Структурная модель Земли (статическая)

Учитывая все исходные данные, мы приходим к слоистой модели Земли. Земля состоит из ряда оболочек (геосфер). Выделяют внутренние и внешние сферы. Условная граница раздела – поверхность твердого тела Земли. Отразить на схеме!!! Взаимодействия и изменения геосфер – суть и источник всех геологических процессов. Характеристику геооболочек начинаем с внешних сфер.

Внешние сферы.

Внешние сферы земли как источник экзогенных процессов, их химическая, физическая и биологическая активность при разрушении (выветривании), транспортировке продуктов выветривания, образовании и накоплении осадков. Краткая характеристика:

Атмосфера – внешняя газовая оболочка Земли. Возраст – миллиарды лет, практически с момента формирования планеты, вернее, с начала дифференциации вещества Земли. Естественно, изменение первоначального состава в процессе эволюции Земли. Нижняя граница – твердая/жидкая поверхность, верхняя – условная (оценивают от 1 200 до 3 000 км, 1/5 – 1/2 радиуса твердого тела). Следы атмосферы до 100 000 км и более. Масса – 1 / 1 000 000 общей массы Земли. Более половины всей массы на первых 5-6 км. Состав – 78% азот, 21% кислород, 0,9% аргон, 0,033 СО2, мизер Не, Н, метан и др. В составе активные примеси – пар Н2О, озон, пыль (поглощение внешнего жесткого излучения, парниковый эффект – условия для развития жизни). Химическое и механическое воздействие на поверхность Земли – экзогенные процессы.

5 слоев (снизу вверх): тропосфера - 10-15 км (здесь все пары Н2О); стратосфера до 50 км (озоновый слой), мезосфера до 80 км, термосфера – до 800 км, экзосфера – до конца.

Гидросфера. Предполагается происхождение за счет дифференциации вещества Земли. Составляет 1 / 4 000 всей массы Земли. Состав – 94% воды Мирового океана; 4% - подземные воды; 1,8% - ледники Антарктиды и Гренландии; всего 0,2% - пресные реки, озера, горные ледники. Основа – О, Н. Площадь Мирового океана – 71%., средняя мощность водной оболочки – 4 км. Уникальные свойства воды (растворитель, химическая активность, электролит, три фазовых состояния, круговорот, основное вещество в составе живых организмов и пр) определяют значение ее как для развития жизни, так и для химических и механических процессов – экзогенные процессы.

Биосфера. Верхняя граница – озоновый экран, нижняя – не определена. Включает в себя все живое. Впервые выделена В.И.Вернадским как активный участник геологических экзогенных процессов. Органические соединения на основе С.

Далее твердое. Поверхность Земли – раздел внешних и внутренних сфер. Рельеф поверхности отражает внутреннее строение и динамику.

Континенты. 1/3. Асимметрия, горные хребты и равнины, континентальные окраины – шельф, склон, подножие. Окраинные моря.

Океаны. 2/3. Симметричность. Срединно-океанические хребты, островные дуги - желоба, ложе океана.

Внутренние сферы.

Внутренние сферы как источник эндогенных процессов. Границы раздела, глубины. Т, Р, плотность. % соотношение. Состояние.

Земная кора. Кристаллическая твердая оболочка (каменная). Граница Мохо - близко к зеркальному повторению поверхности Земли (Изостазия, гидростатическое равновесие). Под океанами мощность 5-10 км, реже больше. Под равнинами – 35-40, под горными хребтами 50-75 км. Два типа коры, но о различиях и составе будем говорить позже. По массе и по объему составляет 1%. В нижней части Т предполагается до 1 тыс С и более. Р до 30 (13) тыс атм. Плотность 2,5-3,0. Состав силикатный, 75% О + кремний, остальное металлы (из них 8% алюминия). Не путать с литосферой. Все что ниже – модель.

Мантия. Твердое аморфное, потенциально-жидкое состояние. Литосферная мантия (до 100 км) и астеносфера (до 250-300 км). Нижняя граница – 2 900 км. Основной объем вещества (82%), 68% массы. Плотность примерно соответствует средней плотности Земли (от 3 до 6). Т предполагается до 2-4 тыс С. Р в основании до 1,4 млн атм. Состав - предположительно окислы и силикаты, но возможно и другой. Механические свойства – литосфера жесткая, хрупкая; астеносфера пластичная, текучая (1-2% расплава).

Ядро. Верхнее жидкое, нижнее твердое (граница – 5 000 км). По объему 16%, по массе 32%. Плотность 13-14, Т 5-6 тыс С, Р до 3 млн атм. Состав на 99% металлы, преимущественно железо, никель (предположительно). Возможно, металлы и водород.

В заключении. Рассмотренная модель основана на представлении о гравитационной дифференциации вещества Земли. Мантия предполагается источником вещества как для тяжелого ядра, так и для легкой оболочки (ЗК). Расслоение. Теплообмен.

Статическую модель (модель геооболочек) можно представить как плавающие на поверхности воды глыбы льда, находящиеся с водой в изостатическом равновесии. Нарушение равновесия между литосферой и астеносферой ведет к колебательным движениям. А ядро – печка. Но о динамике мы поговорим на следующем занятии.

Демонстрационный материал к лекции с диска – папка 01. Внутреннее строение Земли