Строение земного шара явилось результатом сложных процессов, протекающих как в недрах Земли, так и на ее поверхности. Земля имеет форму геоида (греч. ge - земля, eidos - вид), т. е. шара, несколько сплюснутого у полюсов. Полярный радиус Земли - 6357 км, экваториальный - 6378 км, т. е. разница составляет 21 км. Общая площадь Земли 510 млн. км2.
Земля состоит из нескольких оболочек - сфер. Атмосфера - газовая оболочка, состоящая в основном из азота, кислорода, паров воды и углекислоты. Толщина оболочки примерно 2000 км.
Гидросфера - несплошная водная оболочка Земли, представленная морями и океанами. Средняя глубина морей и океанов 3-4 км, в некоторых частях до И км. Вода на Земле образовалась в результате геологических процессов, во время формирования и последующего развития Земли.
Биосфера - область распространения жизни на Земле, охватывающая атмосферу до 5-7 км, гидросферу - практически на всю ее глубину и литосферу - до 2-3 км.
Литосфера - каменная оболочка Земли толщиной 10-70 км, покрытая сверху осадочным слоем мощностью до 8-10 км. Мощность литосферы на материках выше, чем в океанах. Верхняя часть ее гранитная, нижняя - базальтовая. В океанах гранитная оболочка отсутствует. Толщина базальтов 8-10 км. Каменная оболочка Земли называется сиалитной (по начальным буквам наиболее распространенных элементов Si, Al). Иногда ее называют сиаль. Плотность спалитной оболочки Земли колеблется в пределах 2,6-2,7 г/см3. Масса верхних слоев на глубине 20-50 км создает давление 1,3-J5 * 103 МПа, в связи с этим температура нижней части спалитной оболочки поднимается до 900° С
Ниже литосферы находится верхняя мантия, или «сима» (название по основным элементам - Si, Mg), толщина которой около 400 км. Плотность вещества в верхней части «симы» равна 3,3-3,5, а в нижней - до 4 г/см3, давление до 1,5-105 МПа, температура 1200-1300°С. Верхняя часть мантии называется астеносферой.
Под мантией расположены промежуточная мантия, имеющая толщину 110 км, и нижняя мантия мощностью 1400 км. Плотность вещества возрастает примерно до 10 г/см3 при давлении 2-2,5-10 в 5 степени МПа и температуре около 2500° С. Вещество мантии согласно последним геофизическим данным находится в твердом, аморфном состоянии.
Центр Земли составляет ядро радиусом 3-3,5 тыс. км, с давлением около 3-105 МПа, температурой 3000° С, плотностью 11-12 г/см3. При таких условиях все вещество ядра Земли находится в металлизированном состоянии, по-видимому, обусловливая появление магнитного поля. Состав ядра точно не известен. Существует представление, что оно по составу железо-никелевое, или «нифе» (Ni, Fe), и твердое. По некоторым гипотезам, ядро Земли находится в жидком состоянии.

У земного шара есть несколько оболочек: — воздушная оболочка, — водная оболочка, — твердая оболочка.

Третья за отдаленностью от Солнца планета- Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность- 5,5 г/см2. Во внутреннем строении Земли принято различать следующие слои:

земная кора — верхний слой Земли, в котором могут существовать живые организмы. Толщина земной коры может быть от 5 до 75 км.

мантия — твердый слой, который находится ниже земной коры. Его температура достаточно высока, однако вещество находится в твердом состоянии. Толщина мантии порядка 3 000 км.

ядро — центральная часть земного шара. Его радиус приблизительно 3 500 км. Температура внутри ядра очень высока. Считается, что ядро состоит в основном из расплавленного металла,
предположительно — железа.

Земная кора

Выделяют два основных типа земной коры — континентальный и океанический, плюс промежуточный, субконтинентальный.

Земная кора тоньше под океанами (около 5 км) и толще — под материками (до 75 км.). Она неоднородна, различают три слоя: базальтовый (залегает ниже всего), гранитный и осадочный (верхний). Континентальная кора состоит из трех слоев, тогда как в океанической гранитный слой отсутствует. Земная кора формировалась постепенно: сначала был сформирован базальтовый слой, затем — гранитный, осадочный слой продолжает формироваться и в настоящее время.

— вещество, из которого состоит земная кора. Горные породы подразделяются на следующие группы:

1. Магматические горные породы. Они образуются при затвердевании магмы в толще земной коры или на поверхности.

2. Осадочные горные породы. Они образуются на поверхности, формируются из продуктов разрушения или изменения других пород, биологических организмов.

3. Метаморфические горные породы. Они образуются в толще земной коры из других горных пород под действием определенных факторов: температуры, давления.

Античные и современные исследования Земли

Впервые получить довольно точные размеры нашей планеты удалось древнегреческому математику и астроному Эратосфену в I веке до нашей эры (точность около 1,3%). Эратосфен обнаружил, что в полдень самого длинного дня лета, когда Солнце в небе города Асуана находится в наивысшем положении и его лучи падают вертикально, в Александрии в это же время зенитное расстояние Солнца составляет 1/50 часть окружности (те 7о 12!). Зная расстояние от Асуана до Александрии, он смог вычислить радиус Земли, который по его подсчетам составил 6290 км.

Не менее существенный вклад в астрономию внес мусульманский астроном и математик Бируни, живший в X-XI веке н. э. Несмотря на то, что он пользовался геоцентрической системой, ему удалось довольно точно определить размеры Земли и наклон экватора к эклиптике. Размеры планет им хоть и были определены, но с большой ошибкой; единственный размер, определенный им относительно точно -- размер Луны.

В XV веке Коперник выдвинул гелиоцентрическую теорию о строении мира. Теория, как известно, довольно длительное время не имела развития, так как была преследуема церковью. Окончательно система была уточнена И. Кеплером в конце XVI века. Так же Кеплер открыл законы движения планет и рассчитал эксцентриситеты их орбит, теоретически создал модель телескопа. Галилей, живший несколько позднее Кеплера, сконструировал телескоп с увеличением в 34,6 раз, что позволило ему оценить даже высоту гор на Луне, также он обнаружил характерное различие при наблюдении в телескоп звезд и планет: четкость вида и формы у планет была значительно больше, а также обнаружил несколько новых звезд.

На протяжении почти 2000 лет астрономы считали, что расстояние от Земли до Солнца равно 1200 расстояниям Земли, т.е. допуская ошибку примерно в 20 раз! Впервые эти данные были уточнены только в конце XVII века как 140 млн. км, т.е. с ошибкой на 6,3% астрономами Кассини и Рише. Они же определили скорость света как 215 км/c, что было существенным прорывом в астрономии, так как раньше считали, что скорость света бесконечна. Примерно в это же время Ньютоном был открыт закон всемирного тяготения, и разложения света на спектр, что положило начало спектральному анализу через несколько веков.

Земля кажется нам такой огромной, такой надёжной и так много значит для нас, что мы не замечаем её второстепенного положения в семье планет. Слабое единственное утешение состоит в том, что Земля - наибольшая из планет земной группы. К тому же она обладает атмосферой средней мощности, значительная часть земной поверхности покрыта тонким неоднородным слоем воды. А вокруг неё вращается величественный спутник, диаметр которого равен четверти земного диаметра. Однако этих аргументов вряд ли достаточно для того, чтобы поддерживать наше космическое самомнение. Крошечная по астрономическим масштабам, Земля - это наша родная планета, и поэтому она заслуживает самого тщательного изучения.

После кропотливой и упорной работы десятков поколений учёных было неопровержимо доказано, что Земля вовсе не «центр мироздания», а самая обыкновенная планета, т.е. холодный шар, движущийся вкруг Солнца.

В соответствии с законами Кеплера Земля обращается вокруг Солнца с переменной скоростью по слегка вытянутому эллипсу. Ближе всего к солнцу она подходит в начале января, когда в Северном полушарии царит зима, дальше всего отходит в начале июля, когда у нас лето. Разница в удалении Земли от Солнца между январём и июлем составляет около 5 млн. км. Поэтому зима в северном полушарии чуть-чуть теплее, чем в Южном, а лето, наоборот, чуть-чуть прохладнее. Это явственнее всего даёт себя знать в Арктике и в Антарктиде.

Эллиптичность орбиты Земли оказывает на характер времён года лишь косвенное и очень незначительное влияние. Причина смены времён года кроется в наклоне земной оси.

Ось вращения Земли расположена под углом в 66,5є к плоскости её движения вокруг Солнца. Для большинства практических задач можно принимать, что ось вращения Земли перемещается в пространстве всегда параллельно самой себе. На самом же деле ось вращения Земли, или, что-то же самое, ось мира, поскольку они параллельны, описывает на небесной сфере малый круг, совершая один полный оборот за 26 тыс. лет.

В ближайшие сотни лет северный полюс мира будет находиться недалеко от Полярной звезды, затем начнёт удаляться от неё, и название последней звезды в ручке ковша Малой Медведицы - Полярная - утратит свой смысл. Через 12 тыс. лет полюс мира приблизится к самой яркой звезде северного неба - Веге из созвездия Лиры.

Описанное явление носит название прецессии оси вращения Земли. Обнаружил явление прецессии уже Гиппарх, который сравнил положения звёзд в своём каталоге с составленным задолго до него звёздным каталогом Аристилла и Тимохариса. Сравнение каталогов и указало Гиппарху на медленное перемещение оси мира.

Различают три наружных оболочки Земли: литосферу, гидросферу и атмосферу. Под литосферой понимают верхний твердый покров планеты, который служит ложем океана, а на материках совпадает с сушей. Гидросфера - это подземные воды, воды рек, озер, морей и, наконец, Мирового океана. Вода покрывает 71% всей поверхности Земли. Средняя глубина Мирового океана 3900 м.

