Давление земной коры




Давление земной коры

 

Давление в любой точке внутри Земли измеряется весом столбика вещества с поперечным сечением 1 см 2 и длиной, равной расстоянию от данной точки до земной поверхности. Вещество Земли с глубиной испытывает все большее воздействие давления вышележащих толщ горных пород и в связи с этим все более уплотняется. Учитывая плотность Земли и изменения ускорения силы тяжести, ученые подсчитали давление на различных глубинах. По В. А. Магницкому, на глубине 1 км давление равно 275 атм; у подошвы земной коры на глубине 50 км — около 13 000 атм. На границе мантии и ядра (2900 км) давление составляет около 1,3— 1,4 млн. атм, а в центре Земли — свыше 3 млн. атм. На больших глубинах с возрастанием давления существенно изменяется и строение вещества Земли.


 

Уже в глубокой древности людям были известны магнитные свойства Земли. Научное объяснение геомагнетизму дал впервые в 1600 г. придворный врач английской королевы Елизаветы I Вильям Гильберт. Он показал, что магнитное поле Земли сходно с полем магнитного диполя (два полюса), т. е. Земля представляет собой как бы гигантскую стрелку в форме шара. Позднее было установлено, что земное магнитное поле сходно с полем сферического магнита, ось которого наклонена к оси вращения Земли на 11 °. В силу этого магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами. С помощью ракет и искусственных спутников установлено, что магнитное поле простирается на расстояние до 93 тыс. км от поверхности Земли.

 

Для каждой точки земной поверхности рассчитывается теоретическое значение магнитного поля исходя из однородного строения Земли. Но в действительности магнитное поле в различных местах неодинаково. Обычно оно отличается от среднего значения, теоретически вычисленного для данной местности. Такие отклонения называются магнитными аномалиями. Они могут быть обусловлены, в частности, залежами подземных магнитных пород и руд. Примером может служить крупнейшая Курская магнитная аномалия. В ее пределах под земной поверхностью скрывается уникальное месторождение железистых кварцитов. Железные руды здесь создают магнитную напряженность, в пять раз большую средней напряженности магнитного поля Земли.


 

Магнитные аномалии используются для изучения строения земной коры и поисков месторождений полезных ископаемых. Они улавливаются специальными приборами — магнитометрами. Методы изучения строения земной коры и поисков полезных ископаемых, основанные на магнитных свойствах горных пород, называются магнитометрическими методами, или магниторазведкой. Данные магнитных исследований наносятся на магнитометрические карты.

 

В пределах материков магнитные аномалии обычно имеют в плане замкнутые округленные очертания. Проведенное в последние годы изучение магнитного поля океанов показало существенное отличие его от материкового магнитного поля. Оказалось, что дну океанов присущи полосовые магнитные аномалии (рис. 5). Они вытянуты линейно на сотни километров параллельно срединно-океаническим хребтам. На магнитных профилях, пересекающих срединные хребты, наблюдается постепенное повышение интенсивности и уменьшение длины волны магнитной аномалии при приближении к осевой линии хребтов. При переходе от гребня хребта к его склонам полосовые магнитные аномалии быстро ослабевают. Английские геофизики Ф. В айн и Д. Мэтьюз в 1963 г. обратили внимание на то, что на отдельных участках профилей наблюдается хорошо выраженная симметрия магнитных аномалий. Аномалии равной интенсивности, формы и ширины располагаются симметрично по обе стороны от центральной аномалии, соответствующей риф-товой долине. В этом случае левая половина магнитного профиля оказывается приближенным зеркальным отражением правой стороны, и наоборот. Общая ширина чередующихся положительной и отрицательной полос составляет в среднем около 35 км. Подобные полосовые магнитные аномалии обнаружены только над срединноокеаническими хребтами.


 

Одной из характерных особенностей земного магнитного поля является его изменчивость во времени. На протяжении геологической истории происходило многократное изменение полярности магнитного поля Земли. Это свойство используется при проведении палеомагнит-ных (греч. «палео» — древний) исследований. Они основаны на том, что магнитные породы приобретают и сохраняют намагниченность, характерную для времени их образования. Например, лавовый поток из вулканов во время охлаждения приобретает намагниченность, параллельную существующему в данную эпоху магнитному полю. Этот «ископаемый» магнетизм позволяет нам сегодня судить о магнитном поле Земли, которое было в период застывания лав. По остаточному магнетизму, запечатленному в породах, восстанавливают перемещение магнитного поля в истории Земли.

 

Чередование эпох прямой и обратной намагниченности запечатлено и в колонках осадков, накопившихся на океаническом дне. Научно-исследовательские суда специальными трубками длиной более 30 м подняли такие колонки в разных пунктах океанов. Ученые исследовали их намагниченность. Оказалось, что современные осадки, заполняющие верхнюю часть трубки, характеризуются намагниченностью, соответствующей современному магнитному полю. Под ними залегают осадки обратно намагниченные и т. д. В новейшее геологическое время продолжительность эпох одной полярности составляла в среднем около 2-105 лет. Предполагают, что в более древнее геологическое время эти периоды были больше, достигая 10 6—10 7 лет.


