Строение земли оболочки земли реферат

Обновлено: 05.07.2024

Земля́ — третья от Солнца планета Солнечной системы , крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы .

Чаще всего упоминается как Земля, планета Земля, мир. Единственное известное на данный момент тело Солнечной системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми существами .

Научные данные указывают на то, что Земля образовалась из Солнечной туманности около 4,54 миллиардов лет назад, и вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник — Луну . Жизнь появилась на Земле около 3,5 миллиарда лет назад . С тех пор биосфера Земли значительно изменила атмосферу и прочие абиотические факторы , обусловив количественный рост аэробных организмов, так же как и формирование озонового слоя , который вместе с магнитным полем Земли ослабляет вредную солнечную радиацию, тем самым сохраняя условия для жизни на Земле. Кора Земли разделена на несколько сегментов, или тектонических плит , которые постепенно мигрируют по поверхности за периоды во много миллионов лет . Приблизительно 71 % поверхности планеты покрыт морской водой , остальную часть поверхности занимают континенты и острова . Жидкая вода , необходимая для всех известных жизненных форм, не существует на поверхности какой-либо из известных планет и планетоидов Солнечной системы. Внутренние области Земли достаточно активны и состоят из толстого, относительно твёрдого слоя называемого мантией , которая покрывает жидкое внешнее ядро (которое и является источником магнитного поля Земли) и внутреннее твёрдое железное ядро .

Земля взаимодействует с другими объектами в космосе , включая Солнце и Луну . Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26 дней. Этот отрезок времени — сидерический год , который равен 365,26 солнечным суткам . Ось вращения Земли наклонена на 23,4° относительно её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты с периодом в один Тропический год (365,24 солнечных суток). Луна — начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда лет назад, что стабилизировало осевой наклон планеты и является причиной приливов , которые замедляют вращение Земли. Кометная бомбардировка во время ранней истории планеты сыграла свою роль в формировании океанов . Более поздние воздействия астероидов приводили к существенным изменениям в окружающей среде и поверхности Земли. В частности, падения астероидов могут нести ответственность за несколько массовых вымираний различных видов живых существ.

Рисунок 1. Приложение 1

Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой . Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток — эукариотов . Настоящие многоклеточные организмы, состоящие из группы клеток, стали всё больше приспосабливаться к окружающим условиям. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли.

Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались. Континенты перемещались по поверхности, порой собираясь в суперконтине нт . Приблизительно 750 млн лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов — Родиния , стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600—540 млн лет назад), затем в последний из суперконтинентов — Пангею , который распался 180 миллионов лет назад.

В 1960 году была выдвинута гипотеза Snowball Earth , утверждающая, что в период между 750 и 580 млн лет назад Земля была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза объясняет кембрийский взрыв , когда резко ускорилось распространение многоклеточных форм жизни.

После кембрийского взрыва, около 535 млн лет назад, было пять массовых вымираний . Последнее массовое вымирание случилось 65 млн лет назад, когда, вероятно, падение метеорита привело к исчезновению динозавров (не птиц) и других крупных рептилий, но обошло мелких зверей, таких как млекопитающие , которые тогда напоминали землероек . В течение последних 65 миллионов лет, развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих, и несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способность прямохождения . Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге. Развитие земледелия, а затем цивилизации, в короткие сроки позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни, влиять на природу и численность других видов.

Последний ледниковый период начался примерно 40 млн лет назад, его пик приходится на плейстоцен около 3 миллионов лет назад. На фоне продолжительных и значительных изменений средней температуры земной поверхности, что может быть связано с периодом обращения Солнечной системы вокруг центра Галактики (около 200 млн лет), имеют место и меньшие по амплитуде и длительности циклы похолодания и потепления, происходящие каждые 40—100 тысяч лет, имеющие явно автоколебательный характер, возможно, вызванный действием обратных связей от реакции всей биосферы , как целого, стремящейся обеспечить стабилизацию климата Земли (см. гипотезу Геи , выдвинутую Джеймсом Лавлоком (англ. James Ephraim Lovelock), а также теорию биотической регуляции , предложенную В. Г. Горшковым)

Последний цикл оледенения в Северном полушарии закончился около 10 тысяч лет назад.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Реферат по дисциплине:

Косынюк Ксения Владимировна

Актуальность данной темы определяется тем, что Земля является нашим родным домом, о котором мы знаем очень мало. Каждый человек обязан владеть хотя бы минимальными знаниями о нашей родной планете, а также о строении Земли.

