Расстояние от земной коры до ядра


Студент университета Макгилла (Канада) Александр Клотц (Alexander Klotz) уточнил вычислил время падения тела до центра Земли в сквозном туннеле. Обычно в этой классической задаче плотность Земли принимают однородной, а Клотц взял реальную плотность, которая меняется от поверхности к ядру, и вместо обычных 42 минут получил 38 минут. Решение задачи студент опубликовал в журнале the American Journal of Physics, а ее популярное изложение приводит Science.

Представим себе туннель, прорытый сквозь Землю, через ее центр. Мы стоим на поверхности Земли у края туннеля и бросаем туда тело. Оно свободно падает вниз. Вопрос: сколько времени займет полет тела до центра Земли? Такую задачу обычно студенты решают на экзаменах. Решение требует знания законов Ньютона и колебательных уравнений. В процессе решения нужно вычислить, как изменяется сила гравитации (и ускорение свободного падения) для объекта, который падает через тоннель.

В самом простом случае Землю рассматривают как бильярдный шар, имеющий однородную плотность, примерно 5500 кг/м3.


этом случае по мере приближения тела к центру Земли изменяется и сила гравитации, которая на него действует. Это происходит потому, что количество массы Земли ниже и выше положения тела в туннеле различаются. Здесь используют теорему Ньютона об отсутствии гравитации внутри, получившую название от того, что в центре планеты гравитация будет нулевая. Пролетев центр Земли, тело падает дальше — к другой стороне туннеля, и, достигнув его противоположного конца, падает обратно. Так оно совершает колебания по туннелю, как маятник.

Александр Клотц сделал простую вещь — он взял реальную плотность планеты, которая, вообще говоря, не одинакова в разных ее частях и слоях. Земная кора и мантия — менее плотные, чем ядро. Реальное распределение массы он взял из Preliminary Reference Earth model, построенной на сейсмических данных. Эта модель дает у поверхности Земли плотность менее 1000 кг/м3 и примерно 13000 кг/м3 — в центре ядра. Расстояние от поверхности до центра Земли равно 6371 км. Приняв эти условия, Клотц вычислил, что тело будет падать по туннелю до центра Земли 38 минут 11 секунд. Для сравнения, время падения в задаче с Землей однородной плотности составляет 42 минуты 12 секунд.

Источник: scientificrussia.ru

Расстояние до центра Земли

Для того, чтобы просчитать, сколько километров до центра Земли, нужно сначала понять, какую форму имеет наша планета. Это – слегка приплюснутый эллипсоид. Землю можно было бы назвать также геоидом, но в идеале она должна была бы быть тогда полностью жидкой. Свои нюансы вносит и рельеф. Несколько познавательных фактов о рельефе:


  • самая высокая точка поверхности Земли – гора Эверест (высота – 8848 метров над уровнем моря);
  • самая глубока точка Земли – Марианская впадина (глубина – 10994 метра под уровнем моря);
  • экваториальный диаметр имеет протяженность на 43 км больше, чем полярный;

Высчитывается расстояние до центра Земли в км, исходя из полярного и экваториального радиусов, которые составляют 6356,77 км и 6378,160 км соответственно.

Сколько км до центра Земли Википедия называет?

Если учитывать, что Земля не имеет форму идеального шара, то среднее расстояние до центра Земли составит 6371,3 километра.

Интересно, что расстояние до земного ядра существенно меньше – около 2900 километров, то есть на половине расстояния до центра – ядро. Касательно его состава мнения ученых расходятся.

Некоторые утверждают, что ядро, в основном, состоит из железа и никеля, есть и те, кто считает, что состав ядра отличается от состава нижней магнии, вещества в нем сильно уплотнены, находятся в металлизированном состоянии.


Добраться до центра Земли и остаться живым, утверждают ученые, невозможно, поскольку температура ядра составляет почти пять тысяч градусов, как на поверхности Солнца. К тому же и давление на глубине 6317 км – в три миллиона раз больше, чем на поверхности планеты. Если условно представить, что вы таки, несмотря на то, сколько км до центра Земли, туда попали, вас бы просто разорвало на разные части.