 

В настоящее время установлено, что почти весь земной магнетизм имеет источники внутри Земли. И образуется за счет токов, циркулирующих на больших глубинах. В частности, английский геофизик Е. Буллард — автор наиболее признанной гипотезы — объясняет существование магнитного поля Земли неодинаковым вращением ядра и вышележащих оболочек.

 

Магнитное поле, окружающее Землю, задерживает потоки заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем, и не пропускает их к поверхности Земли. Удерживаемые в верхних слоях атмосферы заряженные частицы образуют пояс радиации. Впервые он был открыт во время исследования космического пространства вторым советским искусственным спутником Земли.

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (08.11.2018)
Просмотров: 545 | Рейтинг: 0.0/0

Источник: www.winstein.org

Источник: www.chem21.info

Глоссарий

Астеносфера — расположенный на глубине около 150-200 км частично расплавленный, находящийся в вязком состоянии слой.

Лава — лишенная газов, застывшая на поверхности Земли магма.

Магма — огненная масса в слое астеносферы, расплавленная, содержащая большое количество газов.

Литосферные плиты — гигантские участки земной коры, свободно перемещающиеся по вязкому слою мантии.

Области складчатости — участки земной коры между плитами литосферы, находящиеся в относительном движении, в рельефе им соответствуют горные системы суши и дна морей.

Определение литосферы

Литосферой (λίθος – «камень» и σφαίρα – «шар») называют твердую земную оболочку, которая полностью покрывает планету, защищая ее от достигающей 60000 °С температуры раскаленного ядра. Литосфера расположена между атмосферой и гидросферой сверху и астеносферой снизу. Толщина твердой оболочки Земли не однородна, и на различных участках составляет от десятков до нескольких сотен километров.  

Пангея

Несмотря на солидный возраст, формирование планеты не окончено до сих пор. И тонкая поверхность коры, что является домом для человека, растений и животных, и горячие недра находятся в постоянном движении. Меняются очертания материков, рельеф местности, климатические условия.

Глядя на современные космические снимки планеты с очертанием шести отдельных континентов, сложно поверить, что около 250 миллионов лет назад на планете существовал единый сверхконтинент, носящий название Пангея.

В результате активных процессов в недрах планеты единый материк раскололся на современные континенты, которые, благодаря медленному, от 2.5 см до 7 см в год (по данным различных источников), движению тектонических плит за миллионы лет удалились на максимальное расстояние. Доказательства этой теории подробно изложены на странице 178 учебника «География. Землеведение 5-6 классы» под редакцией Климановой О. А.

Поднимаясь на царапающие облака горы или спускаясь в недра океана, человек считает себя покорителем природы, но ни один рукотворный небоскреб не сравнился по высоте с горами, и ни один батискаф не спустился в самую глубокую Марианскую впадину.

Поверхность литосферы не сплошная, а представлена отдельными плитами, которые в некоторых местах находят друг друга, образуя горные хребты или расходятся, формируя морские впадины.

В строении литосферы ученые выделяют восемь крупных плит и значительное количество более мелких. Плиты не зафиксированы неподвижно, а медленно передвигаются по горячей и жидкой астеносфере, образуя в местах стыков пластин зоны сейсмической активности.

Крупнейшие тектонические плиты:

  • Австралийская плита
  • Антарктическая плита
  • Африканская плита
  • Евразийская плита
  • Индостанская плита
  • Тихоокеанская плита
  • Северо-Американская плита
  • Южно-Американская плита

Строение литосферы

Если смотреть на Землю в поперечном разрезе вдоль полюсов, то можно выделить: земную кору, пограничный слой, мантию, ядро.

К литосфере относятся: земная кора, переходный слой и самый верхний, вязкий слой мантии.

Литосфера, о которой мы ведем сейчас речь — это всего лишь около 1% от радиуса земли, но именно этот 1% позволяет существовать жизни на планете.

Земная кора — самый верхний слой литосферы. В неоднородности земной коры можно убедиться, стоя на берегу и глядя на обрыв скромной реки, где слои различных пород находятся друг над другом. Найденные при раскопках полезные ископаемые (нефть, газ, железная руда, алмазы) рассказывают ученым о процессах, происходящих на планете миллионы лет назад.

Земная кора — не только самый верхний слой литосферы, но и самый тонкий — ее размер составляет от 80 километров на горных участках планеты до 30 км на равнинных. По типу земная кора делится на океаническую и материковую. Такое деление характерно только для Земли, на остальных планетах такого разделения нет, если верить показаниям космических зондов и планетоходов.

В коре материкового типа выделяют три слоя пород:

  • осадочный — сформирован породами осадочного и вулканического происхождения;
  • гранитный — сформирован породами метаморфического горного происхождения, которые представлен кварцем и полевым шпатом;
  • базальтовый — в формировании участвовали магматические породы.

