Ответы по КСЕ – БИЛЕТЫ I СПИСКА

1. Фигура и строение Земли

Начнем с представлений о фигуре Земли. При первом приближении форма Земли определяется как шаровидная. Такое представление возникло еще в Древней Греции. И только в XVII-XVIII вв. оно стало уточняться. Было выяснено, что Земля сплюснута по оси вращения (разница между осями составляет около 21 км). Реальная поверхность Земли еще более сложна. Наиболее близок к современной фигуре Земли геоид - воображаемая уровенная поверхность, по отношению к которой вектор силы тяжести повсеместно направлен перпендикулярно. В настоящее время известно несколько моделей строения Земли. Большинство исследователей принимает модель, согласно которой выделяются три главные оболочки Земли, разделенные четко выраженными поверхностями сейсмического раздела, где скорости сейсмических волн резко изменяются

1)  земная кора - твердая верхняя оболочка Земли. Ее мощность изменяется от 5-10 км под океанами до 30-40 км в равнинных областях и достигает 50-75 км в горных районах (максимальные значения встречаются под Андами и Гималаями);

2)  мантия Земли распространяется ниже земной коры до глубины 2900 км от поверхности и подразделяется на две части: верхнюю мантию - до глубины 900-1000 км и нижнюю мантию - от 900-1000 до 2900 км;

3)  ядро Земли, где выделяют внешнее ядро, - до глубины около 5120 км и внутреннее ядро - ниже 5120 км. Земная кора отделяется от мантии в большинстве случаев достаточно резкой сейсмической границей - поверхностью М о -хоровичича (сокращенно Мохо, или М). Сейсмическим методом в верхней мантии выявлен слой относительно менее плотных, как бы <размягченных> горных пород –астеносфера. Твердый надастеносферный слой мантии вместе с земной корой называется литосферой.

Источники внутренней тепловой энергии Земли: 1) распад радиоактивных элементов (урана, тория, калия и др.); 2) гравитационная дифференциация с перераспределением материала по плотности в мантии и ядре, сопровождающаяся выделением теплоты.

2. Вещественный состав и строение земной коры

Химический и минеральный состав Земли

О среднем составе Земли судят по веществу, из которого состоят метеориты, так как считается, что именно из этого материала в свое время произошли планеты Солнечной

системы, в том числе Земля. Выделяют каменные (97,7% всех находок), железокаменные (1,3%) и железные (5,6%>) метеориты. Их химический анализ позволяет предположить, что в составе Земли преобладает железо (30-36%)), кислород (29-31%о), кремний (14-15%)) и магний (13-. 16%о). Кроме того, количество серы, никеля, алюминия и кальция измеряется единицами процентов каждый. Все остальные элементы присутствуют в количестве, меньшем 1%.Первые данные были опубликованы в 1889 г. американским ученым Ф. Кларком, который получил их как средние арифметические имевшихся в его распоряжении 6000 результатов химического анализа различных горных пород. В дальнейшем эти данные уточнялись. В составе земной коры наиболее распространены следующие восемь химических элементов,: кислород (46,5%), кремний (25,7%), железо (6,2%), кальций (5,8%), магний (3,2%), натрий (1,8%), калий (1,3%). Еще пять элементов содержатся в земной коре в количестве десятых долей процента: титан (0,52%о), углерод (0,46%), водород (0,16%), марганец (0,12%), сера (0,11%>). На все остальные элементы приходится около 0,37%о.

В 1924 г. норвежский исследователь В.М. Гольдшмит предложил геохимическую классификацию химических элементов, разделив их на четыре группы:

сидерофильная группа химических элементов включает в себя элементы семейства железа, платиновые металлы,), по геохимическим особенностям близкие железу;

литофильные элементы составляют группу из 53 элементов, составляющих основную массу минералов земной коры (литосферы): кремний, титан, цирконий; халькофильная группа химических элементов представлена серой, сурьмой, висмутом, мышьяком,.) - всего 19 эле-ментов, склонных к образованию природных сульфидов;к атмофильной группе причислены химические элементы (азот, водород, благородные газы), типичные для земной атмосферы, в составе которой они присутствуют в виде свободных атомов или молекул.

