22. Внутрішня будова Землі

Земна кора (А) — верхня тверда кам'яна оболонка Землі завтовшки 5—20 км на дні океанів і до 65—75 км на материках, знизу досить чітко обмежена поверхнею Мохоровичича. З глибиною тиск зростає до 10—15 тис. атмосфер, а температура гірських порід підвищується до 800 °С. Відповідно до змін швидкості поширення сейсмічних хвиль у земній корі в ній виділяють три шари: верхній — "осадовий", середній — "гранітний" і нижній — "базальтовий". Вони відрізняються хімічним і мінеральним складом, фізичними властивостями порід, різною товщиною та неоднаковим географічним поширенням.

Мантія розташована на глибинах від 20 (в середньому) до 2900 км. Ця проміжна оболонка займає понад 80 % об'єму земної кулі. Вона має кілька концентричних шарів, кожен з яких більш-менш однорідний: верхній (В), середній (С) і нижній (D). Верхня мантія (20—400 км) складається з дунітів — силікатних порід, багатих магнієм і залізом. Нижче дуніт, можливо, переходить в ущільнену різновидність габро — еклогіт. В середній мантії (400—1000 км) відбуваються найбільші фізико-хімічні перетворення мінералів: порушуються кристалічні решітки, стискаються електронні оболонки, щільно утрамбовуються атоми. В нижній мантії (1000—2900 км) атоми настільки зціплюються, що гірські породи набувають властивостей металів. Верхня мантія, або астеносфера, разом із земною корою утворюють тектоносферу. Особливо велику роль у тектонічних рухах відіграє астеносфера, речовина якої внаслідок високих температур (близько 1200 °С) перебуває в розм'якшеному стані.Вважають, що мантія складається зі сполук оксидів кремнію, магнію і заліза. У ній тиск із глибиною зростає, а густина речовини змінюється від 3,3 г/см3 у верхніх шарах до 5,5 г/см8 в нижніх. Незважаючи на високу температуру на межі ядра (близько 3800 °С), речовина в нижній мантії перебуває в твердому стані, бо знаходиться в умовах дуже високого тиску. Ядро Землі має радіус 3470 км, займає 16 % об'єму планети і становить 1/3 її маси. Поперечні хвилі земне ядро через себе не пропускає. У зв'язку з цим допускають, що речовина тут знаходиться в розплавленому стані. Однак, оскільки ядро перебуває в умовах високих температур і під колосальним тиском, його властивості відмінні від властивостей рідини на поверхні Землі. Нижче границі мантії швидкість поширення поздовжніх хвиль поступово зростає до 10,2 км/с, а на глибині 4980 км стрибкоподібно збільшується до 11 км/с і далі майже не змінюється. З приводу хімічного складу ядра висловлювались різні думки: 1)ядро Землі складається із заліза з невеликими домішками нікелю, воно утворене залізними метеоритами; 2) складається із силікатних сполук і є кам'янистою речовиною з домішками заліза, дуже ущільнене високим тиском; 3) зовнішнє ядро силікатне, а внутрішнє — залізне. Густина ядра скрізь більша за 10 г/см3 і в центрі досягає 12 г/см3, що суттєво змінює властивості гірських порід.

23. Добове обертання Землі

Земля здійснює повний оберт навколо осі за 23 год 56 хв. 4 с. Кутова швидкість усіх точок на її поверхні однакова і становить 15 град/год. Лінійна швидкість їх залежить від тієї відстані, яку точки повинні пройти за період їх добового обертання.

Обертання Землі зумовлює швидку зміну дня і ночі. Добове обертання створює особливий ритм у розвитку фізико-географічних процесів і природи в цілому. Одним з важливих наслідків добового обертання Землі навколо осі є припливи і відпливи — явище періодичного коливання рівня океану, яке спричинюється силами притягання Сонця і Місяця. Внаслідок того, що Земля здійснює добове обертання в полі цих сил, а Місяць рухається навколо неї, припливні хвилі намагаються рухатись у відповідності з положенням Місяця, тому в кожному районі океану протягом 24 год 50 хв. двічі відбувається приплив і двічі відплив. Щодобове відставання на 50 хв. зумовлено випереджаючим рухом Місяця за його орбітою навколо Землі. З обертанням Землі навколо своєї осі пов'язана її міцність, яка залежить від кутової швидкості добового обертання планети. Обертання породжує відцентрову силу, що прямо пропорційна квадрату кутової швидкості. З добовим обертанням Землі пов'язані такі поняття, як зоряний, сонячний, поясний і місцевий час, лінія зміни дат тощо. Доба є основною одиницею для визначення часу, протягом якого відбувається видиме обертання небесної сфери проти годинникової стрілки. Відмітивши на небі початкову точку, відраховують від неї кут повороту, за яким обчислюють час, що минув. Зоряний час відраховують від моменту верхньої кульмінації точки весняного рівнодення, в якій екліптика перетинається з екватором.