Dešifrujte schému vnútornej štruktúry Zeme. Štruktúra zeme

>> Z čoho sa skladá Zem?

Popis zloženie zeme pre deti s fotkou: štruktúra planéty na obrázku, z čoho pozostáva kôra, plášť a jadro, ako vyzerá vrchná škrupina, hrúbka vrstiev.

Zem je tretia planéta od Slnka, no zatiaľ jediná planéta slnečnej sústavy a známeho Vesmíru, na ktorej žije pokročilá forma života. Toto je domov, z ktorého objavovanie budú mať prospech deti. Pozrime sa bližšie na štruktúru Zeme, čo pomôže našim fotografiám, diagramom a kresbám.

Začať vysvetlenie pre deti o zložení Zeme vyplýva zo skutočnosti, že žijeme na jedinečnej planéte, keďže má vodu. Samozrejme, existujú aj iné svety, ako aj satelity, kde je atmosféra, ľad a dokonca aj oceány, ale len my máme to šťastie, že máme všetky faktory na vytvorenie a udržanie života.

Pre tých najmenších je dôležité vedieť, že zemské oceány zaberajú približne 70 % celého povrchu a siahajú do hĺbky 4 km. V tekutej forme sa sladká voda nachádza v riekach, jazerách a vo forme atmosférickej vodnej pary, čo má za následok veľkú rozmanitosť počasia.

Mal by vysvetliť deťomže zem je viacvrstvová. Vonkajšie je reprezentované kôrou. Je vyplnená oceánskymi panvami a kontinentmi. Zemská kôra zaberá 5-75 km. Najhustejšie časti sú skryté pod kontinentmi a najtenšie časti sú skryté pod oceánmi. Teraz poďme študovať zloženie Zeme podľa vrstiev: kôra, plášť, jadro.

Zemská kôra – vysvetlenie pre deti

Zemská kôra obsahuje prvky ako: kyslík (47 %), kremík (27 %), hliník (8 %), železo (5 %), vápnik (4 %) a po 2 % horčíka, draslíka a sodíka. Je vytvorený vo forme obrovských dosiek, ktoré sa pohybujú cez tekutý plášť. Dôležité vysvetliť deťomže, hoci si to nevšimneme, taniere sa neprestanú hýbať. Keď sa zrazia, cítime zemetrasenia a ak jedno prebehne cez druhé, vytvorí sa hlboká priekopa alebo hory. Tieto pohyby popisuje teória platňovej tektoniky.

Plášť Zeme – výklad pre deti

Ďalej, s hrúbkou 2890 km, je plášť. Predstavujú ho silikátové horniny bohaté na horčík a železo. V dôsledku intenzívneho tepla sa vytvárajú skaly. Potom vychladnú a opäť sa vrátia do jadra. Verí sa, že to je to, čo uvádza do pohybu tektonické platne. Keď sa plášťu podarí preraziť kôru, uvidíte sopečnú erupciu.

Zemské jadro – vysvetlenie pre deti

Dokonca určite pre najmenších Je jasné, že jadro sa nachádza vo vnútri Zeme. Zaujímavosťou je, že pozostáva z dvoch polovíc: vnútorná (plná) s polomerom 1220 km je obklopená vonkajšou (tekutá - zliatina niklu a železa) s hrúbkou 2180 km. Zatiaľ čo planéta rotuje obvyklým tempom, vnútorné jadro rotuje oddelene a vytvára magnetické pole. Môžete tiež povedať deti o tom, ako vznikajú polárne žiary. Na tento účel musia nabité častice slnečného vetra prejsť do molekúl vzduchu nad magnetickými pólmi planéty a potom tieto molekuly začnú svietiť.

Teraz viete, z čoho sa skladá Zem. Ak sú deti alebo školáci akéhokoľvek veku zvedaví dozvedieť sa viac zaujímavých faktov a podrobností o tretej planéte zo Slnka, potom určite navštívte zvyšné strany sekcie. Nezabudnite použiť 3D model slnečnej sústavy, ktorý zobrazuje všetky planéty, ako aj mapu Venuše, jej povrchu a orbitálnych prvkov. Vo zvyšku vám vždy pomôžu naše fotografie, obrázky, kresby, ako aj online ďalekohľad fungujúci v reálnom čase. Štruktúra Zeme je neuveriteľne ľahko pochopiteľná, ak budete postupovať podľa vizuálov.

Štruktúra našej planéty je heterogénna. Jedna pozostáva z niekoľkých úrovní vrátane pevných a tekutých škrupín. Ako sa nazývajú vrstvy zeme? Koľko? Ako sa od seba líšia? Poďme na to.

Ako vznikli vrstvy zeme?

Spomedzi terestrických planét (Mars, Venuša, Merkúr) má Zem najväčšiu hmotnosť, priemer a hustotu. Vznikol asi pred 4,5 miliardami rokov. Podľa jednej verzie bola naša planéta, podobne ako ostatné, vytvorená z malých častíc, ktoré vznikli po Veľkom tresku.

Trosky, prach a plyn sa vplyvom gravitácie začali spájať a nadobudli guľovitý tvar. Proto-Zem bola veľmi horúca a roztavila minerály a kovy, ktoré na ňu dopadli. Hustejšie látky šli dole do stredu planéty, tie menej husté hore.

Takto sa objavili prvé vrstvy Zeme – jadro a plášť. Spolu s nimi vzniklo magnetické pole. Zhora sa plášť postupne ochladzoval a pokryl sa filmom, z ktorého sa neskôr stala kôra. Procesy formovania planéty sa tým neskončili, v zásade pokračujú dodnes.

Plyny a kypiace látky plášťa neustále prenikali cez trhliny v kôre. Ich zvetrávanie vytvorilo primárnu atmosféru. Potom spolu s vodíkom a héliom obsahoval veľa oxidu uhličitého. Voda sa podľa jednej verzie objavila neskôr z kondenzácie ľadu, ktorú priniesli asteroidy a kométy.

