Zemeslodei raksturīga īpašība ir tās neviendabīgums. Tas ir sadalīts vairākos slāņos vai sfērās, kuras iedala iekšējā un ārējā.

Zemes iekšējās sfēras: zemes garoza, mantija un kodols.

Zemes garoza visneviendabīgākais. Dziļumā tajā tiek izdalīti 3 slāņi (no augšas uz leju): nogulumieži, granīts un bazalts.

Nogulumu slānis ko veido mīksti un dažkārt irdeni ieži, kas radušies, vielai nogulsnējot ūdenī vai gaisa vide uz zemes virsmas. Nogulumieži parasti ir izvietoti slāņos, ko ierobežo paralēlas plaknes. Slāņa biezums svārstās no dažiem metriem līdz 10-15 km. Ir vietas, kur nogulumu slāņa gandrīz pilnībā nav.

granīta slānis sastāv galvenokārt no magmatiskajiem un metamorfajiem iežiem, kas bagāti ar Al un Si. Vidējais SiO 2 saturs tajos ir vairāk nekā 60%, tāpēc tie tiek klasificēti kā skābie ieži. Slāņa iežu blīvums ir 2,65-2,80 g/cm 3 . Jauda 20-40 km. Okeāna garozas sastāvā (piemēram, Klusā okeāna dibenā) nav granīta slāņa, kas tādējādi ir tieši kontinenta neatņemama sastāvdaļa. zemes garoza.

Bazalta slānis atrodas zemes garozas pamatnē un ir nepārtraukts, tas ir, atšķirībā no granīta slāņa, tas ir gan kontinentālās, gan okeāna garozas sastāvā. To no granīta atdala Konrāda virsma (K), uz kuras seismisko viļņu ātrums mainās no 6 līdz 6,5 km/sek. Viela, kas veido bazalta slāni, pēc ķīmiskā sastāva un fizikālajām īpašībām ir līdzīga bazaltiem (mazāk bagāta ar SiO 2 nekā granīti). Vielas blīvums sasniedz 3,32 g/cm 3 . Garenisko seismisko viļņu izplatīšanās ātrums palielinās no 6,5 līdz 7 km/s pie apakšējās robežas, kur atkal notiek ātruma lēciens un tas sasniedz 8-8,2 km/s. Šo zemes garozas apakšējo robežu var izsekot visur, un to sauc par Mohoroviča robežu (Dienvidslāvu zinātnieks) vai M.

Mantija atrodas zem zemes garozas dziļuma diapazonā no 8-80 līdz 2900 km. Temperatūra augšējos slāņos (līdz 100 km) ir 1000-1300 o C, tā paaugstinās līdz ar dziļumu un pie apakšējās robežas sasniedz 2300 o C. Taču viela tur atrodas cietā stāvoklī spiediena ietekmē, kas pie lielas. dziļums ir simtiem tūkstošu un miljonu atmosfēru. Uz robežas ar serdi (2900 km) tiek novērota garenisko seismisko viļņu refrakcija un daļēja atstarošana, savukārt šķērsviļņi šo robežu nešķērso ("seismiskā ēna" svārstās no 103 o līdz 143 o loka). Viļņu izplatīšanās ātrums mantijas lejas daļā ir 13,6 km/sek.

Salīdzinoši nesen kļuva zināms, ka mantijas augšējā daļā ir sablīvētu iežu slānis - astenosfēra, atrodas 70-150 km dziļumā (dziļāk zem okeāniem), kurā fiksēts elastīgo viļņu ātruma samazinājums par aptuveni 3%.

Kodols fizikālajās īpašībās tas krasi atšķiras no mantijas, kas to aptver. Garenisko seismisko viļņu ātrums ir 8,2-11,3 km/sek. Fakts ir tāds, ka uz mantijas un kodola robežas ir vērojams straujš garenviļņu ātruma kritums no 13,6 līdz 8,1 km/sek. Zinātnieki jau sen ir secinājuši, ka serdes blīvums ir daudz lielāks nekā virsmas čaulu blīvums. Tam atbilstošos barometriskajos apstākļos jāatbilst dzelzs blīvumam. Tāpēc tiek plaši uzskatīts, ka kodols sastāv no Fe un Ni un tam ir magnētiskas īpašības. Šo metālu klātbūtne kodolā ir saistīta ar vielas primāro diferenciāciju pēc īpatnējā smaguma. Meteorīti arī runā par labu dzelzs-niķeļa kodolam. Kodols ir sadalīts ārējā un iekšējā. Kodola ārējā daļā spiediens ir 1,5 miljoni atm.; blīvums 12 g/cm 3 . Gareniskie seismiskie viļņi šeit izplatās ar ātrumu 8,2-10,4 km/sek. Iekšējais kodols ir šķidrā stāvoklī, un tajā esošās konvekcijas strāvas inducē Zemes magnētisko lauku. Iekšējā kodolā spiediens sasniedz 3,5 miljonus atm., blīvums 17,3-17,9 g/cm 3, garenviļņu ātrums 11,2-11,3 km/sek. Aprēķini liecina, ka temperatūrai tur vajadzētu sasniegt vairākus tūkstošus grādu (līdz 4000 o). Viela tur atrodas cietā stāvoklī augsta spiediena dēļ.

Zemes ārējās sfēras: hidrosfēra, atmosfēra un biosfēra.

Hidrosfēra apvieno visu ūdens formu izpausmju kopumu dabā, sākot no nepārtraukta ūdens seguma, kas aizņem 2/3 no Zemes virsmas (jūras un okeāni) un beidzot ar ūdeni, kas ir iežu un minerālu sastāvdaļa. šajā ziņā hidrosfēra ir nepārtraukts Zemes apvalks. Mūsu kurss galvenokārt attiecas uz to hidrosfēras daļu, kas veido neatkarīgu ūdens slāni - okeanosfēra.

No Zemes kopējās platības 510 miljoni km 2 361 miljons km 2 (71%) ir pārklāti ar ūdeni. Shematiski Pasaules okeāna dibena topogrāfija ir attēlota kā hipsogrāfiskā līkne. Tas parāda zemes augstuma un okeāna dziļuma sadalījumu; Ir skaidri noteikti 2 jūras gultnes līmeņi ar dziļumu 0-200 m un 3-6 km. Pirmais no tiem ir relatīvi sekla ūdens zona, kas zemūdens platformas veidā ieskauj visu kontinentu krastus. Vai tas ir kontinentālais šelfs vai plaukts. No jūras puses šelfu ierobežo stāva zemūdens dzega - kontinentālais slīpums(līdz 3000 m). Atrodas 3-3,5 km dziļumā kontinentālā pēda. Zem 3500 m sākas okeāna gultne (okeāna gultne), kuras dziļums ir līdz 6000 m Kontinentālā pēda un okeāna dibens veido otro skaidri izteikto jūras gultnes līmeni, ko veido tipiska okeāniska garoza (bez granīta slāņa). Starp okeāna gultni atrodas galvenokārt Klusā okeāna perifērajās daļās dziļūdens tranšejas (siles)- no 6000 līdz 11000 m. Šādi izskatījās hipsogrāfiskā līkne pirms 20 gadiem. Viens no pēdējā laika svarīgākajiem ģeoloģiskajiem atklājumiem bija atklājums okeāna vidus grēdas globāla jūras kalnu sistēma, kas pacelta virs okeāna dibena par 2 vai vairāk kilometriem un aizņem līdz 1/3 no okeāna dibena. Šī atklājuma ģeoloģiskā nozīme tiks apspriesta vēlāk.

Gandrīz visi zināmie ķīmiskie elementi atrodas okeānu ūdenī, tomēr dominē tikai 4: O 2, H 2, Na, Cl. Jūras ūdenī izšķīdušo ķīmisko savienojumu saturu (sāļumu) nosaka svara procentos vai ppm(1 ppm = 0,1%). Okeāna ūdens vidējais sāļums ir 35 ppm (35 g sāļu 1 litrā ūdens). Sāļums ir ļoti atšķirīgs. Tātad Sarkanajā jūrā tas sasniedz 52 ppm, Melnajā jūrā līdz 18 ppm.

Atmosfēra attēlo Zemes augšējo gaisa apvalku, kas to apņem ar nepārtrauktu apvalku. Augšējā robeža nav skaidra, jo atmosfēras blīvums samazinās līdz ar augstumu un pakāpeniski pāriet bezgaisa telpā. Apakšējā robeža ir Zemes virsma. Šī robeža ir arī nosacīta, jo gaiss noteiktā dziļumā iekļūst akmens apvalkā un izšķīdinātā veidā atrodas ūdens kolonnā. Atmosfērā ir 5 galvenās sfēras (no apakšas uz augšu): troposfēra, stratosfēra, mezosfēra, jonosfēra un eksosfēra.Ģeoloģijai troposfēra ir svarīga, jo tā atrodas tiešā saskarē ar zemes garozu un būtiski ietekmē to.