Главнейшими методами исследования данной темы являлись теоретические методы, такие как: обработка ранее полученных литературных данных, системный подход, метод анализа.

Объектом исследования является планета Земля и её внутреннее строение.

Цель данной: углубить и закрепить знания о планете Земля, а также о её строении.

1. История Земли.

Мы с полным основанием можем восхищаться нашей родной планетой.

Земля – это третья планета Солнечной системы, входящая в состав планет земной групп, также как Венера, Меркурий и Марс, она образовалась из солнечной туманности около 4,5 миллиарда лет назад. У планеты Земля имеется один естественный спутник – это Луна и множество искусственных.

Наружный слой Земли представляет собой твердую оболочку, состоящую главным образом из силикатов. Твердая кора и вязкая верхняя часть мантии составляют литосферу. Под литосферой находится астеносфера, слой относительно низкой вязкости, твердости и прочности в верхней мантии. Земля имеет ярко выраженное жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро.

На протяжении тысячелетий великое множество других ученых, от большинства из которых не сохранилось даже имен, исследовали и познавали нашу родную планету. Они выясняли, как образовалась Земля, как она движется в пространстве, из чего она состоит и как устроена. При этом самый главный вопрос, волновавший всех людей науки, заключался в том, как Земля развивалась и как на ней возникла жизнь. В наши дни благодаря накопленному поколениями опыту и возможностям современных технологий нам известно о Земле гораздо больше, чем могли даже вообразить ученые прошлого. Разумеется, и мы не знаем всего, но все же наши познания о Земле значительно обогатились.

По мере расширения и углубления знаний о Земле, превратившихся за тысячелетия в устойчивые представления, становилось все очевиднее, что история Земли – это история изменений.

Многие данные указывают на то, что Земля меняется год за годом, век за веком. [6]

Около 4,5 миллионов лет назад наша планета представляла собой огромный горячий шар, покрытый лавой с температурой 1200 ℃. Позже маленькая планета Тея столкнулась с Землёй, благодаря чему в последствии образовалась Луна.

Вода появилась на нашей планете 3,9 миллион лет назад, а через 100000 лет зародились первые острова вулканического происхождения, что послужило началом разделения континентов.

3,5 миллиона лет назад появились первые колониальные фотосинтезирующие бактерии - строматолиты, благодаря которым в атмосфере начал накапливаться кислород, а следовательно формироваться – озоновый слой.

750 миллионов лет назад на Земле был длительный глобальный ледниковый период, который закончился лишь тогда, когда вулканическая активность подействовала на слой льда.

370 миллионов лет назад живые организмы наконец начинают заселять не только воду, но и сушу. Первыми были растения, а после того, как накопилось достаточное количество кислорода, сушу смогли заселить и животные.

66 миллионов лет назад. Астероид диаметром 11 километров столкнулся с Землёй. Последствия удара вызвали пятую массовую гибель на планете, известную как меловое-палеогеновое массовое вымирание. 76% видов исчезли, включая все виды динозавров, кроме предков птиц.

