Внутреннего строения Земли

                                       Введение

В данном реферате рассматривается  внутреннее строение нашей Земли. Рассказывается, из каких слоёв состоит наша планета, как они образовались, какую роль играют в нашей жизни. Показывается, как каждый слой влияет друг на друга, взаимодействие между ними. На первый взгляд, кажется, что внутреннее строение Земли не влияет на жизнедеятельность человека, но на самом деле это не так. Все процессы, которые происходят на нашей планете, возникают в результате изменений внутри Земли. Например: извержение вулканов, наводнение, землетрясение. Наша планета таит в себе много полезных ископаемых, которыми пользуется человек, благодаря им,  мы имеем возможность жить в комфортных условиях, развиваться дальше.  

Цель: исследование внутреннего строения Земли.

Задача: показать, как образовалась наша планета, с каких слоёв она состоит, влияние каждого слоя друг на друга, влияние Земли на деятельность человека. 

Земля как одна из планет Солнечной системы  на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая  малая из планет. Она не ближе  других к Солнцу, но и не обитает  на периферии планетной системы. И всё же Земля обладает одной  уникальной особенностью - на ней есть жизнь. Однако при взгляде на Землю  из космоса это незаметно. Хорошо видны облака, плавающие в атмосфере. Сквозь просветы в них различимы  материки. Большая же часть Земли  покрыта океанами.

Появление жизни, живого вещества - биосферы - на нашей планете явилось следствием её эволюции. Вопрос ранней эволюции Земли  тесно связан с теорией её происхождения. Сегодня известно, что наша планета  образовалась около 4,6 млрд. лет назад. В процессе формирования Земли из частиц протопланетного облака постепенно увеличивалась её масса. Росли силы тяготения, а, следовательно, и скорости частиц, падавших на планету. Кинетическая энергия частиц превращалась в тепло, и Земля всё сильнее разогревалась. При ударах на ней возникали кратеры, причём выбрасываемое из них вещество уже не могло преодолеть земного тяготения и падало обратно.

Чем крупнее  были падавшие тела, тем сильнее  они нагревали Землю. Энергия  удара освобождалась не на поверхности, а на глубине, равной примерно двум поперечникам внедрившегося тела. А  так как основная масса на этом этапе поставлялась планете телами размером в несколько сот километров, то энергия выделялась в слое толщиной порядка 1000 км. Она не успевала излучиться в пространство, оставаясь в недрах Земли. В результате температура  на глубинах 100-1000 км могла приблизиться к точке плавления. Дополнительное повышение температуры, вероятно, вызывал  распад короткоживущих радиоактивных изотопов. По-видимому, первые возникшие расплавы представляли собой смесь жидких железа, никеля и серы. Расплав накапливался, а затем вследствие более высокой плотности просачивался вниз, постепенно формируя земное ядро. 

Строение  земли:

Планета Земля  состоит из тонкой твердой оболочки (кора толщиной 10–100 км), окруженной мощной водной гидросферой и плотной атмосферой. Недра Земли разделяются на три основных области: кору, мантию и ядро. Кора Земли представляет собою верхнюю часть твердой оболочки Земли толщиной от одного (под океанами) до нескольких десятков км. (под материками). Она состоит из осадочных слоев и хорошо известных минералов и горных пород. Более глубокие ее слои состоят из различных базальтов. Под корой находится твердый силикатный слой (предположительно из оливина), называемый мантией, толщиной 1–3 тыс. км, он окружает жидкую часть ядра, центральная часть которого диаметром около 2000 км твердая. 

1.Атмосфера:

