Развитие представлений о внутреннем строении земли и методы ее изучения

3. Методы изучения внутреннего строения Земли

При исследовании внутреннего строения нашей планеты чаще всего проводят визуальные наблюдения естественных и искусственных обнажений горных пород, бурение скважин и сейсмическую разведку.

Обнажение горных пород - это выход пород на земную поверхность в оврагах, долинах рек, карьерах, шахтных выработках, на склонах гор. Породы в обнажении обычно скрыты тонким слоем осыпи, поэтому прежде всего его очищают от лишнего материала. При изучении обнажения обращают внимание на то, какими породами оно сложено, каковы состав и мощность этих пород, порядок их залегания (рис. 2). Обнажение тщательно описывают, зарисовывают или фотографируют. Из каждого пласта берут пробы для дальнейшего изучения в лаборатории. Лабораторный анализ проб необходим для того, чтобы определить химический состав пород, их происхождение и возраст.

Бурение скважин позволяет глубже проникнуть в толщу Земли. При бурении извлекают образцы пород - керн. А затем на основании изучения керна определяют состав, строение, залегание пород и строят чертеж пробуренной толщи - геологический разрез местности. Сопоставление многих разрезов дает возможность установить, как залегают породы, и составить геологическую карту территории.

При изучении внутреннего строения Земли особенно велико значение глубоких и сверхглубоких скважин. Самая глубокая скважина находится на Кольском полуострове, где бур достиг отметки более 12 км.

Рисунок 2. Схема обнажения горизонтально залегающих горных пород, прорезанных вулканической жилой

вулканический географический земля горный

Недостаток и наблюдения обнажений и буровых работ состоят в том, что они позволяют изучить только тонкую пленку земной поверхности. Так, глубина даже Кольской сверхглубокой скважины составляет менее 0,25 % радиуса Земли.

Сейсмический метод дает возможность «проникнуть» на большие глубины.

В основе этого метода лежит представление о том, что сейсмические волны (от греческого сейсмос - волна, колебание) в средах разной плотности распространяются с неодинаковой скоростью: чем плотнее среда, тем больше скорость. На границе двух сред часть волн отражается и подобно кругам на воде идет обратно, а другая - распространяется дальше.

Искусственно возбуждая волны на поверхности Земли путем взрывов, сейсмологи фиксируют время, за которое отраженные волны вернулись назад. Для этих целей применяется прибор-самописец - сейсмограф.

Различают два вида сейсмических волн - продольные и поперечные. Продольные распространяются во всех средах - твердых, жидких и газообразных, а поперечные - только в твердой среде.

Зная, с какой скоростью распространяются волны в песках, глинах, гранитах, базальтах и других породах, по времени их прохождения «туда и обратно» можно определить глубину залегания пород, различающихся по плотности.

Заключение

Развитию представлений о Земле способствовали великие географические открытия. Если астрономические знания давали сведения о форме и размерах Земли, то великие географические открытия позволяли проверить эти сведения, так сказать, на ощупь.

Накопление астрономических, географических и геологических знаний определило дальнейшее развитие представлений о внутреннем строении Земли. Мистические взгляды стали несовместимыми с данными науки. Представления о каналах и пустотах внутри Земли, определяющих ее строение, отходили на задний план: в дополнение к ним появилась идея о существовании внутри Земли центрального огня. В вопросе о причинах изменения рельефа Земли продолжалась борьба огня и воды -- борьба сторонников ведущей роли каждого из этих факторов.

В начале XVIII в появились идеи о твердом ядре(пассивном центральном огне). Многие считали, что Земля образовалась из огненного расплава и затем остывала с поверхности до центра. Ошибка многих авторов состояла в том, что они, будучи ограничены национальными рамками и понятиями, полученными в пределах одной страны, объясняли строение всего земного шара, исходя из строения гор в своем отечестве. Наряду с представлениями о твердых недрах Земли, во второй половине XVIII в. существовали также представления о том, что на большой глубине внутри Земли находится огненно-жидкая материя, которая в отличие от пассивного центрального огня предыдущих исследователей активно воздействует на поверхность Земли.

В течение XIX в. господствующей идеей в представлениях о внутреннем строении Земли была идея о том, что весь земной шар наполнен бушующим морем огня, которое прикрывает лишь тонкая земная кора. Весь XIX в. выделен мною поэтому в особый период, несмотря на наличие других взглядов на строение Земли. Как я видела, развитие представлений о внутреннем строении Земли шло с середины XVII в. таким образом: идея о пассивном центральном огне (до середины XVIII в.) и идея развития Земли как планеты и активного воздействия ее недр на поверхность Земли (вторая половина XVIII в.). Эти два направления как бы слились воедино в начале XIX в., когда господствующими стали представления об огненно-жидкой внутренности Земли, прикрытой тонкой земной корой, и об активном воздействии этого расплава на земную кору. Вместе с тем в начале XIX в., несмотря на господство идеи об огненном состоянии внутренности Земли, в таком вопросе, как причины землетрясений, еще существовала гипотеза более раннего периода о каналах и пустотах внутри Земли и о действии сжатых паров и газов, вызывающих землетрясения. Лишь с начала XIX в. в соответствии с общими представлениями причиной землетрясений стали считать воздымающее действие огненного расплава. Наряду с этим в XIX в. существовали и вполне оформившиеся идеи о твердом и даже железном ядре Земли.

Детальный анализ данных сейсмометрии и всех достижений сейсмологии был сделан в первой четверти XX в. Много различных высказываний о внутреннем строении Земли было в первую половину XX в. со стороны петрографов. Представления о пластическом или жидком подкоровом слое в первые десятилетия XX в. легли в основу многих вариантов гипотезы горизонтального перемещения материков. Учитывая успехи науки и техники в области космонавтики, глубоководного бурения, эксперимента при высоких температурах и давлениях, можно надеяться, что основные положения гипотезы могут быть проверены уже в ближайшем будущем.

Современный период характеризован развитием методов изучения внутреннего строения Земли.

Литература

1. Батюшкова И.В. Внутреннее строение Земли. М.: Наука. 1966. 194с.

2. Ботт М. Внутреннее строение Земли. М.: Мир. 1974. 373с.

3. Гапеев А.А. Земля, происхождение, история, жизнь. Москва-Ленинград: ГНТИ. 1931. 149с.

4. Гордеев Д.И. История геологических наук. Часть 1. (от древности до конца XIX в). М.: Издательство Московского Университета. 1967. 316с.

5. Гордеев Д.И. История геологических наук. Часть 2. (от конца XIX --до середины XX в).М.: Издательство Московского Университета. 1972. 323с. История геологии. М.: Наука. 1973. 388с.

6. Косыгин Ю.А. Тектоника. М.: Недра. 1988. 462с.

7. Ларин В.Н. Гипотеза изначально гидридной Земли. М.: Недра. 1975. 100с.

8. Молнар П. Строение горных хребтов.//В мире науки. 1986. № 9. С.34--44.

9. Пауэлл К.С. Вглядываясь вглубь. //В мире науки. 1991. № 8.С. 68 -- 79.

10. Павлов А.А. Очерки истории геологических знаний. М.: Государственное издательство. 1921. 84с.

Размещено на Allbest.ru