Troposfēra izceļas ar augstu blīvumu, pastāvīgu ūdens tvaiku, oglekļa dioksīda un putekļu klātbūtni; pakāpeniska temperatūras pazemināšanās līdz ar augstumu un vertikālās un horizontālās gaisa cirkulācijas esamība tajā. Ķīmiskajā sastāvā papildus galvenajiem elementiem - O 2 un N 2 - vienmēr ir CO 2, ūdens tvaiki, dažas inertas gāzes (Ar), H 2, sēra dioksīds un putekļi. Gaisa cirkulācija troposfērā ir ļoti sarežģīta.

Biosfēra- sava veida apvalks (norādījis un nosaucis akadēmiķis V.I. Vernadskis), apvieno tās čaulas, kurās ir dzīvība. Tas neaizņem atsevišķu telpu, bet iekļūst zemes garozā, atmosfērā un hidrosfērā. Biosfērai ir liela nozīme ģeoloģiskajos procesos, piedaloties gan iežu veidošanā, gan to iznīcināšanā.

Dzīvie organismi visdziļāk iekļūst hidrosfērā, ko mēdz dēvēt par "dzīvības šūpuli". Dzīvība īpaši bagāta ir okeānosfērā, tās virszemes slāņos. Atkarībā no fiziskās un ģeogrāfiskās situācijas, galvenokārt no dziļuma, vairāki bionomiskās zonas(grieķu "bios" - dzīve, "nomos" - likums). Šīs zonas atšķiras pēc organismu pastāvēšanas apstākļiem un to sastāva. Plauktu zonā ir 2 zonas: piekraste un nerītisks. Litorāls ir salīdzinoši šaura sekla ūdens josla, kas tiek nosusināta divas reizes dienā bēguma laikā. Savas specifikas dēļ piekrastē dzīvo organismi, kas pacieš īslaicīgu izžūšanu (jūras tārpi, daži mīkstmieši, jūras eži un zvaigznes). Dziļāk par plūdmaiņu zonu šelfā atrodas nerīta zona, kuru visbagātāk apdzīvo dažādi jūras organismi. Šeit ir plaši pārstāvēti visi dzīvnieku pasaules veidi. Izceļas pēc dzīvesveida bentosa dzīvnieki (dibena iemītnieki): mazkustīgs bentoss (koraļļi, sūkļi, bryozoans u.c.), klaiņojošs bentoss (rāpojošs - eži, zvaigznes, vēži). Nektonisks dzīvnieki spēj patstāvīgi pārvietoties (zivis, galvkāji); planktons (planktons) - lidinās ūdenī suspensijā (foraminifera, radiolarians, medūzas). atbilst kontinentālajam slīpumam batiālā zona, kontinentālā pēda un okeāna gultne - bezdibeņa zona. Dzīves apstākļi tajos nav īpaši labvēlīgi - pilnīga tumsa, augsts spiediens, aļģu trūkums. Tomēr nesen tika atklāti bezdibenis dzīves oāzes, aprobežojas ar zemūdens vulkāniem un hidrotermālās aizplūšanas zonām. Šeit esošās biotas pamatā ir milzīgas anaerobās baktērijas, vestimentifera un citi savdabīgi organismi.

Dzīvo organismu iekļūšanas dziļumu Zemē galvenokārt ierobežo temperatūras apstākļi. Teorētiski izturīgākajiem prokariotiem tas ir 2,5-3 km. Dzīvā viela aktīvi ietekmē atmosfēras sastāvu, kas mūsdienu formā ir to organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes rezultāts, kas to bagātinājuši ar skābekli, oglekļa dioksīdu un slāpekli. Organismu loma jūras nogulumu veidošanā ir ārkārtīgi liela, daudzi no tiem ir minerāli (kaustobiolīti, jaspilīti u.c.).

Jautājumi pašpārbaudei.

Kā veidojās uzskati par Saules sistēmas izcelsmi?

Kāda ir zemes forma un izmērs?

No kādiem cietajiem apvalkiem Zeme sastāv?

Kā kontinentālā garoza atšķiras no okeāna?

Kas izraisa zemes magnētisko lauku?

Kas ir hipsogrāfiskā līkne, tās veids?

Kas ir bentoss?

Kas ir biosfēra, tās robežas?

Raksta saturs

ZEMES ĒKA. Planēta Zeme sastāv no plānas, cietas apvalka (garozas) 10–100 km biezs), ko ieskauj spēcīgs ūdens hidrosfēra un blīvs atmosfēra. Zemes zarnas ir sadalītas trīs galvenajās zonās: garozā, apvalkā un kodolā. Zemes garoza ir Zemes cietā apvalka augšējā daļa, kuras biezums ir no viena (zem okeāniem) līdz vairākiem desmitiem kilometru. (zem kontinentiem). Tas sastāv no nogulumu slāņiem un labi zināmiem minerāliem un iežiem. Tās dziļākie slāņi sastāv no dažādiem bazaltiem. Zem garozas ir ciets silikāta slānis (domājams, ka izgatavots no olivīna), ko sauc par apvalku, 1–3 tūkstošus km biezs, tas ieskauj kodola šķidro daļu, kuras centrālā daļa ir cieta, apmēram 2000 km diametrā.

Atmosfēra.

Zemi, tāpat kā vairumu citu planētu, ieskauj gāzveida apvalks – atmosfēra, kas sastāv galvenokārt no slāpekļa un skābekļa. Nevienai citai planētai nav tādas atmosfēras kā Zemes ķīmiskais sastāvs. Tiek uzskatīts, ka tas radās ilgstošas ​​ķīmiskās un bioloģiskās evolūcijas rezultātā. Zemes atmosfēra ir sadalīta vairākos reģionos atkarībā no temperatūras izmaiņām, ķīmiskais sastāvs, fiziskais stāvoklis un gaisa molekulu un atomu jonizācijas pakāpe. Blīvu, elpojošu zemes atmosfēras slāņu biezums nepārsniedz 4–5 km. Iepriekš atmosfēra ir ļoti reta: tās blīvums samazinās apmēram trīs reizes uz katriem 8 km kāpuma. Tajā pašā laikā gaisa temperatūra vispirms troposfērā pazeminās līdz 220 K, tomēr vairāku desmitu kilometru augstumā stratosfērā tā sāk paaugstināties līdz 270 K aptuveni 50 km augstumā, kur robeža ar pāriet nākamais atmosfēras slānis - mezosfēra(vidēja atmosfēra). Temperatūras paaugstināšanās stratosfēras augšdaļā ir saistīta ar šeit absorbētā ultravioletā un rentgena saules starojuma sildošo efektu, kas neiekļūst atmosfēras apakšējos slāņos. Mezosfērā temperatūra atkal pazeminās līdz gandrīz 180 K, pēc tam tā ir virs 180 km termosfēra tā ļoti spēcīga izaugsme sāk vērtībām, kas pārsniedz 1000 K. Augstumā virs 1000 km termosfēra pāriet eksosfērā , no kuras atmosfēras gāzes izkliedējas starpplanētu telpā. Ar temperatūras paaugstināšanos ir saistīta atmosfēras gāzu jonizācija - elektriski vadošu slāņu rašanās, ko parasti sauc par zemes jonosfēru.

Hidrosfēra.

Svarīga Zemes īpašība ir liels ūdens daudzums, kas pastāvīgi ir dažādās proporcijās visos trīs agregācijas stāvokļos - gāzveida (ūdens tvaiki atmosfērā), šķidrā (upēs, ezeros, jūrās, okeānos un mazākā mērā). , atmosfērā) un cietās (sniegs un ledus). , galvenokārt ledājā X). Pateicoties ūdens bilancei, kopējais ūdens daudzums uz Zemes ir jāsaglabā. Pasaules okeāns aizņem lielāko daļu Zemes virsmas (361,1 milj. km 2 jeb 70,8% no Zemes virsmas laukuma), tā vidējais dziļums ir aptuveni 3800 m, lielākais ir 11 022 m (Marijas tranšeja Klusajā okeānā), ūdens tilpums ir 1370 miljoni .km 3 , vidējais sāļums 35 g/l. Mūsdienu ledāju platība ir aptuveni 11% no zemes virsmas, kas ir 149,1 miljons km 2 (» 29,2%). Zeme paceļas virs Pasaules okeāna līmeņa vidēji par 875 m (augstākais augstums ir 8848 m - Čomolungmas virsotne Himalajos). Tiek uzskatīts, ka nogulumiežu esamība, kuru vecums (pēc radioizotopu analīzes) pārsniedz 3,7 miljardus gadu, kalpo par pierādījumu milzīgu rezervuāru esamībai uz Zemes jau tajā tālajā laikmetā, kad, domājams, parādījās pirmie dzīvie organismi.