Земля, как и большинство других планет, окружена газовой оболочкой –  атмосферой, которая состоит, в основном, из азота и кислорода. Атмосфера начала образовываться вместе с формированием Земли. В процессе эволюции планеты и по мере приближения ее параметров к современным значениям произошли принципиально качественные изменения ее химического состава и физических свойств. Согласно эволюционной модели, на раннем этапе Земля находилась в расплавленном состоянии и около 4,5 млрд. лет назад сформировалась как твердое тело. Этот рубеж принимается за начало геологического летоисчисления. С этого времени началась медленная эволюция атмосферы. Некоторые геологические процессы, (например, излияния лавы при извержениях вулканов) сопровождались выбросом газов из недр Земли. В их состав входили азот, аммиак, метан, водяной пар, оксид СО и диоксид СО₂ углерода. Под воздействием солнечной ультрафиолетовой радиации водяной пар разлагался на водород и кислород, но освободившийся кислород вступал в реакцию с оксидом углерода, образуя углекислый газ. Аммиак разлагался на азот и водород. Водород в процессе диффузии поднимался вверх и покидал атмосферу, а более тяжелый азот не мог улетучиться и постепенно накапливался, становясь основным компонентом, хотя некоторая его часть связывалась в молекулы в результате химических реакций. Под воздействием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов смесь газов, присутствовавших в первоначальной атмосфере Земли, вступала в химические реакции, в результате которых происходило образование органических веществ, в частности аминокислот. С появлением примитивных растений начался процесс фотосинтеза, сопровождавшийся выделением кислорода. Этот газ, особенно после диффузии в верхние слои атмосферы, стал защищать ее нижние слои и поверхность Земли от опасных для жизни ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Согласно теоретическим оценкам, содержание кислорода, в 25 000 раз меньшее, чем сейчас, уже могло привести к формированию слоя озона со всего лишь вдвое меньшей, чем сейчас, концентрацией. Однако этого уже достаточно, чтобы обеспечить весьма существенную защиту организмов от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей.  Ни одна другая планета не обладает атмосферой с таким химическим составом, как у Земли. Атмосфера Земли делится на несколько областей в соответствии с изменением температуры, химического состава, физического состояния и степенью ионизации молекул и атомов воздуха. Плотные, пригодные для дыхания слои земной атмосферы имеют толщину не более 4–5 км. Выше атмосфера очень разрежена: ее плотность уменьшается примерно в три раза на каждые 8 км подъема. При этом температура воздуха сначала в тропосфере уменьшается до 220 К, однако на высоте в несколько десятков километров в стратосфере начинается ее рост до 270 К на высоте около 50 км, где проходит граница со следующим слоем атмосферы – мезосфера (средняя атмосфера). Рост температуры в верхней стратосфере происходит из-за нагревающего действия поглощаемого здесь ультрафиолетового и рентгеновского солнечного излучения, не проникающего в нижние слои атмосферы. В мезосфере температура снова убывает почти до 180 К, после чего выше 180 км в термосфере начинается ее очень сильный рост до значений более 1000 К. На высотах свыше 1000 км термосфера переходит в экзосферу, из которой происходит диссипация атмосферных газов в межпланетное космическое пространство. С повышением температуры связана ионизация атмосферных газов – возникновение электропроводящих слоев, которые в целом принято называть земной ионосферой.  
 

2.Гидросфера:

Важной  особенностью Земли является большое  количество воды, постоянно находящейся  в разных пропорциях во всех трех агрегатных состояниях – газообразном (водяные  пары в атмосфере), жидком (реки, озера, моря, океаны и, в меньшей степени, атмосфера) и твердом (снег и лед, главным образом в ледниках). Благодаря водному балансу общее количество воды на Земле должно сохраняться. Гидросфера – совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников, снежного покрова. Вода – основа гидросферы – одно из самых распространенных химических соединений на Земле. Это единственное вещество, которое в природных условиях на поверхности нашей планеты встречается в твердом, жидком и газообразном состоянии. Она является главной составной частью живых организмов. Основную часть воды на Земле составляют океаны, покрывающие 2/3 поверхности Земли. Несмотря на кажущееся изобилие воды, лишь ничтожная часть ее пригодна для питья. Большая часть пресной воды на Земле сосредоточена в ледниках Антарктиды, Гренландии и Арктики, а также в подземных запасах, пока малодоступных для человека. Источник воды при образовании гидросферы до сих пор неясен. Возможно, это были метеориты или кометы, обогащенные водяным паром. В любом случае, когда поверхность Земли остыла до 100° С, водяной пар, выделяющийся из мантии, должен был сконденсироваться. Это произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда образовались океаны. Общий объем воды на земной поверхности после основной фазы дегазации Земли изменялся мало. В настоящее время из мантии выделяется очень небольшое количество воды. Потери воды из атмосферы в космос также невелики, так как на высоте около 15 км водяной пар конденсируется и выпадает в виде атмосферных осадков. Вода в природе находится в постоянном движении. В разных фазах своего природного круговорота она переходит из жидкого в твердое или газообразное состояние. Вода с поверхности океанов и морей, рек, озер и других водоемов испаряется и попадает в атмосферу. Здесь водяной пар конденсируется, образуя облака, а затем вода выпадает в виде дождя, снега и града на земную поверхность. Несмотря на короткое время пребывания в атмосфере (около 10 дней), вода переносится на значительное расстояние – до 1000 км, где возвращается либо в океаны, либо на континенты .Воды морей и океанов содержат, в среднем, 3,5% растворенных веществ. В основном это соли – хлориды и сульфаты натрия и магния, которые находятся в морской воде в виде ионов. Относительные концентрации основных ионов морской воды во всех океанах Земли отличаются удивительным постоянством. Помимо ионов, морская вода содержит растворенные газы и органические соединения.