Это была отличная возможность для млекопитающих, которые в то время существовали только в виде мелких грызунов. Они смогли выжить под землей, питаясь корнями и зерном, пережив катаклизм и имея возможность процветать.[9]

Земля всегда была беспокойной, постоянно развивающейся планетой. Все в ней, от ядра до коры, непрерывно меняется. Даже в наше время и атмосфера, и океаны, и суша подвержены изменениям, хотя, возможно, и не таким интенсивным по сравнению с относительно недавним прошлым. Нелепо было бы не обращать внимания на тревожные признаки таких изменений, и вряд ли мы совершим такую глупость – ведь наш интерес к родной планете так же естествен, как в свое время для Эратосфена. Однако не меньшей глупостью было бы сосредоточиться на текущем состоянии Земли, не используя в полной мере возможность узнать как можно больше об ее удивительном прошлом, изменчивом и непредсказуемом настоящем, а также о нашей собственной роли и месте в ее будущем. [6]

2. Методы изучения внутреннего строения Земли

Методы изучения внутреннего строения Земли можно отнести к двум группам. Первая - геологические методы. Вторая – геофизические методы.

К геологическим методам можно отнести:

- Гравиметрический. Идеально подходит для плохо изученных областей. За счет сверхточных измерений притяжения земли можно определить глубину и форму залегания горных пород.

- Сейсмические. За счет колебаний, возникающих при приложении силы, и времени их пробега создается картинка внутреннего строения земли.

- Магнитные. По результатам наблюдений за изменением геомагнитного поля можно отыскать месторождения.

- Электрический. Поиск полезных ископаемых происходит методом изучения естественных и искусственных электромагнитных полей. [13]

Геофизические методы предназначены для изучения верхней поверхности Земли.

К геофизическим методам исследования относят методы, которые связаны с изучением естественных и искусственно создаваемых физических полей, физических свойств горных пород, пластовых флюидов, содержания и состава различных газов в буровом растворе и т.д.

3. Строение Земли

Геология – это наука о строении, происхождении и развитии планеты Земля, её земной коры, а также о методах изучения её поверхности и полезных ископаемых.

С давних времён известно, что наша планета состоит из трёх основных слоёв - земной коры, мантии и ядра.

Земная кора является плотной каменной оболочкой планеты, которая покрывает всю её поверхность. На разных участках рельефа земная кора имеет различную толщину, например, в местах расположения океанов и морей её толщина составляет не более 15 километров, а других местах может достигать до 75 километров.

Земная кора включает в себя три слоя:

1. осадочный (10-15 км в основном осадочных пород);

2. гранитный (5-15 км метаморфических пород, по свойствам схожих с гранитом);

3. базальтовый (10-35 км магматических пород).

В состав земной коры входят многие химические вещества, такие как: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний, водород, хлор, азот, барий и др.

Больше половины от состава занимает кислород, на втором месте кремний, около 25%, остальное приходится на оставшиеся элементы.

Непосредственно под земной корой располагается следующий слой – мантия. Мантия имеет толщину около 3000 км и имеет температуру около 2000°C, но тем не менее большая часть вещества мантии сохраняет твердое кристаллическое состояние из-за высокого давления.
На глубине около 200 км располагается подвижный верхний слой мантии – астеносфера, толщиной 100-250 км. Именно из-за этого слоя мантии происходят извержения вулканов и формирование залежей полезных ископаемых.

В состав мантии входят около 90% оксидов магния, кремния и железа, а также примерно 10% представлены окислами кальция, алюминия и натрия.
Под мантией находится центральная часть планеты Земля – ядро, оно имеет форму шара радиусом около 3500 км и располагается на глубине 2900 км от поверхности Земли.
Считается, что ядро состоит из двух слоев — твердого внутреннего ядра (радиусом около 1300 км) и жидкого внешнего (около 2200 км). Внутреннее ядро словно бы плавает во внешнем жидком слое. Из-за этого плавного движения вокруг Земли образуется ее магнитное поле (именно оно защищает планету от опасных космических излучений, и на него реагирует стрелка компаса). Ядро — самая горячая часть нашей планеты. Долгое время считалось, что температура его достигает, предположительно, 4000-5000°C. Однако в 2013 году ученые провели лабораторный эксперимент, в ходе которого определили температуру плавления железа, которое, вероятно, входит в состав внутреннего земного ядра. Так выяснилось, что температура между внутренним твердым и внешним жидким ядром равна температуре поверхности Солнца, то есть около 6000 °C. Строение нашей планеты — одна из множества неразгаданных человечеством тайн. Большая часть информации о нем получена косвенными методами, еще ни одному ученому не удалось добыть образцы земного ядра. Изучение строения и состава Земли по-прежнему сопряжено с непреодолимыми трудностями, но исследователи не сдаются и ищут новые способы добыть достоверные сведения о планете Земля. [12]