Pasaules okeāns.

Pasaules okeāns nosacīti ir sadalīts četros okeānos. Lielākais un dziļākais no tiem ir Klusais okeāns. 178,62 miljonu km 2 platībā tas aizņem pusi no visas Zemes ūdens virsmas. Tās vidējais dziļums (3980 m) ir lielāks par Pasaules okeāna vidējo dziļumu (3700 m). Tās robežās atrodas arī dziļākā ieplaka - Marianas tranšeja (11 022 m). Vairāk nekā puse no Pasaules okeāna ūdens tilpuma ir koncentrēta Klusajā okeānā (710,4 no 1341 milj. km 3). Otrs lielākais Atlantijas okeāns. Tā platība ir 91,6 miljoni km 2, vidējais dziļums ir 3600 m, lielākais ir 8742 m (Puertoriko reģionā), apjoms ir 329,7 miljoni km 3. Nākamais pēc lieluma ir Indijas okeāns, kura platība ir 76,2 miljoni km 2, vidējais dziļums 3710 m, lielākais 7729 m (netālu no Sundas salām), ūdens tilpums 282,6 miljoni km 3. Mazākais un aukstākais Ziemeļu Ledus okeāns, kura platība ir tikai 14,8 miljoni km 2. Tas aizņem 4% no Pasaules okeāna), tā vidējais dziļums ir 1220 m (lielākais ir 5527 m), ūdens tilpums ir 18,1 miljons km 3. Dažreiz viņi izšķir t.s. Dienvidu okeāns (Antarktikas kontinentam blakus esošo Atlantijas, Indijas un Klusā okeāna dienvidu daļu nosacīts nosaukums). Okeāni ir sadalīti jūrās. Zemes dzīvē milzīgu lomu spēlē pastāvīgi notiekošais ūdens cikls (mitruma cikls). Tas ir nepārtraukts slēgts ūdens kustības process atmosfērā, hidrosfērā un zemes garozā, kas sastāv no iztvaikošanas, ūdens tvaiku transportēšanas atmosfērā, tvaika kondensācijas, nokrišņiem un ūdens noplūdes Pasaules okeānā. Šajā vienotajā procesā notiek nepārtraukta ūdens pāreja no zemes virsmas uz atmosfēru un otrādi.

Golfa straume(Eng. Golfa straume) - siltu straumju sistēma Atlantijas okeāna ziemeļu daļā, kas stiepjas 10 tūkstošus km no Floridas pussalas krasta līdz Svalbāras un Novaja Zemļas salām. Ātrums ir no 6–10 km/h Floridas šaurumā līdz 3–4 km/h Lielās Ņūfaundlendas krasta reģionā, virszemes ūdeņu temperatūra attiecīgi no 24–28 līdz 10–20°C. Vidējais patēriņšūdens Floridas šaurumā ir 25 miljoni m 3 / s (20 reizes pārsniedz visu zemeslodes upju kopējo ūdens plūsmu). Golfa straume pāriet Ziemeļatlantijas straumē (40° R), kas rietumu un dienvidrietumu vēju ietekmē seko Skandināvijas pussalas krastiem, ietekmējot Eiropas klimatu.

Elninho- silta Klusā okeāna ekvatoriālā straume, kas notiek ik pēc dažiem gadiem. Pēdējo 20 gadu laikā ir atzīmēti pieci aktīvi Elninho cikli: 1982–1983, 1986–1987, 1991–1993, 1994–1995 un 1997–1998, t.i. vidēji ik pēc 3-4 gadiem.

Gados, kad Elninho nav, visā Klusā okeāna piekrastē Dienvidamerika sakarā ar auksto dziļo ūdeņu paaugstināšanos piekrastē, ko izraisa virszemes aukstā Peru straume, okeāna virsmas temperatūra svārstās šaurās sezonālās robežās - no 15 ° C līdz 19 ° C. El Nino periodā okeāna virsmas temperatūra piekrastes zonā paaugstinās par 6–10 ° C. Elninho laikā pie ekvatora šī straume sasilst vairāk nekā parasti. Tāpēc pasāta vēji vājinās vai nepūš vispār. Uzkarsētais ūdens, izplatoties uz sāniem, atgriežas Amerikas piekrastē. Parādās anomāla konvekcijas zona, un lietus un viesuļvētras nokrīt Centrālajā un Dienvidamerikā. Globālā sasilšana tuvākajā nākotnē var izraisīt katastrofālas sekas. Veselas dzīvnieku un augu sugas, kurām nav laika pielāgoties klimata pārmaiņām, izmirst. Polārā ledus kušanas dēļ jūras līmenis varētu celties par metru, un salu būtu mazāk. Gadsimta laikā sasilšana var sasniegt 8 grādus.

Neparasti laika apstākļi uz zemeslodes Elninho gados. Tropos nokrišņu daudzums palielinās apgabalos uz austrumiem no Klusā okeāna centrālās daļas un samazinās Austrālijas ziemeļos, Indonēzijā un Filipīnās. Decembrī-februārī nokrišņu daudzums pārsniedz normu Ekvadoras piekrastē, Peru ziemeļrietumos, virs Brazīlijas dienvidiem, Argentīnas centrālajā daļā un Āfrikas ekvatoriālajā austrumu daļā, bet jūnijā-augustā - ASV rietumos un tālāk. Čīles centrālā daļa.

Elninho parādības ir arī atbildīgas par liela mēroga gaisa temperatūras anomālijām visā pasaulē. Šajos gados ir vērojama izcila temperatūras paaugstināšanās. Siltāki nekā parasti apstākļi decembrī-februārī bija virs Āzijas dienvidaustrumiem, virs Primorijas, Japānas, Japānas jūras, virs Āfrikas dienvidaustrumiem un Brazīlijas, Austrālijas dienvidaustrumos. Temperatūra, kas pārsniedz normu, ir novērojama arī jūnijā-augustā Dienvidamerikas rietumu krastā un Brazīlijas dienvidaustrumos. Aukstākas ziemas (decembris-februāris) notiek ASV dienvidrietumu piekrastē.

Laninho. Laninho – atšķirībā no Elninho, izpaužas kā virszemes ūdens temperatūras pazemināšanās tropiskā Klusā okeāna austrumos. Šādas parādības tika atzīmētas 1984.-1985., 1988.-1989. un 1995.-1996. Šajā periodā Klusā okeāna austrumu daļā iestājas neparasti auksts laiks. Vēji pārbīda siltā ūdens zonu un auksto ūdeņu "valoda" stiepjas 5000 km garumā, Ekvadoras reģionā - Samoa salas, tieši tajā vietā, kur pie Elninho vajadzētu būt silto ūdeņu joslai. Šajā periodā spēcīgas musonu lietus ir novērojamas Indoķīnā, Indijā un Austrālijā. Karību jūras valstis un ASV cieš no sausuma un viesuļvētrām.

Neparasti laika apstākļi uz zemeslodes Laninho gados. Laninho periodos nokrišņi pastiprinās Klusā okeāna rietumu ekvatoriālajā daļā, Indonēzijā un Filipīnās, un okeāna austrumu daļā to gandrīz pilnībā nav. Pārsvarā nokrišņi nokrīt decembrī-februārī Dienvidamerikas ziemeļos un tālāk Dienvidāfrika, un jūnijā-augustā virs Austrālijas dienvidaustrumiem. Vairāk sausos apstākļos tiek novēroti virs Ekvadoras krastiem, Peru ziemeļrietumos un Āfrikas austrumu ekvatoriālajā daļā decembrī-februārī, kā arī Brazīlijas dienvidos un Argentīnas centrālajā daļā jūnijā-augustā. Visā pasaulē ir liela mēroga novirzes no normas. Novērotā lielākais skaits apgabali ar neparasti vēsiem apstākļiem, piemēram, aukstas ziemas Japānā un Primorijā, virs Dienvidaļaskas un rietumu, centrālās Kanādas, kā arī vēsas vasaras Āfrikas dienvidaustrumos, Indijā un Dienvidaustrumāzijā. Amerikas Savienoto Valstu dienvidrietumos ir siltākas ziemas.

Laninho, tāpat kā Elninho, visbiežāk notiek no decembra līdz martam. Atšķirība ir tāda, ka Elninho notiek vidēji reizi trijos līdz četros gados, savukārt Laninho notiek reizi sešos līdz septiņos gados. Abas parādības nes sev līdzi palielinātu viesuļvētru skaitu, bet Laninjo laikā to ir trīs līdz četras reizes vairāk nekā Elninjo laikā.