Горные породы представляют собой минеральные агрегаты, т.е. определенное сочетание минералов. Минералами называют природные химические соединения или самородные химические элементы, которые возникли в результате определенных физико-химических процессов, протекающих в земной коре и на ее поверхности. Большинство минералов представляет собой кристаллические тела, и лишь немногие из них - аморфные. Формы природных кристаллов разнообразны.Классификация минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре. Главнейшие породообразующие и рудные минералы объединяются в несколько минеральных классов: самородные элементы: самородное золото, серебро, медь, платина, графит, алмаз, сера;сульфиды: пирит, халькопирит, галенит, киноварь; галоидные соединения: галит (поваренная соль), сильвин, карналлит и флюорит; оксиды и гидрооксиды: кварц, опал, магнетит (магнитный железняк), гематит, корунд, лимонит, гетит;карбонаты: кальцит (известковый шпат), прозрачная разность которого называется исландским шпатом, доломит;фосфаты: апатит, фосфорит; сульфаты: гипс, ангидрит, мирабилит (глауберова соль), барит; вольфраматы: вольфрамит; силикаты: кварц, оливин, берилл, пироксены, роговая обманка.Особый класс минералов составляют силикаты. В этот класс входят наиболее распространенные в земной коре (более 90% по весу) породообразующие минералыОпределенное сочетание минералов, как указывалось выше, образует горные породы - природные агрегаты минералов более или менее постоянного минералогического и химического состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. По происхождению горные породы разделяют на три группы:

1) магматические горные породы, образующиеся в результате внедрения (интрузивные породы) в земную кору или извержения на поверхность магмы (эффузивные породы). Излившаяся на поверхность магма называется лавой. С магматическими связаны многие месторождения металлических полезных ископаемых, а также апатитов, алмазов и т.д.;

2) осадочные горные породы, образовавшиеся при осаждении разрушенных магматических пород и некоторыми другими путями в океане, морях, озерах и реках. В их составе выделяют обломочные, глинистые, химические и органогенные. Как полезные ископаемые имеют значение следующие осадочные породы: нефть, газ, уголь, торф, бокситы, фосфориты и др.;

3) метаморфические породы, т.е. преобразованные и из магматических, и из осадочных. В метаморфических условиях формируются железные, медные, полиметаллические, урановые и другие руды, а также графит, драгоценные камни, огнеупоры и т.п. Типы земной коры-континентальный, океанский, субконтинентальный и субокеанский

Континентальный тип земной коры имеет различную толщину: в пределах континентальных равнин - платформ - 35-40 км,В строении континентальной коры участвуют две главные части: осадочная и базальтовый (гранулито-базальтовый) слои.

Океанский тип земной коры, характерный для ложа Мирового океана. В нем отсутствует гранитный слой, а мощность колеблется от 5 до 12 км,он из трех слоев: 1) первый (верхний) слой рыхлых морских осадков имеет мощность от первых сотен метров до 1 км, реже больше; 2) второй слой имеет мощность от 1 до 1,5-3 км. 3) третий слой мощностью 3,5-5 км пока не пройден бурением.

Субокеанский тип земной коры характерен для глубоководных котловин окраинных и внутренних морей (южная котловина Каспийского, Черное, Средиземное, Охотское и другие моря). Особенность строения этого типа земной коры - большая мощность осадочных пород

Субконтинентальный тип земной коры характерен для островных дуг и окраин материков. По строению он близок к материковому типу, но имеет меньшую мощность (20-30 км). Особенностью субконтинентальной коры островных дуг является нечеткость разделения слоев консолидированной коры.

Строение земной коры и Земли в целом отличается большой сложностью и разнообразием вследствие различной истории ее формирования и различного характера протекающих в ней процессов. Многое еще остается неясным, особенно в интерпретации вещественного состава нижних слоев континентальной коры.