Океаническая кора состоит из осадочного и базальтового слоев.

Под земной корой, в точности повторяя ее очертания, и отделяя ее от мантии, расположен пограничный слой или поверхность Мохоровичича. Граница Мохоровичича представляет собой тонкий слой из пепла, который образуется в результате электроразрядных молний, протекающих в верхнем слое мантии.

Огромное давление между мантией и земной корой привело к тому, что слой пепла спрессовался и при пропускании сейсмических волн ведет себя как плотное, практически монолитное вещество. Поверхность Мохоровичича выполняет гидро-, электро- и теплоизоляционную функции.

Мантия делится на два слоя:

  • верхний, который относится к литосфере;
  • нижний, окутывающий раскаленное ядро.

Ядро, жидкое снаружи и плотное внутри, состоит преимущественно из железа и никеля.

В верхнем слое мантии образуется раскаленная магма, ищущая свой выход через разломы в земной коре в местах соприкосновения тектонических плит. И именно в недрах обычный уголь под действием давления и температуры превращается в самый прочный (и к тому же драгоценный) камень — алмаз.

Способы изучения земной коры

Вы спросите, откуда ученым это известно? Ведь толщина земной коры составляет около 60-70 километров, а буровые установки, созданные человеком, достигли глубины чуть более 12 километров.

Про один из способов изучения земных недр рассказывается на странице 86 учебника «География. Землеведение. 5-6 классы» под редакцией Климановой О.А.

Вулканы — смертельно опасные, но в тоже время впечатляющие и завораживающие доказательства огненных процессов, происходящих в земных недрах. Преодолев сопротивление земной коры, на поверхность под давлением выбрасывается раскаленная магма, которая, остывая в атмосфере, превращается в реки лавы, несущие вулканические камни и газ, а с ними сведения для ученых о процессах, происходящих глубоко внутри Земли.

По линиям глубинных разломов земной коры расположены активные действующие вулканы. Тихоокеанское огненное кольцо, в которое входят вулканы Камчатки, Японии, Филиппинских островов, Индонезии, Мексики, Алеутских островов, Южной Америки и Огненной Земли дает ученым ответы на вопросы, а наблюдателям — незабываемое зрелище.

Но «дыхание» планеты и ее активную жизнь можно увидеть и на менее разрушительных примерах.

Среди древних городских развалин небольшого городка Поццуоли, расположенного на берегах Неаполитанского залива, в центре города есть остатки древнего храма и прилегающей к нему рыночной площади, построенных более двух тысяч лет назад, еще во времена Римской Империи. Даже невооруженным глазом заметно, что мраморные колонны изъедены морскими камнеточцами почти на 6 метров в высоту.

Из исторических хроник известно, что к XIII веку городская площадь опустилась ниже уровня моря. Однако произошло это не одномоментно, в результате землетрясения или другого катаклизма, а медленно, год за годом. В течение трех веков остатки зданий были затоплены,затем суша неспеша начала подниматься. К 1800 году руины вновь оказались выше уровня моря, и любознательные туристы могут своими глазами наблюдать уникальное явление брадисеймса, когда слой магмы настолько близко подходит к земной коре, что в результате подземных движений поверхность Земли поднимается и опускается.

Методические советы

С помощью наводящих вопросов и наглядного материала в виде таблиц и схем ребята узнают о движении литосферных плит, указывая на карте их границы.

  1. Ребята схематически зарисовывают строение материковой и океанической коры.

  2. Затем рассматривают образцы минералов различного происхождения, определяют отличия между представителями разных литосферных слоев.

  3. Заключительный этап — тестирование по теме.

Темы докладов

  • От Пангеи до 6 континентов.Движение литосферных плит
  • Сокровища недр Земли
  • Три жизни углерода: от графита до алмаза
  • Чем богаты, тем и рады. Полезные ископаемые родного края

ТЕСТ

  1. Как называется твердая оболочка Земли?
    • литосфера +
    • наносфера
    • атмосфера
  2. Пангея — это…
    • имя древнегреческой богини плодородия
    • название единого континента, когда-то существовавшего на планете Земля +
    • название планеты в Крабовидной Туманности
  3. Что называют Тихоокеанским огненным кольцом?
    • пожары на нефтяных танкерах в Тихом океане
    • активные действующие вулканы,расположенные по линиям глубинных разломов земной коры +
    • рой светящегося планктона, видимый в Тихом океане ночью
  4. Какое еще явление свидетельствует о «дыхании» планеты?
    • космонавтика
    • тектоника
    • брадисеймс +
  5. Поверхность Мохоровичича расположена…
    • между земной корой и верхним слоем магмы +
    • между базальтовым и осадочными слоями земной коры
    • между нижним слоем магмы и земным ядром

#ADVERTISING_INSERT#

Источник: rosuchebnik.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.