Saskaņā ar jaunākajiem novērojumiem Elninho vai Laninho sākuma ticamību var noteikt, ja:

1. Netālu no ekvatora, Klusā okeāna austrumu daļā, Elniño gadījumā veidojas siltāks ūdens, nekā parasti, un Laninho gadījumā aukstāks nekā parasti.

2. Ja Darvinas ostā (Austrālija) atmosfēras spiedienam ir tendence pazemināties, bet Taiti salā - pieaugt, tad gaidāms Elninjo. AT citādi būs Lanino.

Elninho un Laninho ir visizteiktākās globālās ikgadējās klimata mainīguma izpausmes. Tie atspoguļo liela mēroga temperatūras izmaiņas okeāns, nokrišņi, atmosfēras cirkulācija, vertikālās gaisa kustības virs tropiskā Klusā okeāna.

Ledāji.

Mantija.

Starp garozu un Zemes kodolu atrodas silikāta (galvenokārt olivīna) apvalks jeb mantija. Zeme, kurā viela atrodas īpašā plastiskā, amorfā stāvoklī, tuvu izkusušai (augšējā mantija ir aptuveni 700 km bieza). iekšējā mantija apmēram 2000 km biezs ir cietā kristāliskā stāvoklī. Mantija aizņem apmēram 83% no visas Zemes tilpuma un veido līdz 67% no tās masas. Mantijas augšējā robeža iet gar Mohorovichic virsmas robežu dažādos dziļumos, no 5-10 līdz 70 km, un zemākais atrodas pie robežas ar kodolu aptuveni 2900 km dziļumā.

Kodols.

Tuvojoties centram, palielinās vielas blīvums, paaugstinās temperatūra. Zemeslodes centrālā daļa līdz apmēram pusei rādiusa ir blīvs dzelzs-niķeļa kodols ar 4-5 tūkstošu kelvinu temperatūru, kura ārējā daļa izkusa un nonāk apvalkā. Tiek pieņemts, ka pašā Zemes centrā temperatūra ir augstāka nekā Saules atmosfērā. Tas nozīmē, ka Zemei ir iekšējie siltuma avoti.

Salīdzinoši plānā zemes garoza (turklāt zem okeāniem ir plānāka un blīvāka nekā zem kontinentiem) veido ārējo apvalku, ko no apakšā esošās mantijas atdala Mohoroviča robeža. Blīvākais materiāls veido Zemes kodolu, kas acīmredzot sastāv no metāliem. Garoza, iekšējā apvalka un iekšējā kodols ir cietā stāvoklī, bet ārējais kodols ir šķidrā stāvoklī.

Edvards Kononovičs

Zemes čaulas struktūra. Fizikālais stāvoklis (blīvums, spiediens, temperatūra), ķīmiskais sastāvs, seismisko viļņu kustība Zemes iekšējās daļās. Zemes magnētisms. Planētas iekšējās enerģijas avoti. Zemes vecums. Ģeohronoloģija.

Zemei, tāpat kā citām planētām, ir čaulas struktūra. Kad seismiski viļņi (garenvirziena un šķērsvirziena) iet cauri Zemes ķermenim, to ātrumi dažos dziļos līmeņos manāmi (un pēkšņi) mainās, kas liecina par izmaiņām viļņu caurlaidīgās vides īpašībās. Mūsdienu idejas par blīvuma un spiediena sadalījumu Zemes iekšienē ir dotas tabulā.

Blīvuma un spiediena izmaiņas līdz ar dziļumu Zemes iekšienē

(S.V. Kalesniks, 1955)

Tabulā redzams, ka Zemes centrā blīvums sasniedz 17,2 g/cm 3 un ka tas mainās ar īpaši strauju lēcienu (no 5,7 uz 9,4) 2900 km dziļumā, bet pēc tam 5 tūkstošu km dziļumā. Pirmais lēciens ļauj izdalīt blīvu kodolu, bet otrais ļauj mums sadalīt šo kodolu ārējā (2900–5000 km) un iekšējā (no 5 tūkstošiem km līdz centram) daļās.

Garenvirziena un šķērsviļņu ātruma atkarība no dziļuma

Tādējādi būtībā ir divi krasi ātruma pārtraukumi: 60 km dziļumā un 2900 km dziļumā. Citiem vārdiem sakot, zemes garoza un iekšējais kodols ir skaidri atdalīti. Starpjoslā starp tām, kā arī serdes iekšpusē ir tikai izmaiņas ātrumu pieauguma ātrumā. Tāpat var redzēt, ka Zeme līdz 2900 km dziļumam atrodas cietā stāvoklī, jo Caur šo biezumu brīvi iet šķērsvirziena elastīgie viļņi (bīdes viļņi), kas viens pats var rasties un izplatīties cietā vidē. Šķērsviļņu pāreja caur serdi netika novērota, un tas deva pamatu uzskatīt to par šķidru. Tomēr jaunākie aprēķini liecina, ka bīdes modulis kodolā ir mazs, bet joprojām nav vienāds ar nulli (kā tas ir raksturīgs šķidrumam), un tāpēc Zemes kodols ir tuvāk cietam, nevis šķidram stāvoklim. Protams, šajā gadījumā jēdzienus "cietais" un "šķidrums" nevar identificēt ar līdzīgiem jēdzieniem, kas tiek piemēroti agregētajiem vielas stāvokļiem uz zemes virsmas: Zemes iekšienē dominē augsta temperatūra un milzīgs spiediens.

Tādējādi Zemes iekšējā struktūrā izšķir zemes garozu, apvalku un kodolu.

Zemes garoza - pirmais cietā Zemes ķermeņa apvalks, kura biezums ir 30–40 km. Pēc tilpuma tas ir 1,2% no Zemes tilpuma, pēc masas - 0,4%, vidējais blīvums ir 2,7 g / cm 3. Sastāv galvenokārt no granīta; nogulumiežiem tajā ir pakārtota nozīme. Granīta apvalku, kurā silīcijs un alumīnijs spēlē milzīgu lomu, sauc par "sialic" ("sial"). Zemes garozu no mantijas atdala seismisks posms, ko sauc Moho robeža, no serbu ģeofiziķa A. Mohorovičiča (1857-1936) vārda, kurš atklāja šo "seismisko griezumu". Šī robeža ir skaidra un ir novērojama visās Zemes vietās dziļumā no 5 līdz 90 km. Moho sekcija nav tikai robeža starp dažāda veida iežiem, bet ir fāzes pārejas plakne starp mantijas eklogītiem un gabro un garozas bazaltiem. Pārejot no mantijas uz garozu, spiediens pazeminās tik daudz, ka gabro pārvēršas bazaltos (silīcijs, alumīnijs + magnijs - "sima" - silīcijs + magnijs). Pāreju pavada apjoma pieaugums par 15% un attiecīgi blīvuma samazināšanās. Moho virsma tiek uzskatīta par zemes garozas apakšējo robežu. Šīs virsmas svarīga iezīme ir tā, ka tā ir vispārīgi runājot Tas it kā spoguļatspoguļo zemes virsmas reljefu: tas ir augstāks zem okeāniem, zemāks zem kontinentālajiem līdzenumiem, zemāks par visu, kas atrodas zem augstākajiem kalniem (tās ir tā sauktās kalnu saknes).

Ir četri zemes garozas veidi, tie atbilst četrām lielākajām zemes virsmas formām. Pirmo veidu sauc cietzeme, tā biezums ir 30-40 km, zem jauniem kalniem tas palielinās līdz 80 km. Šis zemes garozas veids reljefā atbilst kontinentālajiem izvirzījumiem (iekļauta cietzemes zemūdens mala). Tās visizplatītākais sadalījums trīs slāņos: nogulumiežu, granīta un bazalta. Nogulumu slānis, līdz 15-20 km biezs, komplekss slāņaini nogulumi(pārsvarā ir māli un slānekļi, plaši pārstāvēti smilšaini, karbonāti un vulkāniskie ieži). granīta slānis(biezums 10-15 km) sastāv no metamorfiem un magmatiskiem skābiem iežiem ar silīcija dioksīda saturu virs 65%, kas pēc īpašībām ir līdzīgi granītam; visizplatītākie ir gneisi, granodiorīti un diorīti, granīti, kristāliskas šķiedras). Apakšējais slānis, blīvākais, 15-35 km biezs, tiek saukts bazalts par to līdzību ar bazaltiem. Kontinentālās garozas vidējais blīvums ir 2,7 g/cm3. Starp granīta un bazalta slāņiem atrodas Konrāda robeža, kas nosaukta pēc austriešu ģeofiziķa, kurš to atklāja. Slāņu nosaukumi - granīts un bazalts - ir nosacīti, tie doti atbilstoši seismisko viļņu ātrumiem. Mūsdienu slāņu nosaukums ir nedaudz atšķirīgs (E.V. Khain, M.G. Lomize): otro slāni sauc par granīta-metamorfu, jo. tajā gandrīz nav granītu, tas sastāv no gneisiem un kristāliskām šķiedrām. Trešais slānis ir granulīts-bazīts, to veido stipri metamorfēti ieži.

