manteau supérieur et inférieur. Sous le manteau se trouve une couche liquide constituée de fer fondu avec des impuretés de nickel, de soufre et de silicium - le noyau de la Terre. Les mesures sismiques montrent qu'il se compose de 2 parties : un noyau interne solide d'un rayon d'environ 1220 km et un noyau externe liquide d'un rayon d'environ 2250 km.

La forme

La forme de la Terre (géoïde) est proche d'un ellipsoïde aplati. La divergence du géoïde par rapport à l'ellipsoïde qui s'en rapproche atteint 100 mètres.

La rotation de la Terre crée un renflement équatorial, de sorte que le diamètre équatorial est supérieur de 43 km à celui polaire. Le point culminant de la surface de la Terre est le mont Everest (8 848 m au-dessus du niveau de la mer) et le plus profond est la fosse des Mariannes (10 994 m au-dessous du niveau de la mer). En raison du renflement de l'équateur, les points les plus éloignés à la surface du centre de la Terre sont le sommet du volcan Chimborazo en Équateur et le mont Huascaran au Pérou.

Composition chimique

La masse de la Terre est approximativement égale à 5,9736 1024 kg. Le nombre total d'atomes qui composent la Terre est ≈ 1,3-1,4 1050. Il se compose principalement de fer (32,1%), d'oxygène (30,1%), de silicium (15,1%), de magnésium (13,9%), de soufre (2,9%), de nickel (1,8%), de calcium (1,5%) et d'aluminium (1,4% ); les éléments restants représentent 1,2 %. En raison de la ségrégation de masse, on pense que la région centrale est composée de fer (88,8%), de petites quantités de nickel (5,8%), de soufre (4,5%) et d'environ 1% d'autres éléments. Il est à noter que le carbone, qui est à la base de la vie, n'est que de 0,1% dans la croûte terrestre.

Le géochimiste Frank Clark a calculé que la croûte terrestre contient un peu plus de 47 % d'oxygène. Les minéraux rocheux les plus courants dans la croûte terrestre sont presque entièrement des oxydes; la teneur totale en chlore, soufre et fluor dans les roches est généralement inférieure à 1 %. Les principaux oxydes sont la silice (SiO 2), l'alumine (Al 2 O 3), l'oxyde de fer (FeO), l'oxyde de calcium (CaO), l'oxyde de magnésium (MgO), l'oxyde de potassium (K 2 O) et l'oxyde de sodium (Na 2 O ). La silice sert principalement de milieu acide et forme des silicates ; la nature de toutes les principales roches volcaniques y est associée.

Structure interne

La Terre, comme les autres planètes terrestres, a une structure interne en couches. Il est constitué de coquilles solides de silicate (croûte, manteau extrêmement visqueux) et d'un noyau métallique. La partie externe du noyau est liquide (beaucoup moins visqueuse que le manteau), tandis que la partie interne est solide.

chaleur interne

La chaleur interne de la planète est fournie par une combinaison de la chaleur résiduelle laissée par l'accrétion de matière, qui s'est produite au stade initial de la formation de la Terre (environ 20%) et la désintégration radioactive des isotopes instables : potassium-40 , uranium-238, uranium-235 et thorium-232. Trois de ces isotopes ont une demi-vie de plus d'un milliard d'années. Au centre de la planète, les températures peuvent monter jusqu'à 6 000 ° C (10 830 ° F) (plus qu'à la surface du Soleil) et les pressions peuvent atteindre 360 ​​GPa (3,6 millions d'atm). Une partie de l'énergie thermique du noyau est transférée à la croûte terrestre par le biais de panaches. Les panaches donnent naissance à des points chauds et à des pièges. Étant donné que la majeure partie de la chaleur produite par la Terre est fournie par la désintégration radioactive, au début de l'histoire de la Terre, lorsque les réserves d'isotopes à courte durée de vie n'étaient pas encore épuisées, la libération d'énergie de notre planète était beaucoup plus importante qu'aujourd'hui.

