Что такое ядро в географии 6 класс определение кратко
Обновлено: 05.07.2024
Что такое ядро Земли? Вы, возможно, помните из школы, что Земля состоит из слоев и заполнена расплавленной магмой. Вы когда-нибудь задумывались, как это проверяли, ведь люди не пробивают внешний слой? Учитывая, что наша планета вращается вокруг Солнца, не должны ли эти жидкие слои давно смешаться? Ниже вы найдете объяснение таких понятий, как ядро Земли или литосфера, а также узнаете о структуре геологических слоев.
Ядро Земли - это центральная часть земного шара, лежащая в самом центре. Вероятно, оно состоит в основном из железа и никеля. Ядро также включает относительно небольшие примеси других веществ, таких как сера или золото. Ядро Земли окружено полужидкой мантией. Поскольку оболочка в основном состоит из соединений кремния и магния. Над ней находится относительно тонкая кора, которая в сочетании с затвердевшими верхними слоями мантии известна как литосфера - твердая и жесткая оболочка Земли. Именно на этой внешней оболочке находится все живое известное человеческой науке.
Физические свойства ядра Земли
Есть много проблем с разгадыванием секретов ядра Земли, но расстояние от поверхности не входит в их число. Насколько глубоко ядро Земли? Внешний слой начинается всего в 2900 км от уровня моря, а радиус нашей планеты составляет 6371 км.
Давление и тепло возрастают по мере приближения к внутренней части планеты. Температура в шахте на глубине 4 км составляет 60 градусов по Цельсию, а на дне самой глубокой скважины (более 12 км) - 180. Жара поднимается примерно на 25 градусов на километр в глубину. На внешнем слое мантии она достигает около 1000 градусов по Цельсию. Только в ядре Земли температура составляет около 6000 по Цельсию - немного ниже, чем на поверхности Солнца.
Из чего состоит ядро Земли?
Если вы сравните структуру Земли со структурой яйца, человечество только поцарапало поверхность его скорлупы. Геологи должны изучать факты о структуре планеты косвенно: это то, насколько велико ядро Земли, химический состав внутренней части нашей планеты и скорость ее вращения. Из-за огромного давления (несколько миллионов атмосфер) и температуры внутри Земли проникнуть в нее никак нельзя. Однако выводы можно сделать из наблюдений.
Ядро Земли состоит из двух слоев - внешнего и внутреннего, разделенных так называемым разрывом Лемана . Внешний слой состоит в основном из жидкого природного сплава железа и никеля, нагретого до 4500-5500 градусов Цельсия. Внутреннее ядро Земли состоит в основном из железа - это сфера диаметром 1220 километров. Геофизики говорят, что ядро Земли - это плазменный шар, который ведет себя как твердое тело - из-за огромного давления.
Радиус ядра Земли составляет 3740 км - это вдвое больше Луны и немного больше Меркурия. Несмотря на скромные размеры, масса ядра Земли составляет около 1,85 триллиона тонн - почти треть массы всей планеты. Из этого можно сделать вывод, что оно состоит из тяжелых элементов, но если бы они были чрезвычайно радиоактивными, жизнь на Земле не могла бы возникнуть. Это еще одно предположение, которое, по мнению геологов, состоит в том, что ядро Земли сделано из железа.
Разрастается ли ядро Земли?
По мере охлаждения Земли ее внутреннее ядро увеличивается в толщине. Оно расширяется на 1 миллиметр в год - очень медленно ее внешние слои затвердевают и превращаются в мантию. Это заставляет внутреннее ядро также расширяться. Однако в местах столкновения тектонических плит тепло из мантии уходит в земную кору, которая охлаждает мантию и ядро под ней. Процесс охлаждения идет очень медленно - Солнечная система, скорее всего, прекратит свое существование до того, как затвердеет ядро Земли.