Nucleus

Vrstvy Zeme sú reprezentované jadrom, plášťom a kôrou. Všetky sa líšia svojimi vlastnosťami. V strede planéty je jadro. Bol preštudovaný menej ako iné mušle a všetky informácie o ňom sú síce vedecké, ale stále len domnienky. Teplota vo vnútri jadra dosahuje okolo 10 000 stupňov, takže ju zatiaľ nie je možné dosiahnuť ani tou najlepšou technológiou.

Jadro leží v hĺbke 2900 kilometrov. Všeobecne sa uznáva, že má dve vrstvy – vonkajšiu a vnútornú. Spolu majú priemerný polomer 3,5 tisíc kilometrov a sú zložené zo železa a niklu. Predpokladá sa, že jadro môže obsahovať síru, kremík, vodík, uhlík, fosfor.

Jeho vnútorná vrstva je vďaka obrovskému tlaku v pevnom stave. Veľkosť jeho polomeru sa rovná 70% polomeru Mesiaca, čo je asi 1200 kilometrov. Vonkajšie jadro je v tekutom stave. Pozostáva nielen zo železa, ale aj zo síry a kyslíka.

Teplota vonkajšieho jadra sa pohybuje od 4 do 6 tisíc stupňov. Jeho tekutina sa neustále pohybuje a ovplyvňuje tak magnetické pole Zeme.

Plášť

Plášť obklopuje jadro a predstavuje strednú úroveň v štruktúre planéty. Nie je k dispozícii na priame štúdium a študuje sa pomocou geofyzikálnych a geochemických metód. Zaberá asi 83 % objemu planéty. Pod hladinou oceánov jej horná hranica prebieha v hĺbke niekoľkých kilometrov, pod kontinentmi sa tieto čísla zvyšujú až na 70 kilometrov.

Je rozdelená na hornú a spodnú časť, medzi ktorými je vrstva Golitsinu. Rovnako ako spodné vrstvy má vysokú teplotu - od 900 do 4000 stupňov. Je viskóznej konzistencie, pričom jeho hustota kolíše v závislosti od chemických zmien a tlaku.

Zloženie plášťa je podobné kamenným meteoritom. Obsahuje kremičitany, kremík, horčík, hliník, železo, draslík, vápnik, ale aj grospidit a karbonatity, ktoré sa v zemskej kôre nenachádzajú. Pod vplyvom vysokých teplôt v spodnej úrovni plášťa sa mnohé minerály rozkladajú na oxidy.

vonkajšia vrstva zeme

Nad plášťom je Mohorovičový povrch, označujúci hranicu medzi schránkami rôzneho chemického zloženia. V tejto časti sa rýchlosť seizmických vĺn prudko zvyšuje. Vrchnú vrstvu Zeme predstavuje kôra.

Vonkajšia časť obalu je v kontakte s hydrosférou a atmosférou planéty. Pod oceánmi je oveľa tenšia ako na súši. Približne 3/4 z nej sú pokryté vodou. Štruktúra kôry je podobná kôre planét pozemskej skupiny a čiastočne Mesiaca. Ale iba na našej planéte sa delí na kontinentálnu a oceánsku.

Relatívne mladý. Väčšinu z nej predstavujú čadičové horniny. Hrúbka vrstvy v rôznych častiach oceánu sa pohybuje od 5 do 12 kilometrov.

Kontinentálna kôra pozostáva z troch vrstiev. Nižšie sú granulity a iné podobné metamorfované horniny. Nad nimi je vrstva granitov a rúl. Vrchnú úroveň predstavujú sedimentárne horniny. Kontinentálna kôra obsahuje 18 prvkov vrátane vodíka, kyslíka, kremíka, hliníka, železa, sodíka a ďalších.

Litosféra

Jednou zo sfér našej planéty je litosféra. Spája také vrstvy Zeme, ako je vrchný plášť a kôra. Je tiež definovaný ako pevný obal planéty. Jeho hrúbka sa pohybuje od 30 kilometrov v rovinách do 70 kilometrov v horách.

Litosféra je rozdelená na stabilné plošiny a mobilné zvrásnené oblasti, v ktorých oblastiach sa nachádzajú hory a sopky. Vrchnú vrstvu pevnej škrupiny tvorili prúdy magmy, ktoré prerazili zemskú kôru z plášťa. Vďaka tomu sa litosféra skladá z kryštalických hornín.

Podlieha Zemi, napríklad zvetrávaniu. Procesy v príkrove neutíchajú a prejavujú sa sopečnou a seizmickou činnosťou, budovaním hôr. To zasa ovplyvňuje aj štruktúru litosféry.

Zem patrí k terestrickým planétam a na rozdiel od plynných obrov, akým je Jupiter, má pevný povrch. Je to najväčšia zo štyroch terestrických planét v Slnečnej sústave, čo sa týka veľkosti aj hmotnosti. Okrem toho má Zem spomedzi týchto štyroch planét najväčšiu hustotu, povrchovú gravitáciu a magnetické pole. Je to jediná známa planéta s aktívnou doskovou tektonikou.

Útroby Zeme sú rozdelené do vrstiev podľa chemických a fyzikálnych (reologických) vlastností, no na rozdiel od iných terestrických planét má Zem výrazné vonkajšie a vnútorné jadro. Vonkajšia vrstva Zeme je tvrdá škrupina, pozostávajúca hlavne z kremičitanov. Od plášťa ho oddeľuje hranica s prudkým nárastom rýchlostí pozdĺžnych seizmických vĺn - povrch Mohoroviča. Tvrdá kôra a viskózna horná časť plášťa tvoria litosféru. Pod litosférou je astenosféra, vrstva s relatívne nízkou viskozitou, tvrdosťou a pevnosťou v hornom plášti.

