Τι υπάρχει στο κέντρο της γης; Εσωτερική δομή του πλανήτη. Βαθιά δομή του πλανήτη

Το καλοκαίρι του 1971, ένας νεαρός γεωλόγος ονόματι Mike Voorhees έκανε έρευνα σε μια περιοχή καλυμμένη με γαϊδουράγκαθο στην ανατολική Νεμπράσκα, κοντά στη γενέτειρά του, το Orchard. Περνώντας κατά μήκος του βυθού μιας βαθιάς χαράδρας, παρατήρησε κάτι που άσπριζε στους θάμνους από πάνω και ανέβηκε να κοιτάξει. Εκεί είδε το τέλεια διατηρημένο κρανίο ενός νεαρού ρινόκερου, που ξεβράστηκε από τις πρόσφατες ισχυρές βροχές.

Και λίγα μέτρα μακριά, όπως αποδείχθηκε, υπήρχε η πιο ασυνήθιστη ταφή απολιθωμάτων που ανακαλύφθηκε ποτέ στη Βόρεια Αμερική: μια αποξηραμένη δεξαμενή που χρησίμευσε ως κοινός τάφος για πολλά δεκάδες ζώα- ρινόκερους, άλογα ζέβρας, σπαθιά- οδοντωτά ελάφια, καμήλες και χελώνες. Όλοι πέθαναν ως αποτέλεσμα ενός μυστηριώδους κατακλυσμού πριν από περίπου 12 εκατομμύρια χρόνια, κατά την περίοδο που ήταν γνωστή στη γεωλογία ως το Μειόκαινο. Εκείνες τις μέρες, η Νεμπράσκα βρισκόταν σε μια απέραντη, ζεστή πεδιάδα, παρόμοια με το Serengeti στη σημερινή Αφρική. Τα ζώα βρέθηκαν θαμμένα κάτω από ηφαιστειακή τέφρα πάχους τριών μέτρων. Το μυστήριο ήταν ότι δεν υπήρχαν ποτέ ηφαίστεια στη Νεμπράσκα.

Σήμερα, η τοποθεσία που ανακάλυψε ο Voorhees ονομάζεται Ashfall Fossil Animal Burial Park. Έχει ένα νέο κέντρο επισκεπτών και μουσείο με καλά μελετημένα εκθέματα για τη γεωλογία της Νεμπράσκα και την ιστορία των ταφών ζώων. Το κέντρο περιλαμβάνει εργαστήριο με γυάλινα τοιχώματα μέσω του οποίου οι επισκέπτες μπορούν να δουν παλαιοντολόγους να καθαρίζουν σκελετούς.

Στην αρχή, πίστευαν ότι τα ζώα θάφτηκαν ζωντανά και ο Voorhees το έγραψε σε ένα άρθρο του 1981 στο National Geographic. "Στο άρθρο, ο τόπος των ευρημάτων ονομάζεται" Πομπηία προϊστορικών ζώων ", είπε. Ονομάστηκε ανεπιτυχώς, επειδή οι επιστήμονες σύντομα συνειδητοποίησαν ότι τα ζώα δεν πέθαναν αμέσως. Όλοι υπέφεραν από μια κατάσταση που ονομάζεται υπερτροφική πνευμονική οστεοδυστροφία, η οποία συμβαίνει όταν εισπνέεται μεγάλη ποσότητα λειαντικών σωματιδίων και πρέπει να έχουν εισπνεύσει πολύ επειδή για εκατοντάδες μίλια γύρω από το στρώμα τέφρας είχε πάχος πολλά πόδια. Προφανώς, ήρθαν εδώ στο πότισμα, αναζητώντας ανακούφιση, και αντίθετα πέθαναν σε βάσανα. Η στάχτη προφανώς κατέστρεψε τα πάντα. Έθαψε όλο το γρασίδι από κάτω του, σκέπασε κάθε φύλλο και μετέτρεψε το νερό σε ένα καστανό πολτό ακατάλληλο για πόσιμο.

Το πρόγραμμα ντοκιμαντέρ "Horizon" είπε ότι η παρουσία τόσο πολύ τέφρας στη Νεμπράσκα ήταν έκπληξη. Στην πραγματικότητα, τα τεράστια κοιτάσματα τέφρας στη Νεμπράσκα είναι γνωστά εδώ και πολύ καιρό. Για σχεδόν εκατό χρόνια, εξορύσσεται για να παρασκευάζονται οικιακές σκόνες καθαρισμού, όπως ο Comet ή ο Ajax. Όμως, παραδόξως, δεν πέρασε από το μυαλό κανενός να ρωτήσει από πού προέρχεται όλη αυτή η τέφρα.

Ο Voorhees έστειλε δείγματα σε συναδέλφους σε όλες τις δυτικές πολιτείες, ρωτώντας τους αν είχαν κάτι παρόμοιο. Λίγους μήνες αργότερα, ο γεωλόγος του Αϊντάχο, Μπιλ Μπονίτσσεν, επικοινώνησε μαζί του και είπε ότι η τέφρα αντιστοιχούσε σε ηφαιστειακά κοιτάσματα κοντά στο Μπρούνο Τζάρμπριτζ στο νοτιοδυτικό Αϊντάχο. Το φαινόμενο που σκότωσε τα ζώα στις πεδιάδες της Νεμπράσκα ήταν μια ηφαιστειακή έκρηξη σε πρωτοφανή κλίμακα - ένα που κάλυψε μια περιοχή 1600 χιλιόμετρα μακριά στη δυτική Νεμπράσκα με ένα στρώμα τέφρας τριών μέτρων. Αποδείχθηκε ότι κάτω από το δυτικό τμήμα των Ηνωμένων Πολιτειών ήταν ένα γιγάντιο καζάνι μάγμα, ένας κολοσσιαός ηφαιστειακός θάλαμος που εξερράγη καταστροφικά κάθε εξακόσια χιλιάδες χρόνια. Η τελευταία τέτοια έκρηξη ήταν κάτι παραπάνω από εξακόσιες χιλιάδες χρόνια πριν. Η εστία παραμένει στη θέση της. Σήμερα το ονομάζουμε Εθνικό Πάρκο Yellowstone.

Ξέρουμε εκπληκτικά λίγα για το τι συμβαίνει κάτω από τα πόδια μας. Είναι τρομακτικό να πιστεύουμε ότι η Ford άρχισε να κατασκευάζει αυτοκίνητα και η επιτροπή Νόμπελ άρχισε να απονέμει βραβεία πολύ πριν γνωρίζουμε ότι η Γη έχει έναν πυρήνα. Και η ιδέα ότι οι ήπειροι επιπλέουν στην επιφάνεια σαν τα φύλλα των νούφαρων έχει γίνει γενικά αποδεκτή πριν από μια γενιά. «Παραδόξως», έγραψε ο Richard Feynman, «καταλαβαίνουμε την κατανομή της ύλης μέσα στον Sunλιο πολύ καλύτερα από ό, τι στην εσωτερική δομή της Γης».

Η απόσταση από την επιφάνεια έως το κέντρο της Γης είναι 6370 χιλιόμετρα, που δεν είναι τόσο μεγάλη. Εκτιμάται ότι αν σκάψετε ένα πηγάδι στο κέντρο και ρίξετε ένα τούβλο σε αυτό, τότε θα φτάσει στον πάτο σε μόλις 45 λεπτά (αν και σε αυτό το σημείο θα είναι χωρίς βάρος, καθώς ολόκληρο το βάρος της Γης δεν θα είναι κάτω , αλλά πάνω και γύρω). Οι προσπάθειες για κίνηση προς το κέντρο ήταν πραγματικά μετριοπαθείς. Στη Νότια Αφρική, ένα ή δύο ορυχεία χρυσού φτάνουν σε βάθη άνω των 3 χιλιομέτρων και το βάθος των περισσότερων ορυχείων και ορυχείων στη Γη δεν υπερβαίνει τα 400 μ. Αν ο πλανήτης ήταν μήλο, δεν θα τρυπούσαμε καν το δέρμα. Στην πραγματικότητα, δεν θα φτάναμε καν σε αυτό.

Λίγο λιγότερο από εκατό χρόνια πριν, οι πιο έμπειροι επιστήμονες δεν γνώριζαν πολλά περισσότερα για το εσωτερικό της Γης από έναν ανθρακωρύχο - δηλαδή, ότι για κάποια απόσταση πηγαίνετε βαθιά στο έδαφος και στη συνέχεια πέφτετε σε συμπαγή βράχο, και αυτό είναι όλο Ε Στη συνέχεια, το 1906, ο Ιρλανδός γεωλόγος R.D. Oldham, μελετώντας σεισμογράφημα σεισμού στη Γουατεμάλα, παρατήρησε ότι μεμονωμένα κύματα κρούσης διείσδυσαν σε ένα συγκεκριμένο σημείο βαθιά στη Γη και στη συνέχεια αντανακλούν υπό γωνία, σαν να συναντούσαν κάποιο εμπόδιο. Από αυτό κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η Γη έχει έναν πυρήνα. Τρία χρόνια αργότερα, ο Κροάτης σεισμολόγος Αντρέι Μόχοροβιτς μελέτησε τα διαγράμματα του σεισμού του Ζάγκρεμπ και σημείωσε μια παρόμοια ασυνήθιστη απόκλιση, αλλά σε μικρότερο βάθος. Άνοιξε το όριο μεταξύ του φλοιού και του στρώματος αμέσως κάτω από αυτόν, του μανδύα. Έκτοτε, αυτή η ζώνη ήταν γνωστή ως επιφάνεια Mohorovicic, ή, για συντομία, Moho.

Έτσι, αρχίσαμε να παίρνουμε μια αόριστη ιδέα για την πολυεπίπεδη εσωτερική δομή της Γης - αν και πολύ αόριστη πράγματι. Μόλις το 1936 η Inge Lehmann, μια Δανέζα, ενώ μελετούσε σεισμογράφημα σεισμών στη Νέα Ζηλανδία, ανακάλυψε ότι υπάρχουν δύο πυρήνες: ο εσωτερικός, που τώρα θεωρούμε ότι είναι συμπαγής, και ο εξωτερικός (ο ίδιος που είχε ο Oldham ανακαλύφθηκε), το οποίο θεωρείται υγρό και πιστεύεται ότι αποτελεί εστία μαγνητισμού.

Wasταν την εποχή που ο Lehmann τελειοποιούσε την αρχική μας κατανόηση για το εσωτερικό της Γης, μελετώντας σεισμικά κύματα από σεισμούς, ενώ δύο γεωλόγοι στο Caltex στην Καλιφόρνια ανέπτυξαν έναν τρόπο σύγκρισης του ενός σεισμού με τον άλλο. Wereταν οι Charles Richter και Beno Gutenberg, αν και για λόγους που δεν έχουν καμία σχέση με τη δικαιοσύνη, η κλίμακα έγινε σχεδόν αμέσως γνωστή με το όνομα ενός Ρίχτερ. (Ο Ρίχτερ δεν είχε καμία σχέση ούτε με αυτό. Ως ταπεινό άτομο, δεν αποκάλεσε ποτέ τη ζυγαριά με το όνομά του και πάντα την ανέφερε ως "κλίμακα μεγεθών".