Сама планета старше ядра Земли. Температура там указывает на то, что в начале формирования нашего земного шара это был шар из раскаленной породы. Огромная радиоактивность и высокая температура, сопровождавшие образование Солнечной системы, привели к тому, что Земля нагрелась до 1500 градусов по Цельсию - точки плавления железа через 500 миллионов лет. В результате более легкие элементы, такие как силикаты или соединения кислорода, могли выйти наверх, а капли никеля и железа тянулись вниз под действием силы тяжести. Так образовалось ядро Земли.
Как мы изучаем самый глубокий слой Земли?
Метеориты также дают ключ к разгадке химического состава ядра Земли. Большинство этих объектов в Солнечной системе происходят из пояса астероидов между Марсом и Юпитером и, вероятно, образовались одновременно с Землей. Благодаря исследованиям метеоритов мы можем больше узнать о формировании нашей планетной системы и ядра нашей планеты.
Ядро Земли еще мало изучено, но оно имеет решающее значение для жизни на Голубой планете. Хотя мы не можем напрямую изучать ядро Земли, оно оказывает прямое влияние на нашу жизнь и здоровье.
Ядро́ Земли́ — центральная, наиболее глубокая часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли 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 (3,7 млн атм). Масса ядра — 1,932·10 24 кг.
Известно о ядре очень мало — вся информация получена косвенными геофизическими или геохимическими методами. Образцы вещества ядра недоступны.
Содержание
Обычное заблуждение
Иногда утверждается [кем?] , что источником магнитного поля Земли является железо ядра. Это заблуждение основано на представлении обывателей о постоянном магните. На самом деле ферромагнитные свойства железа (да и любого металла вообще) пропадают выше точки Кюри. Источником магнитного поля Земли является движущийся проводник — жидкий металл или водород.
История изучения
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 12 мая 2011.
Вероятно, одним из первых предположение о существовании внутри Земли области повышенной плотности высказал Генри Кавендиш, который вычислил массу и среднюю плотность Земли и установил, что она значительно больше, чем плотность, характерная для пород, выходящих на земную поверхность.
Существование было доказано в 1897 году немецким сейсмологом Э. Вихертом, а глубина залегания (2900 км) определена в 1910 году американским геофизиком Б. Гутенбергом.
Основоположник геохимии В. М. Гольдшмидт в 1922 году предположил, что ядро образовалось путём гравитационной дифференциации первичной Земли в период её роста или позже.
Альтернативную гипотезу, что железное ядро возникло ещё в протопланетном облаке, развивали немецкий учёный А. Эйкен (1944), американский учёный Е. Орован и советский учёный А. П. Виноградов (1960-е—70-е годы).
В 1941 году Кун и Ритман, основываясь на гипотезе идентичности состава Солнца и Земли и на расчетах фазового перехода в водороде, предположили, что земное ядро состоит из металлического водорода. Эта гипотеза не прошла экспериментальную проверку. Эксперименты по ударному сжатию показали, что плотность металлического водорода примерно на порядок меньше, чем плотность ядра. Однако позже эта гипотеза была адаптирована для объяснения строения планет-гигантов — Юпитера, Сатурна и других. Сейчас [когда?] предполагается, что магнитное поле таких планет возникает именно в металлическом водородном ядре.
Кроме того В. Н. Лодочников и У. Рамзай предположили, что нижняя мантия и ядро имеют одинаковый химический состав — на границе ядро-мантия при 1.36 Мбар мантийные силикаты переходят в жидкую металлическую фазу (металлизованное силикатное ядро).
Состав ядра
Состав ядра непосредственно неизвестен, и может быть предположительно оценён из нескольких источников. Во-первых, видимо, наиболее близкими веществу ядра образцами являются железные метеориты, которые, представляют собой фрагменты ядер астероидов и протопланет. Однако железные метеориты не могут быть полностью эквивалентны веществу земного ядра, так как они образовались в гораздо меньших телах, а значит при других физико-химических параметрах.