Otrs zemes garozas veids - pārejas vai ģeosinklināls - atbilst pārejas zonām (ģeosinklīnijām). Pārejas zonas atrodas pie Eirāzijas kontinenta austrumu krastiem, pie Ziemeļamerikas un Dienvidamerikas austrumu un rietumu krastiem. Tiem ir šāda klasiskā uzbūve: marginālās jūras baseins, salu loki un dziļūdens tranšeja. Zem jūru baseiniem un dziļjūras tranšejām nav granīta slāņa, zemes garoza sastāv no palielināta biezuma nogulumu slāņa un bazalta. Granīta slānis parādās tikai salu lokos. Vidējais zemes garozas ģeosinklinālā tipa biezums ir 15-30 km.

Trešais veids ir okeāna zemes garoza, atbilst okeāna gultnei, garozas biezums ir 5-10 km. Tam ir divslāņu struktūra: pirmais slānis ir nogulumiežu slānis, ko veido māla-silīcija-karbonāta ieži; otro slāni veido pilnkristāliski pamatsastāva magmatiskie ieži (gabro). Starp nogulumiežu un bazalta slāni izšķir starpslāni, kas sastāv no bazalta lavām ar nogulumiežu starpslāņiem. Tāpēc dažreiz viņi runā par okeāna garozas trīsslāņu struktūru.

Ceturtais veids riftogēns zemes garoza, raksturīga okeāna vidusgrēdām, tās biezums ir 1,5-2 km. Okeāna vidus grēdās mantijas ieži pietuvojas virsmai. Nogulumiežu slāņa biezums ir 1-2 km, bazalta slānis riftu ielejās ķīļļos.

Ir jēdzieni "zemes garoza" un "litosfēra". Litosfēra- Zemes akmens apvalks, ko veido zemes garoza un daļa no augšējās mantijas. Tās biezums ir 150-200 km, to ierobežo astenosfēra. Par zemes garozu sauc tikai litosfēras augšējo daļu.

Mantija pēc tilpuma tas ir 83% no Zemes tilpuma un 68% no tās masas. Vielas blīvums palielinās līdz 5,7 g/cm 3 . Uz robežas ar serdi temperatūra paaugstinās līdz 3800 0 C, spiediens - līdz 1,4 x 10 11 Pa. Augšējā mantija izceļas līdz 900 km dziļumam un apakšējā mantija līdz 2900 km dziļumam. Augšējā mantijā 150–200 km dziļumā atrodas astenosfēras slānis. Astenosfēra(grieķu astēna - vājš) - samazinātas cietības un stiprības slānis Zemes augšējā apvalkā. Astenosfēra ir galvenais magmas avots, tajā ir vulkāniskie barošanas centri un litosfēras plākšņu kustība.

Kodols aizņem 16% no planētas tilpuma un 31% no masas. Temperatūra tajā sasniedz 5000 0 C, spiediens - 37 x 10 11 Pa, blīvums - 16 g / cm 3. Kodols ir sadalīts ārējā, līdz 5100 km dziļumam, un iekšējā. Ārējais kodols ir izkausēts, sastāv no dzelzs vai metalizētiem silikātiem, iekšējais kodols ir ciets, dzelzs-niķelis.

Debess ķermeņa masa ir atkarīga no matērijas blīvuma, masa nosaka Zemes izmēru un gravitācijas spēku. Mūsu planētai ir pietiekams izmērs un gravitācija, tā ir saglabājusi hidrosfēru un atmosfēru. Zemes kodolā notiek vielu metalizācija, izraisot elektrisko strāvu un magnetosfēras veidošanos.

Apkārt Zemei ir dažādi lauki, visbūtiskākā ietekme uz GO ir gravitācijas un magnētiskā.

Gravitācijas lauks uz Zemes tas ir gravitācijas lauks. Gravitācija ir rezultējošais spēks starp gravitācijas spēku un centrbēdzes spēku, ko rada Zemes rotācija. Centrbēdzes spēks sasniedz maksimumu pie ekvatora, taču pat šeit tas ir mazs un sastāda 1/288 no gravitācijas spēka. Gravitācijas spēks uz Zemes galvenokārt ir atkarīgs no pievilkšanas spēka, ko ietekmē masu sadalījums zemes iekšienē un virspusē. Smaguma spēks darbojas visur uz zemes un ir vērsts pa svērteni uz ģeoīda virsmu. Gravitācijas lauka intensitāte vienmērīgi samazinās no poliem līdz ekvatoram (pie ekvatora ir vairāk centrbēdzes spēks), no virsmas uz augšu (36 000 km augstumā tas ir nulle) un no virsmas uz leju (Zemes centrā gravitācija ir nulle).

normāls gravitācijas lauks Zemi sauc par tādu, kāda Zemei būtu, ja tai būtu elipsoīda forma ar vienmērīgu masu sadalījumu. Reālā lauka intensitāte noteiktā punktā atšķiras no parastās, un rodas gravitācijas lauka anomālija. Anomālijas var būt pozitīvas un negatīvas: kalnu grēdas rada papildu masu un tām vajadzētu radīt pozitīvas anomālijas, okeāna ieplakas, gluži pretēji, negatīvas. Bet patiesībā zemes garoza atrodas izostatiskā līdzsvarā.

izostāze (no grieķu izostasijas - vienāds pēc svara) - līdzsvarojot cieto, salīdzinoši vieglo zemes garozu ar smagāku augšējo apvalku. Līdzsvara teoriju 1855. gadā izvirzīja angļu zinātnieks G.B. Gaisīgs. Izostāzes dēļ masu pārsniegums virs teorētiskā līdzsvara līmeņa atbilst to trūkumam zemāk. Tas izpaužas faktā, ka noteiktā dziļumā (100-150 km) astenosfēras slānī viela plūst uz tām vietām, kur uz virsmas trūkst masas. Tikai zem jaunajiem kalniem, kur kompensācija vēl nav pilnībā notikusi, ir vērojamas vājas pozitīvas anomālijas. Tomēr līdzsvars tiek nepārtraukti izjaukts: nogulumi nogulsnējas okeānos, un zem to svara okeānu dibens nokrīt. Savukārt kalni tiek iznīcināti, to augstums samazinās, kas nozīmē, ka samazinās arī to masa.

Gravitācija rada Zemes figūru, tas ir viens no vadošajiem endogēnajiem spēkiem. Pateicoties tam, nokrīt atmosfēras nokrišņi, plūst upes, veidojas gruntsūdens horizonti, vērojami nogāžu procesi. Gravitācija veido maksimālo kalnu augstumu; tiek uzskatīts, ka uz mūsu Zemes nevar būt kalni, kas būtu augstāki par 9 km. Gravitācija notur planētas gāzes un ūdens čaulas. Tikai vieglākās molekulas, ūdeņradis un hēlijs, atstāj planētas atmosfēru. Vielas masu spiediens, kas tiek realizēts gravitācijas diferenciācijas procesā apakšējā apvalkā, kopā ar radioaktīvā sabrukšana rada siltumenerģija- iekšējo (endogēno) procesu avots, kas pārstrukturē litosfēru.

Zemes garozas virsmas slāņa termiskajam režīmam (vidēji līdz 30 m) ir saules siltuma noteikta temperatūra. Tas ir heliometriskais slānis piedzīvo sezonālas temperatūras svārstības. Zemāk redzams vēl plānāks nemainīgas temperatūras horizonts (ap 20 m), kas atbilst novērojuma vietas gada vidējai temperatūrai. Zem nemainīgā slāņa temperatūra palielinās līdz ar dziļumu ģeotermālais slānis. Lai kvantitatīvi noteiktu šī pieauguma apmēru divos savstarpēji saistītos jēdzienos. Temperatūras izmaiņas, ieejot dziļāk zemē par 100 metriem, sauc ģeotermālais gradients(svārstās no 0,1 līdz 0,01 0 C/m un ir atkarīgs no iežu sastāva, to rašanās apstākļiem), un attāluma gar svērteni, kas jāpadziļina, lai iegūtu temperatūras pieaugumu par 1 0, tiek saukts ģeotermālā stadija(svārstās no 10 līdz 100 m / 0 C).

Zemes magnētisms - Zemes īpašība, kas nosaka magnētiskā lauka esamību ap to, ko izraisa procesi, kas notiek uz kodola-mantijas robežas. Pirmo reizi cilvēce uzzināja, ka Zeme ir magnēts, pateicoties V. Gilberta darbiem.