Φυσικά, μια κλίμακα είναι περισσότερο μια έννοια παρά ένα πράγμα, ένα αυθαίρετο μέτρο των κραδασμών της Γης βασισμένο σε μετρήσεις που έγιναν στην επιφάνεια. Αναπτύσσεται εκθετικά, οπότε ένας σεισμός 7,3 Ρίχτερ είναι 32 φορές πιο ισχυρός από έναν σεισμό 6,3 Ρίχτερ και 1.000 φορές πιο ισχυρός από έναν 5,3.

Τουλάχιστον θεωρητικά, οι σεισμοί δεν έχουν ανώτατο όριο, και αν ναι, τότε ένα χαμηλότερο. Η ζυγαριά απλώς χρησιμεύει ως μέτρο δύναμης, αλλά δεν λέει τίποτα για την καταστροφή. Ένας σεισμός μεγέθους 7 βαθμών βαθιά στο μανδύα - ας πούμε 650 χιλιόμετρα - μπορεί να μην προκαλέσει καμία ζημιά στην επιφάνεια, ενώ ένας πολύ ασθενέστερος σε βάθος 6-7 χιλιομέτρων θα μπορούσε να προκαλέσει τεράστιες ζημιές. Πολλά εξαρτώνται επίσης από τη φύση της στρώσης των βράχων, τη διάρκεια των σεισμών, τη συχνότητα και τη σοβαρότητα των μετασεισμών μετά το κύριο σοκ και τη φυσική κατάσταση της περιοχής που επλήγη από τον σεισμό. Από όλα αυτά προκύπτει ότι οι χειρότεροι σεισμοί δεν είναι απαραίτητα οι χειρότεροι, αν και η δύναμη αναμφίβολα σημαίνει πολλά.

Οι σεισμοί είναι αρκετά συνηθισμένα φαινόμενα. Κάθε μέρα, κάπου στον κόσμο, υπάρχουν δύο σεισμοί μεγέθους 2 ή περισσότερων - αρκετά για να δώσουν στους κοντινούς σεισμούς ένα αξιοπρεπές κούνημα. Οι πιο συνηθισμένοι τύποι σεισμών είναι αυτοί που συμβαίνουν στη συνάντηση δύο τεκτονικών πλακών, όπως στην Καλιφόρνια κατά μήκος του ρήγματος του San Andreas. Καθώς οι πλάκες σπρώχνουν η μία την άλλη, η πίεση αυξάνεται έως ότου η μία ή η άλλη υποχωρήσει. Σε γενικές γραμμές, όσο μεγαλύτερο είναι το διάστημα μεταξύ των σεισμών, τόσο ισχυρότερη είναι η συγκρατούμενη πίεση και τόσο πιο πιθανό είναι ότι το κούνημα θα είναι πραγματικά ισχυρό.

Δεδομένου ότι δεν μπορούμε να κοιτάξουμε μέσα στη Γη για να μάθουμε τι υπάρχει, πρέπει να καταφύγουμε σε άλλες μεθόδους, στο μεγαλύτερο μέρος τους για να μελετήσουμε τις ιδιότητες των κυμάτων που διέρχονται από το εσωτερικό. Κάτι για το μανδύα μπορεί να μάθει από τους σχηματισμούς που ονομάζονται σωλήνες κιμπερλίτη, στους οποίους σχηματίζονται διαμάντια. Συμβαίνει το εξής: βαθιά στα σπλάχνα της Γης, συμβαίνει μια έκρηξη, η οποία με υπερηχητική ταχύτητα ρίχνει στην επιφάνεια, στην ουσία, ένα φορτίο μάγματος. Αυτό το φαινόμενο είναι απολύτως απρόβλεπτο. Ένας σωλήνας κιμπερλίτη μπορεί να σκάσει στην αυλή σας όταν είστε απασχολημένοι με τις καθημερινές σας δραστηριότητες.

Επειδή ξεσπούν από τόσο μεγάλο βάθος - έως 200 χλμ. - οι σωλήνες κιμπερλίτη φέρνουν στην επιφάνεια ουσίες που συνήθως δεν βρίσκονται πάνω ή κοντά στην επιφάνεια: ένας βράχος που ονομάζεται περιδοτίτης, κρύσταλλα ολιβίνης και - μόνο περιστασιακά, σε έναν σωλήνα από εκατό - διαμάντια. Πολύ άνθρακας βγαίνει με εκπομπές κιμπερλίτη, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του εξατμίζεται ή μετατρέπεται σε γραφίτη. Μόνο κατά καιρούς η απαιτούμενη μάζα απορρίπτεται σε συνδυασμό με τον απαιτούμενο ρυθμό ψύξης και χρόνο, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό διαμαντιών. Αυτοί οι σωλήνες έχουν μετατρέψει το Γιοχάνεσμπουργκ στο πλουσιότερο κέντρο διαμαντιών στον κόσμο.

Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν και άλλοι, ακόμη μεγαλύτεροι σωλήνες που δεν γνωρίζουμε. Οι γεωλόγοι γνωρίζουν ότι κάπου κοντά στη βορειοανατολική Ιντιάνα, υπάρχουν ενδείξεις σωλήνα ή ομάδας σωλήνων που μπορεί να είναι πραγματικά κολοσσιαίες. Σε μέρη διάσπαρτα σε όλη την περιοχή, βρέθηκαν διαμάντια έως 20 καράτια και ακόμη περισσότερα. Κανείς όμως δεν έχει ανακαλύψει την πηγή τους. Όπως σημειώνει ο John McPhee, μπορεί να θαφτεί κάτω από παγετώδεις αποθέσεις, όπως ο κρατήρας Manson στην Αϊόβα, ή κάτω από τις Μεγάλες Λίμνες.

Τι γνωρίζουμε λοιπόν για τα σπλάχνα της Γης; Πολύ λίγο. Σε γενικές γραμμές, οι επιστήμονες συμφωνούν ότι ο κόσμος από κάτω μας αποτελείται από τέσσερα στρώματα - ένα στερεό εξωτερικό φλοιό, ένα μανδύα από καυτό ιξώδες βράχο, έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα και έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα.

Είναι γνωστό ότι τα πυριτικά κυριαρχούν στην επιφάνεια. είναι σχετικά ελαφριά και δεν επαρκούν για να υποστηρίξουν την παρατηρούμενη μέση πυκνότητα της Γης στο σύνολό της. Επομένως, πρέπει να υπάρχει μια βαρύτερη ουσία μέσα. Είναι γνωστό ότι για το σχηματισμό του μαγνητικού μας πεδίου κάπου μέσα πρέπει να υπάρχει μια πυκνή ζώνη μεταλλικών στοιχείων σε υγρή κατάσταση. Αυτό είναι γενικά αποδεκτό. Αλλά σχεδόν τα πάντα - πώς αλληλεπιδρούν τα στρώματα, τι καθορίζει τη συμπεριφορά τους, πώς θα συμπεριφερθούν στο μέλλον - μοιάζει τουλάχιστον αόριστο και πιο συχνά εξαιρετικά αόριστο.

Ακόμα και το μέρος του πλανήτη που μπορούμε να δούμε είναι η κρούστα, και αυτό αποτελεί αντικείμενο μάλλον έντονων αντιπαραθέσεων. Σχεδόν όλες οι εργασίες στη γεωλογία λένε ότι ο φλοιός της γης φτάνει τα 5 έως 10 χιλιόμετρα κάτω από τους ωκεανούς, περίπου 40 χιλιόμετρα κάτω από τις ηπείρους και 65-95 χιλιόμετρα κάτω από μεγάλες οροσειρές, αλλά μέσα σε αυτά τα γενικευμένα δεδομένα υπάρχουν πολλές αποκλίσεις. Η κρούστα κάτω από τα βουνά της Σιέρα Νεβάδα, για παράδειγμα, έχει πάχος μόνο 30-40 χιλιόμετρα και κανείς δεν ξέρει γιατί. Σύμφωνα με όλους τους νόμους της γεωφυσικής, η Σιέρα Νεβάδα πρέπει να βυθιστεί, σαν να πήγαινε σε κινούμενη άμμο. (Κάποιοι πιστεύουν ότι αυτό μπορεί να συμβαίνει.)

Πώς και πότε η Γη βρήκε τον φλοιό της είναι ένα ερώτημα που χωρίζει τους γεωλόγους σε δύο μεγάλα στρατόπεδα: εκείνους που πιστεύουν ότι συνέβη ξαφνικά στην αρχή της ιστορίας της Γης και εκείνους που πιστεύουν ότι συνέβη σταδιακά και κάπως αργότερα. Η θεωρία της πρώιμης ξαφνικής εμφάνισης στις αρχές της δεκαετίας του 1960 προτάθηκε από τον Richard Armstrong του Πανεπιστημίου Yale, ο οποίος αφιέρωσε το υπόλοιπο επιστημονικό του έργο στην καταπολέμηση εκείνων που διαφωνούσαν μαζί του. Πέθανε από καρκίνο το 1991, αλλά λίγο πριν από το θάνατό του «έσκασε στις σελίδες ενός αυστραλιανού γεωλογικού περιοδικού, κατηγορώντας τους επικριτές του για διαιώνιση μυθοπλασίας», έγραψε η Γη γι 'αυτόν το 1998. «Πέθανε πικραμένος», είπε ένας από τους συναδέλφους του.

Ο φλοιός και μέρος του εξωτερικού μανδύα αναφέρονται συλλογικά ως λιθόσφαιρα (από την ελληνική λέθος, που σημαίνει πέτρα), η οποία με τη σειρά της επιπλέει σε ένα μαλακότερο στρώμα βράχου που ονομάζεται ασθενόσφαιρα (από τα ελληνικά σημαίνει "χωρίς δύναμη"). Αλλά τέτοιοι όροι δεν πληρούν ποτέ πλήρως το νόημα. Για παράδειγμα, το να πούμε ότι η λιθόσφαιρα επιπλέει στην επιφάνεια της ασθενόσφαιρας σημαίνει ότι υπονοεί έναν ορισμένο βαθμό πλευστότητας, ο οποίος δεν είναι απολύτως σωστός. Ομοίως, είναι λάθος να θεωρούμε τους βράχους ρευστούς, όπως τα υγρά στην επιφάνεια. Τα βράχια είναι ρευστά, αλλά μόνο με την έννοια με την οποία το γυαλί είναι ρευστό. Αυτό, ίσως, δεν είναι ορατό στο μάτι, αλλά όλο το γυαλί στη Γη ρέει προς τα κάτω κάτω από την ασταμάτητη επίδραση της βαρύτητας. Αφαιρέστε από το πλαίσιο το πολύ παλιό γυαλί στο παράθυρο του ευρωπαϊκού καθεδρικού ναού και θα είναι αισθητά παχύτερο στο κάτω μέρος από το επάνω μέρος. Αυτό είναι το είδος της «ρευστότητας» για την οποία μιλάμε. Ο δείκτης της ώρας κινείται δέκα χιλιάδες φορές πιο γρήγορα από τους «ρέοντες» βράχους του μανδύα.

Η κίνηση συμβαίνει όχι μόνο οριζόντια, καθώς οι πλάκες γης κινούνται στην επιφάνεια, αλλά και πάνω και κάτω καθώς οι βράχοι ανεβοκατεβαίνουν σε μια δίνη που είναι γνωστή ως μεταφορά. Η μεταφορά ως διαδικασία εισήχθη για πρώτη φορά στην κυκλοφορία από τον εκκεντρικό κόμη von Rumford στα τέλη του δέκατου όγδοου αιώνα. Εξήντα χρόνια αργότερα, ο Άγγλος ιερέας Όσμοντ Φίσερ πρότεινε ότι το περιεχόμενο του εσωτερικού της γης μπορεί να είναι αρκετά ρευστό για να κινείται. Αλλά χρειάστηκε πολύς χρόνος μέχρι η ιδέα του να βρει υποστήριξη.

Γύρω στο 1970, οι γεωφυσικοί γνώρισαν ένα αρκετά μεγάλο σοκ όταν συνειδητοποίησαν ότι βίαιες, αταξίες διεξάγονταν μέσα. Όπως γράφει η Shawna Vogel στο βιβλίο της Naked Earth: A New Geophysics: "asταν σαν οι επιστήμονες να μελετούσαν την ατμόσφαιρα της γης για δεκαετίες - τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα και ούτω καθεξής - και μετά ξαφνικά έμαθαν για τον άνεμο".

Από τότε, η διαμάχη σχετικά με το πόσο βαθιά φτάνει η διαδικασία της μεταφοράς. Κάποιοι λένε ότι ξεκινά σε βάθος 650 χιλιομέτρων, άλλοι - βαθύτερα από 3 χιλιάδες χιλιόμετρα. Το πρόβλημα, όπως σημείωσε ο James Trefil, είναι ότι "υπάρχουν δύο σύνολα δεδομένων από δύο διαφορετικούς κλάδους που δεν μπορούν να συμβιβαστούν". Οι γεωχημικοί λένε ότι ορισμένα στοιχεία δεν μπορούν να φτάσουν στην επιφάνεια του πλανήτη από τον άνω μανδύα, αλλά πρέπει να ανέλθουν από βαθύτερα σπλάχνα της Γης. Επομένως, τα υλικά του άνω και του κάτω μανδύα πρέπει να αναμειγνύονται τουλάχιστον περιοδικά. Οι σεισμολόγοι λένε ότι αυτή η διατριβή δεν επιβεβαιώνεται.

Έτσι, μπορούμε μόνο να ισχυριστούμε ότι, κινούμενοι προς το κέντρο της Γης, σε κάποια όχι οριστική στιγμή αφήνουμε την ασθενόσφαιρα και βυθιζόμαστε σε έναν καθαρό μανδύα. Αν λάβουμε υπόψη ότι ο μανδύας αντιπροσωπεύει το 82% του όγκου της Γης και το 65% της μάζας του, δεν λαμβάνει αδικαιολόγητη προσοχή, κυρίως επειδή το ενδιαφέρον των επιστημόνων, και μάλιστα των αναγνωστών γενικά, βρίσκεται πολύ βαθύτερα (όπως συμβαίνει με μαγνητισμό), ή πιο κοντά στην επιφάνεια (σεισμοί). Είναι γνωστό ότι σε βάθος περίπου 150 χιλιομέτρων, στον μανδύα κυριαρχεί ένας τύπος βράχου γνωστός ως περιδοτίτης, αλλά αυτό που γέμισε τα υπόλοιπα 2.650 χιλιόμετρα δεν είναι γνωστό ακριβώς.Σύμφωνα με μια έκθεση στο περιοδικό Nature, δεν φαίνεται να ήταν περιδοτίτης. Δεν ξέρουμε τίποτα άλλο.

Κάτω από το μανδύα υπάρχουν δύο πυρήνες - ένας συμπαγής εσωτερικός και ένας υγρός εξωτερικός. Περιττό να πούμε ότι οι ιδέες μας για τη φύση αυτών των πυρήνων είναι έμμεσες, αλλά οι επιστήμονες είναι σε θέση να κάνουν μερικές μορφωμένες εικασίες. Γνωρίζουν ότι η πίεση στο κέντρο της Γης είναι πολύ υψηλή - περίπου τρία εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από ό, τι στην επιφάνεια - αρκετά για να κάνει οποιοδήποτε βράχο στερεό. Από την ιστορία της Γης (καθώς και από έμμεσα στοιχεία) είναι γνωστό ότι ο εσωτερικός πυρήνας διατηρεί τη θερμότητα πολύ καλά. Ενώ αυτό δεν είναι παρά κάτι παραπάνω από εικασίες, πιστεύεται ότι η θερμοκρασία του πυρήνα έχει πέσει όχι περισσότερο από 110 βαθμούς Κελσίου σε περισσότερα από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Κανείς δεν γνωρίζει ακριβώς πόσο καυτός είναι ο πυρήνας της Γης, αλλά οι εκτιμήσεις κυμαίνονται από 4.000 έως πάνω από 7.000 βαθμούς Κελσίου - σχεδόν τόσο ζεστός όσο στην επιφάνεια του theλιου.

Ο εξωτερικός πυρήνας έχει μελετηθεί ακόμη λιγότερο από πολλές απόψεις, αν και όλοι συμφωνούν ότι είναι υγρός και ότι υπάρχει πηγή μαγνητισμού. Το 1949, ο E.S.Bullard του Πανεπιστημίου του Cambridge προέβαλε τη θεωρία ότι αυτό το υγρό τμήμα του πυρήνα της γης περιστρέφεται με τέτοιο τρόπο ώστε ουσιαστικά να το μετατρέπει σε ηλεκτρικό κινητήρα που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της γης. Υποτίθεται ότι οι μεταγωγικές ροές ρευστού μέσα στη Γη δημιουργούν ένα αποτέλεσμα σαν ρεύμα στα καλώδια. Το τι ακριβώς συμβαίνει δεν είναι γνωστό, αλλά σίγουρα πιστεύεται ότι αυτό οφείλεται στην περιστροφή του πυρήνα και στο γεγονός ότι είναι υγρός. Τα σώματα που δεν έχουν υγρό πυρήνα, όπως η Σελήνη και ο Άρης, δεν διαθέτουν μαγνητισμό.

Είναι γνωστό ότι η δύναμη του μαγνητικού πεδίου της Γης αλλάζει κατά καιρούς: στην εποχή των δεινοσαύρων, ήταν 3 φορές υψηλότερη από ό, τι τώρα. Είναι επίσης γνωστό ότι αντιστρέφει την πολικότητα, κατά μέσο όρο, περίπου κάθε 500.000 χρόνια, αν και αυτός ο μέσος όρος κρύβει έναν τεράστιο βαθμό απρόβλεψης. Η τελευταία αλλαγή έγινε πριν από περίπου 750 χιλιάδες χρόνια. Μερικές φορές η πολικότητα παραμένει η ίδια για εκατομμύρια χρόνια - η μεγαλύτερη φαίνεται να ήταν 37 εκατομμύρια χρόνια - και άλλες φορές η πολικότητα αντιστρέφεται μετά από μόλις 20.000 χρόνια. Μόλις τα τελευταία 100 εκατομμύρια χρόνια, έχει αλλάξει περίπου 200 φορές, και στην πραγματικότητα δεν έχουμε ιδέα γιατί. Το γεγονός αυτό ονομάζεται «το μεγαλύτερο αναπάντητο ερώτημα στη γεωφυσική επιστήμη».

Μπορεί να βιώνουμε μια αντιστροφή πολικότητας ακριβώς στις μέρες μας. Το μαγνητικό πεδίο έχει αποδυναμωθεί κατά περίπου έξι τοις εκατό μόνο τον περασμένο αιώνα. Οποιαδήποτε αποδυνάμωση του μαγνητισμού είναι πιθανότατα κακή είδηση, επειδή ο μαγνητισμός, εκτός από τη σύνδεση σημειώσεων στα ψυγεία και την αξιόπιστη λειτουργία των πυξίδων, παίζει ζωτικό ρόλο στη διατήρησή μας. Το σύμπαν είναι γεμάτο με επικίνδυνες κοσμικές ακτίνες που, αν δεν υπήρχε μαγνητική θωράκιση, θα διαπερνούσαν τα σώματά μας, μετατρέποντας το μεγαλύτερο μέρος του DNA μας σε άχρηστα κομμάτια. Όταν εφαρμόζεται μαγνητικό πεδίο, αυτές οι ακτίνες απομακρύνονται αξιόπιστα από την επιφάνεια της Γης και συγκεντρώνονται σε ένα κοπάδι σε δύο ζώνες του χώρου κοντά στη Γη, που ονομάζονται ζώνες Van Allen. Επίσης αλληλεπιδρούν με σωματίδια στην ανώτερη ατμόσφαιρα για να δημιουργήσουν μαγευτικές ελαφριές κουρτίνες γνωστές ως σέλας.

Η άγνοιά μας οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι οι επιστήμονες παραδοσιακά ενδιαφέρονταν ελάχιστα για τη συνέπεια της έρευνας για το τι συμβαίνει στην επιφάνεια της Γης και στα βάθη της.

Η γη είναι μέρος του ηλιακού συστήματος μαζί με τους υπόλοιπους πλανήτες και τον ήλιο. Ανήκει στην κατηγορία των βραχώδη στερεών πλανητών, που χαρακτηρίζονται από υψηλή πυκνότητα και αποτελούνται από πετρώματα, σε αντίθεση με τους γίγαντες αερίου, που είναι μεγάλοι και σχετικά χαμηλοί σε πυκνότητα. Σε αυτή την περίπτωση, η σύνθεση του πλανήτη καθορίζει την εσωτερική δομή του πλανήτη.

Οι κύριες παράμετροι του πλανήτη

Πριν μάθουμε ποια στρώματα επισημαίνονται στη δομή του πλανήτη, ας μιλήσουμε για τις κύριες παραμέτρους του πλανήτη μας. Η Γη βρίσκεται σε απόσταση από τον Sunλιο, περίπου ίση με 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Το πλησιέστερο ουράνιο σώμα είναι ο φυσικός δορυφόρος του πλανήτη - η Σελήνη, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση 384 χιλιάδων χιλιομέτρων. Το σύστημα Γης-Σελήνης θεωρείται μοναδικό, καθώς είναι το μόνο όπου ο πλανήτης διαθέτει τόσο μεγάλο δορυφόρο.

Η μάζα της γης είναι 5,98 x 10 27 kg, ο κατά προσέγγιση όγκος είναι 1,083 x 10 27 κυβικά μέτρα. δείτε Ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από τον Sunλιο, καθώς και γύρω από τον άξονά του, και έχει μια κλίση σε σχέση με το επίπεδο, η οποία καθορίζει την αλλαγή των εποχών. Η περίοδος περιστροφής γύρω από τον άξονα είναι περίπου 24 ώρες, γύρω από τον Sunλιο - λίγο περισσότερο από 365 ημέρες.

Μυστήρια της εσωτερικής δομής

Πριν εφευρεθεί η μέθοδος εξερεύνησης του εσωτερικού χρησιμοποιώντας σεισμικά κύματα, οι επιστήμονες μπορούσαν να κάνουν μόνο υποθέσεις για το πώς λειτουργεί η Γη μέσα. Με την πάροδο του χρόνου, ανέπτυξαν μια σειρά γεωφυσικών μεθόδων που επέτρεψαν να μάθουν για ορισμένα από τα δομικά χαρακτηριστικά του πλανήτη. Συγκεκριμένα, τα σεισμικά κύματα έχουν βρει ευρεία εφαρμογή, τα οποία καταγράφονται ως αποτέλεσμα σεισμών και κινήσεων του φλοιού της γης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τέτοια κύματα δημιουργούνται τεχνητά προκειμένου να εξοικειωθούν με την κατάσταση σε βάθος από τη φύση των αντανακλάσεών τους.

Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η μέθοδος σάς επιτρέπει να λαμβάνετε δεδομένα έμμεσα, καθώς δεν υπάρχει τρόπος να μπείτε απευθείας στα βάθη του υπεδάφους. Ως αποτέλεσμα, διαπιστώθηκε ότι ο πλανήτης αποτελείται από πολλά στρώματα, που διαφέρουν ως προς τη θερμοκρασία, τη σύνθεση και την πίεση. Ποια είναι λοιπόν η εσωτερική δομή του πλανήτη;

φλοιός της γης

Το ανώτερο σκληρό κέλυφος του πλανήτη ονομάζεται Το πάχος του κυμαίνεται από 5 έως 90 χιλιόμετρα, ανάλογα με τον τύπο, εκ των οποίων υπάρχουν 4. Η μέση πυκνότητα αυτού του στρώματος είναι 2,7 g / cm3. Ο παχύτερος είναι ο φλοιός του ηπειρωτικού τύπου, το πάχος του οποίου φτάνει τα 90 χιλιόμετρα κάτω από ορισμένα ορεινά συστήματα. Διακρίνουν επίσης εκείνα που βρίσκονται κάτω από τον ωκεανό, το πάχος του οποίου φτάνει τα 10 χιλιόμετρα, μεταβατικά και ριφτογενή. Το μεταβατικό διαφέρει στο ότι βρίσκεται στα σύνορα του ηπειρωτικού και του ωκεάνιου φλοιού. Ο ριφτογενής φλοιός εμφανίζεται εκεί όπου υπάρχουν κορυφογραμμές του μεσαίου ωκεανού και χαρακτηρίζεται από ένα μικρό πάχος, το οποίο φτάνει μόλις τα 2 χιλιόμετρα.

Η κρούστα κάθε τύπου αποτελείται από πετρώματα 3 τύπων - ιζηματογενή, γρανίτη και βασάλτη, τα οποία διαφέρουν ως προς την πυκνότητα, τη χημική σύνθεση και τη φύση προέλευσης.

Το κάτω όριο του φλοιού πήρε το όνομά του από τον ανακαλυφτή του με το όνομα Mohorovichich. Διαχωρίζει τον φλοιό από το υποκείμενο στρώμα και χαρακτηρίζεται από απότομη αλλαγή στην κατάσταση φάσης της ουσίας.

Μανδύας

Αυτό το στρώμα ακολουθεί τον στερεό φλοιό και είναι το μεγαλύτερο - ο όγκος του είναι περίπου 83% του συνολικού όγκου του πλανήτη. Ο μανδύας ξεκινά αμέσως μετά τα σύνορα Moho και εκτείνεται σε βάθος 2.900 χλμ. Αυτό το στρώμα υποδιαιρείται περαιτέρω σε άνω, μεσαίο και κάτω μανδύα. Η ιδιαιτερότητα του ανώτερου στρώματος είναι η παρουσία της αστενόσφαιρας - ένα ειδικό στρώμα όπου η ουσία βρίσκεται σε κατάσταση χαμηλής σκληρότητας. Η παρουσία αυτού του ιξώδους στρώματος εξηγεί την κίνηση των ηπείρων. Επιπλέον, όταν εκρήγνυνται ηφαίστεια, η υγρή τετηγμένη ουσία που χύνεται προέρχεται από τη συγκεκριμένη περιοχή. Ο άνω μανδύας καταλήγει σε βάθος περίπου 900 χλμ., Εκεί που ξεκινά ο μεσαίος.

Τα διακριτικά χαρακτηριστικά αυτού του στρώματος μπορούν να ονομαστούν υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, οι οποίες αυξάνονται με την αύξηση του βάθους. Αυτό καθορίζει την ειδική κατάσταση του μανδύα. Παρά το γεγονός ότι στα βάθη των πετρωμάτων έχουν υψηλή θερμοκρασία, βρίσκονται σε στερεή κατάσταση λόγω της επίδρασης της υψηλής πίεσης.

Διαδικασίες στο μανδύα

Το εσωτερικό του πλανήτη έχει πολύ υψηλή θερμοκρασία, λόγω του ότι η διαδικασία της θερμοπυρηνικής αντίδρασης λαμβάνει χώρα συνεχώς στον πυρήνα. Ωστόσο, οι συνθήκες στην επιφάνεια παραμένουν άνετες για τη ζωή. Αυτό είναι δυνατό λόγω της παρουσίας του μανδύα, το οποίο έχει θερμομονωτικές ιδιότητες. Έτσι, η θερμότητα που απελευθερώνεται από τον πυρήνα εισέρχεται σε αυτόν. Η θερμαινόμενη ύλη ανεβαίνει προς τα πάνω, σταδιακά ψύχεται, ενώ η ψυχρότερη ύλη βυθίζεται προς τα κάτω από τα ανώτερα στρώματα του μανδύα. Αυτός ο κύκλος ονομάζεται μεταφορά, συμβαίνει ασταμάτητα.

Η δομή του πλανήτη: πυρήνας (εξωτερικός)

Το κεντρικό τμήμα του πλανήτη είναι ο πυρήνας, ο οποίος ξεκινά σε βάθος περίπου 2900 χιλιομέτρων, αμέσως μετά τον μανδύα. Επιπλέον, χωρίζεται σαφώς σε 2 στρώματα - εξωτερικά και εσωτερικά. Το πάχος του εξωτερικού στρώματος είναι 2200 χιλιόμετρα.

Τα χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά του εξωτερικού στρώματος του πυρήνα είναι η υπεροχή σιδήρου και νικελίου στη σύνθεση, σε αντίθεση με τις ενώσεις σιδήρου και πυριτίου, από τις οποίες αποτελείται κυρίως ο μανδύας. Η ουσία στον εξωτερικό πυρήνα βρίσκεται σε υγρή κατάσταση συσσωμάτωσης. Η περιστροφή του πλανήτη προκαλεί την κίνηση της υγρής ύλης του πυρήνα, λόγω της οποίας σχηματίζεται ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Επομένως, ο εξωτερικός πυρήνας του πλανήτη μπορεί να ονομαστεί γεννήτρια του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη, το οποίο εκτρέπει επικίνδυνους τύπους κοσμικής ακτινοβολίας, χάρη στον οποίο η ζωή δεν μπόρεσε να προέλθει.

Εσωτερικός πυρήνας

Μέσα στο υγρό μεταλλικό κέλυφος, υπάρχει ένας συμπαγής εσωτερικός πυρήνας, η διάμετρος του οποίου φτάνει τα 2.500 χιλιόμετρα. Προς το παρόν, δεν έχει ακόμη μελετηθεί πλήρως και υπάρχουν διαφωνίες μεταξύ επιστημόνων σχετικά με τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Αυτό οφείλεται στη δυσκολία λήψης δεδομένων και στη δυνατότητα χρήσης μόνο έμμεσων μεθόδων έρευνας.

Είναι γνωστό με βεβαιότητα ότι η θερμοκρασία της ουσίας στον εσωτερικό πυρήνα δεν είναι μικρότερη από 6 χιλιάδες μοίρες, ωστόσο, παρ 'όλα αυτά, είναι σε στερεή κατάσταση. Αυτό οφείλεται στην πολύ υψηλή πίεση, η οποία δεν επιτρέπει στην ουσία να περάσει σε υγρή κατάσταση - στον εσωτερικό πυρήνα, είναι πιθανώς ίση με 3 εκατομμύρια atm. Υπό τέτοιες συνθήκες, είναι δυνατή μια ειδική κατάσταση ύλης, η μεταλλοποίηση, όταν ακόμη και στοιχεία όπως τα αέρια μπορούν να αποκτήσουν τις ιδιότητες των μετάλλων και να γίνουν στερεά και πυκνά.

Όσον αφορά τη χημική σύνθεση, εξακολουθεί να υπάρχει συζήτηση στο ερευνητικό περιβάλλον για το ποια στοιχεία αποτελούν τον εσωτερικό πυρήνα. Μερικοί επιστήμονες προτείνουν ότι τα κύρια συστατικά είναι ο σίδηρος και το νικέλιο, άλλοι - ότι θείο, πυρίτιο, οξυγόνο μπορεί επίσης να είναι μεταξύ των συστατικών.

Η αναλογία στοιχείων σε διαφορετικά στρώματα

Η επίγεια σύνθεση είναι πολύ διαφορετική - περιέχει σχεδόν όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, αλλά το περιεχόμενό τους σε διαφορετικά στρώματα δεν είναι ομοιόμορφο. Έτσι, η χαμηλότερη πυκνότητα, άρα αποτελείται από τα ελαφρύτερα στοιχεία. Τα βαρύτερα στοιχεία βρίσκονται στον πυρήνα στο κέντρο του πλανήτη, σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση, εξασφαλίζοντας τη διαδικασία της πυρηνικής αποσύνθεσης. Αυτή η σχέση διαμορφώθηκε με την πάροδο του χρόνου - αμέσως μετά το σχηματισμό του πλανήτη, η σύνθεσή του ήταν πιθανώς πιο ομοιογενής.

Στα μαθήματα γεωγραφίας, μπορεί να ζητηθεί από τους μαθητές να σχεδιάσουν τη δομή του πλανήτη. Για να αντιμετωπίσετε αυτό το έργο, πρέπει να τηρήσετε μια συγκεκριμένη σειρά επιπέδων (περιγράφεται στο άρθρο). Εάν η ακολουθία παραβιαστεί ή ένα από τα επίπεδα χαθεί, τότε η εργασία θα γίνει λανθασμένα. Μπορείτε επίσης να δείτε την ακολουθία των επιπέδων στη φωτογραφία που παρουσιάζεται στην προσοχή σας στο άρθρο.

Ο Πλανήτης Γη κρατά ένα τεράστιο αριθμό μυστικών, μια ιδιαίτερη θέση μεταξύ των οποίων καταλαμβάνει το αίνιγμα της εσωτερικής δομής του. Τα βαθύτερα ορυχεία που κατάφερε να δημιουργήσει ο άνθρωπος έχουν μήκος μόνο λίγα χιλιόμετρα. Παρά το γεγονός ότι είναι αδύνατο να διεισδύσει στο εσωτερικό του πλανήτη μας, οι επιστήμονες κατάφεραν να συντάξουν μια κατά προσέγγιση εικόνα της εσωτερικής δομής του.

Τι συμβαίνει μέσα στον πλανήτη μας;

Όλα όσα βρίσκονται στο κέντρο της Γης πρέπει να βρίσκονται σε τετηγμένη και υγρή κατάσταση. Ωστόσο, στην πραγματικότητα αυτό δεν συμβαίνει, γιατί για κάθε 1 cm 3 του μανδύα από την επιφάνεια του φλοιού της γης υπάρχει πίεση 13 τόνων. Αυτό είναι περίπου το βάρος ενός ΚΑΜΑΖ φορτωμένου με άσφαλτο. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι για αυτόν τον λόγο, ο μανδύας και ο πυρήνας μπορεί να είναι στερεοί.

Εάν ο πλανήτης μας μπορούσε να κοπεί σε δύο μισά, τότε τα στρώματα που βρίσκονται στο κέντρο της Γης θα ήταν ορατά σε εμάς ως αρκετά κυκλικά στρώματα. Το πρώτο από αυτά είναι ο φλοιός της γης. Το πάχος του είναι περίπου 20 έως 50 χιλιόμετρα. Ένας τύπος φλοιού της γης που ονομάζεται ηπειρωτικός αποτελείται από γρανίτη. Σε ορισμένα μέρη, όπως το Γκραν Κάνυον, το νερό έβγαλε το ανώτερο στρώμα του φλοιού της γης και το στρώμα γρανίτη έγινε προσβάσιμο για μελέτη και παρατήρηση. Ο φλοιός της γης βρίσκεται επίσης στο κάτω μέρος των ωκεανών, αλλά το πάχος του είναι πολύ μικρότερο - μόνο περίπου 4,5 χιλιόμετρα. Δεν αποτελείται από γρανίτη, αλλά από βασάλτη.

Ο μανδύας είναι το στρώμα που ακολουθεί τον φλοιό της Γης

Εάν μετακινηθείτε στο κέντρο του πλανήτη μας, τότε ο μανδύας θα ακολουθήσει τον φλοιό της γης. Οι ερευνητές αποκαλούν αυτό το στρώμα "το πιο ισχυρό". Ο μανδύας έχει πάχος 3.000 χλμ. Εάν μια σήραγγα μπορούσε να σκαφτεί μέσα από τον μανδύα, τότε θα χρειάζονταν 36 ώρες για να ταξιδέψει από το ένα άκρο στο άλλο με το αυτοκίνητο με ταχύτητα 80 χλμ. / Ώρα. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, ένα τέτοιο ταξίδι είναι αδύνατο. Άλλωστε, ο μανδύας της γης είναι ένα μέρος όπου βασιλεύουν τρομερές θερμοκρασίες και τρομερή πίεση. Πιθανότατα, αποτελείται από μόλυβδο, μαγνήσιο και σίδηρο και η θερμοκρασία αυτού του στρώματος φτάνει τους 2.000 o C. Κανείς δεν έχει δει ποτέ τον μανδύα - άλλωστε, ακόμη και αυτή η γιγαντιαία θερμοκρασία, σύμφωνα με τους ερευνητές, αυξάνεται κατά 1 κάθε 30 μέτρα Ε Ο μανδύας δέχεται επίσης πολλή θερμότητα από τον πυρήνα, ο οποίος έχει ακόμη υψηλότερη θερμοκρασία.

Οι επιστήμονες σε όλη την ιστορία της ανάπτυξης της γεωλογίας αναρωτήθηκαν τι υπάρχει στο κέντρο της γης. Ωστόσο, μέχρι τώρα, η γνώση για αυτό το μέρος του πλανήτη μας δεν μπορεί να ονομαστεί εξαντλητική. Είναι αξιόπιστα γνωστό ότι τα ανώτερα στρώματα του μανδύα αποτελούνται από έναν βράχο που ονομάζεται περιδοτίτης. Με τη σειρά του, ο περιδοτίτης αποτελείται από πολλά μέταλλα - ολιβίνη, πυροξένη, καθώς και γρανάτη γνωστή σε όλους τους κοσμηματοπώλες, η οποία χρησιμοποιείται για την κατασκευή κοσμημάτων.

Κέντρο του πλανήτη

Τέλος, στο κέντρο της Γης βρίσκεται ο πυρήνας. Βρίσκεται ακριβώς κάτω από τον μανδύα. Η διάμετρος του είναι περίπου 6400 χιλιόμετρα. Με την πρώτη ματιά, ο πυρήνας της Γης, απομονωμένος από τη θερμότητα και τον ήλιο, πρέπει να έχει πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, αυτή η περιοχή είναι απλώς ο τόπος της αδιανόητης θερμότητας. Εδώ η θερμοκρασία κυμαίνεται από 2200 έως 3300 o C. Ο πυρήνας της Γης είναι ένα υγρό, λιωμένο μέταλλο με πρόσμιξη θείου και οξυγόνου. Αυτό το μέρος του πλανήτη μας έχει τεράστια πυκνότητα, επειδή συμπιέζεται περισσότερο από ολόκληρη τη μάζα των ανώτερων στρωμάτων.

Γιατί τα μέταλλα στο κέντρο της γης είναι τόσο ζεστά; Πιστεύεται ότι η θερμότητα έχει αποθηκευτεί στον πυρήνα του πλανήτη μας για 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, από τότε που σχηματίστηκε. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας, σύμφωνα με τους γεωλόγους, είναι το αποτέλεσμα ραδιενεργών διαδικασιών αποσύνθεσης στο εσωτερικό της Γης.

Πώς διερευνάται η δομή της Γης;

Πώς κατάφεραν οι επιστήμονες να ανακαλύψουν οτιδήποτε βρίσκεται στο κέντρο της Γης, για να πάρουν μια ιδέα για την εσωτερική του δομή; Πράγματι, στην πραγματικότητα, καμία συσκευή δεν μπορεί να φτάσει στο κέντρο του πλανήτη μας. Πρώτα απ 'όλα, κατέστη δυνατό να εξαχθούν συμπεράσματα για την εσωτερική δομή του πλανήτη μας χάρη στη μελέτη των ηφαιστειακών εκρήξεων. Καυτό αέριο και λιωμένα μέταλλα εκτοξεύονται από τα σπλάχνα της Γης κατά τη διάρκεια των εκρήξεων. Έτσι, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καταλάβουν τι υπάρχει στο κέντρο της γης. Το μυστήριο για τη δομή του πλανήτη μας έχει επίσης λυθεί με τη μελέτη σεισμικής δραστηριότητας.

Μελέτη σεισμικής δραστηριότητας

Σε βάθος περίπου 3 χιλιάδων χιλιομέτρων. τα σεισμικά κύματα κινούνται διαφορετικά από ό, τι στην επιφάνεια του πλανήτη. Μερικοί μπορούν να αλλάξουν απότομα την κατεύθυνση της κίνησής τους, άλλοι - ξαφνικά εξαφανίζονται. Αντιμετωπίζοντας σχηματισμούς διαφορετικής σκληρότητας, τα σεισμικά κύματα αλλάζουν τον χαρακτήρα τους. Με τη βοήθεια ευαίσθητου εξοπλισμού, οι επιστήμονες κατάφεραν να αναδημιουργήσουν την υποτιθέμενη εσωτερική δομή του πλανήτη μας. Μια τέτοια έρευνα κατέστη δυνατή μόνο χάρη στην επιστημονική πρόοδο και την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Κάποτε, η ανθρωπότητα είχε την τάση να πιστεύει ότι η Γη βρίσκεται στο κέντρο του σύμπαντος και είναι επίσης επίπεδη. Ωστόσο, αυτές οι αφελείς υποθέσεις έχουν διαψευστεί εδώ και καιρό. Σήμερα, η ανθρωπότητα έχει όλες τις δυνατότητες για περαιτέρω εξερεύνηση του μυστηριώδους πλανήτη μας, συμπεριλαμβανομένης της εσωτερικής δομής του.

Από αμνημονεύτων χρόνων, οι άνθρωποι προσπαθούσαν να απεικονίσουν διαγράμματα της εσωτερικής δομής της Γης.Ενδιαφέρονταν για τα σπλάχνα της Γης ως αποθήκες για αποθέματα νερού, φωτιάς, αέρα και επίσης ως πηγή υπέροχου πλούτου. Ως εκ τούτου - η επιθυμία να διεισδύσει η σκέψη στα βάθη της Γης, όπου, με τα λόγια του Λομονόσοφ,

τα χέρια και τα μάτια απαγορεύονται από τη φύση (δηλαδή τη φύση).

Το πρώτο σχήμα της εσωτερικής δομής της Γης

Ο μεγαλύτερος στοχαστής της αρχαιότητας, ο Έλληνας φιλόσοφος, ο οποίος έζησε τον 4ο αιώνα π.Χ. Πίστευε ότι τα νερά των ωκεανών, διεισδύοντας στα βάθη της Γης, γεμίζουν τα κενά, στη συνέχεια κατά μήκος των ρωγμών το νερό ανεβαίνει ξανά, σχηματίζει πηγές και ποτάμια που ρέουν στις θάλασσες και τους ωκεανούς. Έτσι γίνεται ο κύκλος του νερού.

Το πρώτο διάγραμμα της δομής της Γης από τον Afanasy Kircher (μετά την χάραξη το 1664)

Έχουν περάσει πάνω από δύο χιλιάδες χρόνια από τότε, και μόνο στο δεύτερο μισό του 17ου αιώνα - το 1664, εμφανίστηκε το πρώτο διάγραμμα της εσωτερικής δομής της Γης... Ο συγγραφέας του ήταν Afanasy Kircher... Wasταν κάθε άλλο παρά τέλεια, αλλά αρκετά ευσεβής, καθώς είναι εύκολο να καταλήξουμε κοιτάζοντας το σχέδιο.

Η γη απεικονίστηκε ως ένα συμπαγές σώμα, μέσα στο οποίο τεράστια κενά συνδέονταν μεταξύ τους και η επιφάνεια με πολλά κανάλια. Ο κεντρικός πυρήνας γέμισε φωτιά και τα κενά, που είναι πιο κοντά στην επιφάνεια, γέμισαν φωτιά, νερό και αέρα.

Ο σχεδιαστής ήταν πεπεισμένος ότι οι πυρκαγιές στο εσωτερικό της Γης τη ζεστάνουν και παρήγαγαν μέταλλα. Σύμφωνα με τον ίδιο, το υλικό για την υπόγεια φωτιά δεν ήταν μόνο θείο και άνθρακας, αλλά και άλλες ορυκτές ουσίες στο εσωτερικό της γης. Υπόγεια ρεύματα νερού δημιουργούσαν ανέμους.

Το δεύτερο σχήμα της εσωτερικής δομής της Γης

Στο πρώτο μισό του 18ου αιώνα, το δεύτερο σχήμα της εσωτερικής δομής της Γης... Ο συγγραφέας του ήταν Woodworth... Μέσα, η Γη δεν ήταν πλέον γεμάτη φωτιά, αλλά νερό. το νερό δημιούργησε μια τεράστια σφαίρα νερού και τα κανάλια συνέδεσαν αυτή τη σφαίρα με τις θάλασσες και τους ωκεανούς. Ένα παχύ στερεό κέλυφος, αποτελούμενο από στρώματα βράχων, περιέβαλε τον υγρό πυρήνα.

Στρώματα βράχου

Σχετικά με το πώς σχηματίζονται και εντοπίζονται ροκ στρώματα, επισημάνθηκε αρχικά από έναν εξέχοντα εξερευνητή της φύσης Δανέζο Νικολάι Στένσεν(1638-1687). Ο επιστήμονας έζησε για μεγάλο χρονικό διάστημα στη Φλωρεντία με το όνομα Steno, ασκώντας ιατρική εκεί.

Οι ανθρακωρύχοι έχουν παρατηρήσει εδώ και καιρό την κανονική διάταξη των ιζηματικών στρωμάτων. Ο Stensen όχι μόνο εξήγησε σωστά τον λόγο σχηματισμού τους, αλλά και τις περαιτέρω αλλαγές που υπέστησαν.

Αυτά τα στρώματα, κατά τη γνώμη του, εγκαταστάθηκαν έξω από το νερό. Αρχικά, η κατακρήμνιση ήταν ήπια, μετά σκληρύνθηκε. στην αρχή, τα στρώματα βρισκόταν οριζόντια, στη συνέχεια, υπό την επίδραση ηφαιστειακών διεργασιών, γνώρισαν σημαντικές μετατοπίσεις, γεγονός που εξηγεί την κλίση τους.