С другой стороны, из данных гравиметрии известна плотность ядра, и это накладывает на его состав дополнительные ограничения. Так как плотность ядра примерно на 10 % меньше, чем плотность сплавов железо-никель, то предполагается, что ядро Земли содержит больше легких элементов, чем железные метеориты.
Наконец, состав ядра можно оценить, исходя из геохимических соображений. Если каким-либо образом рассчитать первичный состав Земли и вычислить, какая доля элементов находится в других геосферах, то тем самым можно построить оценки состава ядра. Большую помощь в таких вычислениях оказывают высокотемпературные и высокобарические эксперименты по распределению элементов между расплавленным железом и силикатными фазами.
О.Г. Сорохтин предложил гипотезу о составе внешнего ядра из так называемого "ядерного вещества", не существующего при нормальных условиях. "Ядерное вещество" представляет собой оксид одновалентного железа Fe2O. При давлении 250-300 ГПа "ядерное вещество" разлагается на железо и кислород, поэтому внутреннее ядро, давление в котором превышает упомянутое значение, состоит из железа с примесью никеля. По мнению Сорохтина, со временем оксиды железа из мантии Земли под действием силы тяжести опускаются в ядро, превращаясь в "ядерное вещество". При этом выделяется кислород, причём по мере уменьшения количества оксидов железа в мантии его выделяется всё больше. Часть этого кислорода поступает в атмосферу. До начала фанерозоя кислорода образовывалось крайне мало, затем увеличение его концентрации в атмосфере вызвало резкий всплеск развития жизни на Земле ("кембрийский взрыв"). Но именно ещё большее увеличение парциального давления кислорода в атмосфере Земли через 500-600 миллионов лет (до значения порядка 0,5 МПа) вызовет глобальное потепление и вымирание всех живых организмов, а затем и полное выкипание океана задолго до превращения Солнца в красный гигант.
| Источник | Si, wt.% | Fe, wt.% | Ni, wt.% | S, wt.% | O, wt% | Mn, ppm | Cr, ppm | Co,ppm | P, ppm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allegre et al., 1995 | 7.35 | 79.39 | 4.87 | 2.30 | 4.10 | 5820 | 7790 | 2530 | 3690 |
| Mc Donough, 2003 | 6.0 | 85.5 | 5.20 | 1.90 | 0 | 300 | 9000 | 2500 | 2000 |
Литература
См. также
Ссылки
1) Кора (Континентальная кора · Океаническая кора): Осадочный слой • Верхняя кора • Граница Конрада • Нижняя кора • Литосфера (Литосферные плиты) • Поверхность Мохоровичича
2) Мантия: Верхняя мантия (Астеносфера) • Сейсмический раздел 660 км • Нижняя мантия • Граница Гутенберга
3) Ядро: Внешнее ядро • Внутреннее ядро
Ядром Земли называют наиболее глубоко расположенную центральную часть планеты. А поскольку добраться до него не представляется возможным, то все исследования ядра проводятся косвенными методами. И тем не менее, с высокой долей вероятности можно утверждать, что центральная часть планеты изучена довольно не плохо. Хотя этого, конечно же, мало.
Свойства ядра Земли
Внешняя часть ядра находится на глубине 2900 км. Само же оно имеет радиус 3500 км. Предположительно, состоит ядро из сплава железа и никеля, с примесью различных элементов (серы, кислорода, кремния, хрома, фосфора и других). Всё это находится под огромной температурой, около 5-6 тысяч градусов, а потому представляет собой достаточно однородную массу. И поскольку ядро железное, по большей части, то весит оно довольно много. На него приходится 1/3 часть массы планеты.
Само же ядро разделено на 2 части: внутреннюю и внешнюю.
Внутреннее ядро находится в твёрдом состоянии. Его радиус составляет 1300 км. Температура на внешней его части колеблется в районе 6000 градусов, а какова температура в центре - остаётся лишь догадываться, но вряд ли они сильно отличаются. Внутреннее ядро обладает высокой плотностью (около 12 тонн на кубический метр) и находится под огромным давлением.
Внешнее ядро находится в жидком состоянии. И большая часть земного ядра приходится именно на него. Внешнее ядро играет роль некой оболочки для внутреннего, обтекая его со всех сторон. И толщина этого слоя Земли составляет примерно 2200 км. Иногда между двумя такими различными частями ядра существует переходная зона, обладающая свойствами каждой из частей.
Значение ядра Земли
Невозможно с уверенностью утверждать, какое влияние оказывает ядро на планету. Ведь оно плохо изучено, а потому если мы и знаем что-то о нём, то это лишь крохи информации. Но всё же, одну очень важную его функцию мы знаем. Магнитное поле, защищающее нашу планету от солнечного и космического излучения, образовано именно ядром. Если быть точным, внешней его частью, жидкой. Образуется геомагнитное поле благодаря движению жидкости в ней. Получается, ядро как батарейка для планеты: перестанет вращаться - и планета лишится своей защиты.
Мантия планеты
Земная мантия разделяется на верхнюю и нижнюю, поскольку два этих слоя имеют различные свойства. Вместе они имеют толщину 2900 км.
Полезные ископаемые
Месторождения полезных ископаемых формируются в результате различных геологических процессов, происходящих под толщей земли.
С помощью сейсмического метода было установлено, что недра нашей планеты разделены на несколько оболочек: ядро , мантию и земную кору .
Внутреннее строение Земли можно сравнить с яблоком (земная кора — кожура, мантия — мякоть, ядро — сердцевина)
Ядро — центральная часть земного шара. В нём очень высокое давление и температура \(+\)\(4000\)°С — \(+\)\(5000\)°С. Ядро состоит из самого плотного и тяжёлого вещества, предположительно железа. На ядро приходится \(30\)% массы Земли, но только \(15\)% её объёма.
Ядро располагается на глубине более \(2900\) км и имеет радиус около \(3550\) км (внутреннее ядро — \(1300\) км, внешнее — \(2250\) км).
Внутренняя , твёрдая часть ядра как бы плавает во внешнем , жидком слое. Благодаря этому движению вокруг Земли возникает магнитное поле . Оно защищает жизнь на нашей планете от вредных космических лучей. На магнитное поле реагирует стрелка компаса.
Мантия (от греч. покрывало, плащ) — самая большая из внутренних оболочек Земли. На мантию приходится основной объём (более \(80\)%) и большая часть массы (почти \(70\)%) нашей планеты. Толщина мантии около \(2900\) км.
Вещество мантии твёрдое, но менее плотное, чем вещество ядра. Давление и температура мантии (в среднем
В верхней части мантии есть слой ( астеносфера ), где вещество частично расплавлено и пластично. По этому слою перемещаются твёрдые слои, лежащие выше.
Земная кора — твердая и самая тонкая наружная оболочка Земли: ее наибольшая мощность (\(8\) — \(40\) км) в \(90\) раз меньше радиуса Земли. На долю земной коры приходится менее \(1\)% массы земного шара и около \(5\)% объёма.
В составе земной коры преобладают кислород, кремний, алюминий и железо. Температура в земной коре, начиная с глубины \(20\) — \(30\) км, постепенно возрастает в среднем на \(3\)°С на каждые \(100\) м.
Лобжанидзе А. А. География. Планета Земля. 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений с прил. на электрон. носителе. — М. : просвещение, 2013. — 159 с.
В строении каждой планеты предусмотрено ядро. В большинстве случаев оно многослойное. Это своеобразный фундамент для шарообразного небесного тела. Вещества, находящиеся в составе ядра, обладают необычными свойствами. К примеру, железо, которое находится на огромнейшей глубине в центральной части планеты, может преобразовываться в кристаллы либо находиться в жидком состоянии.
Что такое ядро Земли
Это наиболее глубоко расположенная центральная часть земного шара находящаяся под мантией нашей планеты состоящая в основном из железного и никелевого сплава. При этом оно состоит из двух слоев.