Magnetosfēra - Zemei tuvās telpas apgabals, kas piepildīts ar lādētām daļiņām, kas pārvietojas Zemes magnētiskajā laukā. To no starpplanētu telpas atdala magnetopauze. Šī ir magnetosfēras ārējā robeža.

Magnētiskā lauka veidošanās pamatā ir iekšējie un ārējie cēloņi. Pastāvīgs magnētiskais lauks veidojas elektrisko strāvu dēļ, kas rodas planētas ārējā kodolā. Saules korpuskulārās plūsmas veido mainīgu Zemes magnētisko lauku. Vizuālu Zemes magnētiskā lauka stāvokļa attēlojumu nodrošina magnētiskās kartes. Magnētiskās kartes tiek sastādītas piecu gadu periodam – magnētiskajam laikmetam.

Zemei būtu normāls magnētiskais lauks, ja tā būtu vienmērīgi magnetizēta bumbiņa. Zeme pirmajā tuvinājumā ir magnētiskais dipols - tas ir stienis, kura galos ir pretēji magnētiskie poli. Tiek sauktas dipola magnētiskās ass krustošanās vietas ar zemes virsmu ģeomagnētiskie stabi. Ģeomagnētiskie stabi nesakrīt ar ģeogrāfiskajiem un pārvietojas lēni ar ātrumu 7-8 km/gadā. Reālā magnētiskā lauka novirzes no normas (teorētiski aprēķinātas) sauc par magnētiskajām anomālijām. Tās var būt globālas (Austrumu Sibīrijas ovāls), reģionālas (KMA) un lokālas, kas saistītas ar tuvu magnētisko iežu parādīšanos virsmai.

Magnētisko lauku raksturo trīs lielumi: magnētiskā deklinācija, magnētiskais slīpums un intensitāte. Magnētiskā deklinācija- leņķis starp ģeogrāfisko meridiānu un magnētiskās adatas virzienu. Deklinācija ir uz austrumiem (+), ja kompasa adatas ziemeļu gals novirzās uz austrumiem no ģeogrāfiskās, un uz rietumiem (-), kad adata novirzās uz rietumiem. Magnētiskais slīpums- leņķis starp horizontālo plakni un uz horizontālās ass piekārtās magnētiskās adatas virzienu. Slīpums ir pozitīvs, ja bultiņas ziemeļu gals ir vērsts uz leju, un negatīvs, ja ziemeļu gals ir vērsts uz augšu. Magnētiskais slīpums svārstās no 0 līdz 90 0 . Tiek raksturots magnētiskā lauka stiprums spriedze. Magnētiskā lauka stiprums ir mazs pie ekvatora 20-28 A/m, pie pola - 48-56 A/m.

Magnetosfērai ir asaras forma. Saulei vērstajā pusē tā rādiuss ir vienāds ar 10 Zemes rādiusiem, nakts pusē "saules vēja" ietekmē palielinās līdz 100 rādiusiem. Forma radusies saules vēja ietekmē, kas, ietriecoties Zemes magnetosfērā, plūst ap to. Uzlādētās daļiņas, sasniedzot magnetosfēru, sāk kustēties pa magnētiskā lauka līnijām un veidojas radiācijas jostas. Iekšējā starojuma josta sastāv no protoniem, un tās maksimālā koncentrācija ir 3500 km augstumā virs ekvatora. Ārējo jostu veido elektroni un tā stiepjas līdz 10 rādiusiem. Magnētiskajos polos samazinās starojuma joslu augstums, šeit rodas apgabali, kuros lādētas daļiņas iekļūst atmosfērā, jonizējot atmosfēras gāzes un izraisot polārblāzmas.

Magnetosfēras ģeogrāfiskā nozīme ir ļoti liela: tā aizsargā Zemi no korpuskulārā saules un kosmiskā starojuma. Minerālu meklēšana ir saistīta ar magnētiskām anomālijām. Magnētiskās spēka līnijas palīdz tūristiem un kuģiem pārvietoties kosmosā.

Zemes vecums. Ģeohronoloģija.

Zeme radās kā auksts ķermenis no cieto daļiņu un tādu ķermeņu kolekcijas kā asteroīdi. Starp daļiņām bija radioaktīvas. Iekļuvuši Zemē, tie tur sabruka, izdalot siltumu. Kamēr Zeme bija maza, siltums viegli nokļuva starpplanētu telpā. Bet, palielinoties Zemes tilpumam, radioaktīvā siltuma ražošana sāka pārsniegt tā noplūdi, tas uzkrāja un sildīja planētas zarnas, padarot tās mīkstinātās. Plastiskais stāvoklis, kas pavēra iespējas matērijas gravitācijas diferenciācijai- vieglāku minerālu masu peldēšana uz virsmu un smagāko pakāpeniska nolaišana - uz centru. Diferenciācijas intensitāte izbalēja līdz ar dziļumu, jo tajā pašā virzienā, palielinoties spiedienam, palielinājās vielas viskozitāte. Zemes kodols netika uztverts ar diferenciāciju un saglabāja sākotnējo silikātu sastāvu. Bet tas strauji kondensējās augstākā spiediena dēļ, kas pārsniedza miljonu atmosfēru.

Zemes vecums tiek noteikts ar radioaktīvo metodi, to var attiecināt tikai uz akmeņiem, kas satur radioaktīvos elementus. Ja pieņemam, ka viss argons uz Zemes ir kālija-49 sabrukšanas produkts, tad Zemes vecums būs vismaz 4 miljardi gadu. O.Yu. Šmits min vēl lielāku skaitli – 7,6 miljardus gadu. UN. Baranovs izmantoja attiecību starp mūsdienu urāna-238 un aktinourāna (urāna-235) daudzumu iežos un minerālos, lai aprēķinātu Zemes vecumu, un ieguva urāna vecumu (viela, no kuras vēlāk radās planēta) 5-7 miljardus. gadiem.

Tādējādi Zemes vecums tiek noteikts 4-6 miljardu gadu robežās. Līdz šim zemes virsmas attīstības vēsturi vispārīgi var tieši atjaunot, tikai sākot no tiem laikiem, no kuriem ir saglabājušies vecākie ieži, tas ir, aptuveni 3–3,5 miljardus gadu (Kalesnik S.V.).

Zemes vēsture parasti ir sadalīta divās daļās eon: kriptozoja(slēpts un dzīvs: nav skeleta faunas palieku) un fanerozojs(skaidri un dzīvi) . Kriptozoika ietver divus laikmets: arhejs un proterozojs. Fanerozojs aptver pēdējos 570 miljonus gadu; Paleozoja, mezozoja un kainozoja laikmeti, kuras savukārt ir sadalītas periodi. Bieži tiek saukts viss periods līdz fanerozojam Prekembrija(kembrija – pirmais paleozoja laikmeta periods).

Paleozoja laikmeta periodi:

Mezozoja laikmeta periodi:

Kainozoja laikmeta periodi:

Paleogēns (laikmeti - paleocēns, eocēns, oligocēns)

Neogēns (laikmeti - miocēns, pliocēns)

Kvartārs (laikmeti - pleistocēns un holocēns).

Secinājumi:

1. Visu Zemes iekšējās dzīves izpausmju pamatā ir siltumenerģijas pārvērtības.

2. Zemes garozā temperatūra paaugstinās līdz ar attālumu no virsmas (ģeotermālais gradients).

3. Zemes siltuma avots ir radioaktīvo elementu sabrukšana.

4. Zemes vielas blīvums palielinās līdz ar dziļumu no 2,7 uz virsmas līdz 17,2 centrālajās daļās. Spiediens Zemes centrā sasniedz 3 miljonus atm. Blīvums strauji palielinās 60 un 2900 km dziļumā. Līdz ar to secinājums – Zeme sastāv no koncentriskiem apvalkiem, kas aptver viens otru.

5. Zemes garozu galvenokārt veido ieži, piemēram, granīti, kuriem zem tā atrodas tādi akmeņi kā bazalts. Zemes vecums ir noteikts 4-6 miljardu gadu vecumā.

Zeme pieder pie sauszemes planētām, un atšķirībā no gāzes gigantiem, piemēram, Jupitera, tai ir cieta virsma. Tā ir lielākā no četrām Saules sistēmas sauszemes planētām gan izmēra, gan masas ziņā. Turklāt Zemei starp šīm četrām planētām ir vislielākais blīvums, virsmas gravitācija un magnētiskais lauks. Tā ir vienīgā zināmā planēta ar aktīvu plātņu tektoniku.

Zemes zarnas ir sadalītas slāņos pēc ķīmiskajām un fizikālajām (reoloģiskajām) īpašībām, taču atšķirībā no citām sauszemes planētām Zemei ir izteikts ārējais un iekšējais kodols. Zemes ārējais slānis ir ciets apvalks, kas galvenokārt sastāv no silikātiem. To no mantijas atdala robeža ar krasu garenisko seismisko viļņu ātruma palielināšanos - Mohoroviča virsma. Cietā garoza un viskozā apvalka augšdaļa veido litosfēru. Zem litosfēras atrodas astenosfēra, relatīvi zemas viskozitātes, cietības un stiprības slānis augšējā apvalkā.