4. Оболочки Земли

Всем давно известно, что планета Земля имеет оболочки или другими словами - сферы, наиболее известными являются: атмосфера, биосфера, гидросфера и литосфера, но также есть ещё и пиросфера и центросфера.

Атмосфера – это внешняя воздушная оболочка нашей планеты, она состоит из совокупности газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Благодаря атмосфере удерживается кислород и фильтруется большая часть ультрафиолетового излучения, вредящего живым организмом.

Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя—на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).

Средняя высота тропосферы—10 км. Ее масса составляет 75% всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Над тропосферой на 80 км поднимается стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои.

Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей. [10]

Биосфера – это биологическая оболочка, состоящая из частей Земли, на которых существует жизнь.

Поскольку жизнь существует на суше, в воздухе и в воде, биосфера перекрывает все эти сферы. Хотя биосфера имеет высоту около 20 километров, почти вся жизнь сосредоточена примерно от 500 м ниже поверхности океана до 6 км над уровнем моря.

Биосфера существует около 3,5 миллиардов лет. Самые ранние жизненные формы биосферы, называемые прокариотами, выживали без кислорода. Древние прокариоты включали одноклеточные организмы, такие как бактерии и археи.

Биосферу иногда считают одной большой экосистемой – сложным сообществом живых и неживых компонентов, функционирующих как единое целое. Однако чаще всего биосфера описывается как совокупность множества экологических систем.[11]

Гидросфера – это водная оболочка планеты, занимающая около 71% поверхности земного шара, так как включает в себя все крупные и мелкие водоёмы, а также воду, находящуюся под землёй (грунтовые воды) и в воздухе (туман). Гидросфера имеет замерзшую часть - криосферу, представленную ледниками, айсбергами и т.д.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды. [11]

Литосфера – самая твёрдая оболочка нашей планеты, она включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии. Толщина литосферы колеблется примерно 40 км до 280 км, составные компонентами являются: песок с пляжей, горные породы и т.д.

Известно два типа литосферы: первая континентальная литосфера, которая связана с континентальной корой, вторая - океаническая связана с океанической корой и немного плотнее континентальной литосферы.

Наиболее известной особенностью, связанной с литосферой Земли, является тектоническая активность, которая описывает взаимодействие огромных плит литосферы, называемых тектоническими плитами.

Литосфера разделена на тектонические плиты, которые соединяются между собой как зазубренная головоломка. Эти плиты не имеют постоянного расположения; они медленно двигаются. Большая часть тектонической активности происходит на границах этих плит, где они могут сталкиваться, разрываться или пододвигаться друг под друга. Движение тектонических плит стало возможным благодаря тепловой энергии от мантийной части литосферы. Тепловая энергия делает твердую литосферу более эластичной. [11]

Чтобы понять каким образом геологи создали модель строения Земли, надо знать основные свойства и их параметры, характеризующие все части Земли. К таким свойствам (или характеристикам) относятся: 1. Физические - плотность, упругие магнитные свойства, , давление и температура. 2. Химические - химический состав и химические соединения, распределение химических элементов в Земле.

Содержание

Глава 1. Строение Земли.
1.1. Внутреннее строение Земли.
1.2. Типы Земной коры.
Глава 2. Состав Земли.
2.1. Атмосфера Земли.
2.2. Гидросфера Земли
2.3. Тепловая энергия Земли.
Заключение
Список используемой литературы

Работа содержит 1 файл

Внутреннее строение Земли.doc

Глава 1. Строение Земли.

1.1. Внутреннее строение Земли.

1. Физические - плотность, упругие магнитные свойства, , давление и температура.