Процедура изучения свойств и состав ядра — задача не из легких, так как оно находится на глубине в 2900 км. Опускаясь в недра планеты, с каждым километром увеличивается температура, из-за чего электронные приборы и техническое оборудование выходят из строя.
Пройдя сквозь литосферу, следует преодолеть слой раскаленной мантии. Самое глубокое бурление к центру нашей планеты было создано на Кольском полуострове еще в 1991 году. Глубина этой скважины составляет 12 262 метров, а температура здесь превышает 200°С. В 2000 году был разработан проект зонда, с помощью которого можно было бы изучить недра Земли. Но для создания этого прибора необходимо взорвать несколько ядерных бомб, после чего залить туда большое количество жидкого металла. Кроме этого, в основе зонда должен быть материал, способный выдержать температуру в +2000°-+3000°С.
Все известные параметры центральной части Земли были получены в результате наблюдений за изменениями сейсмической волны. Также ученые следят за магнитным полем, что позволяет исследовать вращение ядра.
Состав и структура
Несмотря на сложности при исследовании центральной части нашей планеты, ученым удалось выяснить физические параметры “сердца” земного шара. Основным материалом, который образует центральный участок нашей планеты, является железо в жидком и кристаллообразном виде. Ученые полагают, что в составе центра нашего небесного тела находиться также никель.
Радиус
Средняя окружность сферы ядра составляет 3500 км. Радиус внутренней твердой части равна 1300 км. Толщина верхнего жидкого слоя не превышает 2200 км.
Расстояние до ядра Земли
Достичь наиболее глубокий центральный участок небесного тела еще никому не удавалось. Лавы, извергающихся вулканов, плавятся на глубине 220-300 км, образование драгоценных пород (бриллиантов) происходит не ниже 500 км. Все, что находится глубже — это тайна. Однако, ученые нашли способ ответить на вопрос “Сколько километров до ядра Земли” с помощью сейсмологии.
Во время землетрясений образуются мощные ударные волны по всей планете. Подобные колебания должны проходить по всей территории земного шара. Но, если толчки от землетрясений происходят на одной стороне планеты, то на противоположной — колебательные волны подавляются. Исследовав эти данные, ученые пришли к выводу, что S-волны реверберируют, сталкиваясь с твердым и жидким слоями.
После того, как специалисты воссоздали карту движений колебательных волн, стало ясно, что на расстоянии 3000 км находятся жидкие породы.
Масса
Наблюдая за гравитационным полем нашего небесного тела, ученые пришли к выводу что масса земного шара составляет 5,9 секстиллионов тонн (59 20 ). Плотность поверхностного слоя меньше, чем общие средние показатели. Это говорит о том, что в недрах планеты находятся твердые и плотные породы. Общий вес жидкого слоя составляет 30% от массы всего шара.
Температура ядра Земли
Известно, что самая глубокая центральная часть нашей планеты состоит из двух слоев: внешнего жидкого и внутреннего твердого. При воздействии давления 3,3 млн атмосфер, температура между ними колеблется в пределах +6000°-+6500°С. Это горячее, чем на Солнце. Внешнее ядро горячее и не остывает, так как от него исходят мощные потоки магмы, которые растекаются в стороны, приближаясь к поверхности мантии. При трении между внешним слоем и центром Земли, температура повышается. Ввиду этих процессов, “сердце” нашей планеты не остывает. Земля не успевает охлаждаться, ее внутренний твердый слой образовывается из охлажденных, кристаллизованных остатков железа. Ученые предполагают, что со временем, весь центральный участок может стать твердым и это станет началом конца.
Магнитное поле
Известно, что надежной защитой от радиационного воздействия Солнца является магнитное поле. Оно генерируется благодаря жидкому слою железа и никеля. Кроме этого, внешний слой “подогревает” мантию на столько сильно, что потоки магмы извергаются вулканами. Активная магнитосфера стала залогом зарождения жизни на земном шаре, в отличие от других небесных тел.
Читайте также: