Лекция № 2

Тема: ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. ЛИТОСФЕРА

Вопросы:

1. Земная кора, мантия, ядро. Значение процессов в них для географической оболочки

2.Литосфера

3. Магнитосфера Земли

4. Возраст Земли

1. Земная кора, мантия, ядро. Значение процессов в них для географической оболочки. Литосфера

Географическая оболочка Земли имеет сложное строение. Для исследования внутреннего строения Земли используют следующие методы:

1. Измерение силы тяжести. Сила тяжести обусловлена массой Земли. Поэтому все колебания по распределению масс отражаются на величине сил тяжести. Верхний слой литосферы сложен породами различной плотности, поэтому силы тяжести отклоняются от теоретической.

1. Сейсмические методы. При землетрясениях, т. е. взрывах и смещениях в литосфере, сейсмические волны, т. е. колебательные движения вещества распространяются в земной коре. Продольные волны – колебания вещества в направлении распространения волны в любых средах. Поперечные волны – в направлении перпендикулярном к распространению волны, только в твердых средах. Изменение скоростей волн отражает изменение плотности вещества. На основе геофизических данных Землю подразделяют на геосферы: земную кору, мантию, ядро.

Земная кора – верхний слой Земли, отделенный от нижележащих слоев поверхности Мохоровичича. При ее переходе резко меняется химический состав Земли.

Строение земной коры: верхний слой состоит из осадочных горных пород ( 15 – 20 км.); нижний слой – кристаллических горных пород (граниты и базальты). Они состоят в основном из кислорода, кремния и алюминия.

Выделяют два типа земной коры: континентальный и океанический.

Континентальная кора:

1. Осадочные породы.

2. Гранитный слой (от 10 – 12 км до 70 – 80 км в горах)

3. Базальтовый слой. (15 км)

Океаническая кора:

1. Осадочные породы (0.5 км)

2. Базальтовый слой (1.7 км)

Мантия (покров) распространяется до глубины 2900 км. Она подразделяется на три слоя:

Верхняя мантия распространяется до глубины 400 км. Это наиболее сейсмически активный слой, здесь расположены очаги землетрясений и горообразовательных процессов. На границе между мантией и земной корой происходит образование и накопление металлических руд, алмазов и других полезный ископаемых. Верхняя мантия – основной поставщик внутреннего тепла. Верхний слой верхней мантии пластичен и называется астеносферой. Над астеносферой выделяют твердую часть верхней мантии. Эта область вместе с земной корой называется литосферой. Литосфера не непрерывна. Она разбита глубокими разломами на литосферные плиты. Они могут двигаться (отталкиваться и раздвигаться). В результате происходит изменение континентов.

Средняя мантия простирается до 1000 км. Нижняя мантия имеет еще большую плотность, простирается до ядра.

Химический состав слоев мантий одинаков. Наиболее распространены в ней кремний, магний и железо. Слои мантии выделяют в связи с фазовыми переходами вещества.

Ядро Земли неоднородно. Внешнее ядро на глубинах от 2900 до 4980 км. Оно находится в расплавленном состоянии, через него не проходят поперечные сейсмические волны. Внутреннее ядро состоит из веществ при температуре 4000 градусов по Цельсию при высокой плотности, в состоянии близком к плавлению. Одни ученые считают, что ядро состоит из соединения железа с кислородом. Другие – что состав его близок к мантии, но вещество находится в металлизированном состоянии. В ядре содержится 80- 90 % железа, а также кислорода, алюминия, кремния, серы. Ядро обладает высокой тепло– и электропроводностью.

2.Магнитосфера Земли

Между внутренним и внешним ядром происходят процессы, вызывающие намагничивание планеты, образуется постоянное магнитное поле Земли, т. е. Земля имеет свойство магнита.

Магнитные силовые линии на поверхности Земли называются магнитными меридианами. Они сходятся в двух пунктах – магнитных полюсах. Если соединить магнитные полюса воображаемой прямой линией – это будет магнитная ось. Магнитная ось наклонена к оси вращения Земли под углом 11 градусов 30 минут. Магнитная ось не проходит через центр Земли. Магнитные полюса не совпадают с географическими и все время находятся в движении. Южный полюс находится сейчас в Антарктиде и перемещается на 30 минут в направлении Австралии. Несовпадение географических и магнитных полюсов приводит к тому, что стрелка компаса, показывающая магнитный меридиан, образует угол с географическим меридианом, он называется магнитным склонением. Склонение отсчитывается от географического меридиана. Восточное склонение обозначают знаком «+», а западное - «-».

В вертикальной плоскости магнитная стрелка наклоняется к плоскости горизонта. Этот угол называется магнитным наклонением. На магнитном экваторе он равен 0 градусов, на магнитных полюсах – 90 градусов, т. е. стрелка компаса становится вертикальной.

Магнитное напряжение – величина, показывающая силу магнитного поля. Три эти величины называются элементами земного магнетизма. Магнитное поле определяет самую внешнюю и протяженную оболочку Земли – магнитосферу. В ней магнитное поле больше, чем в дальнем космосе, верхняя граница магнитосферы удалена от Земли на 8 – 14 радиусов планеты. Магнитосфера – результат взаимодействия магнитного поля Земли и потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем.

Солнечный ветер распространяется с большой скоростью от солнечной короны. Он состоит из протонов и электронов. При взаимодействии солнечного ветра с магнитным полем Земли образуется ударная волна. Внутри ударной волны находятся радиационные пояса, в которых протоны и электроны перемещаются в направлении магнитных силовых линий. Взаимодействуя с верхними слоями атмосферы, эти частицы вызывают полярное сияние, создают слой ионосферы (ионизированной сферы). Ионосфера служит внешним экраном геологической оболочки, защищающим его от солнечного ветра.

Магнитосфера предохраняет Землю от биологически активной части солнечной радиации, губительной для живого. Существование магнитного поля Земли помогает в картографировании. Знание магнитного склонения имеет важное практическое значение. С его помощью делают поправки к показаниям компаса и определяют географический меридиан. Эту поправку склонения для каждого пункта показывает карта магнитных склонений. Линии, соединяющие пункты с одинаковым магнитным склонением, называются изогонами ( от греч. «изос» – ровный, «гона» – угол). На карте выделяют агоническую линию, в которой склонение равно 0. Она делит земную поверхность на полушария восточного и западного склонения. Изогоны не прямые линии, а имеют сложную конфигурацию.

Изоклины – это изолинии магнитного наклонения.

Изодинамы – это линии распределения величин напряжения магнитного поля.

В некоторых местах элементы земного магнетизма имеют наклонение от обычных величин. Такие места называют магнитными аномалиями. Местные аномалии связаны обычно с залеганием руд с магнитными свойствами (например, Курская магнитная аномалия). Геоаномалия – значительно больших размеров, природа их пока не известна. В магнитном поле Земли происходят изменения: вековые – связанны с перемещением магнитных полюсов; годовые – связаны с изменением соотношения атмосферы по сезонам; суточные – связаны со сменой дня и ночи.

Магнитные бури – самые большие изменения магнитосферы. Они связаны с корпускулярным излучением Солнца. Магнитные бури длятся от нескольких часов до нескольких дней, в это время стрелки компаса отклоняются, нарушается радиосвязь, работа телефона и телеграфа. Чаще всего магнитные бури наблюдаются у полюсов, реже – по мере приближения к экватору.

3.Возраст Земли

До открытия радиоактивности ученые могли устанавливать только последовательность событий на Земле. Эта наука называется относительной геохронологией.

Радиологические методы позволяют установить абсолютную геохронологию Земли. Радиоактивные элементы распадаются и образуют ряд промежуточных элементов, превращаясь в устойчивые элементы. Например, конечным продуктом распада урана является свинец. Процесс распада происходит с постоянной скоростью в любых условиях. Через одинаковое для данного элемента время распадается половина радиоактивного вещества. Если взять 1 кг урана, то половина его распадется через 4,5 млрд. лет. Каждый млн. лет из грамма урана образуется около 0,1 грамма свинца. Следовательно, установить, сколько содержится в какой-либо породе урана и свинца, можно определить возраст этой породы с момента ее образования. Для определения возраста более молодых образований пользуются периодом полураспада изотопа углерода С14, который равен 6тыс. лет. Этот изотоп накапливается в растениях и животных в течение их жизни. При отмирании организмов начинается распад С 14,по которому определяют возраст останков.

Методы относительной геохронологии также широко используются. Например, по последовательности накопления слоев (стратиграфический метод), по сходству горных пород (литалогический метод) по органическим остаткам (палеонтологический метод (от греч. палеос – древний, онтос – сущее)).

Стратиграфический метод позволит определить взаимоотношение между различными пластами осадочных пород, вышележащие пласты моложе, чем нижележащие.

При палеонтологическом методе исходят из того, что определенные животные и растения приурочены только к определенным слоям и отсутствуют в других. Для каждого пласта выделяют руководящие ископаемые – остатки существ, живших в определенное время на обширных площадях и быстро эволюционизировавших, т.е. изменявших свое строение.

Историю Земли принято подразделять на два этапа: космогонический и геологический. Первый длился 2 -3 млрд. лет, в течение которых Земля формировалась из космической пыли как планета. Геологический возраст продолжается около четырех млрд. лет, с тех пор как Земля стала планетой. Историческая геология изучает изменение Земли после образования коры до настоящего времени.

Геологический этап подразделяется на два эона – самых крупных периода времени в геохронологической таблице. Эта криптозойский (т. е. скрытой жизни) – время распространения бактерий, водорослей. Эон фанерозойский (т. е. явной жизни) – это время распространения разнообразных живых существ. Геологический этап подразделяют на пять эр на основании определения относительного возраста пород и залегающих в них останков древних растений и животных. Эры подразделяются на периоды, эпохи, века. Название эр отвечает главнейшим этапам развития животного и растительного мира. Выделяют эры : архейскую (от греч. архаиос – древний ), протерозойскую ( от греч. протерос – более ранний и зоо – жизнь), палеозойскую ( от греч. палеос – древний ), мезозойскую ( от греч. мезос – средний ) и кайнозойскую (от греч. каинос – новый ). Эры делятся на периоды. Название геологических периодов были даны по тем районам земного шара, где они впервые были изучены. Например, пермь – по названию Пермской губернии; юра – по названию гор в Альпах.

Дата добавления: 2014-10-17; просмотров: 430; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!