Нарисовать внутреннее строение земли


Земля является третьей планетой от Солнца и единственной в системе, где имеется жизнь. Небесное тело обладает большим количеством особенностей, и люди уже успели хорошо его изучить. Оно относится к планетам земной группы, наряду с Марсом, Венерой и Меркурием. Объект движется вокруг Солнца по определенной орбите и обладает уникальным климатом, благодаря которому существование жизни стало возможным.

История образования Земли

Земля образовалась примерно 4,54 млрд лет назад вместе с другими планетами Солнечной системы. Ранее на этом месте располагалось большое протопланетное облако, которое постепенно пришло во вращение. Находящиеся внутри него вещества начали сталкиваться друг с другом и собираться в планеты.

Изображение Земли на ранних этапах формирования
Изображение Земли на ранних этапах формирования

Изначально Земля представляла собой раскаленное тело, но постепенно оно начало остывать. По мере снижения температуры поверхность покрывалась твердой оболочкой. А примерно через 10 млн лет в планету врезалось небесное тело, названное учеными Теей. В результате столкновения на определенное расстояние от нее отлетели осколки, которые впоследствии превратились в Луну.

Благодаря вулканической деятельности и реакции, происходящей внутри горных пород, вокруг планеты сформировалась атмосфера. В ней начала конденсироваться вода, которая в совокупности составила Мировой Океан. Через миллиард лет после формирования планеты вокруг нее образовалось магнитное поле, которое начало защищать ее от солнечных ветров. Примерно 3,3 млрд лет назад на Земле появились условия, подходящие для создания жизни.

Строение Земли

Внутреннее строение Земли
Внутреннее строение Земли

Сердцевина Земли состоит из двух компонентов: внутреннего и внешнего ядер. Их радиус составляет 1300 км и 2200 км соответственно. В центре планеты температура способна достигать +5000 градусов Цельсия. Вокруг ядра находится слой мантии, который составляет примерно 84% от всего состава Земли. Он, в свою очередь, делится на верхнюю и нижнюю. Наружный слой мантии, называемый литосферой, начинается на глубине 2900 км от поверхности.


Литосфера имеет толщину в 100 км. Ее верхняя часть зовется земной корой и служит оболочкой планеты. Толщина на суше равна примерно 50 км, а на дне океанов – 10 км. Литосфера представляет собой совокупность больших плит, которые имеют свойство двигаться.

Магнитное поле

Схема магнитного поля Земли и его взаимодействие с Солнцем
Схема магнитного поля Земли и его взаимодействие с Солнцем

Земля непрерывно вращается вокруг своей оси. Ядро, находящееся внутри планеты, реагирует на это, из-за чего вокруг нее возникает магнитное поле, называемое “магнитосферой”. Также оно привязано к полюсам – Северному и Южному. Когда на Солнце происходят вспышки, множество частиц ионизированного газа попадают на Землю и вступают во взаимодействие с ним. Из-за этого в магнитном поле происходят сильные изменения, называемые бурями. Некоторые люди чувствуют эти колебания, из-за чего у них появляется мигрень и головные боли.


Полярные сияния являются наглядным примером магнитных бурь. Солнечный ветер сталкивается с атомами, находящимися в атмосфере Земли, после чего в пространстве появляется характерное свечение.

Анализ полярного сияния помог установить, что примерно раз в 100 тысяч лет у Земли полюса меняются местами. Однако на данный момент недостаточно данных, чтобы объяснить причину, из-за которой происходит это явление.

Атмосфера

Схема атмосферы Земли
Схема атмосферы Земли

Появление сложных форм жизни на Земле стало возможным благодаря наличию атмосферы. Она имеет определенную структуру, состоящую из нескольких слоев. В прошлом в ее состав входили углекислый газ, водород, метан, аммиак и водяной пар. Но с течением времени большая часть этих элементов улетучилась в космическое пространство, а оставшиеся до сих пор удерживаются в атмосфере благодаря силе притяжения Земли.