Большая часть дождевых осадков, попадающих на континенты, просачивается через  отложения, пористые или раздробленные  породы, образуя подземные воды. Остальная вода течет по поверхности  в виде рек или вновь испаряется в атмосферу. Вода, стекающая по поверхности суши, захватывает многие химические вещества. Речные воды содержат ионы, нейтральные молекулы, взвешенные частицы и существенно отличаются по составу от вод Мирового океана. Солей здесь намного меньше. Мировой океан занимает большую часть поверхности Земли (361,1 млн. км² или 70,8% площади поверхности Земли), его средняя глубина составляет около 3800 м, наибольшая – 11 022 м (Марианская впадина в Тихом океане), объем воды 1370 млн. км³ , средняя соленость 35 г/л. Площадь современных ледников около 11% поверхность суши, которая составляет 149,1 млн. км² (» 29,2%). Суша поднимается над уровнем Мирового океана в среднем на 875 м (наибольшая высота 8848 м – вершина Джомолунгма в Гималаях). Считается, что существование осадочных пород, возраст которых (по данным радиоизотопного анализа) превосходит 3,7 млрд. лет, служит доказательством существования на Земле обширных водоемов уже в ту далекую эпоху, когда, предположительно, появились первые живые организмы . 

2.1.Мировой океан.

Мировой океан условно делится на четыре океана. Самый крупный и глубокий из них Тихий океан. По площади 178,62 млн. км² он занимает половину всей водной поверхности Земли. Средняя его глубина (3980 м) больше средней глубины Мирового океана (3700 м). В его пределах находится и самая глубоководная впадина – Марианская (11 022 м). В Тихом океане сосредоточено более половины объема воды Мирового океана (710,4 из 1341 млн. км³). Второй по размерам Атлантический океан. Его площадь 91,6 млн. км², средняя глубина 3600 м, наибольшая 8742 м (в районе Пуэрто-Рико), объем 329,7 млн. км³. Далее по размерам идет Индийский океан, который занимает площадь 76,2 млн. км², среднюю глубину 3710 м, наибольшую 7729 м (возле Зондских островов), объем воды 282,6 млн. км³. Самый маленький и самый холодный Северный Ледовитый океан, с площадью всего 14,8 млн. км². Он занимает 4% Мирового океана), обладает средней глубиной 1220 м (наибольшая 5527 м), объемом воды 18,1 млн. км³. Иногда выделяют т.н. Южный океан (условное название южных частей Атлантического, Индийского и Тихого океанов, прилегающих к Антарктическому материку). В составе океанов выделяются моря. Для жизни Земли огромную роль играет постоянно происходящий в ней круговорот воды. Это непрерывный замкнутый процесс перемещения воды в атмосфере, гидросфере и земной коре, состоящий из испарения, переноса водяного пара в атмосфере, конденсации пара, выпадения осадков и стока вод в Мировой океан. В этом едином процессе происходит непрерывный переход воды с земной поверхности в атмосферу и обратно. 

2.2. Морские течения

Морские течения (океанические течения) – поступательные движения масс воды в морях и океанах, обусловленные различными силами (действием  силы трения между водой и воздухом, градиентами давления, возникающими в воде, приливообразующими силами Луны и Солнца). На направление морских  течений большое влияние оказывает  вращение Земли, отклоняющее течения  в Северном полушарии вправо, в  Южном – влево. Морские течения  вызываются либо трением ветра о  поверхность моря (ветровые течения), либо неравномерным распределением температуры и солености воды (плотностные течения), либо наклоном уровня (стоковые течения). По характеру  изменчивости бывают постоянные, временные  и периодические (приливного происхождения), по расположению – поверхностные, подповерхностные, промежуточные, глубинные и придонные. По физико-химическим свойствам – опресненные и соленые. 
 