Αλλά αυτό που ήταν σωστό σε σχέση με τα ιζηματογενή πετρώματα δεν μπορεί, φυσικά, να επεκταθεί σε όλα τα άλλα πετρώματα που αποτελούν τον φλοιό της γης. Πώς προέκυψαν; Είτε από υδατικά διαλύματα είτε από πύρινα τήγματα; Αυτό το ερώτημα τράβηξε την προσοχή των επιστημόνων για μεγάλο χρονικό διάστημα, μέχρι τη δεκαετία του 20 του XIX αιώνα.

Διαφορά μεταξύ Ποσειδονιστών και Πλουτωνιστών

Μεταξύ των υπέρμαχων του νερού - νεφτουνιστές(Ο Ποσειδώνας είναι ο αρχαίος ρωμαϊκός θεός των θαλασσών) και υποστηρικτές της φωτιάς - πλουτωνιστές(Ο Πλούτωνας είναι ο αρχαίος Έλληνας θεός του κάτω κόσμου) έχουν προκύψει επανειλημμένα έντονες συζητήσεις.

Τέλος, οι ερευνητές απέδειξαν την ηφαιστειακή προέλευση των βασαλτικών πετρωμάτων και οι Ποσειδώνοι αναγκάστηκαν να παραδεχτούν ότι ηττήθηκαν.

Βασάλτης

Βασάλτης- ένας πολύ κοινός ηφαιστειακός βράχος. Έρχεται συχνά στην επιφάνεια της γης και σε μεγάλα βάθη σχηματίζει ένα αξιόπιστο θεμέλιο. κρούστα... Αυτή η φυλή - βαριά, πυκνή και σκληρή, με σκούρο χρώμα - χαρακτηρίζεται από στήλη με τη μορφή αρμών πέντε έως έξι όψεων.

Ο βασάλτης είναι ένα εξαιρετικό δομικό υλικό. Είναι επίσης λιώσιμο και χρησιμοποιείται για την παραγωγή χυτών βασάλτη. Τα προϊόντα έχουν πολύτιμες τεχνικές ιδιότητες: πυρίμαχα και ανθεκτικά στα οξέα.

Μονωτές υψηλής τάσης, δεξαμενές χημικών, σωλήνες αποχέτευσης κ.λπ.

Ο βασάλτης διαφέρει από τους άλλους βράχους στο υψηλό ειδικό βάρος του.

Φυσικά, είναι πολύ πιο δύσκολο να προσδιοριστεί η πυκνότητα της Γης. Και αυτό είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε για να κατανοήσουμε σωστά τη δομή του πλανήτη. Ο πρώτος και ταυτόχρονα αρκετά ακριβής προσδιορισμός της πυκνότητας της Γης έγινε πριν από διακόσια χρόνια.

Η πυκνότητα ελήφθη κατά μέσο όρο από πολλούς ορισμούς ίσους με 5,51 g / cm3.

Σεισμολογία

Η επιστήμη έφερε σημαντική σαφήνεια στην έννοια του σεισμολογίαμελετώντας τη φύση των σεισμών (από τις αρχαίες ελληνικές λέξεις: "σεισμός" - σεισμός και "λογότυπα" - επιστήμη).

Υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει προς αυτή την κατεύθυνση. Σύμφωνα με τη μεταφορική έκφραση του εξέχοντος σεισμολόγου, ακαδημαϊκού B. B. Golitsyn (1861 -1916),

όλοι οι σεισμοί μπορούν να παρομοιαστούν με ένα φανάρι που ανάβει για μικρό χρονικό διάστημα και φωτίζει το εσωτερικό της Γης, επιτρέποντάς μας έτσι να δούμε τι συμβαίνει εκεί.

Με τη βοήθεια σεισμογράφων πολύ ευαίσθητων συσκευών εγγραφής (από τις ήδη γνωστές λέξεις "σεισμός" και "γράφω" - γράφω), αποδείχθηκε ότι η ταχύτητα διάδοσης των σεισμών σε ολόκληρο τον πλανήτη δεν είναι η ίδια: εξαρτάται από την πυκνότητα ουσιών μέσω των οποίων διαδίδονται τα κύματα.

Για παράδειγμα, μέσω ψαμμίτη, περνούν δύο φορές πιο αργά από τον γρανίτη. Αυτό επέτρεψε να εξαχθούν σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με τη δομή της Γης.

Γη, επί μοντέρνοεπιστημονικές απόψεις, μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή τριών ένθετων σφαιρών. Υπάρχει ένα τέτοιο παιδικό παιχνίδι: μια έγχρωμη ξύλινη μπάλα, που αποτελείται από δύο μισά. Εάν το ανοίξετε, υπάρχει μια άλλη χρωματιστή μπάλα μέσα, υπάρχει μια ακόμη μικρότερη μπάλα και ούτω καθεξής.

• Η πρώτη εξωτερική μπάλα στο παράδειγμά μας είναι φλοιός της γης.
• Δεύτερο - το κέλυφος της Γης ή μανδύα.
• Η τρίτη - εσωτερικός πυρήνας.

Το πάχος των τοιχωμάτων αυτών των "μπάλων" είναι διαφορετικό: το εξωτερικό είναι το πιο λεπτό. Πρέπει να σημειωθεί εδώ ότι ο φλοιός της γης δεν είναι ένα ομοιόμορφο στρώμα του ίδιου πάχους. Συγκεκριμένα, κάτω από το έδαφος της Ευρασίας, κυμαίνεται σε 25-86 χιλιόμετρα.

Πώς οι σεισμικοί σταθμοί, δηλαδή οι σταθμοί που μελετούν τους σεισμούς, καθορίζουν το πάχος του φλοιού της γης κατά μήκος της γραμμής Βλαδιβοστόκ-Ιρκούτσκ-23,6 χιλιόμετρα. μεταξύ Αγίας Πετρούπολης και Sverdlovsk - 31,3 χλμ. Τιφλίδα και Μπακού - 42,5 χλμ. Ερεβάν και Γκρόζνι - 50,2 χλμ. Samarkand και Chimkent - 86,5 χιλιόμετρα.

Το πάχος του κελύφους της Γης, αντίθετα, είναι αρκετά εντυπωσιακό - περίπου 2900 χιλιόμετρα (ανάλογα με το πάχος του φλοιού της γης). Το κέλυφος του πυρήνα είναι κάπως πιο λεπτό - 2200 χιλιόμετρα. Ο εσωτερικός πυρήνας έχει ακτίνα 1200 km. Θυμηθείτε ότι η ισημερινή ακτίνα της Γης είναι 6378,2 χιλιόμετρα και η πολική είναι 6356,9 χιλιόμετρα.

Η ύλη της Γης σε μεγάλα βάθη

Τι συμβαίνει με ύλη της γηςαποτελώντας τον πλανήτη, σε μεγάλα βάθη?
Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία αυξάνεται με το βάθος. Στα ανθρακωρυχεία της Αγγλίας και στα ορυχεία αργύρου του Μεξικού, είναι τόσο υψηλό που είναι αδύνατο να λειτουργήσει, παρά όλες τις τεχνικές συσκευές: σε βάθος ενός χιλιομέτρου - πάνω από 30 ° θερμότητα!

Ο αριθμός των μέτρων που χρειάζεστε για να κατεβείτε στα βάθη της Γης για να ανέβει η θερμοκρασία κατά 1 ° ονομάζεται γεωθερμικό στάδιο... Μεταφρασμένο στα ρωσικά - "ο βαθμός θέρμανσης της Γης". (Η λέξη "γεωθερμία" αποτελείται από δύο ελληνικές λέξεις: "ge" - γη και "terme" - θερμότητα. Η οποία είναι παρόμοια με τη λέξη "θερμόμετρο".)

Το μέγεθος του γεωθερμικού βήματος εκφράζεται σε μέτρα και είναι διαφορετικό (κυμαίνεται μεταξύ 20-46). Κατά μέσο όρο, λαμβάνεται στα 33 μέτρα. Για τη Μόσχα, σύμφωνα με δεδομένα βαθιάς γεώτρησης, η γεωθερμική κλίση είναι 39,3 μέτρα.

Η βαθύτερη γεώτρηση δεν ξεπερνά ακόμη 12000 μέτρα... Σε βάθος πάνω από 2200 μέτρα, ο υπερθερμασμένος ατμός εμφανίζεται ήδη σε ορισμένα πηγάδια. Χρησιμοποιείται με επιτυχία στη βιομηχανία.

Ωστόσο, για να εξαχθούν τα σωστά συμπεράσματα από αυτό, είναι επίσης απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η επίδραση της πίεσης, η οποία επίσης αυξάνεται συνεχώς καθώς πλησιάζουμε στο κέντρο της Γης.
Σε βάθος 1 χιλιομέτρου, η πίεση κάτω από τις ηπείρους φτάνει τις 270 ατμόσφαιρες (κάτω από τον ωκεανό στο ίδιο βάθος - 100 ατμόσφαιρες), σε βάθος 5 χλμ. - 1350 ατμόσφαιρες, 50 χλμ. - 13.500 ατμόσφαιρες κλπ. Στο κεντρικό μέρη του πλανήτη μας, η πίεση ξεπερνά τα 3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες!

Φυσικά, η θερμοκρασία τήξης θα αλλάξει επίσης με το βάθος. Εάν, για παράδειγμα, ο βασάλτης λιώνει σε εργοστασιακούς φούρνους στους 1155 °, τότε σε βάθος 100 χιλιομέτρων θα αρχίσει να λιώνει μόνο στους 1400 °.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η θερμοκρασία σε βάθος 100 χιλιομέτρων είναι 1500 ° και στη συνέχεια, αργά αυξανόμενη, μόνο στα πιο κεντρικά σημεία του πλανήτη φτάνει τις 2000-3000 °.
Όπως δείχνουν εργαστηριακά πειράματα, υπό την επίδραση της αυξανόμενης πίεσης, τα στερεά - όχι μόνο ασβεστόλιθος ή μάρμαρο αλλά και γρανίτης - αποκτούν πλαστικότητα και εμφανίζουν όλα τα σημάδια ρευστότητας.

Αυτή η κατάσταση της ύλης είναι χαρακτηριστική για τη δεύτερη σφαίρα του σχεδίου μας - το κέλυφος της Γης. Τα κέντρα τηγμένης μάζας (μάγμα) που σχετίζονται άμεσα με ηφαίστεια είναι περιορισμένου μεγέθους.

Πυρήνας της γης

Ουσία θήκης πυρήνα της γηςιξώδες και στον ίδιο τον πυρήνα, λόγω τρομερής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας, βρίσκεται σε ειδική φυσική κατάσταση. Οι νέες ιδιότητές του είναι παρόμοιες ως προς τη σκληρότητα με τις ιδιότητες των υγρών και από την άποψη της ηλεκτρικής αγωγιμότητας - με αυτές των μετάλλων.

Σε μεγάλα βάθη της Γης, η ουσία περνάει, όπως λένε οι επιστήμονες, σε μια μεταλλική φάση, η οποία δεν είναι ακόμη δυνατό να δημιουργηθεί σε εργαστηριακές συνθήκες.