Атмосфера планеты имеет пять слоев:


  1. Тропосфера. Нижний слой, высота которого составляет 12 км, является самым плотным, поскольку в нем находится наибольшее количество кислорода и других веществ. Температура в тропосфере с каждым километром падает на 6 градусов Цельсия по мере подъема.
  2. Стратосфера. Второй слой атмосферы, находящийся над Землей на расстоянии от 12 до 50 км. В нем присутствует большое количество озона, который не пропускает ультрафиолет, исходящий от Солнца. Таким образом, стратосфера защищает поверхность планеты от радиации.
  3. Мезосфера. Слой находится на расстоянии от 50 до 85 км над поверхностью Земли. Его средняя температура равна -90 градусов Цельсия.
  4. Термосфера. Четвертый слой атмосферы, который находится на высоте от 85 до 800 км. Он характеризуется высокими температурами: в некоторых местах этот параметр доходит до +1500 градусов Цельсия.
  5. Экзосфера. Верхний слой атмосферы планеты, который начинается на высоте в 800 км над поверхностью. Он содержит наименьшее количество кислорода, и примерно на высоте в 10 тысяч км постепенно переходит в космическое пространство, где не действует сила притяжения Земли.

Чем выше находится слой над поверхностью планеты, тем меньшее количество веществ в нем содержится.

За пределами экзосферы начинается космическое пространство, которое близко к вакууму. В нем присутствуют лишь атомы водорода, но их концентрация настолько мала, что вероятность их столкновения друг с другом стремится к нулю.

Суша

Фото суши из космоса (штат Аризона)
Фото суши из космоса (штат Аризона)

Поверхность планеты состоит из суши и Мирового океана. И хоть земляная область по площади меньше, чем водная, она имеет неоднородную структуру и массу особенностей. Суша состоит из гор, равнин, лесов, пустынь и других территорий, имеющих уникальный ландшафт.

Главная отличительная особенность поверхности Земли от других планет заключается в том, что на ней практически полностью отсутствуют кратеры. Но это не означает, что их никогда не было в большом количестве. Известно, что до образования атмосферы на ней присутствовали многочисленные кратеры, поскольку небесные тела не сгорали в момент сближения. Но постепенно эти неровности на поверхности исчезли.


Кратер Бэрринджера в Аризоне
Кратер Бэрринджера в Аризоне

Ученые установили две основные причины, почему кратеры постепенно “стерлись” с Земли: эрозия и выветривание. Оба явления протекают очень медленно, и их влияние может быть заметно лишь через долгое время.

Под эрозией подразумевается процесс, в ходе которого частицы воды, почвы и ветер воздействуют на поверхность. Они медленно убирают неровности, делая участок суши ровным. Выветривание – процесс разрушения поверхности на мелкие куски, например, когда русло реки постепенно стирается из-за содержащихся в воде твердых веществ. Два этих процесса являются основными факторами, почему со временем кратеры на Земле полностью исчезли. А образование новых стало невозможным, поскольку с появлением атмосферы метеориты начали сгорать при сближении с поверхностью.

Также у палеонтологов есть теория, каким образом на Земле появилась суша. Благодаря вулканической деятельности, из разломов выделялась магма, которая постепенно остывала, становилась твердой. Иногда она формировалась в целые острова, возвышающиеся над океаном.

Движение тектонических плит в свое время тоже повлияло на формирование суши. Из-за их наложения образовывались горы и участки земли, возвышающиеся над водой.


Океаны Земли

Мировой океан составляет примерно 70 % от всей поверхности Земли. Даже при наблюдении из космоса за планетой невооруженным взглядом видно, что большая площадь небесного тела – синего цвета. Наличие воды в жидком виде является уникальной отличительной особенностью Земли от остальных объектов Солнечной системы.

Фото Тихого океана с космоса
Фото Тихого океана с космоса

Мировой океан на планете образовался примерно 3,8 млрд лет назад, благодаря чему стало возможно появление жизни. Ведь первые существа появились именно в воде, после чего в процессе эволюции перебрались на сушу.


Существует две версии, как образовался Мировой океан. Когда Земля формировалась, она поглотила большое количество водяного пара, имеющегося в космосе. Долгое время он находился под поверхностью, но когда началась геологическая активность, вырвался наружу. Попав в атмосферу, пар сконденсировался и осел на Земле в виде воды. Вторая версия заключается в том, что в прошлом на планету падали метеориты, практически полностью состоящие из льда. Последний постепенно растаял и образовал водоемы.

Как появилась жизнь на Земле

На Земле обитает большое количество организмов, которые могут существовать в определенных условиях. Одни заселяют сушу, а другие приспособлены исключительно к водной среде. Ученые непрерывно бьются над загадкой, как именно появилась жизнь на планете, и пока не могут прийти к единому выводу.

Одноклеточные организмы первыми появились на Земле
Одноклеточные организмы первыми появились на Земле

Основная теория основана на взаимодействии газов и химических реакциях. Логично, что первые формы жизни зародились в тот период, когда на Земле уже существовала атмосфера и магнитное поле. Предполагается, что электромагнитные бури запустили реакции в газах, которые находились над поверхностью планеты. В результате образовались частицы аминокислот, которые осели в океане. Оказавшись в водной среде, они продолжили эволюционировать и превратились в одноклеточные живые организмы.

Появившиеся одноклеточные питались углекислым газом и после его переработки выделяли в пространство кислород. Последний попадал в атмосферу и накапливался в ней, меняя ее свойства. Это дало возможность для появления более сложных форм жизни.

Характеристики планеты

Изображение Земли и ее спутника - Луны
Изображение Земли и ее спутника – Луны

Земля обладает следующими характеристиками:

  • масса планеты равна 5972*10^21 кг;
  • радиус в экваторе – 6371 км;
  • ось Земли наклонена на 23,5 градусов;
  • плотность равна 5,52 г/см3;

  • температура на поверхности меняется в диапазоне от -85 до +70 градусов Цельсия;
  • сутки на Земле длятся 23 ч 56 мин 4 с;
  • в течение года планета находится в среднем в 149,6 млн км от Солнца;
  • скорость перемещения по орбите равна 29,8 км/с;
  • год на Земле длится 365,25 суток;
  • эксцентриситет равен 0,017;
  • ускорение свободного падения над поверхностью равно 9,8 м/с2;
  • единственным спутником Земли является Луна.

Орбита и вращение

Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток, и на полный оборот у нее уходит 23 ч 56 мин 4 с. На один градус планета поворачивается за 4 мин 15 с. Причем в зависимости от времени года, скорость вращения небесного тела отличается: в апреле и ноябре продолжительность суток увеличивается на 0,001 с.

Вращение Земли вокруг Солнца
Вращение Земли вокруг Солнца

Вокруг Солнца планета движется по эллиптической орбите, находясь на среднем расстоянии в 150 млн км. При этом, скорость перемещения равна 29,8 км/с. На то, чтобы совершить полный оборот вокруг звезды, Земле требуется 365,25 дней. Помимо этого, небесное тело вместе с Солнечной системой также движется относительно центра галактики Млечный Путь со скоростью 20 км/с.

Поскольку ось Земли имеет наклон, в зависимости от времени года, Солнце находится над горизонтом на разной высоте, что напрямую влияет на длительность ночи. Например, летом звезда располагается выше, из-за чего темное время суток значительно меньше, чем зимой.

Почему Земля так называется

Люди называют третью планету от Солнца “Землей” уже долгое время. На каждом языке обозначение небесного тела звучит по-разному, тем не менее, оно остается неизменным на протяжении тысяч лет. Но откуда появилось это название?

Римская богиня Гея
Римская богиня Гея

Большинство планет Солнечной системы получили имена, имеющие отношение к божествам определенных культур. И Земля не является исключением. В мифологии многих народов прошлого существовало божество, характеризующее собой плодородие почвы. Скандинавские народы поклонялись богине Ёрд, римляне почитали Теллус (Терру), а греки – Гею.