K významným zmenám v kryštálovej štruktúre plášťa dochádza v hĺbke 410-660 km pod povrchom, pričom pokrýva prechodovú zónu, ktorá oddeľuje vrchný a spodný plášť. Pod plášťom je tekutá vrstva pozostávajúca z roztaveného železa s nečistotami niklu, síry a kremíka - jadro Zeme. Seizmické merania ukazujú, že pozostáva z 2 častí: pevného vnútorného jadra s polomerom ~1220 km a tekutého vonkajšieho jadra s polomerom ~2250 km.

Formulár

Tvar Zeme (geoid) je blízky sploštenému elipsoidu. Divergencia geoidu od elipsoidu, ktorý sa k nemu približuje, dosahuje 100 metrov.

Rotácia Zeme vytvára rovníkové vydutie, takže rovníkový priemer je o 43 km väčší ako polárny. Najvyšším bodom na zemskom povrchu je Mount Everest (8848 m n. m.), najhlbším je Mariánska priekopa (10 994 m n. m.). V dôsledku vydutia rovníka sú najvzdialenejšie body na povrchu od stredu Zeme vrchol sopky Chimborazo v Ekvádore a hora Huascaran v Peru.

Chemické zloženie

Hmotnosť Zeme je približne rovná 5,9736 1024 kg. Celkový počet atómov, ktoré tvoria Zem, je ≈ 1,3-1,4 1050. Pozostáva najmä zo železa (32,1 %), kyslíka (30,1 %), kremíka (15,1 %), horčíka (13,9 %), síry (2,9 %), niklu (1,8 %), vápnika (1,5 %) a hliníka (1,4 %). ); zvyšné prvky tvoria 1,2 %. V dôsledku segregácie hmoty sa predpokladá, že oblasť jadra pozostáva zo železa (88,8 %), malého množstva niklu (5,8 %), síry (4,5 %) a asi 1 % ďalších prvkov. Je pozoruhodné, že uhlík, ktorý je základom života, je v zemskej kôre len 0,1 %.

Geochemik Frank Clark vypočítal, že zemská kôra obsahuje o niečo viac ako 47 % kyslíka. Najbežnejšími horninotvornými minerálmi v zemskej kôre sú takmer výlučne oxidy; celkový obsah chlóru, síry a fluóru v horninách je zvyčajne nižší ako 1 %. Hlavnými oxidmi sú oxid kremičitý (SiO 2), oxid hlinitý (Al 2 O 3), oxid železitý (FeO), oxid vápenatý (CaO), oxid horečnatý (MgO), oxid draselný (K 2 O) a oxid sodný (Na 2 O ). Oxid kremičitý slúži hlavne ako kyslé médium a tvorí silikáty; s tým súvisí povaha všetkých hlavných sopečných hornín.

Vnútorná štruktúra

Zem, podobne ako ostatné terestrické planéty, má vrstvenú vnútornú štruktúru. Skladá sa z pevných silikátových obalov (kôra, extrémne viskózny plášť) a kovového jadra. Vonkajšia časť jadra je tekutá (oveľa menej viskózna ako plášť), zatiaľ čo vnútorná časť je pevná.

vnútorné teplo

Vnútorné teplo planéty je zabezpečené kombináciou zvyškového tepla, ktoré zostalo z akrécie hmoty, ku ktorému došlo v počiatočnom štádiu formovania Zeme (asi 20%) a rádioaktívneho rozpadu nestabilných izotopov: draslík-40 , urán-238, urán-235 a tórium-232. Tri z týchto izotopov majú polčas rozpadu viac ako miliardu rokov. V strede planéty môžu teploty stúpnuť na 6 000 °C (10 830 °F) (viac ako na povrchu Slnka) a tlaky môžu dosiahnuť 360 GPa (3,6 milióna atm). Časť tepelnej energie jadra sa prenáša do zemskej kôry prostredníctvom oblakov. Vlečky spôsobujú vznik hotspotov a pascí. Keďže väčšinu tepla vyprodukovaného Zemou poskytuje rádioaktívny rozpad, na začiatku histórie Zeme, keď ešte neboli vyčerpané zásoby krátkodobých izotopov, bol energetický výdaj našej planéty oveľa väčší ako teraz.

Väčšinu energie stráca Zem prostredníctvom platňovej tektoniky, teda vyzdvihnutia materiálu plášťa do stredooceánskych chrbtov. Posledným hlavným typom tepelných strát sú tepelné straty cez litosféru a väčšina tepelných strát týmto spôsobom nastáva v oceáne, keďže tam je zemská kôra oveľa tenšia ako pod kontinentmi.

Litosféra

Atmosféra

Atmosféra (z iného gréckeho ?τμ?ς - para a σφα?ρα - guľa) - plynný obal, ktorý obklopuje planétu Zem; Skladá sa z dusíka a kyslíka, so stopovým množstvom vodnej pary, oxidu uhličitého a iných plynov. Od svojho vzniku sa výrazne zmenil pod vplyvom biosféry. Vznik kyslíkovej fotosyntézy pred 2,4-2,5 miliardami rokov prispel k rozvoju aeróbnych organizmov, ako aj k nasýteniu atmosféry kyslíkom a tvorbe ozónovej vrstvy, ktorá chráni všetko živé pred škodlivými ultrafialovými lúčmi.

Atmosféra určuje počasie na zemskom povrchu, chráni planétu pred kozmickým žiarením a čiastočne aj pred bombardovaním meteoritmi. Reguluje tiež hlavné klimatologické procesy: kolobeh vody v prírode, cirkuláciu vzdušných hmôt a prenos tepla. Molekuly atmosférických plynov môžu zachytávať tepelnú energiu, čím bránia jej úniku do vesmíru, čím zvyšujú teplotu planéty. Tento jav je známy ako skleníkový efekt. Za hlavné skleníkové plyny sa považujú vodná para, oxid uhličitý, metán a ozón. Bez tohto tepelnoizolačného efektu by priemerná povrchová teplota Zeme bola medzi -18 a -23 °C (zatiaľ čo v skutočnosti je 14,8 °C) a život by s najväčšou pravdepodobnosťou neexistoval.

Spodná časť atmosféry obsahuje asi 80 % jej celkovej hmotnosti a 99 % všetkej vodnej pary (1,3-1,5 1013 ton), táto vrstva je tzv. troposféra. Jeho hrúbka je rôzna a závisí od typu podnebia a sezónnych faktorov: napríklad v polárnych oblastiach je to asi 8-10 km, v miernom pásme až 10-12 km a v tropických alebo rovníkových oblastiach dosahuje 16- 18 km. V tejto vrstve atmosféry klesá teplota v priemere o 6 °C na každý kilometer, keď sa pohybujete nahor. Hore je prechodová vrstva, tropopauza, ktorá oddeľuje troposféru od stratosféry. Teplota sa tu pohybuje v rozmedzí 190-220 K.

Stratosféra- vrstva atmosféry, ktorá sa nachádza vo výške 10-12 až 55 km (v závislosti od poveternostných podmienok a ročných období). Tvorí nie viac ako 20 % celkovej hmotnosti atmosféry. Pre túto vrstvu je charakteristický pokles teploty do výšky ~25 km, po ktorom nasleduje nárast na hranici s mezosférou až na takmer 0 °C. Táto hranica sa nazýva stratopauza a nachádza sa v nadmorskej výške 47-52 km. Stratosféra obsahuje najvyššiu koncentráciu ozónu v atmosfére, ktorá chráni všetky živé organizmy na Zemi pred škodlivým ultrafialovým žiarením zo Slnka. Intenzívna absorpcia slnečného žiarenia ozónovou vrstvou spôsobuje rýchle zvýšenie teploty v tejto časti atmosféry.

mezosféra nachádza sa vo výške 50 až 80 km nad povrchom Zeme, medzi stratosférou a termosférou. Od týchto vrstiev ho oddeľuje mezopauza (80-90 km). Ide o najchladnejšie miesto na Zemi, teplota tu klesá na -100 °C. Pri tejto teplote voda vo vzduchu rýchlo zamŕza a niekedy vytvára nočné svietiace oblaky. Dajú sa pozorovať hneď po západe Slnka, no najlepšia viditeľnosť sa vytvorí, keď je od 4 do 16° pod obzorom. Väčšina meteoritov, ktoré sa dostanú do zemskej atmosféry, zhorí v mezosfére. Z povrchu Zeme sú pozorované ako padajúce hviezdy. Vo výške 100 km nad morom existuje podmienená hranica medzi zemskou atmosférou a vesmírom - Karmanova línia.

AT termosféra teplota rýchlo stúpa na 1000 K, je to spôsobené absorpciou krátkovlnného slnečného žiarenia v nej. Toto je najdlhšia vrstva atmosféry (80-1000 km). Vo výške okolo 800 km sa stúpanie teploty zastaví, pretože vzduch je tu veľmi riedky a slabo pohlcuje slnečné žiarenie.

Ionosféra obsahuje posledné dve vrstvy. Pôsobením slnečného vetra sa tu ionizujú molekuly a vznikajú polárne žiary.

Exosféra- vonkajšia a veľmi vzácna časť zemskej atmosféry. V tejto vrstve sú častice schopné prekonať druhú kozmickú rýchlosť Zeme a uniknúť do vesmíru. To spôsobuje pomalý, ale stabilný proces nazývaný disipácia (rozptyl) atmosféry. Do vesmíru unikajú najmä častice ľahkých plynov: vodík a hélium. Molekuly vodíka, ktoré majú najnižšiu molekulovú hmotnosť, môžu ľahšie dosiahnuť únikovú rýchlosť a uniknúť do vesmíru rýchlejšie ako iné plyny. Predpokladá sa, že strata redukčných činidiel, ako je vodík, bola nevyhnutnou podmienkou pre možnosť udržateľnej akumulácie kyslíka v atmosfére. Preto schopnosť vodíka opustiť zemskú atmosféru mohla ovplyvniť vývoj života na planéte. V súčasnosti sa väčšina vodíka vstupujúceho do atmosféry premení na vodu bez toho, aby opustila Zem, a k strate vodíka dochádza najmä v dôsledku deštrukcie metánu vo vyšších vrstvách atmosféry.

Chemické zloženie atmosféry

Na povrchu Zeme obsahuje vysušený vzduch asi 78,08 % dusíka (objemovo), 20,95 % kyslíka, 0,93 % argónu a asi 0,03 % oxidu uhličitého. Objemová koncentrácia zložiek závisí od vlhkosti vzduchu – obsahu vodnej pary v ňom, ktorý sa pohybuje od 0,1 do 1,5 % v závislosti od klímy, ročného obdobia, terénu. Napríklad pri 20 °C a 60 % relatívnej vlhkosti (priemerná vlhkosť vzduchu v miestnosti v lete) je koncentrácia kyslíka vo vzduchu 20,64 %. Zvyšné zložky tvoria nie viac ako 0,1 %: ide o vodík, metán, oxid uhoľnatý, oxidy síry a oxidy dusíka a iné inertné plyny okrem argónu.

Vo vzduchu sú vždy pevné častice (prach - to sú častice organických materiálov, popol, sadze, peľ atď., Pri nízkych teplotách - kryštáliky ľadu) a kvapky vody (oblaky, hmla) - aerosóly. Koncentrácia pevných častíc klesá s nadmorskou výškou. V závislosti od ročného obdobia, klímy a terénu sa koncentrácia aerosólových častíc v zložení atmosféry mení. Nad 200 km je hlavnou zložkou atmosféry dusík. Vo výškach nad 600 km prevláda hélium a od 2000 km vodík („vodíková koróna“).

Biosféra

Biosféra (z iného gr. βιος - život a σφα?ρα - guľa, guľa) je súbor častí zemských obalov (lito-, hydro- a atmosféra), ktorý obývajú živé organizmy, je pod ich vplyvom a je obsadené produktmi ich životnej činnosti . Biosféra je obal Zeme obývaný živými organizmami a nimi premenený. Začala sa formovať najskôr pred 3,8 miliardami rokov, keď sa na našej planéte začali objavovať prvé organizmy. Zahŕňa celú hydrosféru, hornú časť litosféry a spodnú časť atmosféry, to znamená, že obýva ekosféru. Biosféra je súhrn všetkých živých organizmov. Je domovom niekoľkých miliónov druhov rastlín, živočíchov, húb a mikroorganizmov.

Biosféru tvoria ekosystémy, ktoré zahŕňajú spoločenstvá živých organizmov (biocenóza), ich biotopy (biotop), systémy spojení, ktoré si medzi sebou vymieňajú hmotu a energiu. Na súši ich oddeľuje najmä zemepisná šírka, nadmorská výška a rozdiely v zrážkach. Suchozemské ekosystémy nachádzajúce sa v Arktíde alebo Antarktíde, vo vysokých nadmorských výškach alebo v extrémne suchých oblastiach, sú relatívne chudobné na rastliny a živočíchy; druhová diverzita vrcholí v rovníkových dažďových pralesoch.

Magnetické pole Zeme

Magnetické pole Zeme v prvej aproximácii je dipól, ktorého póly sa nachádzajú v blízkosti geografických pólov planéty. Pole tvorí magnetosféru, ktorá odchyľuje častice slnečného vetra. Hromadia sa v radiačných pásoch - dvoch sústredných oblastiach v tvare torusu okolo Zeme. V blízkosti magnetických pólov môžu tieto častice „vypadnúť“ do atmosféry a viesť k objaveniu sa polárnych žiar.

Podľa teórie „magnetického dynama“ sa pole vytvára v centrálnej oblasti Zeme, kde teplo vytvára tok elektrického prúdu v tekutom kovovom jadre. To zase vytvára magnetické pole okolo Zeme. Konvekčné pohyby v jadre sú chaotické; magnetické póly sa posúvajú a periodicky menia svoju polaritu. To spôsobuje zvraty v magnetickom poli Zeme, ku ktorým dochádza v priemere niekoľkokrát za niekoľko miliónov rokov. Posledná inverzia nastala približne pred 700 000 rokmi.

Magnetosféra- oblasť vesmíru okolo Zeme, ktorá vzniká, keď sa prúd nabitých častíc slnečného vetra vplyvom magnetického poľa vychýli zo svojej pôvodnej dráhy. Na strane privrátenej k Slnku je jeho predný ráz hrubý asi 17 km a nachádza sa vo vzdialenosti asi 90 000 km od Zeme. Na nočnej strane planéty sa magnetosféra tiahne do dlhého valcového tvaru.

Keď sa vysokoenergeticky nabité častice zrazia s magnetosférou Zeme, objavia sa radiačné pásy (Van Allenove pásy). Polárna žiara sa vyskytuje, keď slnečná plazma dosiahne zemskú atmosféru v blízkosti magnetických pólov.

Existuje päť hlavných vrstiev Zeme: kôra, horný plášť, spodný plášť, tekuté vonkajšie jadro a pevné vnútorné jadro. Kôra je najtenšia vonkajšia vrstva Zeme, na ktorej sa nachádzajú kontinenty. Za ním nasleduje plášť – najhrubšia vrstva našej planéty, ktorá je rozdelená na dve vrstvy. Jadro sa tiež rozdelí na dve vrstvy - tekuté vonkajšie jadro a pevné guľovité vnútorné jadro. Existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť model vrstiev Zeme. Najjednoduchšie a najbežnejšie možnosti sú trojrozmerný model vytvarovanej hliny, plastelíny alebo modelovacieho cesta alebo plochý obrázok na papieri.

Čo budete potrebovať

Zahrajte si model cesta

• 2 šálky múky
• 1 šálka hrubej morskej soli
• 4 čajové lyžičky vínanu draselného
• 2 lyžice rastlinného oleja
• 2 poháre vody
• Pot
• Vareška
• Potravinárske farbivo: žltá, oranžová, červená, hnedá, zelená a modrá (ak žiadne nemáte, použite, čo máte)
• Rybársky vlasec alebo zubná niť

papierový model

• 5 listov ťažkého papiera alebo tenkého kartóna (hnedý, oranžový, červený, modrý a biely)
• Kružidlá alebo šablóna s kruhmi 5 rôznych priemerov
• Lepidlo
• Nožnice
• Veľký list kartónu

penový model

• Veľká polystyrénová guľa (priemer 13-18 cm)
• Ceruzka
• Pravítko
• Dlhý zúbkovaný nôž
• Akrylové farby (zelená, modrá, žltá, červená, oranžová a hnedá)
• strapec
• 4 špáradlá
• škótska
• Malé pásiky papiera

Kroky

Model z testu

Ak chcete vytvoriť trojrozmerný model, budete si musieť kúpiť sochársku hlinu alebo plastelínu alebo pripraviť cesto na modelovanie. V každom prípade je potrebných sedem farieb: dva odtiene žltej, oranžová, červená, hnedá, zelená a modrá. Odporúča sa variť cesto vlastnými rukami pod dohľadom rodičov.

Pripravte cesto na modelovanie. Ak ste si kúpili sochársku hlinu alebo hlinu, tento krok preskočte. Všetky ingrediencie (múka, soľ, vínan draselný, olej a voda) vymiešame do hladka, bez hrudiek. Potom zmes preložíme do hrnca a za stáleho miešania zohrievame na miernom ohni. Zohrievaním cesto zhustne. Keď sa cesto začne odťahovať od stien formy, vyberte panvicu z horáka a nechajte ju vychladnúť na izbovú teplotu.

