Строение Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад

Строение Земли

1. Характеристики Земли

земля планета океан материк атмосфера

1.1 Форма и размеры

Для лучшего понимания опасных природных явлений необходимо иметь представление о форме, размере и внутреннем строении планеты Земля, на которой мы живем.

Как мы знаем. Земля является лишь одним из многих миллионов космических тел во Вселенной. Важнейшим отличием Земли от других планет является то, что она одна из немногих, а возможно и единственная, на которой природные условия позволяют существование животного и растительного мира, а, следовательно, и человека. Наличие жизни на нашей планете возможно главным образом потому, что температуры на поверхности Земли способствуют нахождению воды в жидком состоянии, что является обязательным условием для жизни. На других планетах температура или очень высокая, или очень низкая, там нет воды в жидкой фазе, и поэтому невозможно развитие любой формы жизни.

По форме Земля представляет собой сжатый сфероид, сплющенный на полюсах. Приближенно в качестве формы Земли принимают эллипсоид вращения (сфероид). Размеры Земли: экваториальный радиус = 6378 км; полярный радиус = 6356 км; длина окружности по экватору 40000 км.

Сплюснутость Земли объясняется центробежными силами, возникающими при ее вращении. Возникающие в результате вращения силы имеют и другие последствия, в том числе влияют на глобальную картину распределения ветров в атмосфере, течении в океанах и потоков вязкого вещества в недрах Земли.

Внутреннее строение Земли

1.2 Внутреннее строение Земли

Всем известно, как выглядит поверхность Земли, так как мы часто видим карты и рисунки нашей планеты; мы имеем представление о земной поверхности, видя ее ландшафт. Но как выглядит Земля внутри?

Никто не может совершить путешествие к центру нашей планеты, чтобы познакомиться с ее строением, но сейчас мы многое знаем о внутреннем строении Земли благодаря приборам, регистрирующим волны, которые возникают во время землетрясений.

Ежегодно нашу планету сотрясает не менее десятка сильных, разрушительных землетрясений. В процессе самого слабого из таких землетрясений высвобождается энергия в тысячу раз больше, чем при взрыве атомной бомбы. Волны, возникающие в результате толчков, распространяются через толщу Земли; их путь искривляется из-за различных характеристик внутренних слоев Земли. Таким образом, сейсмические волны показывают характер слоев, через которые они проходят. Записав волны с помощью сейсмографов, можно изучать их и на основе этого составить картину внутреннего строения Земли. Фактически, сейсмографы просвечивают Землю как будто рентгеном, хотя иногда они видят ее как бы сквозь затемненное стекло.

До появления науки сейсмологии наши знания о внутреннем строении Земли основывались на гипотезах и догадках. Благодаря достижениям этой науки современные знания о структуре Земли основываются на научных исследованиях. С учетом геологических данных, получаемых в ходе исследования горных пород на поверхности Земли, лабораторных экспериментов с горными породами при высоких давлениях и некоторым астрономическим наблюдениям мы хорошо представляем себе условия в толще Земли, ее слоистую структуру, химический состав, физические характеристики слоев, давление и т.д.

Слои земли

На основании всех этих знаний Олдем в 1906 году доказал, что Земля имеет центральное ядро, а в 1914 году Бено Гутенберг определил, что верхняя граница ядра находится на расстоянии 2896 километров от поверхности Земли. Так как радиус Земли составляет 6370 км, то радиус ядра равен 3474 км. Благодаря этим и другим исследованиям (Датский сейсмолог Инге Леманн в 1936 г. обнаружила существование твердого внутреннего ядра Земли) было доказано, что Земля состоит из четырех основных слоев или геосфер, как показано на рисунке:

1. Земная кора. Это верхний слой, на котором мы живем. Он состоит из твердых горных пород. Его глубина варьирует от 5 до 60 километров. В качестве среднего показателя для всей планеты толщина земной коры принята равной 33 км, а среднее значение плотности составляет 2,67 грамм на кубический сантиметр (г/см3). Эта толщина может показаться значительной, хотя в сравнении со средним радиусом Земли кора скорее напоминает скорлупу яйца. Скорости сейсмических волн в земной коре составляют 6,0-6,5 км/с для продольной волны Р и 3,5-3,7 км/с для S волны.

