
- •Раздел 1. Геология и гидрогеология
- •Тема 1. Литосфера Земли. Строение Земли. Химический состав. Процессы формирования. Внутреннее строение Земли.
- •Модель строения Земли
- •Основные характеристики Земли
- •Состав земной коры
- •Типы земной коры
- •Тема 2. Эндогенные процессы (внутренние)
- •Концепция тектоники литосферных плит
- •Вулканы
- •Тема 3. Экзогенные процессы
- •Тема 4. Стратиграфическая шкала
- •Геохронологическая шкала
- •Тема 5. Подземные воды. Процессы формирования, состав и свойства. Изменение количества и качества вод
- •Процессы формирования, свойства и состав подземных вод
- •Минерализация подземных вод
- •Тема 6. Криосфера Земли. Криолитозона. Основные криогенные процессы Строение, распространение, условия возникновения. Основные криогенные процессы.
- •Тема 7. Рельеф Земной поверхности. Классификация. Рельеф как фактор климатообразования. Методы изучения
- •Выветривание горных пород и рельеф
- •Склонообразование
- •Развитие и нарушение формы рельефа
- •Разрывные нарушения и формы рельефа
- •Концепция формирования рельефа
- •Раздел 2. Почвоведение
- •Тема 8. Почвенный покров Земли. Понятие о почве как о биокосной системе
- •Химический состав почвы
- •Тема 9. Условия образования и распространения почвенного покрова и почвообразование. Почвенные процессы
- •Почвенные процессы
- •Тема 10. Морфология почв. Зональность. Основные типы и свойства почв. Почвенные зоны России
- •Типы почв
- •Тема 11. Изменение почв при освоении, мелиорации, рекультивации. Окультуривание почв, эрозия и деградация почв.
- •3. Гидрология
- •Тема 12. Гидросфера земли. Химический и физический состав воды
- •Тема 13. Поверхностные воды. Воды мирового океана. Течения и их влияние на климат Мировой океан
- •Водоёмы суши
- •Тема 14. Большой и малый круговороты воды
- •Гидрология водного бассейна
- •Тема 15. Методы исследования гидросферы
- •4. Климатология и метеорология
- •Тема 16. Климат и климатообразующие факторы. Формирование и влияние антропогенных факторов
- •Климат и человек
- •Тема 17. Солнечная радиация и радиационный баланс. Микроклимат и фитоклимат
- •Тема 18. Атмосфера Земли. Основные климатообразующие факторы. Процессы и явления в атмосфере
- •Строение атмосферы
- •Структура атмосферы
- •Основные характеристики процессов в атмосфере Ультрафиолетовое излучение (уфи) Солнца.
- •Движение воздушных масс в атмосфере
- •Модели циркуляции атмосферы
- •Тема 19. Классификация климатов
- •Раздел 5. Ландшафтоведение
- •Тема 20. Классификация геосистем. Функционирование, продуктивность и устойчивость ландшафтов
- •Тема 21. Зональность растительного покрова и характеристика растительных зон России как компонентов ландшафтов
- •Раздел 6. Картографическое изучение сфер Земли.
- •Тема 22. Картографический метод изучения геосфер в естественных науках.
- •Картирование биогеохимическое
Основные характеристики Земли
1) Ускорение силы тяжести у поверхности - 9,82 м/с2, у основания нижней мантии максимально - 10,37 м/с2, на глубине 5000 км - 4,52 м/с2, на глубине 6000 км - 1,26 м/с2 , в центре - 0.
2) Средняя плотность Земли: 5,5 г/см3. Плотность горных пород с глубиной в мантии и ядре увеличивается: 2,4-3 г/см3 -горные породы земной коры, при переходе от мантии к ядру от 9,7-10 г/см3, во внешнем ядре 12,5 -13 г/см3.
3) Магнитное поле
Земля представляет собой гигантский магнит с силовым полем вокруг. Современные магнитные полюса расположены вблизи географических, но не совпадают с ними.