2. Химические - химический состав и химические соединения, распределение химических элементов в Земле.

Исходя из этого, определяется выбор методов исследования состава и строения Земли. Кратко рассмотрим их.

Прежде всего, отметим, что все методы разделяются на:

прямые - опираются на непосредственное изучение минералов и горных пород и их размещении в толщах Земли;
косвенные - основаны на изучении физических и химических параметров минералов, пород и толщ с помощью приборов.

Прямыми методами мы можем изучить лишь верхнюю часть Земли, т.к. самая глубокая скважина (Кольская) достигла~12 км. О более глубоких частях можно судить по вулканическим извержениям.

Глубинное внутреннее строение Земли изучается косвенными методами, в основном комплексом геофизических методов. Рассмотрим основные из них.

1.Сейсмический метод (греч. сейсмос - трясение) - опирается на явление возникновения и распространения упругих колебаний (или

сейсмических волн) в различных средах. Упругие колебания возникают в Земле при землетрясениях, падениях метеоритов или взрывах и начинают распространяться с разной скоростью от очага их возникновения (очага землетрясения) до поверхности Земли. Выделяют два типа сейсмических волн:

1-продольные P-волны (самые быстрые), проходят через все среды - твердые и жидкие;

2-поперечные S-волны, более медленные и проходят только через твердые среды.

Сейсмические волны при землетрясениях возникают на глубинах от 10 км до 700 км. Скорость сейсмических волн зависит от упругих свойств и плотности горных пород, которые они пересекают. Достигая поверхности Земли, они как бы просвечивают ее и дают представление о той среде, которую пересекли. Изменение скоростей дает представление о неоднородности и расслоенности Земли. Кроме изменения скоростей, сейсмические волны испытывают преломление, проходя через неоднородные слои или отражение от поверхности, разделяющей слои.

2.Гравиметрический метод основан на изучении ускорения силы тяжести D g, которое зависит не только от географической широты, но и от плотности вещества Земли. На основании изучения этого параметра установлена неоднородность в распределении плотности в разных частях Земли.

3.Магнитометрический метод - основан на изучении магнитных свойств вещества Земли. Многочисленные измерения показали, что различные горные породы отличаются друг от друга по магнитным свойствам. Это приводит к образованию участков с неоднородными магнитными

свойствами, которые позволяют судить о строении Земли.

Сопоставляя все характеристики, ученые создали модель строения Земли, в которой выделяют три главные области (или геосферы):

1-Земная кора, 2-Мантия Земли, 3-Ядро Земли.

Каждая из них в свою очередь разделяется на зоны или слои. Рассмотрим их и основные параметры суммируем в таблице.

1.Земная кора. Толщина Земной коры (внешней оболочки) изменяется от нескольких километров (в океанических областях) до нескольких десятков километров (в горных районах материков). Сфера земной коры очень небольшая, на ее долю приходится всего около 0,5% общей массы планеты.

Глубина поверхностираздела, км Название границы Скорость распространения

Ядро переходная слой F

внутреннее слой G

Таблица 1.1. Внутреннее строение Земли.

От низлежащей мантии земную кору отделяет во вмогом еще загадочный Слой Мохо (назван так в честь сербского сейсмолога Мохоровичича, открывшего его в 1909 году), в котором скорость распространения сейсмических волн скачкообразно увеличивается.

2.Мантия Земли подразделяется на верхнюю (со слоями: В и С) и нижнюю (слой D).

На долю Мантии приходится около 67% общей массы планеты. Твердый слой верхней мантии, распространяющийся до различных глубин под океанами и континентами, совместно с земной корой называют литосферой - самой жесткой оболочкой Земли. Под ней отмечен слой, где наблюдается некоторое уменьшение скорости распространения сейсмических волн, что говорит о своеобразном состоянии вещества. Этот слой, менее вязкий и более пластичный по отношению к выше и ниже лежащим слоям, называют астеносферой. Считается, что вещество мантии находится в непрерывном движении, и высказывается предположение, что в относительно глубоких слоях мантии с ростом температуры и давления происходит переход вещества в более плотные модификации.

В нижней мантии на глубине 2900 км отмечается резкий скачок не только в скорости продольных волн, но и в плотности, а поперечные волны сдесь исчезают совсем, что указывает на смену вещественного состава пород. Это внешняя граница ядра Земли.

3. Ядро - подразделяется на внешнее (слой Е) и внутреннее (слой G), между которыми располагается переходная зона - слой F.

Земное ядро открыто в 1936 году. Получить его изображение было

чрезвычайно трудно из-за малого числа сейсмических волн, достигавших его и возвращавшихся к поверхности. Кроме того, экстремальные температуры и давления ядра долгое время трудно было воспроизвести в лаборатории.

Железо - элемент, который соответствует сейсмическим свойствам ядра и обильно распространен во Вселенной, чтобы представить в ядре планеты приблизительно 35% ее массы. По современным данным, внешнее ядро представляет собой вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля, хорошо проводящие электричество. Именно с ним связывают происхождение земного магнитного поля, считая, что, электрические токи, текущие в жидком ядре, создают глобальное магнитное поле. Слой мантии, находящийся в соприкосновении с внешним ядром, испытывает его влияние, поскольку температуры в ядре выше, чем в мантии. Местами этот слой порождает огромные, направленные к поверхности Земли тепломассопотоки - плюмы.

Внутреннее твердое ядро не связано с мантией. Полагают, что его твердое состояние, несмотря на высокую температуру, обеспечивается гигантским давлением в центре Земли. Высказываются предположения о том, что в ядре помимо железоникелевых сплавов должны присутствовать и более легкие элементы, такие как кремний и сера, а возможно, кремний и кислород. Вопрос о состоянии ядра 3емли до сих пор остается дискуссионным. По мере удаления от поверхности увеличивается сжатие, которому подвергается вещество. Расчеты показывают, что в земном ядре давление может достигать 3 млн. атм. При зтом многие вещества как бы металлизируются - переходят в металлическое состояние.

Границей между мантией и ядром называется раздел Гуттенберга.

О химическом составе Земли и ее геосфер дают представление:

1- химический состав земной коры,

2 - химический состав метеоритов.

Химический состав земной коры изучен достаточно детально – известен ее валовый химический состав и роль химических элементов в минерало- и породообразовании. Труднее обстоит дело с изучением химического состава мантии и ядра. Прямыми методами мы этого пока сделать не можем. Поэтому применяют сравнительный подход. Исходным положением является предположение о протопланетном сходстве между составом метеоритов, упавших на землю, и внутренних геосфер Земли.

Все метеориты, попавшие на Землю, по составу делятся на типы:

1-железные, состоят из Ni и 90% Fe;

2-железокаменные (сидеролиты) состоят из Fe и силикатов,

3-каменные, состоящие из Fe-Mg силикатов и включений никелистого железа.

На основании анализа метеоритов, экспериментальных исследований и теоретических расчетов ученые предполагают (по таблице), что химический состав ядра - это никелистое железо. Правда, в последние годы высказывается точка зрения, что кроме Fe-Ni в ядре могут быть примеси S, Si или О. Для мантии химический спектр определяется Fe-Mg силикатами, т.е. своеобразный оливино-пироксеновый пиролит слагает нижнюю мантию, а верхнюю - породы ультраосновного состава.

Химический состав земной коры включает максимальный спектр химических элементов, который выявляется в многообразии минеральных видов, известных к настоящему времени. Количественное соотношение между химическими элементами достаточно велико. Сравнение наиболее распространенных элементов в земной коре и мантии показывает, что ведущую роль играют Si, Al и О₂.

Таким образом, рассмотрев основные физические и химические

характеристики Земли, мы видим, что их значения неодинаковы, распределяются зонально. Тем самым, давая представление о неоднородном строении Земли.

1.2. Типы Земной коры.