2. Мантия. Этот слой простирается от основания земной коры на глубину 2900 км; поверхность раздела, отделяющая земную кору от нижеследующей мантии, известна как граница или поверхность Мохоровичича (Мохо). Мантия разделена на два участка: верхняя мантия от основания земной коры до глубины 700 км и нижняя мантия от этой глубины до границы ядра. В верхней мантии на глубине в первые 200 км скорость волн постепенно увеличивается, а затем идет уменьшение скорости S-волны. В нижней части верхней мантии на глубинах от 300 до 700 км отмечено резкое увеличение скорости сейсмических волн. В нижней мантии скорости волн Р и S увеличиваются медленнее по мере увеличения глубины.

3. Внешнее ядро, расположенное на глубине между 2900 и 5000 километров, ведет себя как жидкое тело, поэтому 5 волны не проходят через эту зону. (Плотность материала внешнего ядра равна примерно 10,0 г/см3).

4. Внутреннее ядро, радиусом 1200 километров, считается твердым. В нем скорости сейсмических волн возрастают. Через внутреннее ядро (иногда его называют субядром) проходят как волны Р, так и волны S. (Плотность материала внутреннего ядра примерно равна 12,5 г/см3).

Внутреннее строение Земли

1.3 Океаны и материки

Большую часть поверхности Земли занимают океаны. Более 70% поверхности планеты покрыто океанами, а в Южном полушарии океаны занимают почти 85% общей поверхности, что можно увидеть на представленном ниже рисунке.

Океаны и материки

Самым большим океаном на Земле является Тихий океан, занимающий более трети всей поверхности планеты; его мощные морские течения в значительной степени определяют климат в мире. Он также является и самым глубоким океаном. Его средняя глубина на 200 м больше, чем средняя глубина мирового океана, равная 3700 м. И именно в Тихом океане, в силу его размеров и геологического строения дна океана, происходит большинство землетрясений и цунами в мире.

· Знаете ли Вы, как измеряется глубина моря?

Для измерения глубины водоемов используется зондирование. В прошлом моряки измеряли глубину посредством опускания канатов с грузом. Когда груз достигал дна, мокрый участок каната показывал глубину. В глубоких водах такой промер был неточным из-за движения воды. В наши дни ученые определяют глубину морей с помощью эхолота. Принцип действия этого прибора основан на отражении звуковых волн от дна океана. С помощью эхолота определяется, за сколько времени звуковая или акустическая волна достигает дна океана и возвращается обратно на судно. Так как скорость распространения звука в морской воде известна, можно вычислить глубину океана в этом месте.

· Знаете ли Вы?

Тихий океан так велик, что если объединить все материки, они не выйдут за пределы его площади. Площадь Тихого океана составляет 165200000 квадратных километров.

Тихий океан опоясывают линейные горные образования, желоба и системы островных дуг, которые в большинстве мест эффективно изолируют глубоководные бассейны от осадочных пород, выносимых с материков.

Принцип действия эхолота

Если бы из бассейнов океанов удалить всю воду, взору открылась бы картина топографических структур, главной чертой которых является система хребтов и возвышенностей, характерных для всего Земного шара, с глубоководными бассейнами между хребтами и материками. Как видно из этого рисунка, самые глубокие участки дна океанов находятся не в середине океанов, как можно было бы предположить, а ближе к материкам и островным дугам.

Рельеф дна океана

Слышали ли Вы?

Самое глубокое место во всех океанах - Чэлленджер Дип. Оно находится в Марианском желобе в западной части Тихого океана. Здесь глубина превышает 11000 метров. Это на 1600 метров больше высоты горы Эверест, высочайшей вершины мира.

В середине океана глубина меньше из-за срединно-океанических хребтов. Эта картина аналогична картине крупных горных цепей на суше, которые (за исключением Гималаев и нескольких других горных цепей) находятся не в середине материковых массивов, а ближе к краям недалеко от глубоководных океанических желобов. Таким образом, наибольшие изменения в вертикальной плоскости как на материках, так и в океане происходят в узкой зоне земной коры.

Знаете ли Вы?

Давление на границе раздела между верхним и внутренним ядром равно 3,3 миллиона атмосфер, что можно сравнить с давлением 3 300 легковых автомобилей, поставленных один на другой, на площадь, равную ногтю мизинца.

Химический состав Земли и её оболочки

Химический состав Земли схож с составом других планет земной группы. Преобладают на нашей планете в целом такие элементы как (в порядке убывания): железо, кислород, кремний, магний, никель (рис. справа). Содержание лёгких элементов невелико. Средняя плотность Земли 5,5 г/см3.

