อะไรอยู่ใจกลางโลก? โครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ โครงสร้างลึกของโลก

ในฤดูร้อนปี 1971 นักธรณีวิทยาหนุ่มชื่อ Mike Voorhees กำลังสำรวจพื้นที่ที่มีพืชหนามปกคลุมในเนบราสก้าตะวันออกใกล้กับบ้านเกิดของเขาที่ออร์ชาร์ด เมื่อเดินผ่านก้นหุบเขาลึก เขาสังเกตเห็นบางสิ่งที่ขาวโพลนในพุ่มไม้ด้านบนและขึ้นไปดู ที่นั่นเขาเห็นกระโหลกศีรษะของแรดหนุ่มที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี และถูกพายุฝนพัดถล่มลงมา

และห่างออกไปไม่กี่เมตร ปรากฏว่ามีการฝังซากฟอสซิลที่ผิดปกติมากที่สุดที่เคยพบในอเมริกาเหนือ: อ่างเก็บน้ำที่แห้งแล้งซึ่งทำหน้าที่เป็นหลุมฝังศพทั่วไปสำหรับสัตว์หลายสิบตัว - แรด ม้าลาย กระบี่- กวางฟัน อูฐ และเต่า ทั้งหมดเสียชีวิตอันเป็นผลมาจากหายนะลึกลับเมื่อไม่ถึง 12 ล้านปีก่อน ในช่วงเวลาที่รู้จักกันในด้านธรณีวิทยาในชื่อยุคไมโอซีน ในสมัยนั้น เนบราสก้าตั้งอยู่บนที่ราบร้อนอันกว้างใหญ่ คล้ายกับเซเรนเกติในแอฟริกาตอนนี้ พบสัตว์เหล่านี้ฝังอยู่ใต้เถ้าภูเขาไฟหนาสามเมตร ความลึกลับคือไม่เคยมีภูเขาไฟใดในเนบราสก้า

วันนี้ ไซต์ที่ Voorhees ค้นพบเรียกว่า Ashfall Fossil Animal Burial Park มีศูนย์นักท่องเที่ยวและพิพิธภัณฑ์แห่งใหม่ที่มีการจัดแสดงนิทรรศการเกี่ยวกับธรณีวิทยาของเนแบรสกาและประวัติการฝังศพของสัตว์เป็นอย่างดี ศูนย์ประกอบด้วยห้องปฏิบัติการที่มีผนังกระจกซึ่งผู้เข้าชมสามารถเห็นนักบรรพชีวินวิทยาทำความสะอาดโครงกระดูก

ในตอนแรก เชื่อกันว่าสัตว์เหล่านี้ถูกฝังทั้งเป็น และ Voorhees เขียนสิ่งนี้ในบทความ 1981 ใน National Geographic “ในบทความนั้น สถานที่ที่ค้นพบเรียกว่า” Pompeii ของสัตว์ยุคก่อนประวัติศาสตร์” เขากล่าว มันถูกตั้งชื่อไม่สำเร็จเพราะนักวิทยาศาสตร์รู้ทันทีว่าสัตว์เหล่านี้ไม่ได้ตายในทันที พวกเขาทั้งหมดต้องทนทุกข์ทรมานจากสภาพที่เรียกว่าภาวะกระดูกพรุนในปอดสูง (hypertrophic pulmonary osteodystrophy) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสูดดมอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจำนวนมาก และพวกมันต้องสูดดมเข้าไปมากเพราะว่าเป็นระยะทางหลายร้อยไมล์รอบชั้นเถ้านั้นมีความหนาหลายฟุต เห็นได้ชัดว่าพวกเขามาที่นี่เพื่อรดน้ำขอการบรรเทาทุกข์และแทนที่จะเสียชีวิตด้วยความทุกข์ทรมาน ขี้เถ้าเห็นได้ชัดว่าทำลายทุกอย่าง เขาฝังหญ้าทั้งหมดไว้ใต้ใบ คลุมใบแต่ละใบ และเปลี่ยนน้ำให้เป็นสารละลายสีน้ำตาลที่ไม่เหมาะที่จะดื่ม

รายการสารคดี "Horizon" กล่าวว่าการปรากฏตัวของเถ้าถ่านจำนวนมากในเนบราสก้าเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ อันที่จริงแล้วขี้เถ้าขนาดใหญ่ที่สะสมอยู่ในเนบราสก้านั้นเป็นที่รู้กันมานานแล้ว เป็นเวลาเกือบร้อยปีแล้วที่มีการขุดทำผงทำความสะอาดในครัวเรือนเช่นดาวหางหรืออาแจ็กซ์ แต่น่าแปลกที่ไม่มีใครเคยถามว่าขี้เถ้าทั้งหมดนี้มาจากไหน

Voorhees ส่งตัวอย่างไปให้เพื่อนร่วมงานในรัฐทางตะวันตกทั้งหมด โดยถามพวกเขาว่ามีอะไรที่คล้ายกันหรือไม่ ไม่กี่เดือนต่อมา Bill Bonnichsen นักธรณีวิทยาสำรวจทางธรณีวิทยาของไอดาโฮติดต่อเขาและกล่าวว่าเถ้านั้นสอดคล้องกับแหล่งภูเขาไฟใกล้บรูโนจาร์บริดจ์ทางตะวันตกเฉียงใต้ของไอดาโฮ ปรากฏการณ์ที่คร่าชีวิตสัตว์บนที่ราบเนบราสก้าเป็นการปะทุของภูเขาไฟในระดับที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ห่างออกไป 1600 กม. ทางตะวันตกของเนบราสก้าด้วยชั้นเถ้าถ่านสูง 3 เมตร ปรากฎว่าภายใต้ส่วนตะวันตกของสหรัฐอเมริกามีหม้อน้ำแมกมาขนาดยักษ์ ห้องภูเขาไฟขนาดมหึมาที่ปะทุอย่างหายนะทุกๆ หกแสนปี การปะทุครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อหกแสนกว่าปีก่อน เตาไฟยังคงอยู่ในสถานที่ วันนี้เราเรียกว่าอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน

เรารู้เพียงเล็กน้อยอย่างน่าประหลาดใจเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายใต้เท้าของเรา เป็นเรื่องน่ากลัวที่จะคิดว่าฟอร์ดเริ่มผลิตรถยนต์ และคณะกรรมการโนเบลก็เริ่มมอบรางวัลให้นานก่อนที่เราจะรู้ว่าโลกมีแกนกลาง และแนวคิดที่ว่าทวีปต่างๆ ลอยอยู่บนผิวน้ำเหมือนใบของดอกบัวนั้น เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปน้อยกว่ารุ่นก่อน "ผิดปกติพอสมควร" Richard Feynman เขียน "เราเข้าใจการกระจายตัวของสสารภายในดวงอาทิตย์ดีกว่าโครงสร้างภายในของโลกมาก"

ระยะห่างจากพื้นผิวถึงศูนย์กลางโลกอยู่ที่ 6370 กม. ซึ่งไม่มากนัก ประมาณว่าถ้าคุณขุดบ่อน้ำตรงกลางแล้วปาก้อนอิฐเข้าไป มันจะถึงก้นบ่อในเวลาเพียง 45 นาที (ถึงแม้ว่า ณ จุดนี้จะไม่มีน้ำหนัก เพราะน้ำหนักทั้งหมดของโลกจะไม่ต่ำกว่านี้ แต่ข้างบนและรอบๆ) ความพยายามที่จะเคลื่อนเข้าหาศูนย์กลางนั้นค่อนข้างเรียบง่าย ในแอฟริกาใต้ เหมืองทองคำหนึ่งหรือสองแห่งมีความลึกมากกว่า 3 กม. และความลึกของเหมืองและเหมืองส่วนใหญ่บนโลกไม่เกิน 400 ม. หากดาวเคราะห์เป็นแอปเปิ้ล เราจะไม่เจาะผิวหนังด้วยซ้ำ อันที่จริงเราจะไม่เข้าใกล้สิ่งนั้นด้วยซ้ำ

น้อยกว่าร้อยปีก่อนเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์ที่รอบรู้ที่สุดไม่รู้เกี่ยวกับการตกแต่งภายในของโลกมากไปกว่านักขุด นั่นคือ ระยะหนึ่งคุณจะลึกลงไปในพื้นดิน แล้วคุณก็วิ่งเข้าไปในหินแข็ง และ แค่นั้นแหละ. จากนั้นในปี พ.ศ. 2449 นักธรณีวิทยาชาวไอริช อาร์.ดี. โอลด์แฮม ได้ศึกษาการวัดคลื่นไหวสะเทือนของแผ่นดินไหวในกัวเตมาลา สังเกตว่าคลื่นกระแทกแต่ละคลื่นทะลุไปยังจุดใดจุดหนึ่งที่อยู่ลึกลงไปถึงพื้นโลก แล้วสะท้อนเป็นมุมหนึ่ง ราวกับว่าพวกเขาพบกับสิ่งกีดขวางบางอย่าง จากนี้เขาสรุปได้ว่าโลกมีแกนกลาง สามปีต่อมา นักแผ่นดินไหววิทยาชาวโครเอเชีย Andrei Mohorovicic ได้ศึกษาแผนผังของแผ่นดินไหวในซาเกร็บและสังเกตเห็นความเบี่ยงเบนที่ผิดปกติที่คล้ายกัน แต่ในระดับความลึกที่ตื้นกว่า เขาเปิดขอบระหว่างเปลือกโลกกับชั้นที่อยู่ด้านล่าง เสื้อคลุม ตั้งแต่นั้นมา โซนนี้ก็เป็นที่รู้จักในชื่อ Mohorovicic Surface หรือเรียกสั้น ๆ ว่า Moho

ดังนั้นเราจึงเริ่มได้แนวคิดที่คลุมเครือเกี่ยวกับโครงสร้างภายในชั้นของโลก - แม้ว่าจะคลุมเครือมากก็ตาม เฉพาะในปี 1936 ที่ Inge Lehmann หญิงชาวเดนมาร์ก ขณะศึกษา seismograms ของแผ่นดินไหวในนิวซีแลนด์ พบว่ามีแกนสองแกน: แกนในซึ่งตอนนี้เราถือว่าแข็งและแกนนอก (อันเดียวกับที่ Oldham ค้นพบ) ซึ่งถือว่าเป็นของเหลวและเชื่อว่าเป็นแหล่งเพาะของแม่เหล็ก

ในช่วงเวลาที่เลห์มันน์กำลังปรับปรุงความเข้าใจเบื้องต้นของเราเกี่ยวกับการตกแต่งภายในของโลกในการศึกษาคลื่นไหวสะเทือนจากแผ่นดินไหว นักธรณีวิทยาสองคนที่คาลเท็กซ์ในแคลิฟอร์เนียกำลังพัฒนาวิธีเปรียบเทียบแผ่นดินไหวครั้งหนึ่งกับอีกแผ่นดินไหวหนึ่ง พวกเขาคือชาร์ลส์ ริกเตอร์และเบโน กูเตนเบิร์ก ถึงแม้ว่าด้วยเหตุผลที่ไม่เกี่ยวข้องกับความยุติธรรม มาตราส่วนก็กลายเป็นที่รู้จักในชื่อริกเตอร์คนหนึ่งในทันที (ริกเตอร์ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องนี้ด้วย ในฐานะที่เป็นคนถ่อมตน เขาไม่เคยเรียกมาตราส่วนด้วยชื่อของเขา และเรียกมันว่า "มาตราส่วนขนาด" เสมอ

แน่นอน มาตราส่วนเป็นแนวคิดมากกว่าสิ่งของ ซึ่งเป็นการวัดการสั่นสะเทือนของโลกโดยพลการตามการวัดที่กระทำบนพื้นผิว มันเติบโตขึ้นอย่างทวีคูณ ดังนั้นแผ่นดินไหวขนาด 7.3 นั้นมีพลังมากกว่าแผ่นดินไหวขนาด 6.3 ถึง 32 เท่าและมีพลังมากกว่า 5.3 ถึง 1,000 เท่า

อย่างน้อยในทางทฤษฎี แผ่นดินไหวไม่มีขีดจำกัดบน และถ้าเป็นเช่นนั้น แผ่นดินไหวก็จะมีขีดจำกัดล่าง มาตราส่วนเป็นเพียงการวัดความแข็งแกร่ง แต่ไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับการทำลายล้าง แผ่นดินไหวขนาด 7 ที่ลึกลงไปในเสื้อคลุม กล่าวคือ 650 กม. อาจไม่สร้างความเสียหายใดๆ ต่อพื้นผิว ในขณะที่แผ่นดินไหวที่เบากว่ามากที่ 6-7 กม. อาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวง นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับลักษณะของชั้นหิน ระยะเวลาที่เกิดแผ่นดินไหว ความถี่และความรุนแรงของอาฟเตอร์ช็อกหลังเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ และสภาพร่างกายของพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวด้วย จากเหตุการณ์ทั้งหมดนี้ แผ่นดินไหวครั้งเลวร้ายที่สุดไม่จำเป็นต้องเลวร้ายที่สุด แม้ว่ากำลังจะมีความหมายมากอย่างไม่ต้องสงสัย

แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ที่พบได้บ่อยพอสมควร ทุกๆ วัน ณ ที่ใดที่หนึ่งในโลก จะมีแผ่นดินไหวขนาด 2 แมกนิจูดขึ้นไป ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้ผู้ที่อยู่ใกล้สั่นสะเทือนได้ แผ่นดินไหวประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือการเกิดแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นจากการบรรจบกันของแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น เช่นเดียวกับในแคลิฟอร์เนีย ตามรอยเลื่อนซานแอนเดรียส เมื่อแผ่นเปลือกโลกดันเข้าหากัน ความดันจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งแผ่นใดแผ่นหนึ่งหลุดพ้น โดยทั่วไป ยิ่งระยะห่างระหว่างแผ่นดินไหวนานเท่าใด แรงกดดันที่มีอยู่ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และมีแนวโน้มว่าแรงสั่นสะเทือนจะรุนแรงมากเท่านั้น

เนื่องจากเราไม่สามารถมองเข้าไปในโลกเพื่อค้นหาว่ามีอะไรอยู่ที่นั่น เราจึงต้องใช้วิธีอื่น ส่วนใหญ่เพื่อศึกษาคุณสมบัติของคลื่นที่ไหลผ่านภายใน บางสิ่งเกี่ยวกับเสื้อคลุมสามารถเรียนรู้จากการก่อตัวที่เรียกว่าท่อคิมเบอร์ไลต์ซึ่งทำให้เกิดเพชร สิ่งต่อไปนี้เกิดขึ้น: ลึกลงไปในบาดาลของโลกเกิดการระเบิดขึ้นซึ่งความเร็วเหนือเสียงจะพุ่งขึ้นสู่พื้นผิวโดยพื้นฐานแล้วจะมีประจุของแมกมา ปรากฏการณ์นี้คาดเดาไม่ได้อย่างแน่นอน ท่อ Kimberlite สามารถระเบิดได้ในสวนของคุณเมื่อคุณยุ่งกับกิจกรรมประจำวันของคุณ

เพราะมันแตกออกจากความลึกมาก - สูงถึง 200 กม. - ท่อ Kimberlite นำสารพื้นผิวที่มักจะไม่พบบนหรือใกล้พื้นผิว: หินที่เรียกว่าเพอริโดไทต์, คริสตัลโอลิวีนและ - บางครั้งเท่านั้นในท่อเดียว ร้อย - เพชร คาร์บอนจำนวนมากปล่อยก๊าซคิมเบอร์ไลท์ออกมา แต่ส่วนใหญ่ระเหยหรือกลายเป็นกราไฟต์ ในบางครั้งเท่านั้นที่มวลที่ต้องการจะถูกโยนทิ้งไปพร้อมกับอัตราการเย็นตัวและเวลาที่ต้องการ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเพชร ท่อเหล่านี้ได้เปลี่ยนเมืองโจฮันเนสเบิร์กให้เป็นศูนย์กลางเพชรที่ร่ำรวยที่สุดในโลก

อย่างไรก็ตาม อาจมีท่ออื่นๆ ที่ใหญ่กว่าที่เราไม่ทราบ นักธรณีวิทยาทราบดีว่าบางแห่งในบริเวณใกล้เคียงกับรัฐอินเดียนาตะวันออกเฉียงเหนือ มีหลักฐานว่ามีท่อหรือกลุ่มท่อที่มีขนาดใหญ่มาก ในสถานที่ที่กระจัดกระจายไปทั่วภูมิภาคพบเพชรมากถึง 20 กะรัตและยิ่งกว่านั้นอีก แต่ไม่มีใครค้นพบแหล่งที่มาของพวกเขา ตามที่ John McPhee ตั้งข้อสังเกต มันอาจจะถูกฝังอยู่ใต้ตะกอนน้ำแข็ง เช่น Manson Crater ใน Iowa หรือใต้ Great Lakes

แล้วเรารู้อะไรเกี่ยวกับลำไส้ของโลกบ้าง? น้อยมาก. โดยทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่าโลกด้านล่างเราประกอบด้วยสี่ชั้น - เปลือกนอกที่เป็นของแข็ง เสื้อคลุมของหินหนืดร้อน แกนนอกที่เป็นของเหลว และแกนในที่เป็นของแข็ง

เป็นที่ทราบกันว่าซิลิเกตมีอิทธิพลเหนือพื้นผิว พวกมันค่อนข้างเบาและไม่เพียงพอที่จะรองรับความหนาแน่นเฉลี่ยที่สังเกตได้ของโลกโดยรวม จึงต้องมีสารที่หนักกว่าอยู่ภายใน เป็นที่ทราบกันดีว่าการก่อตัวของสนามแม่เหล็กของเรา ณ ที่ใดที่หนึ่งภายในนั้นจะต้องมีแถบโลหะหนาแน่นในสถานะของเหลว นี่คือสิ่งที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป แต่เกือบทุกอย่างนอกเหนือจากนั้น - วิธีที่เลเยอร์โต้ตอบ สิ่งที่กำหนดพฤติกรรมของพวกมัน วิธีที่พวกเขาจะประพฤติในอนาคต - ดูเหมือนจะไม่มีกำหนดเป็นอย่างน้อย และมักจะไม่มีกำหนดอย่างยิ่ง

แม้แต่ส่วนของโลกที่เราเห็นก็คือเปลือกโลก และนั่นเป็นหัวข้อของข้อพิพาทที่ค่อนข้างดัง งานทางธรณีวิทยาเกือบทั้งหมดกล่าวว่าเปลือกโลกลึกถึง 5 ถึง 10 กม. ใต้มหาสมุทรประมาณ 40 กม. ใต้ทวีปและ 65-95 กม. ภายใต้เทือกเขาขนาดใหญ่ แต่ภายในข้อมูลทั่วไปนี้มีการเบี่ยงเบนที่น่างงงวยมากมาย เปลือกโลกใต้ภูเขาเซียร์ราเนวาดามีความหนาเพียง 30-40 กม. และไม่มีใครรู้ว่าทำไม ตามกฎของธรณีฟิสิกส์ทั้งหมด เซียร์ราเนวาดาควรจมลงราวกับกำลังลงไปในทรายดูด (บางคนเชื่อว่าอาจเป็นกรณีนี้)

อย่างไรและเมื่อไหร่ที่โลกค้นพบเปลือกโลกเป็นคำถามที่แบ่งนักธรณีวิทยาออกเป็นสองค่ายใหญ่: บรรดาผู้ที่เชื่อว่ามันเกิดขึ้นอย่างกะทันหันในช่วงเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ของโลกและบรรดาผู้ที่เชื่อว่ามันเกิดขึ้นทีละน้อยและค่อนข้างในภายหลัง ริชาร์ด อาร์มสตรองแห่งมหาวิทยาลัยเยลเสนอทฤษฎีการเกิดขึ้นอย่างกะทันหันในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ซึ่งอุทิศงานทางวิทยาศาสตร์ที่เหลือของเขาเพื่อต่อสู้กับผู้ที่ไม่เห็นด้วยกับเขา เขาเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งในปี 1991 แต่ไม่นานก่อนที่เขาจะเสียชีวิต "ปรากฏในหน้าวารสารทางธรณีวิทยาของออสเตรเลีย โดยกล่าวหาว่านักวิจารณ์ของเขาเรื่องนิยายที่สืบสานต่อ" Earth เขียนถึงเขาในปี 1998 “เขาตายอย่างขมขื่น” หนึ่งในเพื่อนร่วมงานของเขากล่าว

เปลือกโลกและส่วนหนึ่งของเสื้อคลุมชั้นนอกเรียกรวมกันว่า ธรณีภาค (จากภาษากรีก "ลิโทส" แปลว่า "หิน") ซึ่งจะลอยอยู่บนชั้นหินที่นุ่มกว่าซึ่งเรียกว่าแอสเทโนสเฟียร์ (จากคำภาษากรีกหมายถึง "ไร้กำลัง" ). แต่คำเหล่านั้นไม่เคยตรงตามความหมายอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น การบอกว่าเปลือกโลกลอยอยู่บนผิวของแอสเธโนสเฟียร์หมายถึงการบอกเป็นนัยถึงระดับการลอยตัวซึ่งไม่ถูกต้องทั้งหมด ในทำนองเดียวกัน เป็นการผิดที่จะคิดว่าหินเป็นของเหลว เหมือนของเหลวบนพื้นผิว หินเป็นของเหลว แต่ในแง่ที่แก้วเป็นของเหลวเท่านั้น สิ่งนี้อาจมองไม่เห็นด้วยตา แต่แก้วทั้งหมดบนโลกไหลลงมาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่ไม่หยุดยั้ง นำกระจกที่เก่ามากๆ ออกจากกรอบในหน้าต่างของมหาวิหารยุโรป และด้านล่างจะหนากว่าด้านบนอย่างเห็นได้ชัด นี่คือประเภทของ "ความลื่นไหล" ที่เรากำลังพูดถึง เข็มชั่วโมงเคลื่อนที่เร็วกว่าหินที่ "ไหล" ของเสื้อคลุมหนึ่งหมื่นเท่า

การเคลื่อนที่ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในแนวนอนเท่านั้น เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนผ่านพื้นผิว แต่ยังขึ้นและลงเมื่อหินขึ้นและลงในกระบวนการกระแสน้ำวนที่เรียกว่าการพาความร้อน การพาความร้อนในฐานะกระบวนการถูกนำมาใช้ครั้งแรกในการหมุนเวียนโดย Count von Rumford ที่ผิดปกติเมื่อสิ้นสุดศตวรรษที่สิบแปด หกสิบปีต่อมา นักบวชชาวอังกฤษ ออสมอนด์ ฟิชเชอร์ เสนอว่าสิ่งที่อยู่ภายในโลกอาจเป็นของเหลวพอที่จะเคลื่อนไหวได้ แต่มันใช้เวลานานมากก่อนที่ความคิดของเขาจะได้รับการสนับสนุน

ราวปี 1970 นักธรณีฟิสิกส์ประสบกับความตกใจพอสมควรเมื่อพวกเขาตระหนักว่ามีกระบวนการที่รุนแรงและวุ่นวายเกิดขึ้นภายใน ดังที่ Shawna Vogel เขียนไว้ในหนังสือของเธอ Naked Earth: A New Geophysics: "มันเหมือนกับว่านักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกมานานหลายทศวรรษ ทั้งชั้นโทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ และอื่นๆ - และทันใดนั้นพวกเขาก็ได้เรียนรู้เกี่ยวกับลม"

ตั้งแต่นั้นมา การโต้เถียงกันเกี่ยวกับกระบวนการพาความร้อนที่ลึกเพียงใด บางคนบอกว่ามันเริ่มต้นที่ความลึก 650 กม. อื่น ๆ - ลึกกว่า 3,000 กม. ปัญหาดังที่ James Trefil ระบุไว้คือ "มีข้อมูลสองชุดจากสองสาขาวิชาที่แตกต่างกันซึ่งไม่สามารถประนีประนอมได้" นักธรณีเคมีกล่าวว่าองค์ประกอบบางอย่างไม่สามารถไปถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์จากชั้นบนได้ แต่ต้องเพิ่มขึ้นจากส่วนลึกของโลก ดังนั้นวัสดุของเสื้อคลุมด้านบนและด้านล่างควรผสมอย่างน้อยเป็นระยะ นักแผ่นดินไหววิทยากล่าวว่าวิทยานิพนธ์นี้ไม่ได้รับการยืนยัน

ดังนั้น เราสามารถยืนยันได้เพียงว่า เมื่อเคลื่อนเข้าหาศูนย์กลางของโลก ในช่วงเวลาที่ไม่แน่ชัดว่าเราออกจากแอสทีโนสเฟียร์และพุ่งเข้าไปในเสื้อคลุมที่สะอาด เมื่อพิจารณาว่าเสื้อคลุมคิดเป็น 82% ของปริมาตรของโลกและ 65% ของมวลของโลก มันไม่ได้รับความสนใจเกินควร สาเหตุหลักมาจากความสนใจของนักวิทยาศาสตร์และผู้อ่านโดยทั่วไปนั้นอยู่ลึกกว่ามาก (เช่นในกรณีของสนามแม่เหล็ก ) หรือใกล้กับพื้นผิว (แผ่นดินไหว) เป็นที่ทราบกันดีว่าที่ความลึกประมาณ 150 กม. เสื้อคลุมถูกครอบงำด้วยหินชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเพอริโดไทต์ แต่ไม่ทราบแน่ชัดว่ามีอะไรอยู่เต็ม 2,650 กม. ที่เหลือตามรายงานในวารสาร Nature ดูเหมือนว่าไม่ใช่เพอริโดไทต์ เราไม่รู้อะไรเลย

ใต้เสื้อคลุมมีแกนสองแกน - ด้านในที่เป็นของแข็งและด้านนอกที่เป็นของเหลว ไม่จำเป็นต้องพูด ความคิดของเราเกี่ยวกับธรรมชาติของนิวเคลียสเหล่านี้เป็นทางอ้อม แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถคาดเดาอย่างมีการศึกษาได้ พวกเขารู้ว่าแรงดันที่จุดศูนย์กลางของโลกนั้นสูงมาก มากกว่าที่พื้นผิวประมาณสามล้านเท่า เพียงพอที่จะทำให้หินแข็งได้ จากประวัติศาสตร์ของโลก (เช่นเดียวกับจากหลักฐานทางอ้อม) เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแกนชั้นในเก็บความร้อนได้ดีมาก แม้ว่าจะเป็นเพียงการคาดเดาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่เชื่อกันว่าอุณหภูมิแกนกลางลดลงไม่เกิน 110 องศาเซลเซียสในระยะเวลากว่า 4 พันล้านปี ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าแกนโลกร้อนแค่ไหน แต่การประมาณการอยู่ในช่วง 4,000 ถึงมากกว่า 7,000 องศาเซลเซียส ซึ่งเกือบจะร้อนพอๆ กับพื้นผิวของดวงอาทิตย์

แกนนอกได้รับการศึกษาน้อยกว่าในหลาย ๆ ด้านแม้ว่าทุกคนเห็นด้วยว่าเป็นของเหลวและมีแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก ในปี 1949 E.S.Bullard แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้เสนอทฤษฎีที่ว่าส่วนที่เป็นของเหลวของแกนโลกหมุนในลักษณะที่ทำให้มันกลายเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็กของโลก สันนิษฐานว่ากระแสหมุนเวียนของของไหลภายในโลกสร้างเอฟเฟกต์เหมือนกระแสในสายไฟ ไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดอะไรขึ้น แต่เชื่อกันค่อนข้างแน่นอนว่านี่เกิดจากการหมุนของแกนกลางและความจริงที่ว่ามันเป็นของเหลว วัตถุที่ไม่มีแกนของเหลว เช่น ดวงจันทร์และดาวอังคาร ไม่มีสนามแม่เหล็ก

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความแรงของสนามแม่เหล็กโลกเปลี่ยนแปลงเป็นระยะๆ ในยุคไดโนเสาร์ สูงกว่าตอนนี้ถึง 3 เท่า เป็นที่ทราบกันดีว่ามีการกลับขั้วโดยเฉลี่ยทุกๆ 500,000 ปีแม้ว่าค่าเฉลี่ยนี้จะซ่อนระดับที่คาดเดาไม่ได้อย่างมาก การเปลี่ยนแปลงครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 750,000 ปีก่อน บางครั้งการขั้วยังคงเหมือนเดิมเป็นเวลาหลายล้านปี - นานที่สุดดูเหมือนจะเป็น 37 ล้านปี - และในบางครั้งการกลับขั้วหลังจากผ่านไปเพียง 20,000 ปี ในช่วง 100 ล้านปีที่ผ่านมา มีการเปลี่ยนแปลงประมาณ 200 ครั้ง และเราก็ไม่รู้เหมือนกันว่าทำไม ข้อเท็จจริงนี้เรียกว่า "คำถามที่ไม่มีคำตอบที่ใหญ่ที่สุดในวิทยาศาสตร์ธรณีฟิสิกส์"

เราอาจประสบกับการกลับขั้วในสมัยของเรา สนามแม่เหล็กได้ลดลงประมาณร้อยละหกในศตวรรษที่ผ่านมาเพียงอย่างเดียว สนามแม่เหล็กที่อ่อนตัวลงน่าจะเป็นข่าวร้าย เพราะสนามแม่เหล็กนอกจากจะติดโน้ตบนตู้เย็นและการทำงานที่เชื่อถือได้ของเข็มทิศแล้ว ยังมีบทบาทสำคัญในการทำให้เรามีชีวิตอยู่ได้ จักรวาลเต็มไปด้วยรังสีคอสมิกที่อันตราย ซึ่งถ้าไม่ใช่เพราะเกราะแม่เหล็ก มันจะเจาะร่างกายของเรา ทำให้ DNA ส่วนใหญ่ของเรากลายเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยที่ไร้ค่า เมื่อใช้สนามแม่เหล็ก รังสีเหล่านี้จะถูกขับออกจากพื้นผิวโลกอย่างน่าเชื่อถือ และรวมตัวกันเป็นฝูงในสองโซนของพื้นที่ใกล้โลก เรียกว่าแถบแวน อัลเลน พวกเขายังโต้ตอบกับอนุภาคในบรรยากาศชั้นบนเพื่อสร้างม่านแสงที่มีเสน่ห์ที่เรียกว่าออโรร่า

ความไม่รู้ของเราส่วนใหญ่เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่านักวิทยาศาสตร์มักจะสนใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของการวิจัยเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลกและในส่วนลึกของมัน

โลกเป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะพร้อมกับส่วนที่เหลือของดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ มันอยู่ในกลุ่มดาวเคราะห์หินแข็ง ซึ่งมีความหนาแน่นสูงและประกอบด้วยหิน ตรงกันข้ามกับก๊าซยักษ์ซึ่งมีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ ในกรณีนี้ องค์ประกอบของดาวเคราะห์เป็นตัวกำหนดโครงสร้างภายในของโลก

พารามิเตอร์หลักของดาวเคราะห์

ก่อนที่เราจะพบว่าเลเยอร์ใดถูกเน้นในโครงสร้างของโลก มาพูดถึงพารามิเตอร์หลักของโลกของเราก่อน โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกม. เทห์ฟากฟ้าที่ใกล้ที่สุดคือดาวเทียมธรรมชาติของดาวเคราะห์ - ดวงจันทร์ซึ่งตั้งอยู่ที่ระยะทาง 384,000 กม. ระบบ Earth-Moon ถือว่ามีความพิเศษ เนื่องจากเป็นระบบเดียวที่ดาวเคราะห์มีดาวเทียมขนาดใหญ่เช่นนี้

มวลของโลกคือ 5.98 x 10 27 กก. ปริมาตรโดยประมาณคือ 1.083 x 10 27 ลูกบาศก์เมตร ดู ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับรอบแกนของมันเอง และมีความโน้มเอียงที่สัมพันธ์กับระนาบ ซึ่งกำหนดการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล ระยะเวลาของการปฏิวัติรอบแกนคือประมาณ 24 ชั่วโมง รอบดวงอาทิตย์ - มากกว่า 365 วันเล็กน้อย

ความลึกลับของโครงสร้างภายใน

ก่อนที่จะคิดค้นวิธีการสำรวจภายในโดยใช้คลื่นไหวสะเทือน นักวิทยาศาสตร์ทำได้เพียงตั้งสมมติฐานว่าโลกทำงานภายในอย่างไร เมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาได้พัฒนาวิธีการทางธรณีฟิสิกส์จำนวนหนึ่งซึ่งทำให้สามารถเรียนรู้เกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างบางอย่างของดาวเคราะห์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลื่นไหวสะเทือนได้พบการประยุกต์กว้าง ซึ่งบันทึกจากการเกิดแผ่นดินไหวและการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ในบางกรณี คลื่นดังกล่าวถูกสร้างขึ้นเทียมเพื่อให้คุ้นเคยกับสถานการณ์ในเชิงลึกโดยธรรมชาติของการสะท้อน

ควรสังเกตว่าวิธีนี้ช่วยให้คุณได้รับข้อมูลทางอ้อมเนื่องจากไม่มีทางเข้าสู่ความลึกของดินใต้ผิวดินโดยตรง เป็นผลให้พบว่าดาวเคราะห์ประกอบด้วยหลายชั้นซึ่งมีอุณหภูมิองค์ประกอบและความดันต่างกัน โครงสร้างภายในของโลกเป็นอย่างไร?

เปลือกโลก

เปลือกแข็งส่วนบนของดาวเคราะห์เรียกว่า ความหนาของมันแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5 ถึง 90 กม. ขึ้นอยู่กับประเภทซึ่งมีอยู่ 4 ความหนาแน่นเฉลี่ยของชั้นนี้คือ 2.7 g / cm3 เปลือกโลกที่หนาที่สุดคือประเภททวีปซึ่งมีความหนาถึง 90 กม. ภายใต้ระบบภูเขาบางแห่ง พวกเขายังแยกแยะระหว่างสิ่งที่อยู่ใต้มหาสมุทรซึ่งมีความหนาถึง 10 กม. เฉพาะกาลและรอยแยก ระยะเปลี่ยนผ่านแตกต่างตรงที่ตั้งอยู่บนพรมแดนของเปลือกโลกทวีปและมหาสมุทร เปลือกโลกที่แตกแยกเกิดขึ้นในบริเวณที่มีสันเขากลางมหาสมุทรและมีความหนาเล็กน้อยซึ่งมีความยาวเพียง 2 กม.

เปลือกโลกทุกประเภทประกอบด้วยหิน 3 ประเภท - ตะกอนหินแกรนิตและหินบะซอลต์ซึ่งมีความหนาแน่นแตกต่างกันองค์ประกอบทางเคมีและธรรมชาติของแหล่งกำเนิด

ขอบด้านล่างของเปลือกไม้ได้รับการตั้งชื่อตามผู้ค้นพบชื่อ Mohorovichich มันแยกเปลือกโลกออกจากชั้นต้นแบบและมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในสถานะเฟสของสาร

ปกคลุม

ชั้นนี้ตามเปลือกแข็งและเป็นชั้นที่ใหญ่ที่สุด - ปริมาตรประมาณ 83% ของปริมาตรทั้งหมดของโลก เสื้อคลุมเริ่มขึ้นหลังจากชายแดน Moho และขยายไปถึงความลึก 2,900 กม. เลเยอร์นี้แบ่งออกเป็นเสื้อคลุมด้านบน ตรงกลาง และด้านล่าง ลักษณะเฉพาะของชั้นบนคือการมีแอสเธโนสเฟียร์ซึ่งเป็นชั้นพิเศษที่สารมีความแข็งต่ำ การปรากฏตัวของชั้นหนืดนี้อธิบายการเคลื่อนไหวของทวีป นอกจากนี้ เมื่อภูเขาไฟระเบิด สารเหลวที่หลอมเหลวที่ไหลออกมาจะมาจากบริเวณนี้โดยเฉพาะ เสื้อคลุมด้านบนสิ้นสุดที่ความลึกประมาณ 900 กม. โดยที่เสื้อคลุมตรงกลางเริ่มต้น

คุณสมบัติที่โดดเด่นของชั้นนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นอุณหภูมิและความดันสูงซึ่งเพิ่มขึ้นตามความลึกที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้กำหนดสถานะพิเศษของสสารเสื้อคลุม แม้ว่าที่ความลึกของหินจะมีอุณหภูมิสูง แต่ก็อยู่ในสภาพของแข็งเนื่องจากผลกระทบของแรงดันสูง

กระบวนการในเสื้อคลุม

ภายในดาวเคราะห์มีอุณหภูมิสูงมาก เนื่องจากกระบวนการของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดขึ้นในแกนกลางอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม สภาพพื้นผิวยังคงความสะดวกสบายตลอดอายุการใช้งาน สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากมีเสื้อคลุมซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อน ดังนั้นความร้อนที่ปล่อยออกมาจากแกนกลางจึงเข้ามา สสารที่ร้อนจะลอยสูงขึ้น ค่อยๆ เย็นลง ในขณะที่สสารที่เย็นกว่าจะจมลงมาจากชั้นบนของเสื้อคลุม วัฏจักรนี้เรียกว่าการพาความร้อนซึ่งเกิดขึ้นไม่หยุด

โครงสร้างของโลก: แกน (นอก)

แกนกลางของดาวเคราะห์คือแกนกลาง ซึ่งเริ่มต้นที่ความลึกประมาณ 2900 กม. ถัดจากเสื้อคลุม นอกจากนี้ยังแบ่งออกเป็น 2 ชั้นอย่างชัดเจน - ภายนอกและภายใน ความหนาของชั้นนอกคือ 2200 กม.

ลักษณะเฉพาะของชั้นนอกของแกนกลางคือความเด่นของธาตุเหล็กและนิกเกิลในองค์ประกอบ ตรงกันข้ามกับสารประกอบของเหล็กและซิลิกอนซึ่งมีส่วนประกอบของเสื้อคลุม สารในแกนชั้นนอกอยู่ในสถานะของเหลวรวมตัว การหมุนของดาวเคราะห์ทำให้สสารของเหลวของแกนเคลื่อนที่ เนื่องจากมีการสร้างสนามแม่เหล็กอันทรงพลัง ดังนั้นแกนนอกของดาวเคราะห์จึงสามารถเรียกได้ว่าเป็นเครื่องกำเนิดสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ซึ่งเบี่ยงเบนรังสีคอสมิกประเภทที่เป็นอันตรายเนื่องจากชีวิตไม่สามารถกำเนิดได้

แกนใน

ภายในเปลือกโลหะเหลวมีแกนด้านในที่เป็นของแข็งซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 2,500 กม. ปัจจุบันยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่และมีข้อพิพาทระหว่างนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้น เนื่องจากความยากลำบากในการรับข้อมูลและความเป็นไปได้ของการใช้เฉพาะวิธีการวิจัยทางอ้อมเท่านั้น

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุณหภูมิของสารในแกนในต้องไม่น้อยกว่า 6,000 องศา อย่างไรก็ตาม สารนี้อยู่ในสถานะของแข็ง นี่เป็นเพราะความดันสูงมากซึ่งไม่อนุญาตให้สารเข้าสู่สถานะของเหลว - ในแกนชั้นในนั้นน่าจะเท่ากับ 3 ล้านตู้เอทีเอ็ม ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว อาจเกิดสภาวะพิเศษของสสาร การทำให้เป็นโลหะ เมื่อองค์ประกอบ เช่น ก๊าซ สามารถรับคุณสมบัติของโลหะและกลายเป็นของแข็งและหนาแน่นได้

สำหรับองค์ประกอบทางเคมี ยังมีการถกเถียงในสภาพแวดล้อมการวิจัยว่าองค์ประกอบใดประกอบเป็นแกนใน นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าส่วนประกอบหลักคือเหล็กและนิกเกิล ส่วนประกอบอื่นๆ ซึ่งกำมะถัน ซิลิกอน ออกซิเจนอาจอยู่ในองค์ประกอบดังกล่าวด้วย

อัตราส่วนขององค์ประกอบในชั้นต่างๆ

องค์ประกอบภาคพื้นดินมีความหลากหลายมาก - ประกอบด้วยองค์ประกอบเกือบทั้งหมดของตารางธาตุ แต่เนื้อหาในชั้นต่าง ๆ ไม่เหมือนกัน ดังนั้นความหนาแน่นต่ำสุดจึงประกอบด้วยองค์ประกอบที่เบาที่สุด ธาตุที่หนักที่สุดจะพบได้ในแกนกลางของดาวเคราะห์ ที่อุณหภูมิและความดันสูง ทำให้เกิดกระบวนการสลายตัวของนิวเคลียร์ ความสัมพันธ์นี้ก่อตัวขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป - ทันทีหลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ องค์ประกอบของมันก็น่าจะเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่า

ในบทเรียนภูมิศาสตร์ นักเรียนอาจถูกขอให้วาดโครงสร้างของโลก เพื่อรับมือกับงานนี้ คุณต้องปฏิบัติตามลำดับของเลเยอร์ (อธิบายไว้ในบทความ) หากลำดับถูกละเมิดหรือขาดชั้นใดชั้นหนึ่ง แสดงว่างานนั้นไม่ถูกต้อง คุณยังสามารถดูลำดับของเลเยอร์ในรูปภาพที่คุณสนใจได้ในบทความ

Planet Earth เก็บความลับไว้มากมาย เป็นสถานที่พิเศษท่ามกลางปริศนาของโครงสร้างภายใน เหมืองที่ลึกที่สุดที่มนุษย์สร้างขึ้นนั้นมีความยาวเพียงไม่กี่กิโลเมตร แม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะเจาะเข้าไปในส่วนภายในของโลกของเรา แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถวาดภาพโครงสร้างภายในโดยประมาณได้

เกิดอะไรขึ้นในโลกของเรา?

ทุกสิ่งที่อยู่ใจกลางโลกต้องอยู่ในสภาพหลอมเหลวและเป็นของเหลว อย่างไรก็ตาม ความจริงแล้วสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น เพราะทุกๆ 1 ซม. 3 ของเสื้อคลุมจากพื้นผิวเปลือกโลกจะมีแรงดัน 13 ตัน นี่คือน้ำหนักโดยประมาณของ KAMAZ ที่บรรทุกยางมะตอย นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าด้วยเหตุนี้ เสื้อคลุมและแกนกลางอาจแข็ง

หากโลกของเราสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนได้ เราจะมองเห็นชั้นต่างๆ ที่อยู่ตรงกลางโลกเป็นชั้นวงกลมหลายชั้น สิ่งแรกคือเปลือกโลก มีความหนาประมาณ 20 ถึง 50 กม. เปลือกโลกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าคอนติเนนตัลทำจากหินแกรนิต ในบางสถานที่ เช่น แกรนด์แคนยอน น้ำได้พัดพาชั้นบนสุดของเปลือกโลกออกไป และชั้นหินแกรนิตก็สามารถเข้าถึงการศึกษาและสังเกตการณ์ได้ เปลือกโลกยังตั้งอยู่ที่ด้านล่างของมหาสมุทร แต่มีความหนาน้อยกว่ามาก - เพียงประมาณ 4.5 กม. ไม่ประกอบด้วยหินแกรนิตแต่เป็นหินบะซอลต์

เสื้อคลุมเป็นชั้นตามเปลือกโลก

หากคุณย้ายไปยังศูนย์กลางของโลก เสื้อคลุมก็จะตามเปลือกโลก นักวิจัยเรียกชั้นนี้ว่า "ทรงพลังที่สุด" เสื้อคลุมหนา 3,000 กม. หากสามารถขุดอุโมงค์ผ่านเสื้อคลุมได้ ก็จะใช้เวลา 36 ชั่วโมงในการขับรถจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งในรถยนต์ด้วยความเร็ว 80 กม. / ชม. อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง การเดินทางดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ ท้ายที่สุด เสื้อคลุมของโลกเป็นสถานที่ที่อุณหภูมิมหาศาลและความกดดันมหาศาลครอบงำ สันนิษฐานว่ามันประกอบด้วยตะกั่ว แมกนีเซียม และเหล็ก และอุณหภูมิของชั้นนี้สูงถึง 2,000 o C ไม่มีใครเคยเห็นเสื้อคลุมนี้จริงๆ เลย ถึงแม้ว่าอุณหภูมิขนาดมหึมานี้ นักวิจัยก็เพิ่มขึ้น 1 o C ด้วย ลึกทุกๆ 30 เมตร เสื้อคลุมยังได้รับความร้อนจำนวนมากจากแกนกลางซึ่งมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นไปอีก

นักวิทยาศาสตร์ตลอดประวัติศาสตร์ของการพัฒนาธรณีวิทยาได้สงสัยว่าอะไรอยู่ใจกลางโลก อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ ความรู้เกี่ยวกับส่วนนี้ของโลกของเราไม่สามารถเรียกได้ว่าครบถ้วนสมบูรณ์ เป็นที่ทราบกันดีว่าชั้นบนของเสื้อคลุมประกอบด้วยหินที่เรียกว่าเพอริโดไทต์ ในทางกลับกัน เพริโดไทต์ประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิด เช่น โอลิวีน ไพร็อกซีน และโกเมนที่นักอัญมณีทุกคนรู้จัก ซึ่งใช้สำหรับทำเครื่องประดับ

ศูนย์กลางของดาวเคราะห์

ในที่สุด ที่ศูนย์กลางของโลกก็คือแกนกลาง มันตั้งอยู่ตรงใต้เสื้อคลุม เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6400 กม. เมื่อมองแวบแรก แกนโลกซึ่งแยกออกจากความร้อนและดวงอาทิตย์ต้องมีอุณหภูมิต่ำมาก อย่างไรก็ตาม บริเวณนี้เป็นเพียงสถานที่แห่งความร้อนที่คิดไม่ถึง ที่นี่อุณหภูมิอยู่ในช่วง 2200 ถึง 3300 o C แกนโลกเป็นโลหะเหลวและหลอมเหลวที่มีส่วนผสมของกำมะถันและออกซิเจน ส่วนนี้ของโลกของเรามีความหนาแน่นมหาศาลเพราะถูกบีบอัดมากที่สุดโดยมวลทั้งหมดของชั้นบน

ทำไมโลหะที่อยู่ตรงกลางโลกถึงร้อนมาก? เป็นที่เชื่อกันว่าความร้อนถูกเก็บไว้ในแกนโลกของเราเป็นเวลา 4.6 พันล้านปีนับตั้งแต่ก่อตัวขึ้น อย่างไรก็ตาม ความร้อนส่วนใหญ่เป็นผลมาจากกระบวนการสลายกัมมันตภาพรังสีภายในโลก

โครงสร้างของโลกมีการวิจัยอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบทุกสิ่งที่อยู่ใจกลางโลกได้อย่างไร เพื่อให้ได้แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของมัน อันที่จริงแล้ว ไม่มีอุปกรณ์ใดสามารถไปถึงใจกลางโลกของเราได้ ประการแรก มันเป็นไปได้ที่จะสรุปผลเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโลกของเราด้วยการศึกษาการปะทุของภูเขาไฟ ก๊าซร้อนและโลหะหลอมเหลวถูกขับออกจากลำไส้ของโลกในระหว่างการปะทุ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถเข้าใจสิ่งที่อยู่ใจกลางโลกได้ ความลึกลับเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกของเราได้รับการแก้ไขด้วยการศึกษาการเกิดแผ่นดินไหว

ศึกษากิจกรรมแผ่นดินไหว

ที่ระดับความลึกประมาณ 3,000 กม. คลื่นไหวสะเทือนเคลื่อนที่แตกต่างจากบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ บางคนสามารถเปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนไหวอย่างกะทันหัน บางคนก็หายไปทันที เมื่อเผชิญกับการก่อตัวของความแข็งต่าง ๆ คลื่นไหวสะเทือนเปลี่ยนลักษณะของพวกเขา ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างโครงสร้างภายในที่ถูกกล่าวหาของโลกของเราได้ การวิจัยดังกล่าวเป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และการพัฒนาเทคโนโลยีเท่านั้น กาลครั้งหนึ่ง มนุษยชาติมีความโน้มเอียงที่จะเชื่อว่าโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล และยังแบนราบอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ข้อสันนิษฐานที่ไร้เดียงสาเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์หักล้างมานานแล้ว ทุกวันนี้ มนุษยชาติมีความเป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับการสำรวจดาวเคราะห์ลึกลับของเราต่อไป ซึ่งรวมถึงโครงสร้างภายในของมันด้วย

นับแต่โบราณกาล ผู้คนต่างพยายามวาดภาพ ไดอะแกรมของโครงสร้างภายในของโลกพวกเขาสนใจในลำไส้ของโลกในฐานะคลังเก็บน้ำ ไฟ อากาศ และเป็นแหล่งของความมั่งคั่งมหาศาล ดังนั้น - ความปรารถนาที่จะเจาะความคิดเข้าไปในส่วนลึกของโลกซึ่งในคำพูดของ Lomonosov

มือและตาเป็นสิ่งต้องห้ามโดยธรรมชาติ (นั่นคือธรรมชาติ)

โครงร่างแรกของโครงสร้างภายในของโลก

นักคิดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในสมัยโบราณคือปราชญ์ชาวกรีกที่อาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาล (384-322) สอนว่าภายในโลกมี "ไฟกลาง" ที่ระเบิดออกมาจาก "ภูเขาที่พ่นไฟ" เขาเชื่อว่าน่านน้ำในมหาสมุทรที่ไหลลงสู่ส่วนลึกของโลก เติมเต็มช่องว่าง จากนั้นตามรอยแยก น้ำก็เพิ่มขึ้นอีกครั้ง ก่อตัวเป็นน้ำพุและแม่น้ำที่ไหลลงสู่ทะเลและมหาสมุทร นี่คือวิธีที่วัฏจักรของน้ำเกิดขึ้น

แผนภาพแรกของโครงสร้างของโลกโดย Afanasy Kircher (หลังจากแกะสลักในปี ค.ศ. 1664)

กว่าสองพันปีผ่านไปตั้งแต่นั้นมาและในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 - ในปี 1664 ก็ปรากฏขึ้น แผนภาพแรกของโครงสร้างภายในของโลก... ผู้เขียนคือ อาฟานาซี เคียร์เชอร์... เธอห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ แต่ค่อนข้างเคร่งศาสนา เพราะมันง่ายที่จะสรุปโดยดูจากภาพวาด

โลกถูกพรรณนาเป็นร่างที่แข็งแรงภายในซึ่งมีช่องว่างขนาดใหญ่เชื่อมต่อกันและพื้นผิวด้วยช่องทางมากมาย แก่นกลางเต็มไปด้วยไฟ และช่องว่างซึ่งใกล้กับผิวน้ำ เต็มไปด้วยไฟ น้ำ และอากาศ

นักวางแผนเชื่อมั่นว่าไฟภายในโลกทำให้โลกร้อนขึ้นและทำให้เกิดโลหะขึ้น ตามที่เขาพูด วัสดุสำหรับไฟใต้ดินไม่เพียงแต่กำมะถันและถ่านหินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแร่ธาตุอื่นๆ ที่อยู่ภายในโลกด้วย กระแสน้ำใต้ดินทำให้เกิดลม

รูปแบบที่สองของโครงสร้างภายในของโลก

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 18 รูปแบบที่สองของโครงสร้างภายในของโลก... ผู้เขียนคือ วูดเวิร์ธ... ภายในโลกไม่ได้เต็มไปด้วยไฟอีกต่อไป แต่เต็มไปด้วยน้ำ น้ำสร้างทรงกลมน้ำกว้างใหญ่ และช่องทางเชื่อมต่อทรงกลมนี้กับทะเลและมหาสมุทร เปลือกแข็งหนาประกอบด้วยชั้นของหิน ล้อมรอบแกนของเหลว

ชั้นหิน

เกี่ยวกับวิธีการสร้างและที่ตั้ง ชั้นหินได้รับการชี้ให้เห็นครั้งแรกโดยนักสำรวจธรรมชาติที่มีชื่อเสียง Dane นิโคไล สเตนเซ่น(1638-1687). นักวิทยาศาสตร์อาศัยอยู่เป็นเวลานานในฟลอเรนซ์ภายใต้ชื่อ Steno ฝึกแพทย์ที่นั่น

คนงานเหมืองสังเกตเห็นการจัดเรียงตัวของชั้นตะกอนมานานแล้ว Stensen ไม่เพียงแต่อธิบายเหตุผลสำหรับการก่อตัวของพวกเขาอย่างถูกต้อง แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมที่พวกเขาได้รับ

ในความเห็นของเขาชั้นเหล่านี้ตกลงมาจากน้ำ ในขั้นต้น ปริมาณน้ำฝนนั้นอ่อน จากนั้นจึงแข็งตัว ในตอนแรกชั้นจะวางในแนวนอนจากนั้นภายใต้อิทธิพลของกระบวนการภูเขาไฟพวกเขาประสบกับการกระจัดกระจายที่สำคัญซึ่งอธิบายความเอียงของพวกเขา

แต่สิ่งที่ถูกต้องเกี่ยวกับหินตะกอนไม่สามารถขยายไปยังหินอื่นๆ ทั้งหมดที่ประกอบเป็นเปลือกโลกได้ พวกเขามาได้อย่างไร? ไม่ว่าจะจากสารละลายในน้ำหรือจากการหลอมเหลวที่ลุกเป็นไฟ? คำถามนี้ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานานจนถึงช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ XIX

ข้อพิพาทระหว่าง neptunists และ plutonists

ระหว่างผู้สนับสนุนน้ำ - neptunists(ดาวเนปจูนเป็นเทพเจ้าโรมันโบราณแห่งท้องทะเล) และผู้สนับสนุนไฟ - นักพลูโตนิสต์(ดาวพลูโตเป็นเทพเจ้ากรีกโบราณแห่งยมโลก) การโต้เถียงอย่างดุเดือดได้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า

ในที่สุด นักวิจัยได้พิสูจน์แหล่งกำเนิดภูเขาไฟของหินบะซอลต์ และ Neptunists ถูกบังคับให้ยอมรับว่าพ่ายแพ้

หินบะซอลต์

หินบะซอลต์- หินภูเขาไฟที่พบได้ทั่วไป มันมักจะมาถึงพื้นผิวโลก และในระดับความลึกที่มากจะสร้างรากฐานที่เชื่อถือได้ เปลือก... สายพันธุ์นี้ - หนัก, หนาแน่นและแข็ง, สีเข้ม - มีลักษณะเป็นโครงสร้างแบบเสาในรูปแบบของข้อต่อห้าถึงหกด้าน

หินบะซอลต์เป็นวัสดุก่อสร้างที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ยังสามารถละลายได้และใช้สำหรับการผลิตการหล่อหินบะซอลต์ ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติทางเทคนิคที่มีคุณค่า: ทนไฟและทนกรด

ฉนวนไฟฟ้าแรงสูง ถังเคมี ท่อระบายน้ำ ฯลฯ ทำจากการหล่อหินบะซอลต์ พบหินบะซอลต์ในอาร์เมเนีย อัลไต และภูมิภาคอื่นๆ ของทรานส์ไบคาเลีย

หินบะซอลต์แตกต่างจากหินอื่นๆ ในด้านความถ่วงจำเพาะสูง

แน่นอนว่าการหาความหนาแน่นของโลกเป็นเรื่องยากกว่ามาก และจำเป็นต้องรู้เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างของโลกได้อย่างถูกต้อง ครั้งแรกและในขณะเดียวกัน การกำหนดความหนาแน่นของโลกที่แม่นยำอย่างเป็นธรรมเกิดขึ้นเมื่อสองร้อยปีก่อน

ค่าเฉลี่ยความหนาแน่นจากคำจำกัดความจำนวนมากเท่ากับ 5.51 g / cm 3

วิทยาแผ่นดินไหว

วิทยาศาสตร์ได้นำความชัดเจนมาสู่แนวคิดของ แผ่นดินไหววิทยาศึกษาธรรมชาติของแผ่นดินไหว (จากคำภาษากรีกโบราณ: "seismos" - แผ่นดินไหวและ "โลโก้" - วิทยาศาสตร์)

ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำในทิศทางนี้ นักวิชาการ บี.บี. โกลิทซิน (B.B. Golitsyn) (1861 -1916) กล่าวถึงการแสดงออกที่เป็นรูปเป็นร่าง

แผ่นดินไหวทั้งหมดสามารถเปรียบได้กับโคมไฟที่สว่างขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ และส่องสว่างภายในโลก ซึ่งจะช่วยให้เราเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นที่นั่น

ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องวัดแผ่นดินไหวที่ละเอียดอ่อนมาก (จากคำที่คุ้นเคย "seismos" และ "grapho" - ฉันเขียน) ปรากฎว่าความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแผ่นดินไหวทั่วโลกไม่เหมือนกัน: ขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ของสารที่คลื่นแพร่กระจาย

ตัวอย่างเช่น ผ่านหินทราย พวกมันผ่านไปช้ากว่าหินแกรนิตถึงสองเท่า ทำให้สามารถสรุปข้อสรุปที่สำคัญเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกได้

โลก, โดย ทันสมัยมุมมองทางวิทยาศาสตร์สามารถแสดงได้ในรูปของสามลูกที่ซ้อนกัน มีของเล่นเด็กเช่น: ลูกบอลไม้สีประกอบด้วยสองส่วน หากคุณเปิดมัน จะมีลูกบอลสีอื่นอยู่ข้างใน ลูกบอลที่เล็กกว่านั้นอยู่ในนั้น และอื่นๆ

• ลูกนอกลูกแรกในตัวอย่างของเราคือ เปลือกโลก.
• ที่สอง - เปลือกโลกหรือเสื้อคลุม
• ที่สาม - แกนใน.

ความหนาของผนังของ "ลูกบอล" เหล่านี้แตกต่างกัน: ด้านนอกจะบางที่สุด ควรสังเกตว่าเปลือกโลกไม่ใช่ชั้นที่มีความหนาเท่ากัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้อาณาเขตของยูเรเซียจะแตกต่างกันไปภายใน 25-86 กิโลเมตร

สถานีแผ่นดินไหวเช่นสถานีที่ศึกษาแผ่นดินไหวกำหนดความหนาของเปลือกโลกตามแนววลาดิวอสต็อก - อีร์คุตสค์ - 23.6 กม. ระหว่างเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กและ Sverdlovsk - 31.3 กม. ทบิลิซีและบากู - 42.5 กม.; เยเรวานและกรอซนีย์ - 50.2 กม.; ซามาร์คันด์และชิมเคนต์ - 86.5 กม.

ในทางตรงกันข้ามความหนาของเปลือกโลกนั้นค่อนข้างน่าประทับใจ - ประมาณ 2900 กม. (ขึ้นอยู่กับความหนาของเปลือกโลก) เปลือกของแกนค่อนข้างบาง - 2200 กม. แกนในสุดมีรัศมี 1200 กม. โปรดจำไว้ว่ารัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลกคือ 6378.2 กม. และขั้วโลกคือ 6356.9 กม.

สสารของโลกในระดับลึกมาก

เกิดอะไรขึ้นกับ เรื่องของแผ่นดินสร้างโลก, ที่ความลึกมาก?
เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความลึก ในเหมืองถ่านหินของอังกฤษและในเหมืองเงินของเม็กซิโก มันสูงมากจนไม่สามารถทำงานได้ แม้จะมีอุปกรณ์ทางเทคนิคทั้งหมด: ที่ความลึกหนึ่งกิโลเมตร - ความร้อนมากกว่า 30 °!

จำนวนเมตรที่คุณต้องลงไปในส่วนลึกของโลกเพื่อให้อุณหภูมิสูงขึ้น 1 °เรียกว่า เวทีความร้อนใต้พิภพ... แปลเป็นภาษารัสเซีย - "ระดับความร้อนของโลก" (คำว่า "ความร้อนใต้พิภพ" ประกอบด้วยคำภาษากรีกสองคำ: "ge" - โลก และ "terme" - ความร้อน ซึ่งคล้ายกับคำว่า "เทอร์โมมิเตอร์")

ขนาดของขั้นความร้อนใต้พิภพแสดงเป็นเมตรและแตกต่างกัน (ช่วงระหว่าง 20-46) โดยเฉลี่ยแล้วจะถ่ายที่ 33 เมตร สำหรับมอสโก ตามข้อมูลการขุดเจาะลึก ความลาดชันของความร้อนใต้พิภพคือ 39.3 เมตร

หลุมที่ลึกที่สุดยังไม่เกิน 12000 เมตร... ที่ความลึกกว่า 2200 เมตร มีไอน้ำร้อนยวดยิ่งปรากฏอยู่ในบ่อบางแห่ง ใช้อย่างประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรม

อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะได้ข้อสรุปที่ถูกต้องจากสิ่งนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบของแรงกดดันด้วย ซึ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเราเข้าใกล้ศูนย์กลางของโลกด้วย
ที่ระดับความลึก 1 กิโลเมตร ความกดอากาศใต้ทวีปถึง 270 ชั้นบรรยากาศ (ใต้พื้นมหาสมุทรที่ระดับความลึกเท่ากัน - 100 ชั้นบรรยากาศ) ที่ระดับความลึก 5 กม. - 1350 ชั้นบรรยากาศ 50 กม. - 13,500 ชั้นบรรยากาศ เป็นต้น ในภาคกลาง ส่วนต่าง ๆ ของโลกของเรา ความดันเกิน 3 ล้านชั้นบรรยากาศ!

โดยธรรมชาติแล้ว อุณหภูมิหลอมเหลวก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามความลึกเช่นกัน ตัวอย่างเช่นถ้าหินบะซอลต์ละลายในเตาเผาโรงงานที่ 1155 °จากนั้นที่ความลึก 100 กิโลเมตรก็จะเริ่มละลายที่ 1,400 °เท่านั้น

ตามที่นักวิทยาศาสตร์อุณหภูมิที่ความลึก 100 กิโลเมตรคือ 1500 °จากนั้นเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆเฉพาะในส่วนกลางส่วนใหญ่ของโลกถึง 2,000-3,000 °
จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ ภายใต้อิทธิพลของแรงดันที่เพิ่มขึ้น ของแข็ง - ไม่เพียงแต่หินปูนหรือหินอ่อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหินแกรนิตด้วย - ได้รับพลาสติกและแสดงสัญญาณของความลื่นไหล

สถานะของสสารนี้เป็นลักษณะของทรงกลมที่สองของโครงร่างของเรา นั่นคือเปลือกโลก ศูนย์กลางของมวลหลอมเหลว (แมกมา) ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับภูเขาไฟมีขนาดจำกัด

แก่นของแผ่นดิน

สารเปลือก แก่นของแผ่นดินหนืดและในแกนกลางเองเนื่องจากความดันมหาศาลและอุณหภูมิสูงจึงอยู่ในสภาพทางกายภาพพิเศษ คุณสมบัติใหม่มีความคล้ายคลึงกันในแง่ของความแข็งกับคุณสมบัติของของเหลว และในแง่ของการนำไฟฟ้า - กับโลหะ

ที่ส่วนลึกสุดของโลก สารดังกล่าวจะผ่านเข้าสู่เฟสโลหะ ซึ่งยังไม่สามารถสร้างได้ในสภาพห้องปฏิบัติการ

องค์ประกอบทางเคมีขององค์ประกอบของโลก

นักเคมีชาวรัสเซียผู้เฉลียวฉลาด D.I.Mendeleev (1834-1907) ได้พิสูจน์ว่าองค์ประกอบทางเคมีเป็นตัวแทนของระบบที่กลมกลืนกัน คุณสมบัติของพวกเขาอยู่ในความสัมพันธ์อย่างสม่ำเสมอและแสดงถึงขั้นตอนต่อเนื่องของเรื่องเดียวที่สร้างโลก

• ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี เปลือกโลกส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นเท่านั้น เก้าธาตุจากคนรู้จักเรามากกว่าร้อยคน ในหมู่พวกเขาก่อนอื่น ออกซิเจน ซิลิกอน และอะลูมิเนียมจากนั้นในปริมาณที่น้อยกว่า ธาตุเหล็ก แคลเซียม โซเดียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม และไฮโดรเจน... ส่วนที่เหลือคิดเป็นเพียงสองเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักรวมขององค์ประกอบทั้งหมดที่อยู่ในรายการ เปลือกโลกขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีเรียกว่าเซียล คำนี้ระบุว่าซิลิกอน (ในภาษาละติน - "ซิลิเซียม" ดังนั้นพยางค์แรก - "si") และอลูมิเนียม (พยางค์ที่สอง - "อัล" รวมกัน - "เซียล") มีชัยในเปลือกโลกหลังจากออกซิเจน
• ในเยื่อ subcortical จะเห็นการเพิ่มขึ้นของแมกนีเซียม จึงเรียกว่า ซิม... พยางค์แรกคือ "si" จากซิลิเซียม - ซิลิคอนและอันที่สองคือ "ma" จาก แมกนีเซียม.
• ภาคกลางของโลกเชื่อว่าส่วนใหญ่เกิดจาก formed เหล็กนิกเกิลดังนั้นชื่อของมัน - นิฟ... พยางค์แรก - "ni" หมายถึงการปรากฏตัวของนิกเกิลและ "fe" - เหล็ก (ในภาษาละติน "ferrum")

ความหนาแน่นของเปลือกโลกโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 2.6 g / cm 3 ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นทีละน้อยด้วยความลึก ในส่วนกลางของแกนกลางนั้นเกิน 12 g / cm 3 และมีการกระโดดที่คมชัดโดยเฉพาะที่ขอบของเปลือกของแกนกลางและในแกนในสุด

งานที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกองค์ประกอบและกระบวนการกระจายองค์ประกอบทางเคมีในธรรมชาติถูกทิ้งไว้ให้เราโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตที่โดดเด่น - นักวิชาการ VIVernadsky (1863-1945) และนักศึกษา AE Fersman (1883-1945) , ผู้โด่งดังที่มีความสามารถ, ผู้เขียนหนังสือที่น่าสนใจ - "วิทยาวิทยาบันเทิง" และ "ธรณีเคมีเพื่อความบันเทิง"

การวิเคราะห์ทางเคมีของอุกกาบาต

ความถูกต้องของความคิดของเราเกี่ยวกับองค์ประกอบของส่วนด้านในของโลกยังได้รับการยืนยันโดย เคมีภัณฑ์ การวิเคราะห์อุกกาบาต... อุกกาบาตบางตัวถูกเหล็กครอบงำ - พวกมันถูกเรียกว่า อุกกาบาตเหล็กในส่วนอื่น ๆ - องค์ประกอบเหล่านั้นที่พบในหินของเปลือกโลกซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า อุกกาบาตหิน.

อุกกาบาตหินเป็นตัวแทนของชิ้นส่วนของเปลือกนอกของเทห์ฟากฟ้าที่ผุพังและอุกกาบาตเหล็กเป็นชิ้นส่วนของชิ้นส่วนภายใน แม้ว่าในลักษณะที่ปรากฏ อุกกาบาตหินนั้นไม่เหมือนกับหินของเรา แต่ในองค์ประกอบทางเคมีพวกมันอยู่ใกล้กับหินบะซอลต์ การวิเคราะห์ทางเคมีของอุกกาบาตเหล็กยืนยันสมมติฐานของเราเกี่ยวกับธรรมชาติของแกนกลางของโลก

บรรยากาศของโลก

ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโครงสร้าง ของโลกจะไม่สมบูรณ์ถ้าเราจำกัดตัวเองให้อยู่ภายใน: โลกส่วนใหญ่ล้อมรอบด้วยเปลือกอากาศ - บรรยากาศ(จากคำภาษากรีก: "บรรยากาศ" - อากาศและ "เซฟิรา" - ลูกบอล)

บรรยากาศที่ล้อมรอบดาวเคราะห์แรกเกิดมีน้ำในมหาสมุทรในอนาคตของโลกในสภาพที่เป็นไอ ความกดดันของบรรยากาศดั่งเดิมนี้จึงสูงกว่าบรรยากาศในปัจจุบัน

เมื่อบรรยากาศเย็นลง กระแสน้ำอุ่นจัดก็ไหลลงสู่พื้นโลก ความดันก็ลดลง น้ำร้อนสร้างมหาสมุทรหลัก - เปลือกน้ำของโลกหรือไฮโดรสเฟียร์ (จากภาษากรีก "ไฮดอร์" - น้ำ) (เพิ่มเติม :) เปลือกน้ำซึ่งครอบคลุมพื้นผิวส่วนใหญ่ของโลก (ประมาณ 71%) ก่อตัวเป็นมหาสมุทรโลกเดียว

การสำรวจความลึกของมหาสมุทรแสดงให้เห็นว่าโครงร่างของก้นมหาสมุทรกำลังเปลี่ยนแปลง ข้อมูลที่เรามีเกี่ยวกับระดับความลึกของทะเลในปัจจุบันไม่สามารถนำมาประกอบกับมหาสมุทรปฐมภูมิได้ เนื่องจากแหล่งสะสมที่เก่าแก่ที่สุดมักจะตื้น ดังนั้นในยุคที่เก่าแก่ที่สุดของการพัฒนาโลกของเรา แหล่งน้ำตื้นก็มีชัย แต่ตอนนี้เราสังเกตเห็นความสัมพันธ์ที่ตรงกันข้าม

(บทเรียน "โครงสร้างของโลก" เกรด 6)

บทเรียนภูมิศาสตร์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 "โครงสร้างของโลก"

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:การก่อตัวของความคิดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโลก: แกนกลาง, เสื้อคลุม, เปลือกโลก, เปลือกโลก, เกี่ยวกับวิธีการศึกษาการตกแต่งภายในของโลก

งาน:

เกี่ยวกับการศึกษา:เพื่อให้เด็กรู้จักกับชั้นใน: เปลือกโลก, เสื้อคลุม, แกนกลาง; เพื่อสร้างความเหมือนและความแตกต่างในเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและมหาสมุทร ให้แนวคิด: ธรณีภาค; เพื่อให้แนวคิดในการศึกษาเปลือกโลก

กำลังพัฒนา:เพื่อสร้างความสามารถในการใช้ความรู้ที่ได้รับในการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติเพื่อเน้นสิ่งสำคัญจากสิ่งที่เขาเห็นและได้ยินเพื่อเติมในตาราง, แผนผังกลุ่ม

เกี่ยวกับการศึกษา:

เพื่อปลูกฝังให้นักเรียนสามารถทำงานเป็นกลุ่มเล็ก ๆ (คู่) ความสามารถในการฟังคำตอบของเพื่อนร่วมชั้นวิเคราะห์และประเมินผล การก่อตัวของการคิดอย่างอิสระและมีความรับผิดชอบของนักเรียน ส่งเสริมทัศนคติเชิงบวกต่อคำตอบของเพื่อนร่วมชั้น

รูปแบบการจัดกิจกรรมการศึกษา:หน้าผากบุคคลห้องอบไอน้ำ

วิธีการสอน:ภาพ - ภาพประกอบ, ภาพประกอบอธิบาย, บางส่วน - การค้นหา, การทำงานจริง

แผนกต้อนรับ:การวิเคราะห์ การสังเคราะห์ การอนุมาน การวางนัยทั่วไป รูปแบบการมองเห็นของการจัดระเบียบวัตถุ

อุปกรณ์:หน้าจอ, แล็ปท็อป, การนำเสนอ, การ์ดพร้อมโต๊ะ "โครงสร้างภายในของโลก"

ประเภทบทเรียน:บทเรียนการเรียนรู้สื่อใหม่ๆ

ระหว่างเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร ทบทวน (1 นาที)

สวัสดีทุกคน. วันนี้แขกมาหาเราเพื่อดูว่าบทเรียนของเราดำเนินไปอย่างไร คุณเป็นอย่างไรบ้าง มาทักทายพวกเขากันเถอะ

ครั้งที่สอง ตั้งกระทู้ใหม่ครับ การตั้งเป้าหมาย (5 นาที)

ดังนั้นเราจะไปศึกษาต่อในหัวข้อที่ 3 ที่เรียกว่า ...

และเราจะค้นพบโดยทำการทดสอบแผนที่ทางภูมิศาสตร์ ให้เราเรียกคืนเนื้อหาจากส่วนก่อนหน้า

พวกเขาทำงานบนแผ่นเส้นทาง กรอกตาราง เลือกตัวอักษรพร้อมคำตอบที่ถูกต้อง สไลด์ 2

การตรวจสอบคำตอบร่วมกัน การประเมิน

ด้วยคำตอบที่ถูกต้อง คุณจะมีหัวข้อสำหรับหัวข้อถัดไป ไฮโดรสเฟียร์

1. แผนผังภูมิประเทศแสดงมาตราส่วนชื่อ "1 ซม. - 6 ม." มาตราส่วนตัวเลขสำหรับมันคืออะไร?

A) 1: 6 B) 1: 6000

ข) 1:60 ง) 1: 600

2. เส้นธรรมดาบนแผนที่ทางภูมิศาสตร์ที่แบ่งโลกออกเป็นซีกโลกเหนือและใต้เรียกว่า:

C) Northern Tropic K) เส้นเมอริเดียนศูนย์

B) ภาคใต้เขตร้อน I) เส้นศูนย์สูตร

3. เส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร:

ก) 4400 กม. I) 400,000 กม.

ง) 40,000 กม.ง) 40,040 กม.

4. ลองจิจูดทางภูมิศาสตร์คือ:

M) เหนือและใต้ O) ใต้และตะวันออก

ข) ทิศเหนือและทิศตะวันตก P) ตะวันตกและตะวันออก

5. นับจากเส้นศูนย์สูตร:

C) ลองจิจูดตะวันตกและตะวันออก

T) ลองจิจูดเหนือและใต้

B) ละติจูดตะวันตกและตะวันออก

O) ละติจูดเหนือและใต้

6. เมื่อใช้วิธีการพื้นหลังเชิงคุณภาพบนแผนที่ คุณสามารถพรรณนา:

ค) ความลึกของมหาสมุทร E) แม่น้ำ

C) เมือง I) แหล่งแร่

7. ราบของทิศตะวันออกเฉียงเหนือคือ:

จ) 0 ° ฉ) 45 °

พี) 90 ° D) 295 °

8. ส่วนเกินของจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกเหนืออีกจุดหนึ่งเรียกว่า:

A) บรรเทา M) ความสูงสัมบูรณ์

L) ไอโซยิปซั่ม E) ความสูงสัมพัทธ์

9. ไอโซฮิปส์เป็นเส้นเท่ากับ:

A) ความลึก G) อุณหภูมิ

ป) ความสูง Y) ความเร็ว

10. ไอโซฮิปส์ที่หนาแน่นกว่านั้นตั้งอยู่บนแผนที่ ความชัน:

P) สูงกว่า K) อีกต่อไป

ก) คูลเลอร์ Y) นุ่มนวลขึ้น

0-1 ข้อผิดพลาด - "5"

ข้อผิดพลาด 2-3 - "4"

ข้อผิดพลาด 4-5 - "3" สไลด์ 3

ลูกโลกคืออะไร?

วันนี้เราจะค้นพบกับคุณและค้นหาว่าโครงสร้างโลกของเรามีอะไรบ้าง .. ดังนั้นหัวข้อของบทเรียนที่เรามีในวันนี้คืออะไร? (เสนอตัวเลือกสำหรับหัวข้อบทเรียน)

หัวข้อของบทเรียนคือ "โครงสร้างของโลกโลก" สไลด์ 4

การเขียนหัวข้อบทเรียนและวันที่ลงในสมุดบันทึก

กำหนดวัตถุประสงค์ของบทเรียนตามหัวข้อ

หลังจากทบทวนข้อความในบทช่วยสอนแล้ว ให้แบ่งเนื้อหาออกเป็นส่วนๆ

ดังนั้นเราจะศึกษาหัวข้อนี้ตามแผนต่อไปนี้:

1) โครงสร้างภายในของโลก

2) การศึกษาลำไส้ของโลก

3) เปลือกโลก

สาม. เรียนรู้เนื้อหาใหม่ (22 นาที)

1) โครงสร้างของโลก

ตอนนี้เราจะอ่านเรื่อง "Candy Earth" ตามบทบาท (การกระจายบทบาท) สไลด์ 5

วาสยา: Kolya, Kolya! - Vasya วิ่งเข้าไปในห้อง - ฉันคิดเรื่องนี้ขึ้นมา!

Kolya: อะไรนะ วาสยา?

วาสยา: โลกก็เหมือนลูกบอลใช่มั้ย? - Vasya ระบุไว้

Kolya: ก็ใช่...

วาสยา: งั้นถ้าเราขุดลงไปบนพื้นโลก เราจะพบว่าตัวเองอยู่ที่อื่นใช่ไหม?

Kolya: แม่นแล้ว! - Kolya ดีใจมาก - ไปหาคุณยายโดยเร็วที่สุดเราจะถามว่าเรามีพลั่วที่ไหน

วาสยา: ไปวิ่งกันเถอะ!

Kolya: ป๊ะป๊า!

ยาย: อะไรนะ โคเลนก้า?

Kolya: คุณยายครับ เรามีพลั่วที่ไหนครับ?

ยาย: ในโรงนา Kolya ทำไมคุณถึงต้องการพลั่ว? - ตอบคุณย่า

Kolya: เราต้องการขุดดินบางทีเราอาจจะไปที่ไหนสักแห่ง - Kolya พูดอย่างมีความสุข

คุณยายยิ้มและถามว่า:

ยาย: รู้ยังว่ามันทำงานยังไง?

วาสยา: และมีอะไรให้รู้ - Vasya ตอบ - โลกต่อโลก - อะไรจะง่ายกว่านี้!

ยาย: แต่ไม่มี. ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายนัก - คุณย่าตอบ

Kolya: แต่ในฐานะ? คุณยายบอกฉันที ได้โปรด! - เริ่มขอทานคุณย่า Kolya

ยาย: เอาล่ะ ตกลง คุณยายเห็นด้วยและเริ่มเรื่องของเธอ

ยาย: โลกเป็นเหมือนลูกกวาด: ตรงกลางของถั่วมีแกนจากนั้นก็มีไส้ครีม - นี่คือเสื้อคลุมและบนน้ำแข็งช็อคโกแลตเป็นเปลือกโลก ระยะทางจากที่นี่ถึงศูนย์กลางของนิวเคลียสเท่านั้นมากกว่า 6,000 กม. แต่คุณต้องการผ่านเข้าไป” คุณย่ายิ้ม

Kolya: ดังนั้นทุกอย่างถูกยกเลิก - Kolya อารมณ์เสีย ...

วาสยา: ใช่มันคงจะดีถ้ามีขนมแบบนี้ - Vasya พูดอย่างเพ้อฝัน

- สรุปเรื่องราว

การทำงานกับภาพวาด "สิ่งที่โลกสามารถเปรียบเทียบได้" สไลด์ 6

คุณเปรียบเทียบโลกกับไข่ ลูกพีช เชอร์รี่ แตงโมได้ไหม มีความคล้ายคลึงกันอย่างไร?

เปลือก, ผิวหนัง - เปลือกโลก; โปรตีน, เยื่อกระดาษ - เสื้อคลุม; นิวเคลียส, โปรตีน - นิวเคลียส โลกมีโครงสร้างเป็นชั้นๆ

การทำงานกับบทช่วยสอน เติมโต๊ะ. งานคู่ (เป็นลายลักษณ์อักษร) สไลด์ 7

ใช้เนื้อหาของตำรา (หน้า 57 §9) เติมช่องว่าง (เซลล์) ในตาราง "โครงสร้างภายในของโลก" งานคู่ (เช็คกัน) ทำเครื่องหมายบนใบบันทึกคะแนน

โครงสร้างภายในของโลก

สไลด์ 8

ความนับถือตนเอง การทำเครื่องหมายใบบันทึกคะแนน

Fizminutka

คำที่วางโดยชั้นเรียน:+ 6000 ° C, แกน, + 3 ° C, เสื้อคลุม, เปลือกโลก, 5-10 กม., แผ่นดินใหญ่

1) อุณหภูมิแกนคืออะไร?

2) อุณหภูมิของเปลือกโลกเพิ่มขึ้นกี่องศาในทุก ๆ 100 เมตร?

3) เปลือกโลกประกอบด้วยเหล็กเป็นส่วนใหญ่

4) ความหนาของชั้นนี้ของโลกคือ 2900 กม.

5) ชั้นบนสุดของโลก ?

6) เปลือกโลกใดมี 3 ชั้น

7) ความหนาของเปลือกโลกในมหาสมุทรคืออะไร?

2) การศึกษาภายในของโลก

สไลด์ 9

วิธีการทางธรณีวิทยา - จากการศึกษาโขดหิน ส่วนของเหมืองและเหมือง หลุมเจาะ ทำให้สามารถตัดสินโครงสร้างของส่วนใกล้พื้นผิวของเปลือกโลกได้ บ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลกบนคาบสมุทร Kola มีความลึกมากกว่า 12 กม. และมีความลึกในการออกแบบสูงถึง 15 กม. ในพื้นที่ภูเขาไฟ ผลของการระเบิดของภูเขาไฟ เราสามารถตัดสินองค์ประกอบของสสารที่ระดับความลึก 50-100 กม.

โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างภายในส่วนลึกของโลกได้รับการศึกษาโดยวิธีธรณีฟิสิกส์เป็นหลัก วิธีที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่งคือวิธีแผ่นดินไหว (กรีก "seismos" - สั่น) บนพื้นฐานของการศึกษาแผ่นดินไหวตามธรรมชาติและ "แผ่นดินไหวเทียม" ที่เกิดจากการระเบิดหรือการสั่นสะเทือนกระแทกกระทบกับเปลือกโลก

ชมคลิปวิดีโอ "สำรวจภายในโลก" สไลด์วิดีโอ10

3) เปลือกโลก

พวกธรณีภาคคืออะไร? ค้นหาคำจำกัดความของคำว่า "ลิโธสเฟียร์" ในข้อความในหน้า 60 และจดไว้ในสมุดบันทึก

Lithosphere: "lithos" เป็นหิน "sphere" เป็นลูกบอล มันคือเปลือกโลกที่แข็งและเป็นหิน ประกอบขึ้นจากเปลือกโลกและส่วนบนของเสื้อคลุม

การเขียนคำจำกัดความลงในสมุดบันทึก

IV. ยึด (7 นาที)

1) "ค้นหาการแข่งขัน"

การประเมินตนเอง: 0 ข้อผิดพลาด - "5", 1 ข้อผิดพลาด - "4", 2 ข้อผิดพลาด - "3"

2) กรอกข้อมูลในช่องว่าง

ในใจกลางของโลกมีแกนกลางซึ่งมีรัศมีประมาณ 3.5 พันกม. และอุณหภูมิสอดคล้องกับ 6000 ° C เสื้อคลุมมีขนาดใหญ่ที่สุดในแง่ของปริมาตรซึ่งมีอุณหภูมิ 2,000 ° C ในส่วนบนของมันมีชั้นที่เป็นของแข็งซึ่งเมื่อรวมกับเปลือกโลกแล้วก่อตัวเป็นเปลือกแข็งของโลก - เปลือกโลก เปลือกโลกแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: ทวีปและมหาสมุทร ภายใต้ทวีปต่างๆ เปลือกโลกมีความหนามากกว่าใต้มหาสมุทรและมี 3 ชั้น

เราตรวจสอบโดยอ่านคำตอบทีละตัว

การประเมินตนเอง: ข้อผิดพลาด 0-1 - "5", 2-3 ข้อผิดพลาด - "4", ข้อผิดพลาด 4-5 - "3"

2) คลัสเตอร์สไลด์ 11

คีย์เวิร์ด - โครงสร้างของโลก

งานกลุ่ม.

V. ช่วงสุดท้าย (5 นาที)

1. การบ้าน: & 9, สร้างแผนที่ความคิดให้มัน สไลด์ 12.

2. การสะท้อนกลับ

แผนที่บทเรียนเทคโนโลยี

เรื่อง: ภูมิศาสตร์

หัวข้อบทเรียน: "โครงสร้างของโลก"

ประเภทบทเรียน: บทเรียนการดูดซึมความรู้ใหม่

จุดประสงค์ของบทเรียน: การก่อตัวของความคิดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของโลก: แกนกลาง, เสื้อคลุม, เปลือกโลก, เปลือกโลก, เกี่ยวกับวิธีการศึกษาการตกแต่งภายในของโลก

เทคโนโลยีบทเรียน: การพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณญาณ เทคโนโลยีการอ่านเชิงความหมาย

จะมีไฟล์อยู่ที่นี่: /data/edu/files/y1451934151.docx (แผนที่เทคโนโลยีของบทเรียน)