La majeure partie de l'énergie est perdue par la Terre à travers la tectonique des plaques, le soulèvement du matériau du manteau vers les dorsales médio-océaniques. Le dernier type principal de perte de chaleur est la perte de chaleur à travers la lithosphère, et la majeure partie de la perte de chaleur de cette manière se produit dans l'océan, car la croûte terrestre y est beaucoup plus mince que sous les continents.

Lithosphère

Atmosphère

Atmosphère (de l'autre grec ?τμ?ς - vapeur et σφα?ρα - boule) - une coquille gazeuse qui entoure la planète Terre ; Il est composé d'azote et d'oxygène, avec des traces de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone et d'autres gaz. Depuis sa formation, il a considérablement changé sous l'influence de la biosphère. L'émergence de la photosynthèse oxygénée il y a 2,4 à 2,5 milliards d'années a contribué au développement d'organismes aérobies, ainsi qu'à la saturation de l'atmosphère en oxygène et à la formation de la couche d'ozone, qui protège tous les êtres vivants des rayons ultraviolets nocifs.

L'atmosphère détermine le temps qu'il fait à la surface de la Terre, protège la planète des rayons cosmiques et en partie des bombardements de météorites. Il régule également les principaux processus de formation du climat : le cycle de l'eau dans la nature, la circulation masses d'air, transfert de chaleur. Les molécules de gaz atmosphériques peuvent capter l'énergie thermique, l'empêchant de s'échapper dans l'espace extra-atmosphérique, augmentant ainsi la température de la planète. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet de serre. Les principaux gaz à effet de serre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'ozone. Sans cet effet d'isolation thermique, la température moyenne à la surface de la Terre serait comprise entre -18 et -23°C (alors qu'elle est en réalité de 14,8°C), et la vie n'existerait probablement pas.

La partie inférieure de l'atmosphère contient environ 80% de sa masse totale et 99% de toute la vapeur d'eau (1,3-1,5 1013 tonnes), cette couche est appelée troposphère. Son épaisseur varie et dépend du type de climat et de facteurs saisonniers: par exemple, dans les régions polaires, elle est d'environ 8-10 km, dans la zone tempérée jusqu'à 10-12 km, et dans les régions tropicales ou équatoriales, elle atteint 16- 18 kilomètres. Dans cette couche de l'atmosphère, la température baisse en moyenne de 6°C pour chaque kilomètre à mesure que l'on s'élève. Au-dessus se trouve la couche de transition, la tropopause, qui sépare la troposphère de la stratosphère. La température ici est de l'ordre de 190-220 K.

Stratosphère- couche de l'atmosphère, qui se situe à une altitude de 10-12 à 55 km (selon conditions météorologiques et la période de l'année). Il ne représente pas plus de 20 % de la masse totale de l'atmosphère. Cette couche est caractérisée par une diminution de la température jusqu'à une hauteur d'environ 25 km, suivie d'une augmentation à la limite avec la mésosphère jusqu'à près de 0 °C. Cette limite s'appelle la stratopause et se situe à une altitude de 47 à 52 km. La stratosphère contient la plus forte concentration d'ozone dans l'atmosphère, qui protège tous les organismes vivants sur Terre des rayons ultraviolets nocifs du Soleil. Absorption intensive du rayonnement solaire couche d'ozone et provoque une élévation rapide de la température dans cette partie de l'atmosphère.

Mésosphère situé à une altitude de 50 à 80 km au-dessus de la surface de la Terre, entre la stratosphère et la thermosphère. Elle est séparée de ces couches par la mésopause (80-90 km). C'est l'endroit le plus froid de la Terre, la température descend jusqu'à -100 °C. À cette température, l'eau contenue dans l'air gèle rapidement, formant parfois des nuages ​​noctulescents. Ils peuvent être observés immédiatement après le coucher du soleil, mais la meilleure visibilité est créée lorsqu'elle se situe entre 4 et 16 ° sous l'horizon. La plupart des météorites qui pénètrent dans l'atmosphère terrestre brûlent dans la mésosphère. Depuis la surface de la Terre, on les observe comme des étoiles filantes. À une altitude de 100 km au-dessus du niveau de la mer, il existe une frontière conditionnelle entre l'atmosphère terrestre et l'espace - lignée karmane.

DANS thermosphère la température monte rapidement à 1000 K, cela est dû à l'absorption du rayonnement solaire à ondes courtes. C'est la plus longue couche de l'atmosphère (80-1000 km). A une altitude d'environ 800 km, l'élévation de température s'arrête, car l'air y est très raréfié et absorbe faiblement le rayonnement solaire.

Ionosphère comprend les deux dernières couches. Les molécules y sont ionisées sous l'action du vent solaire et des aurores se produisent.

Exosphère- la partie extérieure et très raréfiée de l'atmosphère terrestre. Dans cette couche, les particules sont capables de surmonter la deuxième vitesse cosmique de la Terre et de s'échapper dans l'espace extra-atmosphérique. Cela provoque un processus lent mais régulier appelé dissipation (diffusion) de l'atmosphère. Ce sont principalement des particules de gaz légers qui s'échappent dans l'espace : l'hydrogène et l'hélium. Les molécules d'hydrogène avec le poids moléculaire le plus bas peuvent plus facilement atteindre la seconde vitesse spatiale et fuir dans l'espace extra-atmosphérique à un rythme plus rapide que les autres gaz. On pense que la perte d'agents réducteurs, tels que l'hydrogène, était condition nécessaire pour la possibilité d'une accumulation durable d'oxygène dans l'atmosphère. Par conséquent, la capacité de l'hydrogène à quitter l'atmosphère terrestre peut avoir influencé le développement de la vie sur la planète. Actuellement, la majeure partie de l'hydrogène entrant dans l'atmosphère est convertie en eau sans quitter la Terre, et la perte d'hydrogène provient principalement de la destruction du méthane dans la haute atmosphère.

La composition chimique de l'atmosphère

À la surface de la Terre, l'air séché contient environ 78,08 % d'azote (en volume), 20,95 % d'oxygène, 0,93 % d'argon et environ 0,03 % gaz carbonique. La concentration volumique des composants dépend de l'humidité de l'air - de sa teneur en vapeur d'eau, qui varie de 0,1 à 1,5% selon le climat, la saison, le terrain. Par exemple, à 20°C et 60% d'humidité relative (humidité moyenne de l'air ambiant en été), la concentration d'oxygène dans l'air est de 20,64%. Les composants restants ne représentent pas plus de 0,1 % : ce sont l'hydrogène, le méthane, le monoxyde de carbone, les oxydes de soufre et les oxydes d'azote et d'autres gaz inertes, à l'exception de l'argon.

De plus, dans l'air, il y a toujours des particules solides (poussière - ce sont des particules de matières organiques, cendres, suie, pollen, etc., à basse température - cristaux de glace) et des gouttes d'eau (nuages, brouillard) - aérosols. La concentration de particules fines diminue avec l'altitude. Selon la saison, le climat et le terrain, la concentration de particules d'aérosols dans la composition de l'atmosphère varie. Au-dessus de 200 km, le composant principal de l'atmosphère est l'azote. A des altitudes supérieures à 600 km, l'hélium prédomine, et à partir de 2000 km, l'hydrogène ("hydrogen corona").

Biosphère

La biosphère (de l'autre grec βιος - vie et σφα?ρα - sphère, boule) est un ensemble de parties des coquilles terrestres (litho-, hydro- et atmosphère), qui est habitée par des organismes vivants, est sous leur influence et est occupés par les produits de leur activité vitale. La biosphère est la coquille de la Terre habitée par des organismes vivants et transformée par eux. Il a commencé à se former au plus tôt il y a 3,8 milliards d'années, lorsque les premiers organismes ont commencé à émerger sur notre planète. Il comprend toute l'hydrosphère, la partie supérieure de la lithosphère et la partie inférieure de l'atmosphère, c'est-à-dire qu'il habite l'écosphère. La biosphère est l'ensemble de tous les organismes vivants. Il abrite plusieurs millions d'espèces de plantes, d'animaux, de champignons et de micro-organismes.

La biosphère est constituée d'écosystèmes, qui comprennent des communautés d'organismes vivants (biocénose), leurs habitats (biotope), des systèmes de connexions qui échangent de la matière et de l'énergie entre eux. Sur terre, ils sont répartis principalement latitudes géographiques, l'altitude au-dessus du niveau de la mer et les différences de précipitations. Les écosystèmes terrestres situés dans l'Arctique ou l'Antarctique, à haute altitude ou dans des zones extrêmement sèches, sont relativement pauvres en plantes et en animaux ; pics de diversité des espèces en milieu humide forêts tropicales ceinture équatoriale.

Champ magnétique terrestre

Le champ magnétique terrestre en première approximation est un dipôle dont les pôles sont situés près des pôles géographiques de la planète. Le champ forme une magnétosphère qui dévie les particules du vent solaire. Ils s'accumulent dans les ceintures de rayonnement - deux régions concentriques en forme de tore autour de la Terre. A proximité des pôles magnétiques, ces particules peuvent « tomber » dans l'atmosphère et provoquer l'apparition d'aurores boréales.

Selon la théorie de la "dynamo magnétique", le champ est généré dans la région centrale de la Terre, où la chaleur crée un flux courant électrique dans un noyau de métal liquide. Cela crée à son tour un champ magnétique autour de la Terre. Les mouvements de convection dans le noyau sont chaotiques ; les pôles magnétiques dérivent et changent périodiquement de polarité. Cela provoque des inversions du champ magnétique terrestre, qui se produisent en moyenne plusieurs fois tous les quelques millions d'années. La dernière inversion s'est produite il y a environ 700 000 ans.

Magnétosphère- une région de l'espace autour de la Terre, qui se forme lorsque le flux de particules chargées du vent solaire dévie de sa trajectoire d'origine sous l'influence d'un champ magnétique. Du côté tourné vers le Soleil, l'épaisseur de sa tête onde de choc est d'environ 17 km et est situé à une distance d'environ 90 000 km de la Terre. Du côté nuit de la planète, la magnétosphère s'étire en une longue forme cylindrique.

Lorsque des particules chargées de haute énergie entrent en collision avec la magnétosphère terrestre, des ceintures de rayonnement (ceintures de Van Allen) apparaissent. aurores se produisent lorsque le plasma solaire atteint l'atmosphère terrestre près des pôles magnétiques.

Combien de fois, à la recherche de réponses à nos questions sur le fonctionnement du monde, nous regardons le ciel, le soleil, les étoiles, regardons au loin, très loin des centaines d'années-lumière à la recherche de nouvelles galaxies. Mais, si vous regardez sous vos pieds, alors sous vos pieds il y a tout un monde souterrain dont notre planète - la Terre se compose !

Entrailles de la terre c'est le même monde mystérieux sous nos pieds, l'organisme souterrain de notre Terre, sur lequel nous vivons, construisons des maisons, posons des routes, des ponts et, depuis des milliers d'années, nous développons les territoires de notre planète natale.

Ce monde est le secret des profondeurs des entrailles de la Terre !

Structure de la terre

Notre planète appartient aux planètes terrestres et, comme les autres planètes, elle est constituée de couches. La surface de la Terre est constituée d'une coquille solide de la croûte terrestre, un manteau extrêmement visqueux est situé plus profondément et un noyau métallique est situé au centre, qui se compose de deux parties, l'extérieure est liquide, l'intérieure est solide .

Fait intéressant, de nombreux objets de l'Univers sont si bien étudiés que chaque écolier les connaît; vaisseau spatial, mais pénétrer dans les profondeurs les plus profondes de notre planète est toujours une tâche impossible, donc ce qui se trouve sous la surface de la Terre reste toujours un grand mystère.