• Vychladnuté cesto sa musí miesiť 1-2 minúty.
• Tento krok sa odporúča vykonávať pod dohľadom rodičov.
• V ceste budú stále viditeľné veľké kryštály soli – to je normálne.

1. Cesto rozdeľte na sedem guľôčok rôznych veľkostí a pridajte farbivá. Najprv vytvorte dve malé loptičky veľkosti golfovej loptičky. Ďalej vytvorte dve stredne veľké gule a tri veľké gule. Na každý balón použite niekoľko kvapiek potravinárskeho farbiva podľa nasledujúceho zoznamu. Každý kúsok cesta premiesime, aby sa farba rovnomerne rozložila.

   • dve malé gule: zelená a červená;
   • dve stredné gule: oranžová a hnedá;
   • tri veľké gule: dva odtiene žltej a modrej.

2. Červenú guľu zabalíme do oranžového cesta. Budete zostavovať model zeme od vnútornej vrstvy po vonkajšie vrstvy. Červená guľa bude predstavovať vnútorné jadro. Vonkajšie jadro je oranžové cesto. Oranžovú guľu mierne sploštíme, aby sa cesto obalilo okolo červenej gule.

   • Celý model musí byť sférický, aby sa podobal tvaru Zeme.

3. Výslednú guľu zabaľte do dvoch žltých vrstiev.Ďalšou vrstvou je plášť, ktorý zodpovedá žltému cesta. Plášť je najširšia vrstva planéty Zem, preto zabaľte vnútorné jadro do dvoch hrubých vrstiev žltého cesta v rôznych odtieňoch.

   • Cesto rozvaľkajte na požadovanú hrúbku a omotajte okolo gule, pričom na všetkých stranách opatrne spojte, aby ste získali jednu vrstvu.

4. Ďalej vyvaľkajte a hnedú vrstvu obtočte okolo modelu. Hnedé cesto bude predstavovať zemskú kôru, najtenšiu vrstvu planéty. Rozvaľkajte hnedé cesto, aby ste získali tenkú vrstvu, a potom obtočte guľu rovnakým spôsobom ako predchádzajúce vrstvy.

5. Pridajte svetový oceán a kontinenty. Zabaľte glóbus do tenkej vrstvy modrého cesta. Toto je posledná vrstva nášho modelu. Oceán a kontinenty sú súčasťou kôry, preto by sa nemali považovať za samostatné vrstvy.

   • Nakoniec vytvarujte zelené cesto do tvaru približne kontinentov. Pritlačte ich k oceánu a umiestnite ich ako na zemeguli.

6. Balónik prerežte na polovicu pomocou dentálnej nite. Položte loptu na stôl a pretiahnite niť cez stred gule. Predstavte si na modeli pomyselný rovník a nite nad týmto miestom. Guľôčku rozrežte na polovicu šnúrkou.

   • Na dvoch poloviciach bude viditeľný jasný prierez vrstiev Zeme.

7. Označte každú vrstvu. Pre každú vrstvu urobte malé začiarkavacie políčka. Omotajte pásik papiera okolo špáradla a zaistite páskou. Vytvorte päť vlajok: kôru, horný plášť, spodný plášť, vonkajšie jadro a vnútorné jadro. Prilepte každé začiarkavacie políčko do príslušnej vrstvy.

   • Teraz máte dve polovice Zeme, takže môžete použiť polovicu s vlajkami na zobrazenie vrstiev planéty a druhú s oceánom a kontinentmi ako pohľad zhora.

8. Zbierajte zaujímavé fakty pre každú vrstvu. Nájdite informácie o zložení a hrúbke každej vrstvy. Poskytnite informácie o hustote a prítomných teplotách. Vytvorte krátku správu alebo infografiku na doplnenie 3D modelu o potrebné vysvetlenia.

   papierový model

   penový model

   1. Pripravte si potrebné materiály. Tento model využíva polystyrénovú guľu v podobe Zeme, ktorej štvrtá časť je vyrezaná, aby ste videli vnútornú štruktúru planéty. Rez by sa mal robiť pod dohľadom rodičov.

      • Všetky materiály a potreby nájdete doma alebo v obchode s umeleckými potrebami.

   2. Nakreslite kruhy pozdĺž horizontálneho a vertikálneho stredu polystyrénovej gule. Z penovej gule musíte odrezať asi štvrtinu. K tomu vám pomôžu kruhy rozdeľujúce loptičku na vodorovnú a zvislú polovicu. Dokonalá presnosť nie je potrebná, ale snažte sa držať stredu.

      • Držte pravítko v strede.
      • Držte ceruzku na mieste nad pravítkom.
      • Nechajte priateľa otáčať loptou vodorovne, zatiaľ čo vy držíte ceruzku, a uistite sa, že čiara je vycentrovaná.
      • Po nakreslení celého kruhu opakujte postup vertikálne.
      • V dôsledku toho dostanete dve čiary, ktoré rozdeľujú loptu na štyri rovnaké časti.

   3. Vystrihnite štvrtinu gule. Dve pretínajúce sa čiary rozdelia loptu na štyri časti. Jednu štvrtinu musíte vystrihnúť nožom. Dôrazne odporúčame, aby ste túto akciu vykonávali pod dohľadom rodičov.

      • Umiestnite loptu tak, aby jedna z čiar smerovala priamo nahor.
      • Umiestnite nôž nad čiaru a jemne strihajte tam a späť, kým nedosiahnete stred gule (horizontálna čiara).
      • Otočte loptu tak, aby vodorovná čiara teraz smerovala nahor.
      • Opatrne strihajte, kým nedosiahnete stred gule.
      • Jemne potraste vyrezanou štvrtinou, aby ste ju oddelili od polystyrénovej gule.

Štúdium vnútornej stavby planét vrátane našej Zeme je mimoriadne náročná úloha. Nemôžeme fyzicky „prevŕtať“ zemskú kôru až k jadru planéty, takže všetky poznatky, ktoré sme v tejto chvíli dostali, sú poznatky získané „hmatom“, a to tým najdoslovnejším spôsobom.

Ako funguje seizmický prieskum na príklade prieskumu ropy. „Voláme“ zem a „počúvame“, čo nám odrazený signál prinesie

Faktom je, že najjednoduchším a najspoľahlivejším spôsobom, ako zistiť, čo je pod povrchom planéty a čo je súčasťou jej kôry, je študovať rýchlosť šírenia seizmické vlny v hlbinách planéty.

Je známe, že rýchlosť pozdĺžnych seizmických vĺn sa zvyšuje v hustejších médiách a naopak klesá v sypkých pôdach. V súlade s tým, keď poznáme parametre rôznych typov hornín a vypočítame údaje o tlaku atď., „počúvame“ prijatú odpoveď, je možné pochopiť, cez ktoré vrstvy zemskej kôry prešiel seizmický signál a ako hlboko sú pod povrchom. .

Štúdium štruktúry zemskej kôry pomocou seizmických vĺn

Seizmické vibrácie môžu byť spôsobené dvoma typmi zdrojov: prirodzené a umelé. Zemetrasenia sú prirodzené zdroje vibrácií, ktorých vlny nesú potrebné informácie o hustote hornín, cez ktoré prenikajú.

Arzenál umelých zdrojov vibrácií je rozsiahlejší, ale v prvom rade sú umelé vibrácie spôsobené obyčajným výbuchom, existujú však aj „jemnejšie“ spôsoby práce - generátory smerovaných impulzov, seizmické vibrátory atď.

Zaoberá sa vykonávaním trhacích prác a štúdiom rýchlostí seizmických vĺn seizmický prieskum- jedno z najdôležitejších odvetví modernej geofyziky.

Čo dalo štúdium seizmických vĺn vo vnútri Zeme? Analýza ich šírenia odhalila niekoľko skokov v zmene rýchlosti pri prechode útrobami planéty.

zemská kôra

Prvý skok, pri ktorom sa rýchlosť zvýši zo 6,7 na 8,1 km/s, podľa geológov registruje dno zemskej kôry. Tento povrch sa nachádza na rôznych miestach planéty na rôznych úrovniach, od 5 do 75 km. Hranica zemskej kôry a pod ňou ležiaceho obalu – plášťa, je tzv "Mohorovičické povrchy", pomenovaná podľa juhoslovanského vedca A. Mohoroviča, ktorý ju ako prvý založil.

Plášť

Plášť leží v hĺbkach až 2 900 km a delí sa na dve časti: hornú a dolnú. Hranica medzi horným a spodným plášťom je tiež fixovaná skokom v rýchlosti šírenia pozdĺžnych seizmických vĺn (11,5 km/s) a nachádza sa v hĺbkach od 400 do 900 km.

Horný plášť má zložitú štruktúru. V jeho hornej časti je vrstva umiestnená v hĺbkach 100 - 200 km, kde sa priečne seizmické vlny tlmia o 0,2 - 0,3 km / s a ​​rýchlosti pozdĺžnych vĺn sa v podstate nemenia. Táto vrstva sa nazýva vlnovodu. Jeho hrúbka je zvyčajne 200-300 km.

Časť horného plášťa a kôra prekrývajúca vlnovod sa nazýva litosféra a samotná vrstva nízkych rýchlostí - astenosféra.

Litosféra je teda tuhá tvrdá škrupina podložená plastickou astenosférou. Predpokladá sa, že v astenosfére vznikajú procesy, ktoré spôsobujú pohyb litosféry.

Vnútorná štruktúra našej planéty

Zemské jadro

Na báze plášťa dochádza k prudkému poklesu rýchlosti šírenia pozdĺžnych vĺn z 13,9 na 7,6 km/s. Na tejto úrovni leží hranica medzi plášťom a jadro zeme, hlbšie ako sa už nešíria priečne seizmické vlny.

Polomer jadra dosahuje 3500 km, jeho objem: 16 % objemu planéty a hmotnosť: 31 % hmotnosti Zeme.

Mnoho vedcov verí, že jadro je v roztavenom stave. Jeho vonkajšia časť sa vyznačuje výrazne zníženými rýchlosťami P-vĺn, zatiaľ čo vo vnútornej časti (s polomerom 1200 km) sa rýchlosti seizmických vĺn opäť zvyšujú na 11 km/s. Hustota jadrových hornín je 11 g/cm 3 a je určená prítomnosťou ťažkých prvkov. Takýmto ťažkým prvkom môže byť železo. S najväčšou pravdepodobnosťou je železo neoddeliteľnou súčasťou jadra, pretože jadro z čisto železnej alebo železo-niklovej kompozície by malo mať hustotu, ktorá je o 8 až 15 % vyššia ako existujúca hustota jadra. Preto sa zdá, že kyslík, síra, uhlík a vodík sú pripojené k železu v jadre.

Geochemická metóda na štúdium štruktúry planét

Existuje ďalší spôsob, ako študovať hlbokú štruktúru planét - geochemická metóda. Identifikácia rôznych obalov Zeme a iných terestrických planét fyzikálnymi parametrami nachádza pomerne jasné geochemické potvrdenie založené na teórii heterogénnej akrecie, podľa ktorej je zloženie jadier planét a ich vonkajších obalov v hlavnej časti spočiatku rôzne a závisí od najskoršieho štádia ich vývoja.

Výsledkom tohto procesu je, že najťažšie ( železo-nikel) komponenty a vo vonkajších obaloch - ľahší silikát ( chondrit), obohatené v hornom plášti o prchavé látky a vodu.

Najdôležitejšou vlastnosťou terestrických planét ( , Zem, ) je, že ich vonkajší obal, tzv. štekať, pozostáva z dvoch druhov hmoty: pevnina" - živec a " oceánsky» - čadič.

Kontinentálna (kontinentálna) kôra Zeme

Kontinentálna (kontinentálna) kôra Zeme je zložená zo granitov alebo hornín im podobných zložením, teda hornín s veľkým množstvom živcov. Vznik „žulové“ vrstvy Zeme je spôsobený premenou starších sedimentov v procese granitizácie.

Žulová vrstva by sa mala považovať za špecifickéškrupina zemskej kôry - jediná planéta, na ktorej sa široko rozvinuli procesy diferenciácie hmoty za účasti vody s hydrosférou, kyslíkovou atmosférou a biosférou. Na Mesiaci a pravdepodobne aj na terestrických planétach je kontinentálna kôra zložená z gabro-anortozitov - hornín zložených z veľkého množstva živca, avšak trochu iného zloženia ako v žulach.

Tieto horniny tvoria najstaršie (4,0-4,5 miliardy rokov) povrchy planét.

Oceánska (čadičová) kôra Zeme

Oceánska (čadičová) kôra Zem vznikla v dôsledku rozťahovania a je spojená so zónami hlbokých zlomov, ktoré viedli k prenikaniu vrchného plášťa do čadičových komôr. Čadičový vulkanizmus je superponovaný na predtým vytvorenej kontinentálnej kôre a je relatívne mladším geologickým útvarom.

Prejavy čadičového vulkanizmu na všetkých terestrických planétach sú zrejme podobné. Široký rozvoj čadičových „morí“ na Mesiaci, Marse a Merkúre je zjavne spojený s naťahovaním a vytváraním zón priepustnosti v dôsledku tohto procesu, pozdĺž ktorých sa na povrch rútili čadičové taveniny plášťa. Tento mechanizmus prejavu čadičového vulkanizmu je viac-menej podobný pre všetky planéty terestriálnej skupiny.

Satelit Zeme - Mesiac má tiež štruktúru škrupiny, ktorá celkovo opakuje štruktúru Zeme, aj keď má výrazný rozdiel v zložení.

Tepelný tok Zeme. Najhorúcejšie je v oblasti zlomov v zemskej kôre a chladnejšie v oblastiach starých kontinentálnych platní.

Metóda merania tepelného toku na štúdium štruktúry planét

Ďalším spôsobom, ako študovať hlbokú štruktúru Zeme, je štúdium jej tepelného toku. Je známe, že Zem, horúca zvnútra, vydáva svoje teplo. Ohrievanie hlbokých horizontov dokazujú sopečné erupcie, gejzíry a horúce pramene. Teplo je hlavným zdrojom energie na Zemi.

Nárast teploty s prehĺbením od zemského povrchu je v priemere asi 15 °C na 1 km. To znamená, že na rozhraní litosféry a astenosféry, nachádzajúcej sa približne v hĺbke 100 km, by mala byť teplota blízka 1500 °C. Zistilo sa, že pri tejto teplote sa čadič topí. To znamená, že astenosférický obal môže slúžiť ako zdroj čadičovej magmy.

S hĺbkou nastáva zmena teploty podľa zložitejšieho zákona a závisí od zmeny tlaku. Podľa vypočítaných údajov v hĺbke 400 km teplota nepresahuje 1600°C a na rozhraní jadro-plášť sa odhaduje na 2500-5000°C.

Je dokázané, že k uvoľňovaniu tepla dochádza neustále po celom povrchu planéty. Teplo je najdôležitejším fyzikálnym parametrom. Niektoré z ich vlastností závisia od stupňa ohrevu hornín: viskozita, elektrická vodivosť, magnetita, fázový stav. Preto podľa tepelného stavu možno posudzovať hlbokú stavbu Zeme.

Meranie teploty našej planéty vo veľkých hĺbkach je technicky náročná úloha, keďže na meranie sú k dispozícii len prvé kilometre zemskej kôry. Vnútornú teplotu Zeme však možno študovať nepriamo meraním tepelného toku.

Napriek tomu, že hlavným zdrojom tepla na Zemi je Slnko, celkový výkon tepelného toku našej planéty 30-krát prevyšuje výkon všetkých elektrární na Zemi.

Merania ukázali, že priemerný tepelný tok na kontinentoch a v oceánoch je rovnaký. Tento výsledok je vysvetlený skutočnosťou, že v oceánoch väčšina tepla (až 90%) pochádza z plášťa, kde proces prenosu hmoty pohyblivými prúdmi prebieha intenzívnejšie - konvekcia.

Konvekcia je proces, pri ktorom zohriata kvapalina expanduje, stáva sa ľahšou a stúpa nahor, zatiaľ čo chladnejšie vrstvy klesajú. Pretože látka plášťa je vo svojom stave bližšie k pevnému telesu, konvekcia v ňom prebieha za špeciálnych podmienok, pri nízkych rýchlostiach toku materiálu.

Aká je tepelná história našej planéty? Jeho počiatočné zahrievanie je pravdepodobne spojené s teplom vznikajúcim pri zrážke častíc a ich zhutňovaní vo vlastnom gravitačnom poli. Potom bolo teplo výsledkom rádioaktívneho rozpadu. Pod vplyvom tepla vznikla vrstvená štruktúra Zeme a terestrických planét.

Rádioaktívne teplo sa na Zemi uvoľňuje aj teraz. Existuje hypotéza, podľa ktorej na hranici roztaveného jadra Zeme prebiehajú procesy štiepenia hmoty dodnes s uvoľňovaním obrovského množstva tepelnej energie, ktorá ohrieva plášť.