2.3.Ледники

Ледники - это скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. В некоторых случаях движение льда прекращается, и образуется мертвый лед. Многие ледники продвигаются на некоторое расстояние в океаны или крупные озера, а затем образуют фронт отёла, где происходит откол айсбергов. Выделяют четыре основных типа ледников: материковые ледниковые покровы, ледниковые шапки, долинные ледники (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий).

Наиболее  известны покровные ледники, которые  могут целиком перекрывать плато  и горные хребты. Крупнейшим является Антарктический ледниковый покров площадью более 13 млн. км², занимающий почти весь материк. Другой покровный ледник находится в Гренландии, где он перекрывает даже горы и плато. Общая площадь этого острова 2,23 млн. км², из них около 1,68 млн. км² покрыто льдом. В этой оценке учтена площадь не только самого ледникового покрова, но и многочисленных выводных ледников.

2.4.Роль ледников

Ледники влияют на климат, создают специфические  ледниковые формы рельефа и неповторимые по красоте и суровости разнообразные  высокогорные ландшафты. Они служат «кладовыми» пресной воды, в которых  сосредоточено почти 70% мировых запасов  резервной пресной воды. Таяние ледников формирует значительную часть речного  стока в горных районах. Например, в Средней Азии, где ледники  занимают всего 5% площади, их доля в  речном стоке составляет за год 20%, а  летом – 50%. Если всю массу современных ледников распределить по поверхности всего земного шара, толщина ледяного панциря составит около 50 м. Масса ледников примерно в 32 раза больше массы всех поверхностных вод суши. Площадь ледников в России около 60 тыс. км². В основном это покровные ледники Новой Земли, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа и других островов Северного Ледовитого океана.  

3.Земная кора

Твердая оболочка Земли (литосфера) неодинакова по толщине в разных частях планеты. Под материками она составляет 35–70 км, а под океанами около 5 км. Предполагается, что «корни» материков уходят в глубь вязкого и частично расплавленного пограничного слоя верхней мантии (астеносферы), подобно айсбергам в океане, и поддерживаются в равновесии архимедовыми силами плавучести. Это объясняет медленное движение материков – наиболее крупномасштабное тектоническое явление, связанное с перемещением плит земной коры и являющееся результатом конвекции (перемешивания) вещества мантии. Есть множество других проявлений активности земной коры – поднятие одних участков, опускание других. Столкновения континентальных плит приводят к образованию горных цепей; при раздвигании, наоборот, образуются впадины и моря. Считается, что возраст типичных молодых гор (Альпы) составляет 30 млн. лет, а Средиземного моря – около 5 млн. лет. Земная кора снизу ограничена поверхностью Мохоровичича. Различают континентальную кору (толщина от 35–45 км под равнинами до 70 км в области гор) и океаническую (5–10 км). В строении первой имеются три слоя: верхний (осадочный), средний (условно называют гранитным), и нижний (базальтовый); в океанической коре гранитный слой отсутствует, а осадочный имеет меньшую толщину. В переходной зоне от материка к океану развивается кора промежуточного типа (субконтинентальная или субокеаническая). Земная кора подвержена постоянным тектоническим движениям. В ее строении выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно спокойные – платформы.

3.1.Океаническая кора

Океаническая  земная кора более тонкая (5—7 км), чем  континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия. Рельеф дна океанов  очень сложен. Среди разнообразных  форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой  базальтовой океанической коры из вещества мантии. Через глубинный разлом, проходящий вдоль вершин по центру хребта — рифт, магма выходит  на поверхность, растекаясь в разные стороны в виде лавовых подводных  потоков, постоянно раздвигая в  разные стороны стенки рифтового  ущелья. Этот процесс называется спредингом.

Срединно-океанические хребты возвышаются над дном океанов  на несколько километров, а их протяженность  достигает 80 тыс. км. Хребты рассекаются  параллельными поперечными разломами. Их называют трансформными. Рифтовые зоны — самые неспокойные сейсмические зоны Земли. Базальтовый слой перекрывают  толщи морских осадочных отложений  — илов, глин разного состава.

3.2.Континентальная  кора

Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли, но имеет  более сложное строение и гораздо  большую мощность. Под высокими горами её толщина измеряется 60—70 километрами. Строение коры континентального типа трёхчленное — базальтовый, гранитный  и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая  скважина достигла отметки 12 км. Но попытки  пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными.

Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную  кору. То же относится и к крупным  островам — Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа.

Говорить  о базальтовом и гранитном  слоях континентальной коры можно  лишь условно. Имеется в виду, что  скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью  прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо. Верхний осадочный  слой меняет свою толщину в зависимости  от рельефа поверхности. Так, в горных районах он тонкий или вообще отсутствует, так как внешние силы Земли  перемещают рыхлый материал вниз по склонам. Зато в предгорьях, на равнинах, в котловинах и впадинах он достигает значительных мощностей. Например, в Прикаспийской низменности, которая испытывает погружение, осадочный слой достигает 22 км.

4.Мантия

Между корой и ядром Земли, расположена  силикатная (в основном оливин) оболочка, или мантия Земли, в которой вещество находится в особом пластическом, аморфном состоянии, близком к расплавленному (верхняя мантия толщиной около 700 км). Внутренняя мантия толщиной около 2000 км находится в твердом кристаллическом состоянии. Мантия занимает около 83% объема всей Земли и составляет до 67% ее массы. Верхняя граница мантии проходит по границе поверхности Мохоровичича на различных глубинах – от 5–10 до 70 км, а нижняя – на границе с ядром на глубине около 2900 км.

Мантия Земли - геосфера, окружающая ядро Земли. С  внешней стороны мантия Земли  контактирует с земной корой; ее нижняя граница находится на глубине  около 2900 км. Мантия составляет 83% объема Земли и около 2/3 ее массы. Считается, что:  
- температура мантии не превышает 2500 град. С;  
- плотность мантии уменьшается с 6 т/куб.м. в нижних слоях до 3.5 т/куб.м. в верхних слоях;  
- мантия Земли состоит из тяжелых минералов, богатых магнием и железом;  
- вещество мантии находится в твердом кристаллическом состоянии, за исключением астеносферы.  
 
Различают верхнюю мантию Земли толщиной 800-900 км и нижнюю мантию Земли толщиной около 2000 км. 

5.Ядро

По мере приближения к центру плотность  вещества увеличивается, повышается температура. Центральная часть земного шара примерно до половины радиуса представляет собой плотное железоникелевое  ядро с температурой в 4–5 тыс. кельвинов, внешняя часть которого расплавлена  и переходит в мантию. Предполагается, что в самом центре Земли температура  выше, чем в атмосфере Солнца. Это означает, что у Земли есть внутренние источники тепла.

Относительно  тонкая земная кора (причем под океанами более тонкая и более плотная, чем под материками) составляет внешний  покров, который отделен от нижележащей  мантии границей Мохоровичича. Самый  плотный материал слагает ядро Земли, по-видимому, состоящее из металлов. Кора, внутренняя мантия и внутреннее ядро находятся в твердом состоянии, а внешнее ядро в жидком. 
 
 
 
 

Заключение:

В результате исследования внутреннего строения Земли, мною представлена взаимодействие всех слоёв Земли, влияние их друг на друга. До настоящего времени наша планета до конца не изучена, так как её строение весьма сложное. Все природные процессы, происходящие на Земле, происходят из-за изменений её внутреннего строения. Поэтому для предупреждения этих изменений, необходимо изучать её строение. Также её исследование даёт возможность найти новые полезные ископаемые. При изучении нашей Земли, мы можем исследовать другие планеты Солнечной системы. Таким образом, наша планета имеет большой скрытый потенциал, который требует дальнейшего изучения. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы:

1.Пантелеев  В.Л. Теория фигуры Земли.

2.http://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/ZEMLI_STROENIE.html 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание:

  Ведение----------------------------------------------------------------------------------2

  Основная  часть------------------------------------------------------------------------3

  Строение  Земли-----------------------------------------------------------------------4

  1.Атмосфера----------------------------------------------------------------------------4

  2.Гидросфера---------------------------------------------------------------------------7

  2.1.Мировой  океан-------------------------------------------------------------------9

  2.2.Морские  течения----------------------------------------------------------------10

  2.3.Леднеки----------------------------------------------------------------------------11

  2.4.Роль  ледников-------------------------------------------------------------------11

  3.Земная  кора-------------------------------------------------------------------------12

  3.1.Океаническая  кора-------------------------------------------------------------13

  3.2.Континентальная  кора--------------------------------------------------------14

  4.Мантия--------------------------------------------------------------------------------15

  5.Ядро-----------------------------------------------------------------------------------16

  Заключение----------------------------------------------------------------------------17

  Список  литературы------------------------------------------------------------------18