Если же вас интересует, где на Земле к ее центру ближе всего, то это – Северный полюс, а точнее – от дна Северного ледовитого океана (тут расстояние на четыре километра меньше). А больше всего расстояние – 1638 км – составляет в районе экватора (это на 21 км больше, чем средний показатель).

Источник: stolko-to.ru

Внутреннее строение Земли

Планета Земля состоит из трех основных слоев: земной коры, мантии и ядра. Можно сравнить земной шар с яйцом. Тогда яичная скорлупа будет представлять собой земную кору, яичный белок — мантию, а желток — ядро.

Внутреннее строение Земли. Источник: Климанова О.А. География 5-6 классы

Расстояние от земной коры до ядра

Верхняя часть Земли носит название литосфера (в переводе с греческого «каменный шар»). Это твердая оболочка земного шара, в состав которой входит земная кора и верхняя часть мантии.

Земная кора


Земная кора — это каменная оболочка, которая покрывает всю поверхность нашей планеты. Под океанами ее толщина не превышает 15-ти километров, а на материках — 75-ти. Если вернуться к аналогии с яйцом, то земная кора по отношению ко всей планете тоньше, чем яичная скорлупа. На долю этого слоя Земли приходится всего 5% объема и менее 1% массы всей планеты.

В составе земной коры ученые обнаружили оксиды кремния, щелочных металлов, алюминия и железа. Кора под океанами состоит из осадочного и базальтового слоев, она тяжелее континентальной (материковой). В то время как оболочка, покрывающая континентальную часть планеты, имеет более сложное строение.

Выделяют три слоя континентальной земной коры:

  • осадочный (10-15 км в основном осадочных пород);

  • гранитный (5-15 км метаморфических пород, по свойствам схожих с гранитом);

  • базальтовый (10-35 км магматических пород).


Разрез земной коры. Источник: Климанова О.А. География 5-6 классы

Расстояние от земной коры до ядра

Мантия

Под земной корой располагается мантия («покрывало, плащ»). Этот слой имеет толщину до 2900 км. На него приходится 83% от общего объема планеты и почти 70% массы. Состоит мантия из тяжелых минералов, богатых железом и магнием. Этот слой имеет температуру свыше 2000°C. Тем не менее большая часть вещества мантии сохраняет твердое кристаллическое состояние из-за огромного давления. На глубине от 50 до 200 км располагается подвижный верхний слой мантии. Он называется астеносфера («бессильная сфера»). Астеносфера очень пластична, именно из-за нее происходит извержение вулканов и формирование залежей полезных ископаемых. В толщину астеносфера достигает от 100 до 250 км. Вещество, которое проникает из астеносферы в земную кору и изливается иногда на поверхность, называется магмой («месиво, густая мазь»). Когда магма застывает на поверхности Земли, она превращается в лаву.

Ядро

Под мантией, словно под покрывалом, располагается земное ядро. Оно находится в 2900 км от поверхности планеты. Ядро имеет форму шара радиусом около 3500 км. Поскольку людям еще не удалось добраться до ядра Земли, о его составе ученые строят догадки. Предположительно, ядро состоит из железа с примесью других элементов. Это самая плотная и тяжелая часть планеты. На нее приходится всего 15% объема Земли и аж 35% массы.


Считается, что ядро состоит из двух слоев — твердого внутреннего ядра (радиусом около 1300 км) и жидкого внешнего (около 2200 км). Внутреннее ядро словно бы плавает во внешнем жидком слое. Из-за этого плавного движения вокруг Земли образуется ее магнитное поле (именно оно защищает планету от опасных космических излучений, и на него реагирует стрелка компаса). Ядро — самая горячая часть нашей планеты. Долгое время считалось, что температура его достигает, предположительно, 4000-5000°C. Однако в 2013 году ученые провели лабораторный эксперимент, в ходе которого определили температуру плавления железа, которое, вероятно, входит в состав внутреннего земного ядра. Так выяснилось, что температура между внутренним твердым и внешним жидким ядром равна температуре поверхности Солнца, то есть около 6000 °C.