Именно от них появились различные варианты названия планеты, которые используются разными народами до сих пор. Например, имя богини Ёрд послужило основой для появления английского “Earth” – именно так называют третью планету от Солнца народы, говорящие на этом языке. В астрологии небесное тело именуют Terra. Причиной для появления имени послужила римская богиня Теллус.

На русском языке планета называется “Земля”. Основой для такого имени послужило слово “Зем”, которое обозначает почву. На большинстве языков название небесного тела имеет такое же значение, но произносится по-разному.

Спутник Земли – Луна

Луна является единственным спутником Земли, который по размерам составляет примерно 25% от планеты. Из-за того, что между телами имеется гравитационное притяжение, в Мировом океане происходят приливы и отливы.

Луна - единственный спутник Земли
Луна – единственный спутник Земли

Считается, что Луна появилась в результате столкновения Земли с протопланетой Тейей. Последняя вскользь задела небесное тело, из-за чего на определенное расстояние от него отлетели осколки. Постепенно они сформировались в Луну.

Орбита Луны
Орбита Луны

На данный момент спутник отдален от Земли на 384 400 км, и с каждым годом это расстояние увеличивается на 38 мм. Из-за этого на планете время суток становится дольше, а длительность года сокращается. В рамках небольшого отрезка это малозаметно, но если проанализировать ситуацию с прогнозом на далекое будущее, картина существенно изменится. Например, 410 млн лет назад год длился примерно 400 дней, а средняя продолжительность каждого из них составляла 21 ч 48 мин.

Луна играет важную роль для Земли в плане сохранения стабильного климата. Спутник не дает изменяться наклону оси планеты. В противном случае, один полюс небесного тела был бы направлен прямо на Солнце, а второй находился на противоположной стороне. И по мере движения Земли вокруг звезды, они бы менялись местами. Таким образом, на каждом из полюсов друг друга сменяли бы жаркое лето и суровая зима. Ученые провели анализ, в ходе которого установили, что при таких условиях существование крупных животных и высоких растений на планете стало бы невозможным.

Наблюдение из космоса

Фото Земли с Эксплорера-6, 1959-й год
Фото Земли с Эксплорера-6, 1959-й год

Впервые возможность посмотреть на планету из космоса у человечества появилась в 1959-ом году. Американский спутник Эксплорер-6 вышел на орбиту планеты и сделал снимок. А спустя два года Юрий Гагарин стал первым человеком, отправившимся в космос и лично увидевшим Землю.

Снимок “The Blue Marble”
Снимок “The Blue Marble”

В 1968-ом году космический корабль Аполлон-8 доставил экипаж на лунную орбиту, откуда астронавты смогли наблюдать восход планеты из-за спутника. Спустя четыре года Аполлон-17 сфотографировал Землю. Снимок набрал большую популярность и получил название “The Blue Marble” (Голубой мрамор).

Фото Земли на расстоянии в 6 млрд км
Фото Земли на расстоянии в 6 млрд км

В современном мире наблюдение за Землей ведется благодаря большому количеству спутников и космических аппаратов, находящихся в космосе. Члены экипажа МКС имеют возможность ежедневно лицезреть Землю из космоса. Также некоторые космические аппараты фотографируют ее, находясь при этом на орбитах других планет или прокладывая путь в сторону от Солнечной системы. Это позволяет увидеть Землю с разных расстояний.

Потенциально опасные объекты

Пример внешнего вида сближающейся кометы
Пример внешнего вида сближающейся кометы

Несмотря на то, что большинство небесных тел при вхождении в атмосферу Земли сгорают, есть вероятность того, что некоторые метеориты все-таки столкнутся с поверхностью. Доказано, что если на планету упадет астероид, размеры которого составляют несколько тысяч километров, этого будет достаточно, чтобы практически вся жизнь на ней исчезла.

Потенциально опасными объектами для Земли считаются астероиды размером более 150 м в диаметре, которые проходят от нее на расстоянии ближе, чем 195 млн км (1,3 астрономических единицы). Их относят к классу “сближающихся”. Это означает, что в теории они могут когда-нибудь войти в атмосферу планеты. Если же габариты астероида не превышают 150 м, то с большой вероятностью он сгорит в атмосфере.

