1. Густина, сила тяжіння і тиск в надрах Землі.

Тут два варіанти перший російською мовою - без сили тяжіння, а другий українською мовою без графіку тиску

Все інтернет

Зона Наименование Глубина Плотность

A Земная кора 0-33 км 3,2 г/см3

B Верхняя мантия 33-400 км 3,5 г/см3

C Переходная зона 400-1000 км 4,0 г/см3

D Нижняя мантия 1000-2900 км 5,0 г/см3

E Внешнее ядро 2900-4980 км 10-11 г/см3

F Переходная зона 4980-5120 км

G Внутреннее ядро 5120-6370 км 12 г/см3

Плотность

Плотность оболочек закономерно возрастает к центру Земли (см. рис). Средняя плотность коры составляет 2,67 г/см3. В мантии плотность постепенно возрастает за счет сжатия силикатного вещества и фазовых переходов (перестройкой кристаллической структуры вещества в ходе «приспособления» к возрастающему давлению) от 3,3 г/см3 в подкоровой части до 5,5 г/см3 в низах нижней мантии. На границе Гутенберга (2900 км) плотность скачкообразно увеличивается почти вдвое – до 10 г/см3 во внешнем ядре. Еще один скачок плотности – от 11,4 до 13,8 г/см3 - происходит на границе внутреннего и внешнего ядра (5150 км). Эти два резких плотностных скачка имеют различную природу: на границе мантия/ядро происходит изменение химического состава вещества (переход от силикатной мантии к железному ядру), а скачок на границе 5150 км связан с изменением агрегатного состояния (переход от жидкого внешнего ядра к твердому внутреннему). В центре Земли плотность вещества достигает 14,3 г/см3.

Давление

Давление в недрах Земли рассчитывается на основании ее плотностной модели. Увеличение давления по мере удаления от поверхности обуславливается несколькими причинами:

сжатием за счет веса вышележащих оболочек (литостатическое давление);

фазовыми переходами в однородных по химическому составу оболочках (в частности, в мантии);

различием в химическом составе оболочек (коры и мантии, мантии и ядра).

У подошвы континентальной коры давление составляет около 1 ГПа (точнее 0,9*109 Па). В мантии Земли давление постепенно растет, на границе Гутенберга оно достигает 135 ГПа. Во внешнем ядре градиент роста давления увеличивается, а во внутреннем ядре, наоборот, уменьшается. Расчетные величины давления на границе между внутренним и внешним ядрами и вблизи центра Земли составляют соответственно 340 и 360 ГПа.

Щільність Землі є непостійною величиною і змінюється в залежності від агрегатного стану речовини та її складу. Згідно з геофізичними даними в середньому щільність планети становить 5,52 г/см3. При цьому для земної кори ця величина складає 2,8 г/см3, у покрівлі верхньої мантії, нижче межі Мохоровичича, щільність порід становить 3,3-3,4 г/см3, а в низах нижньої мантії – приблизно 5,5-5,7 г/см3. Верхня межа зовнішнього ядра характеризується щільністю речовини 9,7 10,0 г/см3, а з глибиною вона зростає до 11,0-11,5 г/см3 і у внутрішньому ядрі становить 12,5-13,0 г/см3 (

Щільність земної речовини разом з масою є однією з основних фізичних величин, які суттєво впливають на гравітаційне поле. Під гравітаційним полем Землі слід розуміти певний космічний простір, в межах якого проявляються сили земного тяжіння.

Сила земного тяжіння – це рівнодіюча сили притягання, яка є функцією маси тіл і відстані між ними, та відцентрової сили. Звідси можна зробити висновок, що гравітаційне поле прямо підпорядковане характеру розподілу мас у надрах планети. Кожній окремо взятій точці на земній поверхні властива своя величина сили тяжіння.

Величина сили тяжіння, або гравітаційного поля, виражається в галах (1 гал = 1 см/с2) і вимірюється спеціальними приладами – гравіметрами. За даними визначення величини сили тяжіння складаються гравіметричні карти, на яких ізолініями (лініями рівних величин) показують простір розподілу сили тяжіння в межах тієї чи іншої ділянки земної поверхні. Проте, як щільність, так і маса земної речовини у внутрішніх геосферах розподіляються нерівномірно, відповідно, і гравітаційне поле теж характеризується нерівномірним поширенням і в різних точках планети величина прискорення сили тяжіння буде різною. На поверхні Землі вона в середньому складає 982 гал. При цьому в межах екватора становить 987 гал, а в напрямку до полюсів зростає до 983 гал. Зміна величини прискорення сили тяжіння спостерігається і з глибиною. Максимального значення (близько 1037 гал) вона досягає біля підошви нижньої мантії (рис. 2.18). В межах ядра ця величина поступово зменшується. В перехідному шарі між зовнішнім та внутрішнім ядром вона складає 452 гал, на глибині 6000 км 126 гал, у центрі Землі – нуль.

Тиск у надрах Землі знаходиться в прямій залежності від щільності, сили тяжіння та маси і, як і зазначені параметри, з глибиною зростає.

Тиск в глибинах Землі

Глибина,

км 40 100 400 1000 2900 5000 6371

Тиск, МПа 1·103 3,1·103 14·103 35·103 137·103 312·103 361·103

Там всюди 10 в кубі 3-й степені 10³