Būtiskas izmaiņas mantijas kristāliskajā struktūrā notiek 410-660 km dziļumā zem virsmas, aptverot pārejas zonu, kas atdala augšējo un apakšējo apvalku. Zem mantijas ir šķidrs slānis, kas sastāv no kausēta dzelzs ar niķeļa, sēra un silīcija piemaisījumiem - Zemes kodolu. Seismiskie mērījumi liecina, ka tas sastāv no 2 daļām: cieta iekšējā serdeņa ar rādiusu ~1220 km un šķidrā ārējā serdeņa ar rādiusu ~2250 km.

Veidlapa

Zemes forma (ģeoīds) ir tuvu izliektam elipsoīdam. Ģeoīda novirze no elipsoīda, kas tuvinās tam, sasniedz 100 metrus.

Zemes rotācija rada ekvatoriālu izliekumu, tāpēc ekvatoriālais diametrs ir par 43 km lielāks nekā polārais. Augstākais punkts uz Zemes ir Everests (8848 m virs jūras līmeņa), bet dziļākais ir Marianas tranšeja (10 994 m zem jūras līmeņa). Ekvatora izliekuma dēļ visattālākie punkti uz virsmas no Zemes centra ir Čimborazo vulkāna virsotne Ekvadorā un Huaskaranas kalns Peru.

Ķīmiskais sastāvs

Zemes masa ir aptuveni vienāda ar 5,9736 1024 kg. Kopējais atomu skaits, kas veido Zemi, ir ≈ 1,3–1,4 1050. Tas sastāv galvenokārt no dzelzs (32,1%), skābekļa (30,1%), silīcija (15,1%), magnija (13,9%), sēra (2,9%), niķeļa (1,8%), kalcija (1,5%) un alumīnija (1,4%). ); pārējie elementi veido 1,2%. Masu segregācijas dēļ tiek uzskatīts, ka kodolu veido dzelzs (88,8%), neliels daudzums niķeļa (5,8%), sērs (4,5%) un aptuveni 1% citu elementu. Zīmīgi, ka ogleklis, kas ir dzīvības pamats, zemes garozā ir tikai 0,1%.

Ģeoķīmiķis Frenks Klārks aprēķināja, ka zemes garozā ir nedaudz vairāk par 47% skābekļa. Visizplatītākie iežu veidojošie minerāli zemes garozā gandrīz pilnībā ir oksīdi; kopējais hlora, sēra un fluora saturs iežos parasti ir mazāks par 1%. Galvenie oksīdi ir silīcija dioksīds (SiO 2), alumīnija oksīds (Al 2 O 3), dzelzs oksīds (FeO), kalcija oksīds (CaO), magnija oksīds (MgO), kālija oksīds (K 2 O) un nātrija oksīds (Na 2 O) ) . Silīcija dioksīds galvenokārt kalpo kā skāba vide un veido silikātus; ar to ir saistīta visu galveno vulkānisko iežu daba.

Iekšējā struktūra

Zemei, tāpat kā citām sauszemes planētām, ir slāņveida iekšējā struktūra. Tas sastāv no cietiem silikāta apvalkiem (garoza, īpaši viskoza apvalka) un metāliska kodola. Kodola ārējā daļa ir šķidra (daudz mazāk viskoza nekā apvalks), bet iekšējā daļa ir cieta.

iekšējais siltums

Planētas iekšējo siltumu nodrošina atlikušā siltuma, kas palicis no matērijas uzkrāšanās, kas notika Zemes veidošanās sākotnējā stadijā (apmēram 20%), un nestabilo izotopu radioaktīvās sabrukšanas kombinācija: kālija-40. , urāns-238, urāns-235 un torijs-232. Trīs no šiem izotopiem pussabrukšanas periods pārsniedz miljardu gadu. Planētas centrā temperatūra var paaugstināties līdz 6000 °C (10 830 °F) (vairāk nekā Saules virsmā), un spiediens var sasniegt 360 GPa (3,6 miljonus atm). Daļa no kodola siltumenerģijas tiek pārnesta uz zemes garozu caur plūmēm. Plūmes rada karstos punktus un slazdus. Tā kā lielāko daļu Zemes saražotā siltuma nodrošina radioaktīvā sabrukšana, Zemes vēstures sākumā, kad īstermiņa izotopu rezerves vēl nebija izsīkušas, mūsu planētas enerģijas izdalīšanās bija daudz lielāka nekā tagad.

Lielāko daļu enerģijas Zeme pazaudē plākšņu tektonikas dēļ, mantijas materiāla paceļoties līdz okeāna vidus grēdām. Pēdējais galvenais siltuma zudumu veids ir siltuma zudumi caur litosfēru, un lielākā daļa siltuma zudumu šādā veidā notiek okeānā, jo tur zemes garoza ir daudz plānāka nekā zem kontinentiem.

Litosfēra

Atmosfēra

Atmosfēra (no citu grieķu ?τμ?ς — tvaiks un σφα?ρα — bumba) — gāzveida apvalks, kas ieskauj planētu Zeme; Tas sastāv no slāpekļa un skābekļa, ar nelielu daudzumu ūdens tvaiku, oglekļa dioksīda un citu gāzu. Kopš tās veidošanās tas ir būtiski mainījies biosfēras ietekmē. Skābekļa fotosintēzes rašanās pirms 2,4-2,5 miljardiem gadu veicināja aerobo organismu attīstību, kā arī atmosfēras piesātinājumu ar skābekli un ozona slāņa veidošanos, kas pasargā visas dzīvās būtnes no kaitīgajiem ultravioletajiem stariem.

Atmosfēra nosaka laikapstākļus uz Zemes virsmas, aizsargā planētu no kosmiskajiem stariem un daļēji no meteorītu bombardēšanas. Tā regulē arī galvenos klimata veidošanās procesus: ūdens ciklu dabā, cirkulāciju gaisa masas, siltuma pārnese. Atmosfēras gāzu molekulas var uztvert siltumenerģiju, neļaujot tai izkļūt kosmosā, tādējādi paaugstinot planētas temperatūru. Šo parādību sauc par siltumnīcas efektu. Par galvenajām siltumnīcefekta gāzēm uzskata ūdens tvaikus, oglekļa dioksīdu, metānu un ozonu. Bez šī siltumizolācijas efekta Zemes vidējā virsmas temperatūra būtu no -18 līdz -23°C (turpretim patiesībā tā ir 14,8°C), un dzīvība, visticamāk, nepastāvētu.

Atmosfēras apakšējā daļā ir aptuveni 80% no tās kopējās masas un 99% no visiem ūdens tvaikiem (1,3-1,5 1013 tonnas), šo slāni sauc par troposfēra. Tās biezums mainās un ir atkarīgs no klimata veida un sezonāliem faktoriem: piemēram, polārajos reģionos tas ir aptuveni 8-10 km, mērenā joslā līdz 10-12 km, bet tropiskajos vai ekvatoriālajos reģionos tas sasniedz 16- 18 km. Šajā atmosfēras slānī, virzoties uz augšu, temperatūra pazeminās vidēji par 6 °C uz katru kilometru. Virs ir pārejas slānis, tropopauze, kas atdala troposfēru no stratosfēras. Temperatūra šeit ir 190-220 K diapazonā.

Stratosfēra- atmosfēras slānis, kas atrodas augstumā no 10-12 līdz 55 km (atkarībā no laika apstākļi un gada laiks). Tas veido ne vairāk kā 20% no kopējās atmosfēras masas. Šim slānim raksturīga temperatūras pazemināšanās līdz ~25 km augstumam, kam seko paaugstināšanās pie robežas ar mezosfēru līdz gandrīz 0 °C. Šo robežu sauc par stratopauzi, un tā atrodas 47-52 km augstumā. Stratosfērā ir visaugstākā ozona koncentrācija atmosfērā, kas aizsargā visus dzīvos organismus uz Zemes no kaitīgā Saules ultravioletā starojuma. Intensīva saules starojuma absorbcija ozona slānis un izraisa strauju temperatūras paaugstināšanos šajā atmosfēras daļā.

Mezosfēra kas atrodas 50 līdz 80 km augstumā virs Zemes virsmas, starp stratosfēru un termosfēru. To no šiem slāņiem atdala mezopauze (80-90 km). Šī ir aukstākā vieta uz Zemes, temperatūra šeit noslīd līdz -100 °C. Šajā temperatūrā ūdens gaisā ātri sasalst, dažkārt veidojot nakts mākoņus. Tos var novērot uzreiz pēc saulrieta, bet vislabākā redzamība ir tad, kad tā ir no 4 līdz 16° zem horizonta. Lielākā daļa meteorītu, kas nonāk zemes atmosfērā, sadeg mezosfērā. No Zemes virsmas tās tiek novērotas kā krītošas ​​zvaigznes. 100 km augstumā virs jūras līmeņa pastāv nosacīta robeža starp zemes atmosfēru un kosmosu - Karmana līnija.

AT termosfēra temperatūra ātri paaugstinās līdz 1000 K, tas ir saistīts ar īsviļņu saules starojuma absorbciju tajā. Šis ir garākais atmosfēras slānis (80-1000 km). Apmēram 800 km augstumā temperatūras paaugstināšanās apstājas, jo gaiss šeit ir ļoti retināts un vāji absorbē saules starojumu.

Jonosfēra ietver pēdējos divus slāņus. Saules vēja ietekmē molekulas šeit tiek jonizētas, un rodas polārblāzmas.

Eksosfēra- Zemes atmosfēras ārējā un ļoti retā daļa. Šajā slānī daļiņas spēj pārvarēt otro Zemes kosmisko ātrumu un izkļūt kosmosā. Tas izraisa lēnu, bet vienmērīgu procesu, ko sauc par atmosfēras izkliedi (izkliedi). Kosmosā izplūst galvenokārt vieglo gāzu daļiņas: ūdeņradis un hēlijs. Ūdeņraža molekulas ar zemāko molekulmasu var vieglāk sasniegt otro telpas ātrums un izplūst kosmosā ātrāk nekā citas gāzes. Tiek uzskatīts, ka reducētāju, piemēram, ūdeņraža, zudums bija nepieciešamais nosacījums par iespējamu ilgtspējīgu skābekļa uzkrāšanos atmosfērā. Tāpēc ūdeņraža spēja atstāt Zemes atmosfēru varēja ietekmēt dzīvības attīstību uz planētas. Pašlaik lielākā daļa ūdeņraža, kas nonāk atmosfērā, tiek pārvērsts ūdenī, neatstājot Zemi, un ūdeņraža zudums notiek galvenokārt no metāna iznīcināšanas atmosfēras augšējos slāņos.

Atmosfēras ķīmiskais sastāvs

Uz Zemes virsmas izžuvušais gaiss satur apmēram 78,08% slāpekļa (pēc tilpuma), 20,95% skābekļa, 0,93% argona un aptuveni 0,03% oglekļa dioksīds. Komponentu tilpuma koncentrācija ir atkarīga no gaisa mitruma – ūdens tvaiku satura tajā, kas svārstās no 0,1 līdz 1,5% atkarībā no klimata, gadalaika, reljefa. Piemēram, pie 20°C un 60% relatīvā mitruma (vidējais telpas gaisa mitrums vasarā) skābekļa koncentrācija gaisā ir 20,64%. Pārējās sastāvdaļas veido ne vairāk kā 0,1%: tie ir ūdeņradis, metāns, oglekļa monoksīds, sēra oksīdi un slāpekļa oksīdi un citas inertas gāzes, izņemot argonu.

Arī gaisā vienmēr ir cietas daļiņas (putekļi - tās ir organisko materiālu daļiņas, pelni, sodrēji, ziedputekšņi utt., zemā temperatūrā - ledus kristāli) un ūdens pilieni (mākoņi, migla) - aerosoli. Cieto daļiņu koncentrācija samazinās līdz ar augstumu. Atkarībā no gadalaika, klimata un reljefa aerosola daļiņu koncentrācija atmosfēras sastāvā atšķiras. Virs 200 km galvenā atmosfēras sastāvdaļa ir slāpeklis. Augstumā virs 600 km dominē hēlijs, bet no 2000 km - ūdeņradis ("ūdeņraža korona").

Biosfēra

Biosfēra (no citu grieķu βιος — dzīvība un σφα?ρα — sfēra, lode) ir zemes čaulu (lito-, hidro- un atmosfēras) daļu kopums, kurā dzīvo dzīvi organismi, atrodas to ietekmē un ir aizņem viņu dzīvībai svarīgās darbības produkti. Biosfēra ir Zemes apvalks, kurā dzīvo dzīvi organismi un ko tie pārveido. Tas sāka veidoties ne agrāk kā pirms 3,8 miljardiem gadu, kad uz mūsu planētas sāka parādīties pirmie organismi. Tas ietver visu hidrosfēru, litosfēras augšējo daļu un atmosfēras apakšējo daļu, tas ir, tas apdzīvo ekosfēru. Biosfēra ir visu dzīvo organismu kopums. Tā ir mājvieta vairākiem miljoniem augu, dzīvnieku, sēņu un mikroorganismu sugu.

Biosfēra sastāv no ekosistēmām, kurās ietilpst dzīvo organismu kopienas (biocenoze), to dzīvotnes (biotops), savienojumu sistēmas, kas apmainās starp tām ar vielu un enerģiju. Uz sauszemes tie tiek sadalīti galvenokārt ģeogrāfiskie platuma grādi, augstums virs jūras līmeņa un nokrišņu atšķirības. Sauszemes ekosistēmas, kas atrodas Arktikā vai Antarktikā, lielos augstumos vai ārkārtīgi sausos apgabalos, ir salīdzinoši nabadzīgas augu un dzīvnieku ziņā; sugu daudzveidības maksimums mitrās tropu meži ekvatoriālā josta.

Zemes magnētiskais lauks

Zemes magnētiskais lauks pirmajā tuvinājumā ir dipols, kura poli atrodas netālu no planētas ģeogrāfiskajiem poliem. Lauks veido magnetosfēru, kas novirza saules vēja daļiņas. Tie uzkrājas radiācijas joslās – divos koncentriskos tora formas apgabalos ap Zemi. Blakus magnētiskajiem poliem šīs daļiņas var “izkrist” atmosfērā un izraisīt polārblāzmu parādīšanos.

Saskaņā ar "magnētiskā dinamo" teoriju, lauks tiek ģenerēts Zemes centrālajā reģionā, kur siltums rada plūsmu elektriskā strāvašķidrā metāla kodolā. Tas savukārt rada magnētisko lauku ap Zemi. Konvekcijas kustības kodolā ir haotiskas; magnētiskie stabi dreifē un periodiski maina savu polaritāti. Tas izraisa apvērses Zemes magnētiskajā laukā, kas notiek vidēji vairākas reizes ik pēc dažiem miljoniem gadu. Pēdējā inversija notika pirms aptuveni 700 000 gadu.

Magnetosfēra- kosmosa apgabals ap Zemi, kas veidojas, Saules vēja lādēto daļiņu straumei magnētiskā lauka ietekmē novirzoties no sākotnējās trajektorijas. Sānos, kas vērsta pret Sauli, tās galvas biezums šoka vilnis ir aptuveni 17 km un atrodas aptuveni 90 000 km attālumā no Zemes. Planētas nakts pusē magnetosfēra izstiepjas garā cilindriskā formā.

Kad lielas enerģijas lādētas daļiņas saduras ar Zemes magnetosfēru, parādās radiācijas jostas (Van Allen jostas). polārblāzmas rodas, kad saules plazma sasniedz Zemes atmosfēru magnētisko polu tuvumā.

Cik bieži, meklējot atbildes uz mūsu jautājumiem par to, kā pasaule darbojas, mēs skatāmies uz debesīm, sauli, zvaigznēm, skatāmies tālu, tālu simtiem gaismas gadu, meklējot jaunas galaktikas. Bet, ja paskatās zem kājām, tad zem kājām ir vesela pazemes pasaule, no kuras sastāv mūsu planēta – Zeme!

Zemes iekšasšī ir tā pati noslēpumainā pasaule zem mūsu kājām, mūsu Zemes pazemes organisms, uz kura mēs dzīvojam, būvējam mājas, liekam ceļus, tiltus un daudzus tūkstošus gadu attīstām savas dzimtās planētas teritorijas.

Šī pasaule ir Zemes dzīļu slepenie dziļumi!

Zemes struktūra

Mūsu planēta pieder pie sauszemes planētām, un, tāpat kā citas planētas, tā sastāv no slāņiem. Zemes virsma sastāv no cieta zemes garozas apvalka, dziļāk atrodas ārkārtīgi viskoza mantija, bet centrā atrodas metāla serde, kas sastāv no divām daļām, ārējā ir šķidra, iekšējā ir cieta. .

Interesanti, ka daudzi Visuma objekti ir tik labi izpētīti, ka par tiem zina katrs skolēns; kosmosa kuģis, taču iekļūt mūsu planētas dziļākajos dzīlēs joprojām ir neiespējams uzdevums, tāpēc tas, kas atrodas zem Zemes virsmas, joprojām ir liels noslēpums.