Η χημική σύνθεση των στοιχείων του πλανήτη

Ο έξυπνος Ρώσος χημικός D.I. Mendeleev (1834-1907) απέδειξε ότι τα χημικά στοιχεία αντιπροσωπεύουν ένα αρμονικό σύστημα. Οι ιδιότητές τους βρίσκονται σε τακτικές σχέσεις μεταξύ τους και αντιπροσωπεύουν διαδοχικά στάδια μιας μεμονωμένης ύλης από την οποία είναι χτισμένη η γη.

• Όσον αφορά τη χημική σύνθεση, ο φλοιός της γης σχηματίζεται κυρίως μόνο εννέα στοιχείααπό περισσότερα από εκατό γνωστά σε εμάς. Μεταξύ αυτών, πρώτα απ 'όλα οξυγόνο, πυρίτιο και αλουμίνιο, τότε, σε μικρότερες ποσότητες, σίδηρο, ασβέστιο, νάτριο, μαγνήσιο, κάλιο και υδρογόνο... Τα υπόλοιπα αντιπροσωπεύουν μόνο το δύο τοις εκατό του συνολικού βάρους όλων των αναφερόμενων στοιχείων. Ο φλοιός της γης, ανάλογα με τη χημική του σύνθεση, ονομάστηκε σιαλ. Αυτή η λέξη έδειξε ότι στον φλοιό της γης, μετά το οξυγόνο, κυριαρχεί το πυρίτιο (στα λατινικά - "πυρίτιο", εξ ου και η πρώτη συλλαβή - "si") και το αλουμίνιο (η δεύτερη συλλαβή - "al", μαζί - "sial").
• Στην υποφλοιώδη μεμβράνη, είναι αισθητή η αύξηση του μαγνησίου. Επομένως, ονομάζεται sim... Η πρώτη συλλαβή είναι "si" από πυρίτιο - πυρίτιο, και το δεύτερο είναι "ma" από μαγνήσιο.
• Το κεντρικό τμήμα του πλανήτη πιστεύεται ότι σχηματίζεται κυρίως από σίδερο νικελίου, εξ ου και το ονομα του - nif... Η πρώτη συλλαβή - "ni" υποδηλώνει την παρουσία νικελίου και "fe" - σίδηρο (στα λατινικά "ferrum").

Η πυκνότητα του φλοιού της γης είναι κατά μέσο όρο 2,6 g / cm 3. Σταδιακή αύξηση της πυκνότητας παρατηρείται με το βάθος. Στα κεντρικά τμήματα του πυρήνα, υπερβαίνει τα 12 g / cm 3 και υπάρχουν απότομα άλματα, ειδικά στο όριο του κελύφους του πυρήνα και στον εσωτερικό πυρήνα.

Μεγάλα έργα για τη δομή της Γης, τη σύνθεσή της και τις διαδικασίες κατανομής των χημικών στοιχείων στη φύση μας άφησαν εξαιρετικοί σοβιετικοί επιστήμονες-ο ακαδημαϊκός VI Vernadsky (1863-1945) και ο μαθητής του, ακαδημαϊκός AE Fersman (1883-1945) , ταλαντούχος εκλαϊκευτής, συγγραφέας συναρπαστικών βιβλίων - "Διασκεδαστική ορυκτολογία" και "Διασκεδαστική γεωχημεία".

Χημική ανάλυση μετεωριτών

Η ορθότητα των ιδεών μας για τη σύνθεση των εσωτερικών τμημάτων της Γης επιβεβαιώνεται επίσης από χημική ουσία ανάλυση μετεωριτών... Ορισμένοι μετεωρίτες κυριαρχούνται από σίδηρο - ονομάζονται έτσι. μετεωρίτες σιδήρου, σε άλλα - εκείνα τα στοιχεία που βρίσκονται στους βράχους του φλοιού της γης, γι 'αυτό και ονομάζονται πέτρινοι μετεωρίτες.

Οι πέτρινοι μετεωρίτες αντιπροσωπεύουν θραύσματα από τα εξωτερικά κελύφη των αποσυντεθειμένων ουράνιων σωμάτων και οι μετεωρίτες σιδήρου είναι θραύσματα των εσωτερικών τους τμημάτων. Αν και οι εξωτερικοί πέτρινοι μετεωρίτες δεν μοιάζουν με τους βράχους μας, είναι κοντά σε βασάλτες σε χημική σύνθεση. Η χημική ανάλυση μετεωριτών σιδήρου επιβεβαιώνει τις υποθέσεις μας σχετικά με τη φύση του κεντρικού πυρήνα της Γης.

Ατμόσφαιρα της γης

Η κατανόηση της δομής μας Της γηςδεν θα είναι πλήρης αν περιοριστούμε μόνο στο εσωτερικό της: η Γη περιβάλλεται κυρίως από ένα κέλυφος αέρα - ατμόσφαιρα(από τις ελληνικές λέξεις: "ατμόσφαιρα" - αέρας και "σεφίρα" - μπάλα).

Η ατμόσφαιρα που περιβάλλει τον νεογέννητο πλανήτη περιείχε νερό στους μελλοντικούς ωκεανούς της Γης σε ατμοποιημένη κατάσταση. Η πίεση αυτής της αρχέγονης ατμόσφαιρας ήταν επομένως μεγαλύτερη από την παρούσα.

Καθώς η ατμόσφαιρα ψύχθηκε, τα ρεύματα υπερθερμασμένου νερού χύθηκαν στη Γη, η πίεση μειώθηκε. Τα ζεστά νερά δημιούργησαν τον πρωταρχικό ωκεανό - το κέλυφος του νερού της Γης, αλλιώς την υδρόσφαιρα (από το ελληνικό "hydor" - νερό), (περισσότερα :). Το κέλυφος του νερού, που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας της γης (περίπου 71%), σχηματίζει έναν ενιαίο παγκόσμιο ωκεανό.

Η εξερεύνηση των βυθών του ωκεανού έδειξε ότι τα περιγράμματα του βυθού του αλλάζουν. Τα δεδομένα που έχουμε επί του παρόντος στα βάθη της θάλασσας δεν μπορούν να αποδοθούν στον πρωτογενή ωκεανό, αφού τα παλαιότερα κοιτάσματα είναι ως επί το πλείστον ρηχά. Κατά συνέπεια, στις αρχαιότερες εποχές της ανάπτυξης του πλανήτη μας, επικρατούσαν ρηχά υδάτινα σώματα, αλλά τώρα παρατηρούμε την αντίθετη σχέση.

(μάθημα "Η δομή του πλανήτη", τάξη 6)

Μάθημα γεωγραφίας στην τάξη 6 «Η δομή του πλανήτη»

Ο σκοπός του μαθήματος:ο σχηματισμός ιδεών για την εσωτερική δομή της Γης: τον πυρήνα, τον μανδύα, τον φλοιό της γης, τη λιθόσφαιρα, σχετικά με τους τρόπους μελέτης του εσωτερικού της γης.

Καθήκοντα:

Εκπαιδευτικός:να εξοικειωθούν τα παιδιά με τα εσωτερικά στρώματα: φλοιός της γης, μανδύας, πυρήνας. να καθορίσει τις ομοιότητες και τις διαφορές στον ηπειρωτικό και ωκεάνιο φλοιό · δώστε έννοιες: λιθόσφαιρα? για να δώσετε μια ιδέα για τη μελέτη του φλοιού της γης.

Ανάπτυξη:να διαμορφώσει την ικανότητα εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν στην επίλυση πρακτικών προβλημάτων, να αναδείξει το κυριότερο από αυτό που είδε και άκουσε, να συμπληρώσει πίνακες, συστάδες-σχήματα.

Εκπαιδευτικός:

Να ενσταλάξουν στους μαθητές την ικανότητα εργασίας σε μικρές ομάδες (ζευγάρια), την ικανότητα να ακούνε τις απαντήσεις των συμμαθητών τους, να τις αναλύουν και να τις αξιολογούν. Διαμόρφωση της ανεξάρτητης, υπεύθυνης σκέψης των μαθητών. Προώθηση θετικής στάσης απέναντι στις απαντήσεις των συμμαθητών.

Μορφές οργάνωσης εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων:μετωπικό, ατομικό, ατμόλουτρο.

ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ:οπτική - επεξηγηματική, επεξηγηματική επεξηγηματική, μερικώς - αναζήτηση, πρακτική εργασία.

Υποδοχές:Ανάλυση, σύνθεση, συμπέρασμα, γενίκευση, οπτικές μορφές οργάνωσης υλικού.

Εξοπλισμός:οθόνη, φορητός υπολογιστής, παρουσίαση, κάρτες με τον πίνακα "Εσωτερική δομή της Γης"

Τύπος μαθήματος:μάθημα εκμάθησης νέου υλικού

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

I. Οργανωτική στιγμή. Αντανάκλαση (1 λεπτό)

Γεια σας παιδιά. Σήμερα οι επισκέπτες έχουν έρθει να δουν πώς πηγαίνει το μάθημά μας, πώς περνάτε. Ας τους πούμε γεια.

II Δημοσίευση νέου θέματος. Θέτοντας στόχους (5 λεπτά).

Έτσι, προχωράμε στη μελέτη του τμήματος 3 που ονομάζεται ...

Και θα το μάθουμε εκτελώντας τη δοκιμή Γεωγραφικού Χάρτη. Ας θυμηθούμε το υλικό από την προηγούμενη ενότητα.

Εκτελούν την εργασία στο φύλλο διαδρομής, συμπληρώνουν τον πίνακα, επιλέγοντας τα γράμματα με τις σωστές απαντήσεις. Διαφάνεια 2

Αμοιβαία επαλήθευση των απαντήσεων. Εκτίμηση.

Με τις σωστές απαντήσεις, θα έχετε το θέμα για την επόμενη ενότητα. ΥΔΡΟΣΦΑΙΡΑ

1. Το σχέδιο του εδάφους δείχνει την ονομαζόμενη κλίμακα "1 cm - 6 m". Ποια είναι η αριθμητική κλίμακα για αυτό;

Α) 1: 6 Β) 1: 6000

Β) 1:60 Δ) 1: 600

2. Μια συμβατική γραμμή σε έναν γεωγραφικό χάρτη που χωρίζει τη Γη στο Βόρειο και Νότιο Ημισφαίριο ονομάζεται:

Γ) ο βόρειος τροπικός Κ) ο μηδενικός μεσημβρινός

Β) Νότιο τροπικό Ι) τον ισημερινό

3. Η περιφέρεια της Γης στον ισημερινό:

Α) 4400 χλμ Ι) 400000 χλμ

Δ) 40.000 χλμΔ) 40.040 χλμ

4. Το γεωγραφικό γεωγραφικό μήκος είναι:

Μ) βόρεια και νότια Ο) νότια και ανατολικά

Β) βόρεια και δυτικά Π) δυτικό και ανατολικό

5. Από τον ισημερινό υπολογίζονται:

Γ) δυτικό και ανατολικό γεωγραφικό μήκος

Τ) βόρειο και νότιο γεωγραφικό μήκος

Β) δυτικό και ανατολικό γεωγραφικό πλάτος

Ο) βόρειο και νότιο γεωγραφικό πλάτος

6. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του φόντου υψηλής ποιότητας στο χάρτη, μπορείτε να απεικονίσετε:

Γ) το βάθος του ωκεανούΕ) ποτάμια

Γ) πόλεις Ι) κοιτάσματα ορυκτών

7. Το αζιμούθιο της βορειοανατολικής κατεύθυνσης είναι:

Υ) 0 ° F) 45 °

P) 90 ° D) 295 °

8. Η υπέρβαση ενός σημείου στην επιφάνεια της γης έναντι ενός άλλου ονομάζεται:

Α) ανάγλυφο Μ) απόλυτο ύψος

Ι) ισογύψος Ε) σχετικό ύψος

9. Οι ισοϋψίες είναι ίσες γραμμές:

Α) βάθη Ζ) θερμοκρασίες

Π) ύψηΥ) ταχύτητες

10. Όσο πιο πυκνά βρίσκονται οι ισοϋψές στον χάρτη, τόσο η κλίση:

Π) υψηλότερο Κ) μεγαλύτερο

Α) πιο δροσερόΥ) ομαλότερη

Σφάλματα 0-1 - "5"

2-3 λάθη - "4"

4-5 λάθη - "3" Διαφάνεια 3

Τι είναι σφαίρα;

Σήμερα θα μάθουμε μαζί σας και θα καταλάβουμε ποια δομή έχει η Γη μας μέσα .. Λοιπόν, ποιο είναι το θέμα του μαθήματος που έχουμε σήμερα; (προσφέρετε επιλογές για θέματα μαθήματος).