Строение нашей планеты — одна из множества неразгаданных человечеством тайн. Большая часть информации о нем получена косвенными методами, еще ни одному ученому не удалось добыть образцы земного ядра. Изучение строения и состава Земли по-прежнему сопряжено с непреодолимыми трудностями, но исследователи не сдаются и ищут новые способы добыть достоверные сведения о планете Земля.

Методические рекомендации


При изучении темы «Внутреннее строение Земли» у учащихся могут возникать трудности с запоминанием названий и очередности слоев земного шара. Латинские наименования будет намного легче запомнить, если дети создадут собственную модель Земли. Можно предложить ученикам выполнить модель земного шара из пластилина или рассказать о его устройстве на примере фруктов (кожура — земная кора, мякоть — мантия, косточка — ядро) и предметов, имеющих схожую структуру. Поможет в проведении урока учебник География. 5-6 классы О.А.Климановой, где вы найдете красочные иллюстрации и подробные сведения по теме.


#ADVERTISING_INSERT#

Источник: rosuchebnik.ru

Из чего состоит Земля?

Радиус Земли составляет около 6400км. Наша планета состоит из нескольких слоев, образованных различными горными породами и металлами. Основные три слоя  — это земная кора, лежащая под ней мантия и ядро в центре. Кора  — это твердая наружная оболочка Земли, сложенная горными породами. Различают два вида коры — континентальную и океаническую. Мантия состоит из частично расплавленных пластичных горных пород и имеет толщину около 2900 км. Земное ядро в основном состоит из металлов никеля и железа. Оно невероятно горячее и плотное и делится на жидкое внешнее ядро и твердое внутреннее.

Как определили строение Земли?


Геологам пока не удалось проникнуть глубоко в Земли и определись с абсолютной точностью ее внутреннее строение, но много ценных сведений дает исследование пород, оказавшихся на поверхности в результате извержения вулканов. Для построения трехмерной картины Земли используют также анализ сейсмических волн, возникающих при землетрясениях и испытаниях атомного оружия. Сейсмические волны быстро проходят через твердые, плотные породы и гораздо медленное через мягкие породы. В 1960-е гг. ученые пытались пробурить скважину сквозь океаническую кору до мантии, но проект оказался слишком дорогостоящим и поэтому остался незавершенным.

Как Земля помогает животным ориентироваться?

Вращение Земли и постоянная циркуляцией расплавленного вещества ее глубинных слоев создают внутри земного шара электрические токи, которые превращают нашу планету в подобие магнита. Как у любого магнита, у Земли есть магнитное поле и два магнитных полюса. Если намагниченную иглу положить плавать в блюдо с водой она развернется в сторону магнитных полюсов Земли, действуя как простейший компас. Некоторые животные, например голуби и дельфины, ориентируются в пространстве по магнитному полю Земли.

Действительно ли Земля круглая?

Из космоса Земля кажется шарообразной. На самом деле она не совсем круглая. Она слегка сплющена у полюсов, а в районе экватора, наоборот, немного выпячена.

Какова высота атмосферы?


Земля окружена воздушной оболочкой, или атмосферой, содержащей смесь газов, благодаря которым на нашей планете может существовать жизнь. Атмосфера состоит из нескольких слоев и достигает высоты 1600 км, переходя в безвоздушное космическое пространство. Нижний слой — тропосфера — содержит воздух, которым дышат растения и животные. Воздух в следующем слое — стратосфере — намного более разрежен и содержит тонкий слой озона — особых молекул кислорода, которые согревают атмосферу и задерживают вредное для здоровья излучение Солнца. Остальные слои атмосферы — мезосфера, термосфера и экзосфера.

Источник: biovit.wordpress.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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