1

Наш мир прекрасно устроен, очень сложно и очень тонко. Во всём в природе есть закон и порядок, и в тоже время огромное количество нераскрытых загадок. Как и когда образовалась планета Земля, как устроены наши недра Земли, как люди узнают, что происходит внутри Земли?

Возраст Земли, как и всей Солнечной системы, около 5млрд. лет. Её современное строение – результат длительной истории формирования .
Первоначально Земля, образовавшаяся из протопланетного облака, была холодной. Выделение тепла при сжатии и при радиоактивном распаде привело к разогреванию вещества. При его разделении более тяжелые компоненты опускались к центру планеты, а легкие поднимались к поверхности. В результате этих процессов образовалось земное ядро, мантия, земная кора.
Вся жизнь человека происходит на поверхности нашей планеты. Гарун Тазиев – бельгийский вулканолог сказал: « В наше время легче и проще определить состав звезд, удаленных от нас на миллиарды км, измерить их температуру… чем проникнуть в чрево Земли.»
Человечеству давно хотелось узнать, что находится в глубине Земли.

Проведем опыт:

Возьмем яблоко и представим, что это наша Земля. Проколем аккуратно кожицу, это будет верхний слой Земли, поглубже есть сочная мякоть, а ещё глубже сердцевина яблока. А если разрежем яблоко, мы увидим, что внутри. Так и наша Земля имеет строение.

Можно сравнить нашу планету с яйцом. Скорлупа – земная кора; белок – мантия; ядро – желток.

Земля похожа на конфету: в центре орешек – ядро, потом идет сливочная начинка – это мантия, а сверху шоколадная глазурь – это земная кора.

Вот сколько сравнений можно найти. А сейчас мы рассмотрим более подробно внутреннее строение Земли.

Земля имеет послойное строение: ядро, мантия, земная кора.
Земная кора в масштабе всей Земли представляет тончайшую пленку. Она состоит из твердых минералов и горных пород, то есть её состояние твердое. Температура повышается через 100м на 3 градуса. Несмотря на маленькую мощность, земная кора имеет сложное строение. Если мы посмотрим на глобус, а потом на карту, то увидим, что суша и вода собраны в большие пространства: суша в материки, вода – в океаны. Строение и состав земной коры под океанами и на материках очень сильно различаются. Выделяют два основных вида земной коры – океаническую и материковую. Они различаются по толщине и составу. Океаническая кора: 3 – 10 км; осадочный и базальтовый слои; материковая кора: 30 -50 – 75 км; осадочный, гранитный и базальтовый слои.

Под земной корой на глубинах от 30 -50 км до 2900км расположена мантия Земли. Она состоит из горных пород, богатых магнием и железом. Мантия подразделяется на верхнюю и нижнюю. Верхняя залегает ниже земной коры до 670км. Быстрое падение давления в верхней части мантии и высокая температура приводят к плавлению её вещества. По сравнению с породами, слагающими земную кору, породы мантии отличаются большой плотностью. Из чего состоит нижняя мантия, пока остается загадкой. Вещество мантии имеет очень высокую температуру – от 2000 градусов до 3800 градусов.

Предполагают, что поверхность ядра состоит из вещества, обладающего свойствами жидкости, а вот внутренняя область, ведет себя, как твердое тело. Это обусловлено высоким давлением. Средняя температура ядра от 3800 градусов до 5000 градусов, максимальная температура составляет 10000 градусов. Раньше считали, что ядро Земли гладкое, почти как пушечное ядро, но оказалось, что перепады «границы» достигают 260км. Радиус ядра равен 3470км.

Внутреннее строение Земли определяется с помощью сейсмических волн. Скорость прохождения сейсмических волн меняется в зависимости от плотности вещества, через которое они проходят. По изменению скорости учёные определили, что внутреннее строение Земли неоднородно.
Самая глубокая и удивительная скважина нашей планеты расположена на Кольском полуострове. Материал, который доставлялся на поверхность исследовался и постоянно приносил удивительные открытия: на глубине около 2км были найдены медно – никелевые руды, а с глубины 7 км был доставлен керн (образец породы из бура в виде длинного цилиндра), в котором были обнаружены окаменевшие остатки древних организмов.
Начало бурения скважины - 1970 год, в 1994году бурение было остановлено. Кольская сверхглубокая – не единственная в мире скважина, которую закладывали для глубокого бурения, но только Кольская достигла 15км, за что была занесена в Книгу рекордов Гиннеса.
Из холодного газово - пылевого облака образовалась Земля. В результате разогрева земных недр сформировались, различные, по своим свойствам ядро, мантия и земная кора. Ядро и мантия образуют внутренние оболочки земного шара. Благодаря такому внутреннему строению Земля имеет магнитное поле, защищающее все живое от губительного воздействия космоса
Индивидуальное лицо планеты, подобно облику живого существа, во многом определяется внутренними факторами, возникающими в ее глубоких недрах.