Что ждет Землю в будущем?

Дальнейшая судьба Земли напрямую зависит от Солнца. Звезда накапливает внутри гелий, из-за которого её яркость постепенно увеличивается. Например, через 1 млрд лет она будет светить на 10% ярче. Из-за этого на Землю попадет слишком много солнечного ветра, и озоновый слой уже не сможет защитить от него. Температура над поверхностью начнет возрастать. Не исключено, что из-за этого Мировой океан испарится. Количество углерода на планете уменьшится, что приведет к вымиранию растений, которые полностью исчезнут еще через 500-900 млн лет. Как итог, сократится количество кислорода в атмосфере, что сделает невозможным существование большинства живых организмов. Комфортно ощущать себя будут лишь существа, которым не требуется много кислорода, при этом они способны выживать при +70 градусах Цельсия.

Пример того, как будет выглядеть Солнце с Земли, когда станет красным гигантом
Пример того, как будет выглядеть Солнце с Земли, когда станет красным гигантом

Через 3,5 млрд лет яркость Солнца возрастет на 40%. К тому времени поверхность Земли уже будет раскаленной, вода полностью испарится, существование жизни в принципе будет невозможным.

Спустя 7 млрд лет Солнце израсходует запасы водорода и превратится в красного гиганта. Из-за этого радиус звезды увеличится, и его габариты станут больше орбиты Земли. Правда планета к тому моменту может отдалиться от Солнца на большее расстояние, т.к. ослабнет сила притяжения. Температура на поверхности Земли будет примерно +1370 градусов Цельсия.

Источник: kipmu.ru

Химический состав Земли

Химический состав Земли схож с составом других планет земной группы, например Венеры или Марса (см. рисунок 1).

В целом преобладают такие элементы, как железо, кислород, кремний, магний, никель. Содержание легких элементов невелико. Средняя плотность вещества Земли 5,5 г/см3.

О внутреннем строении Земли достоверных данных весьма мало. Рассмотрим рис. 2. Он изображает внутреннее строение Земли. Земля состоит из земной коры, мантии и ядра.

Нарисовать внутреннее строение земли

Рис. 1. Химический состав Земли

Нарисовать внутреннее строение земли

Рис. 2. Внутреннее строение Земли

Ядро

 Ядро расположено в центре Земли (см.рис 3), его радиус составляет около 3,5 тыс км. Температура ядра достигает 10 000 К, т. е. она выше, чем температура внешних слоев Солнца, а его плотность составляет 13 г/см3 (сравните: вода — 1 г/см3). Ядро предположительно состоит из сплавов железа и никеля.

Внешнее ядро Земли имеет большую мощность, чем внутреннее (радиус 2200 км) и находится в жидком (расплавленном) состоянии. Внутреннее ядро подвержено колоссальному давлению. Вещества, слагающие его, находятся в твердом состоянии.

Нарисовать внутреннее строение земли

Рис. 3. Строение Земли: ядро, мантия и земная кора

 

Мантия

 Мантия — геосфера Земли, которая окружает ядро и составляет 83 % от объема нашей планеты (см. рис. 3). Нижняя ееграница располагается на глубине 2900 км. Мантия разделяется на менее плотную и пластичную верхнюю часть (800-900 км), из которой образуется магма (в переводе с греческого означает «густая мазь»; это расплавленное вещество земных недр — смесь химических соединений и элементов, в том числе газов, в особом полужидком состоянии); и кристаллическую нижнюю, тол- шиной около 2000 км.

Земная кора

 Земная кора — внешняя оболочка литосферы (см. рис. 3). Ее плотность примерно в два раза меньше, чем средняя плотность Земли, — 3 г/см3.

От мантии земную кору отделяет граница Мохоровичича (ее часто называют границей Мохо), характеризующаяся резким нарастанием скоростей сейсмических волн. Она была установлена в 1909 г. хорватским ученым Андреем Мохоровичичем (1857- 1936).

Поскольку процессы, происходящие в самой верхней части мантии, влияют на движения вещества в земной коре, их объединяют под общим названием литосфера (каменная оболочка). Мощность литосферы колеблется от 50 до 200 км.

Ниже литосферы располагается астеносфера — менее твердая и менее вязкая, но более пластичная оболочка с температурой 1200 °С. Она может пересекать границу Мохо, внедряясь в земную кору. Астеносфера — это источник вулканизма. В ней находятся очаги расплавленной магмы, которая внедряется в земную кору или изливается на земную поверхность.

Источник: moodle32.lms.tpu.ru

Строение земной коры

Большая часть коры снаружи покрыта гидросферой, а меньшая граничит с атмосферой. В соответствии с этим различают земную кору океанического и материкового типов, причем они имеют различное строение.

Материковая (континентальная) земная кора занимает меньшую площадь (около 40 % от всей поверхности Земли), но имеет более сложное строение. Под высокими горами ее толщина достигает 60—70 км. Состоит континентальная кора из 3 слоев — базальтового, гранитного и осадочного. Океаническая земная кора более тонкая — всего 5—7 км. Состоит она из двух слоев: нижнего — базальтового и верхнего — осадочного.

Земная кора наиболее изучена на глубину до 20 км. По результатам анализа многочисленных образцов горных пород и минералов, выходящих на поверхность земли при горообразовательных процессах, а также взятых из горных выработок и глубоких буровых скважин, был вычислен средний состав химических элементов земной коры.

Пограничный слой, разделяющий мантию и кору Земли, называют границей Мохо-ровичича, или поверхностью Мохо, в честь хорватского ученого А. Мохоровичича. Он первым в 1909 г. указал на характерное повеление сейсмических волн при переходе границы, которая прослеживается по всему земному шару на глубине от 5 до 70 км.

Как изучают мантию?

Мантия находится глубоко под Землей, и даже самые глубокие буровые скважины не доходят до нее. Но иногда при прорыве газов через земную кору образуются так называемые кимберлитовые трубки. Через них на поверхность поступают мантийные породы и минералы. Самый знаменитый из них — это алмаз, самый глубокорасположенный фрагмент нашей планеты, который мы можем изучать. Благодаря таким трубкам мы можем судить о строении мантии.

Источник: SiteKid.ru

Метод исследования недр

 

Однако определенные знания о глубинах нашей планеты все-таки установлены. Ученые изучили ее внутреннее строение с помощью сейсмического метода. Основой данного метода, является измерение колебаний во время землетрясения или искусственных взрывов производимых в недрах Земли. Вещества с разной плотностью и составом, пропускали через себя колебания с определенной скоростью. Что позволило с помощью специальных приборов измерить эту скорость и проанализировать полученные результаты.

Мнение ученых

Исследователями было установлено, что наша планета имеет несколько оболочек: земную кору, мантию и ядро. Ученые считают, что примерно 4,6 млрд. лет назад началось расслоение недр Земли и продолжает расслаиваться, по сей день. По их мнению, все тяжелые вещества спускаются к центру Земли, присоединяясь к ядру планеты, а более легкие вещества поднимаются вверх и становятся земной корой. Когда внутреннее расслоение закончится, наша планета превратиться в холодную и мертвую.

Земная кора

Является самой тонкой оболочкой планеты. Ее доля составляет 1% от общей массы Земли. На поверхности земной коры обитают люди и добывают из нее все необходимое для выживания. В земной коре, во многих местах, имеются шахты и скважины. Ее состав и строение изучается с помощью образцов собранных с поверхности.

Мантия

Представляет собой самую обширную оболочку земли.  Ее объем, и масса составляет 70 – 80% всей планеты. Мантия состоит из твердого вещества, но менее плотного, чем вещество ядра. Чем глубже располагается мантия, тем больше становиться ее температура и давление. Мантия имеет частично расплавленный слой. С помощью этого слоя твердые вещества перемещаются к ядру земли.

Источник: SpaceGid.com


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.