Магнитное поле Земли в течение геологической истории менялось. Происхождение главного магнитного поля Земли объясняет динамометрическая концепция Френкеля-Эльзассера: магнитное поле возникает в результате действия системы электрических токов, вызванных сложными конвективными движениями в жидком внешнем ядре при вращении Земли. На общий фон магнитного поля накладывается влияние горных пород, содержащих ферромагнитные соединения Исследования остаточной намагниченности позволили установить, что магнитное поле Земли испытывало инверсию в ходе геологической истории.
Остаточная намагниченность горных пород, содержащих ферромагнитные материалы, ориентировано как магнитное поле Земли в период образования этих пород.
Шкалу магнитных инверсий используют для сопоставления толщ горных пород и определения их возраста (эти методы относятся к методам исследования литосферы (шкала инверсий).
4) Тепловое поле Земли.
Выделяются 2 источника тепла для Земли: солнце и недра.
Солнце прогревает Землю на глубину 28-30 метров.
На некоторой глубине от поверхности располагается пояс постоянной температуры, равной средней годовой температуре данной местности.
Например, для Москвы этот пояс проходит на глубине 2 м, температура 4,2 оС. Для Парижа - температура среднегодовая - 11,83 оС, глубина - 28 м.
Установлено, что ниже этого пояса температура с глубиной возрастает. Это вызвано тепловым потоком, поступающим из недр Земли (шахты, рудники, пещеры).
Среднее значение внутреннего теплового потока 1,4-1,5 мккалл/см2×с. Колебания теплового потока зависят от подвижности земной коры, интенсивности внутренних процессов. Для гор характерны значительные колебания теплового потока. Для большей части океанов этот поток такой же, как на материковых равнинах. В пределах рифтовых долин срединно-океанских хребтов поток увеличивается в 5-7 раз.
Источники внутренней тепловой энергии:
- распад радиоактивных элементов (уран, торий, калий и пр.);
- гравитационная дифференциация с перераспределением материала по плотности в мантии и ядре, которое сопровождается выделением теплоты.
Для характеристики увеличения температуры с глубиной используют геотермический градиент – нарастание температуры в оС на единицу глубины.Средний градиент 30 оС/км.
Крайние значения диапазона температур различаются до 25 раз и более. Причина – различие во внутренней активности земной коры и теплопроводности горных пород.
Минимальный - на устойчивых древних участках земной коры.
Максимальный - в подвижных зонах океанов и континентов.
Расчёт температур основан на данных о тепловом потоке, теплопроводности горных пород.
Наибольший термический градиент – 150 оС/км в штате Аригон (США).
Наименьший термический градиент – 6 оС/км в южной Африке.
Температура в ядре составляет от 4000 до 5000 оС.
На границах между мантией и ядром 3700 оС.
Между внутренним и внешним 4300 оС.
5) Агрегатное состояние вещества Земли
- вещество литосферы находится в твердом кристаллическом состоянии, т.к. температуры при существующем давлении не достигают точки плавления. Однако внутри земной коры имеется низкоскоростные линзы, напоминающие астеносферу.
- вещество астеносферы пребывает в аморфном стекловидном состоянии, а 10% даже в расплавленном.
- вещество мантии находится в эффективно твёрдом состоянии.
- в нижней мантии вещество находится в кристаллическом состоянии (т.к. давление препятствует плавлению).
- во внешнем ядре вещество находится в жидком состоянии.
- во внутреннем ядре вещество твёрдое.
6) Химический и минеральный состав Земли
О составе Земли судят, прежде всего, по метеоритам (т.к. из этого вещества образовались планеты). Среди них выделяют:
- каменные (97,7% всех находок);
- железокаменные (1,3%);
- железные (остальное).
Поэтому предполагают, что в составе Земли преобладает Fe (30-36% вещества), O2 (29-31%), Si (14-15%), Mg (13-16%). Единицы процентов составляют S, Ni, Al, Ca, а все остальные меньше 1%.