Рассмотренные нами ранее типы горных пород - магматические, осадочные и метаморфические участвуют в строении земной коры. По своим физико-химическим параметрам все породы земной коры группируются в три крупных слоя. Снизу вверх это: 1-базальтовый, 2-гранито-гнейсовый, 3-осадочный. Эти слои в земной коре размещены неравномерно. Прежде всего, это выражается в колебаниях мощности каждого слоя. Кроме того, не во всех частях наблюдается полный набор слоев. Поэтому более детальное изучение позволило по составу, строению и мощности выделить четыре типа земной коры: 1-континентальный, 2-океанский, 3-субконтинентальный, 4-субокеанский.

1. Континентальный тип- имеет мощность 35-40 км до 55-75 км в горных сооружениях, содержит в своем составе все три слоя. Базальтовый слой состоит из пород типа габбро и метаморфических пород амфиболитовой и гранулитовой фаций. Называется он так потому, что по физическим параметрам он близок базальтам. Гранитный слой по составу - это гнейсы и

2.Океанский тип - резко отличается от континентального мощностью (5-20 км, средняя 6-7 км) и отсутствием гранито-гнейсового слоя. В его строении участвуют два слоя: первый слой осадочный, маломощный (до 1 км), второй слой - базальтовый. Некоторые ученые выделяют третий слой, который является продолжением второго, т.е. имеет базальтовый состав, но сложен ультраосновными породами мантии, подвергшихся серпентинизации.

3.Субконтинентальный тип - включает все три слоя и этим близок к континентальному. Но отличается меньшей мощностью и составом гранитного слоя (меньше гнейсов и больше вулканических пород кислого состава). Этот тип встречается на границе континентов и океанов с интенсивным проявлением вулканизма.

4. Субокеанский тип - располагается в глубоких прогибах земной коры (внутриконтинентальные моря типа Черного и Средиземного). От океанского типа отличается большей мощностью осадочного слоя до 20-25 км.

Проблема формирования земной коры.

По Виноградову- процесс формирования земной коры происходил по принципу зонной плавки. Суть процесса: вещество Протоземли, близкое к метеоритному, в результате радиоактивного прогрева расплавлялось и более легкая силикатная часть поднималась к поверхности, а Fe-Ni концентрировалась в ядре. Таким образом, происходило формирование геосфер.

Содержание работы

Введение 3
1. Строение Земли и ее происхождение 4
2. Образование минералов и горных пород (геологические процессы) 9
3. Формы залегания горных пород 15
4. Происхождение углей. Формы залегания угольного пласта 19
5. Поиск и разведка угольных месторождений 23
6. Общие сведения о Кузнецком угольном бассейне 26

Содержимое работы - 1 файл

Строение Земли и ее происхождение.doc

Одна из важнейших задач геологии – прогнозирование залежей минерального сырья, составляющего основу экономической мощи государства. Этим занимается наука о месторождениях полезных ископаемых , в сферу которой входят как рудные и нерудные ископаемые, так и горючие – нефть, газ, уголь, горючие сланцы.

В данной работе рассмотрены общие положения о строении и происхождении планеты Земля, исследованы геологические процессы образования минералов и горных пород, описаны формы залегания угольного пласта, исследованы методы поиска и разведки угольных месторождений, рассмотрены общие сведения о Кузнецком угольном бассейне.

Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру , массе и плотности среди планет земной группы .

Форма Земли ( геоид ) близка к сплюснутому эллипсоиду . Средний диаметр планеты примерно равен 12 742 км. Высшей точкой твердой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря ), а глубочайшей – Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря) 1 .

Масса Земли приблизительно равна 5,98×10 24 кг.

Земля имеет слоистое внутреннее строение.

Геологические слои Земли по глубине от поверхности:

1. Земная кора – это внешняя твердая оболочка Земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн – границей Мохоровичича . Бывает два типа коры:

Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30 – 50 км на континентах. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя:

осадочный чехол ;
гранитный ;
базальтовый .

Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава , плюс осадочный чехол.