Различают три оболочки Земли:

- литосфера (кора и самая верхняя часть мантии)

- гидросфера (жидкая оболочка)

- атмосфера (газовая оболочка)

Водой покрыто около 71% поверхности Земли, средняя её глубина примерно 4 км.

Атмосфера Земли

Атмосфера Земли более чем на 3/4 - азот (N2), примерно на 1/5 - кислород (О2).

Содержание аргона, углекислого газа, паров воды и остальных газов очень мало.

Облака, состоящие из мельчайших капелек воды, закрывают примерно 50% поверхности планеты.

Атмосферу нашей планеты, как и её недра, можно разделить на несколько слоёв. Здесь всё зависит от подхода. Если исходить из температуры воздуха, то атмосферу делят так, как это представлено на рисунке справа.

Самый нижний и плотный слой называется тропосферой. Здесь находятся облака.

Метеоры зажигаются в мезосфере.

Полярные сияния и множество орбит искусственных спутников - обитатели термосферы. Там же парят призрачные серебристые облака.

По левому краю рисунка Вы видите километровую шкалу, по правому - температурную. С удалением от поверхности температура падает, но начиная с термосферы с высотою начинает расти.

Земная атмосфера, благодаря присутствию небольшого озонового слоя (О3), нейтрализует опасное для жизни коротковолновое солнечное и космическое излучение.

Из-за содержащегося в атмосфере углекислого газа (СО2) на нашей планете имеет место парниковый эффект. Он проявляется не так сильно, как на Венере, но всё же поднимает среднюю температуру на Земле с теоретических -23 °С до +15 °С.

Действуя подобно хорошей одежде, атмосфера оберегает земную поверхность и от температурных перепадов. В отсутствие атмосферы в некоторых точках Земли температура в течение суток колебалась бы между +160 °С и -100 °С (именно это происходит на Луне). Значение атмосферы для всего живого неизмеримо велико.

Во многом благодаря тому, что наша планета достаточно массивна для того, чтобы удержать возле себя атмосферу, состоящую сейчас, в основном, из тяжелых молекул азота и кислорода, на Земле смогла возникнуть жизнь. По самым свежим данным, это произошло 3,85 миллиарда лет тому назад, где-то через 700 млн. лет после образования самой планеты.

Давление атмосферы на Земле таково, что при разных температурах вода может находится на нашей планете в жидком, твердом и газообразном состояниях. Благодаря жидкой фазе (самой активной) на Земле более быстро проходят многие химические реакции - вода прекрасный катализатор. Это обстоятельство также сыграло немалую роль в образовании и развитии жизни на Земле.

Поверхность Земли

Из-за постоянного выветривания поверхность Земли всё время обновляется, стираются следы прошлого, разрушаются метеоритные кратеры, которых на Земле, по той же причине, осталось совсем немного.

Один из них Вы видите на фотографии слева. Это метеоритный кратер в пустыне штата Аризона (США).

Около 11% суши нашей планеты составляют ледники, около 3% - вечная мерзлота.

Земля имеет единственный, но очень крупный естественный спутник - Луну, что позволяет считать её "двойной планетой". Как правило, чтобы это подчеркнуть, говорят и пишут "Система Земля-Луна".

Тезисы доклада

1. Земля - сжатый сфероид, сплющенный на полюсах.

2. Сейсмические волны показывают характер слоев, через которые они проходят.

3. Земля состоит из четырех основных слоев.

4. Земная кора - верхний слой, на котором мы живем.

5. Мантия - слой от основания земной коры на глубину 2900 км.

6. Внешнее ядро - слой на глубине между 2900 и 5000 километров.

7. Внутреннее ядро - радиусом 1200 километров, считается твердым.

8. 70% поверхности планеты покрыто океанами.

9. Тихий океан - самый большой океаном на Земле.

10. Для измерения глубины водоемов используется зондирование.

11. Самое глубокое место во всех океанах - Чэлленджер Дип.

12. Три оболочки Земли: литосфера (кора и самая верхняя часть мантии):

- гидросфера (жидкая оболочка)

- атмосфера (газовая оболочка)

13. 11% суши нашей планеты составляют ледники.

14. Около 3% - вечная мерзлота.

Размещено на Allbest.ru