Το θέμα του μαθήματος είναι «Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΓΗΠΕΔΟΥ ΓΗΣ». Διαφάνεια 4

Γράφοντας το θέμα του μαθήματος και την ημερομηνία σε ένα τετράδιο.

Με βάση το θέμα, διατυπώστε τον σκοπό του μαθήματος.

Αφού αναθεωρήσετε το κείμενο στο σεμινάριο, χωρίστε το σε μέρη.

Έτσι, θα μελετήσουμε αυτό το θέμα σύμφωνα με το ακόλουθο σχέδιο:

1) Η εσωτερική δομή της Γης.

2) Μελέτη των εντέρων της Γης.

3) Λιθόσφαιρα.

III. Εκμάθηση νέου υλικού (22 λεπτά)

1) Η δομή του πλανήτη

Τώρα θα διαβάσουμε την ιστορία "Candy Earth" κατά ρόλους (κατανομή ρόλων) Διαφάνεια 5

Βάσια: Κόλια, Κόλια! - Η Βάσια έτρεξε στο δωμάτιο, - μου ήρθε μια τέτοια ιδέα!

Κόλια: Τι, Βάσια;

Βάσια: Η γη είναι σαν μια μπάλα, σωστά; - διευκρίνισε η Βάσια.

Κόλια: Λοιπον ναι...

Βάσια: Έτσι, αν σκάψουμε ακριβώς μέσα από τη Γη, θα βρεθούμε σε διαφορετικό μέρος, σωστά;

Κόλια: Ακριβώς! - Ο Κόλια ήταν ενθουσιασμένος.

Βάσια: Ας τρέξουμε!

Κόλια: Μπααααα γιαγιά!

Γιαγιά: Τι, Κολένκα;

Κόλια: Γιαγιά, πού έχουμε φτυάρι;

Γιαγιά: Στον αχυρώνα, Κόλια. Γιατί χρειάζεστε ένα φτυάρι; - απάντησε η γιαγιά.

Κόλια: Θέλουμε να σκάψουμε τη Γη, ίσως φτάσουμε κάπου, - είπε χαρούμενος ο Κόλια.

Η γιαγιά χαμογέλασε και ρώτησε:

Γιαγιά: Ξέρεις καν πώς λειτουργεί;

Βάσια: Και τι πρέπει να γνωρίζουμε, - απάντησε η Βάσια, - από γη προς γη - τι πιο απλό!

Γιαγιά: Αλλά όχι. Δεν είναι όλα τόσο απλά - απάντησε η γιαγιά.

Κόλια: Αλλά όπως? Γιαγιά, πες μου, σε παρακαλώ. Λοιπόν, παρακαλώ! - Άρχισε να ικετεύει τη γιαγιά Κόλια.

Γιαγιά: Λοιπόν, εντάξει, εντάξει - συμφώνησε η γιαγιά και άρχισε την ιστορία της.

Γιαγιά: Η γη είναι σαν μια καραμέλα: στο κέντρο του καρυδιού υπάρχει ένας πυρήνας, μετά υπάρχει μια κρεμώδης γέμιση - αυτός είναι ο μανδύας, και πάνω από το γλάσο σοκολάτας είναι ο φλοιός της γης. Η απόσταση μόνο από εδώ έως το κέντρο του πυρήνα είναι πάνω από 6.000 χιλιόμετρα, αλλά θέλετε να περάσετε και να περάσετε », χαμογέλασε η γιαγιά.

Κόλια: Έτσι, όλα ακυρώνονται, - ο Κόλια ήταν αναστατωμένος ...

Βάσια: Ναι, θα ήταν ωραίο να έχουμε μια τέτοια καραμέλα, - είπε ο Βασία ονειρικά.

- Συνοψίζοντας την ιστορία

Εργασία με το σχέδιο "Σε τι μπορεί να συγκριθεί η Γη" Διαφάνεια 6.

Μπορείτε να συγκρίνετε τον πλανήτη με ένα αυγό, ροδάκινο, κεράσι, καρπούζι; Ποιες είναι οι ομοιότητες;

Κοχύλι, δέρμα - ο φλοιός της γης. πρωτεΐνη, πολτός - μανδύας. nucleolus, πρωτεΐνη - πυρήνας. Η γη έχει μια πολυεπίπεδη δομή.

Εργασία με το σεμινάριο. Γεμίζοντας τον πίνακα. Ζευγαρωτή εργασία (γραπτώς). Διαφάνεια 7

Χρησιμοποιώντας το υλικό του σχολικού βιβλίου (σελ. 57 §9), συμπληρώστε τα κενά (κελιά) στον πίνακα "Εσωτερική δομή της Γης". Ζευγαρωτή εργασία (αμοιβαίος έλεγχος). Τοποθέτηση βαθμών στο φύλλο αγώνα.

Εσωτερική δομή της Γης

Διαφάνεια 8

Αυτοεκτίμηση. Σήμανση του φύλλου βαθμολογίας

Fizminutka

Λέξεις που επικολλήθηκαν ανά τάξη:+ 6000 ° С, πυρήνας, + 3 ° С, μανδύας, φλοιός της γης, 5-10 χλμ., Ηπειρωτική χώρα

1) Ποια είναι η θερμοκρασία του πυρήνα;

2) Πόσους βαθμούς αυξάνεται η θερμοκρασία του φλοιού της γης ανά 100 m;

3) Το κέλυφος της Γης, που αποτελείται κυρίως από σίδηρο.

4) Το πάχος αυτού του στρώματος της Γης είναι 2900 χιλιόμετρα.

5) Το ανώτερο στρώμα της Γης;.

6) Ποιος φλοιός της γης έχει 3 στρώματα;

7) Ποιο είναι το πάχος του ωκεάνιου φλοιού;

2) Μελέτη του εσωτερικού της Γης.

Διαφάνεια 9

Οι γεωλογικές μέθοδοι - βασισμένες στη μελέτη των προεξοχών βράχων, τμημάτων ορυχείων και ορυχείων, γεωτρήσεων, καθιστούν δυνατή την κρίση της δομής του τμήματος της επιφάνειας του γήινου φλοιού κοντά στην επιφάνεια. Το βαθύτερο πηγάδι στον κόσμο στη χερσόνησο Κόλα έχει ήδη φτάσει σε βάθος άνω των 12 χιλιομέτρων με βάθος σχεδιασμού έως 15 χιλιόμετρα. Σε ηφαιστειακές περιοχές, από τα προϊόντα των ηφαιστειακών εκρήξεων, μπορεί κανείς να κρίνει τη σύνθεση της ύλης σε βάθη 50-100 χλμ.

Γενικά, η βαθιά εσωτερική δομή της Γης μελετάται κυρίως με γεωφυσικές μεθόδους. Μία από τις σημαντικότερες μεθόδους είναι η σεισμική μέθοδος που βασίζεται στη μελέτη φυσικών σεισμών και «τεχνητών σεισμών» που προκαλούνται από εκρήξεις ή επιπτώσεις κραδασμών στον φλοιό της γης.

Παρακολούθηση του βίντεο κλιπ "Εξερεύνηση του εσωτερικού της Γης" Διαφάνεια βίντεο 10

3) Λιθόσφαιρα

Παιδιά, τι είναι η λιθόσφαιρα; Βρείτε στο κείμενο στη σελίδα 60 τον ορισμό της λέξης "Λιθόσφαιρα" και γράψτε τον σε ένα σημειωματάριο.

Λιθόσφαιρα: "λίθος" είναι μια πέτρα, "σφαίρα" είναι μια μπάλα. Είναι το σκληρό, βραχώδες κέλυφος της Γης, που αποτελείται από τον φλοιό της γης και την κορυφή του μανδύα.

Γράφοντας έναν ορισμό σε ένα σημειωματάριο

IV. Στερέωση (7 λεπτά).

1) "Εύρεση αντιστοιχιών"

Αυτοαξιολόγηση: 0 λάθη - "5", 1 σφάλμα - "4", 2 λάθη - "3"

2) Συμπληρώστε τα κενά

Στο κέντρο της Γης υπάρχει ένας πυρήνας, η ακτίνα του οποίου είναι περίπου 3,5 χιλιάδες χιλιόμετρα και οι θερμοκρασίες αντιστοιχούν στους 6000 ° C. Ο μανδύας είναι ο μεγαλύτερος σε όγκο, η θερμοκρασία του οποίου είναι 2000 ° C. Στο άνω τμήμα του, διακρίνεται ένα στερεό στρώμα, το οποίο, μαζί με τον φλοιό της γης, σχηματίζει ένα σκληρό κέλυφος της γης - τη λιθόσφαιρα. Ο φλοιός της γης χωρίζεται σε δύο κύριους τύπους: ηπειρωτικό και ωκεάνιο. Κάτω από τις ηπείρους, ο φλοιός της γης είναι παχύτερος από ό, τι κάτω από τους ωκεανούς και έχει 3 στρώματα.

Ελέγχουμε διαβάζοντας τις απαντήσεις μία μία

Αυτοαξιολόγηση: Σφάλμα 0-1-"5", 2-3 λάθη-"4", 4-5 λάθη-"3"

2) Διαφάνεια συμπλέγματος 11.

Φράση κλειδί - Η δομή του πλανήτη

Ομαδική δουλειά.

V. Τελικό μέρος (5 λεπτά)

1. Εργασία στο σπίτι: & 9, δημιουργήστε έναν χάρτη μυαλού γι 'αυτό Διαφάνεια 12.

2. Αντανάκλαση

Χάρτης τεχνολογικών μαθημάτων

Θέμα: γεωγραφία

Θέμα μαθήματος: "Η δομή του πλανήτη"

Τύπος μαθήματος: μάθημα αφομοίωσης νέας γνώσης

Ο σκοπός του μαθήματος: ο σχηματισμός ιδεών για την εσωτερική δομή της Γης: ο πυρήνας, ο μανδύας, ο φλοιός της γης, η λιθόσφαιρα, για τους τρόπους μελέτης του εσωτερικού της γης.

Τεχνολογία μαθήματος: ανάπτυξη κριτικής σκέψης, τεχνολογία σημασιολογικής ανάγνωσης

Θα υπάρχει ένα αρχείο εδώ: /data/edu/files/y1451934151.docx (τεχνολογικός χάρτης του μαθήματος)