Мантия – это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами – породами , состоящими из силикатов магния , железа , кальция и др. Мантия составляет 67% всей массы Земли и около 83% всего объема Земли. Она простирается от глубин 5 – 70 километров ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км 2 .
Ядро – центральная, наиболее глубокая часть Земли, находящаяся под мантией и, предположительно, состоящая из железо - никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов . Глубина залегания – 2900 км. Средний радиус сферы – 3,5 тыс. км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона. Температура в центре ядра Земли достигает 5000 С, плотность около 12,5 т/м³, давление до 361 ГПа. Масса ядра – 1,932×10 24 кг.

Рис. 1.1. Строение Земли

Согласно теории тектонических плит, внешняя часть Земли состоит из двух слоев:

литосфера , включает земную кору, и затвердевшие верхние части мантии ;
астеносфера , включает в себя внутреннюю часть мантии. Астеносфера ведет себя как перегретая и чрезвычайно вязкая жидкость.

Помимо твердой внешней оболочки – литосферы выделяют также водную оболочку – гидросферу и воздушную оболочку – атмосферу.

Гидросфера – совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане , значительно меньше – в континентальной речной сети и подземных водах . Также большие запасы воды имеются в атмосфере , в виде облаков и водяного пара. Часть воды находится в твердом состоянии в виде ледников , снежного покрова , и в вечной мерзлоте , слагая криосферу .

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая планету Земля . Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли.

Биосфера – это совокупность частей земных оболочек ( лито– , гидро– и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Согласно современным научным представлениям, Земля и другие планеты Солнечной системы , сформировались 4,54 млрд. лет назад из протопланетарного диска пыли и газа, оставшегося после формирования Солнца . Многочисленные результаты исследования земной коры (химический состав и структура горных пород, их распределение по глубине, содержание радиоактивных изотопов, остатков ископаемых живых организмов) позволили установить картину формирования и развития планеты, определить возраст биосферы. Вся история существования Земли подразделяется на временные отрезки, для каждого из которых характерны определенные физические, химические, климатические условия, а также этапы эволюции живой природы 3 .

Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях – формироваться озоновый слой . Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток – эукариотов . Настоящие многоклеточные организмы, состоящие из группы клеток, стали все больше приспосабливаться к окружающим условиям. Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли.

Поскольку поверхность планеты постоянно изменялась в течение сотен миллионов лет, континенты появлялись и разрушались. Континенты перемещались по поверхности, порой собираясь в суперконтинент . Приблизительно 750 млн. лет назад, самый ранний из известных суперконтинентов – Родиния , стал раскалываться на части. Позже континенты объединились в Паннотию (600 – 540 млн. лет назад), затем в последний из суперконтинентов – Пангею , который распался 180 миллионов лет назад.

В 1960 году была выдвинута гипотеза Snowball Earth (Земля-снежок), утверждающая, что в период между 750 и 580 млн. лет назад Земля была полностью покрыта льдом 4 . Эта гипотеза объясняет кембрийский взрыв , когда резко ускорилось распространение многоклеточных форм жизни.

После кембрийского взрыва, около 535 млн. лет назад, было пять массовых вымираний. Последнее массовое вымирание случилось 65 млн. лет назад, когда, вероятно, падение метеорита привело к исчезновению динозавров (не птиц) и других крупных рептилий, но обошло мелких зверей, таких как млекопитающие , которые тогда напоминали землероек . В течение последних 65 миллионов лет, развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих, и несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способность прямохождения . Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге. Развитие земледелия, а затем цивилизации, в короткие сроки позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни, влиять на природу и численность других видов.

Минералы – это природные химические соединения, возникающие при различных химических и физико-химических процессах, протекающих в земной коре.

Горные породы – это природные образования, слагающие разнообразные геологические тела, из которых построена земная кора (литосфера). Они представляют собой закономерные сочетания или механические смеси различных по составу кристаллических минеральных зерен, наряду с которыми могут присутствовать аморфное вещество и органические остатки; к горным породам относятся встречающиеся в земной коре смеси жидких минеральных веществ (неорганических и органических) 5 .

Читайте также: