Возраст Земли

Минимальное значение возраста Земли, определенное радиометрическими методами по древнейшим горным породам, составляет примерно 3,5 млрд. лет. Максимальные величины по соотношению урана в породах Земли составляют 6,0 млрд. лет.

По отношению изотопов рубидия и стронция, содержащихся в каменных метеоритах – 4,45 млрд. лет.

По отношению изотопов свинца в каменных метеоритах – 4,5 млрд. лет, а в земных породах – 5,5 млрд. лет.

Принято считать, что метеориты и Земля стали существовать как обособленные тела примерно – 4,5-5,0 млрд. лет (рис. 3,4).

Рис. 3. Относительные размеры Солнца, планет и их спутников. Показаны только семь самых крупных спутников, остальные выглядели бы на этой схеме просто точками. Показана ориентировка осей вращения планет (если она известна). Расстояние между телами - не в масштабе. (Плоскости орбит планет приблизительно перпендикулярны плоскости чертежа. – Перев.). (Из работы Д. Брауна, А. Массет, 1984)

Рис.4. Концентрические зоны Земли. Земная кора имеет толщину 5 - 40 км, мантия - 2900 км, внешнее ядро - 2220 км; радиус внутреннего ядра равен 1255 км. (Д. Браун, А. Массет, 1984)

Солнце – всего лишь одна из примерно 10¹¹ звезд, относящихся к нашей галактике.

Оболочки Земли.

1. Атмосфера.

2. Гидросфера.

3. Литосфера.

4. Техносфера.

5. Биосфера.

Атмосфера (от греч. аtmos – пар и sphaira – шар) – газовая (воздушная) среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею.

Гидросфера (от греч. hydor – вода и сфера) – совокупность всех водных объектов Земли (океанов, морей, озёр, рек, водохранилищ, болот, подземных вод, ледяного и снежного покрова, водных частиц и т.п.).

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли. Мощность литосферы неопределена и колеблется, вероятно, от 50 до 200 км. Мощность верхней её части – земной коры – достигает 30-60 км под континентами и 5-10 км под океанами. На суше – это область развития экосистемы суши.

Биосфера (от греч. bios – жизнь и сфера) – всё живое вещество, динамически охватывающее верхнюю часть литосферы, гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Техносфера – это то, что человек создал на Земле: жилье, производства, техника, информация.

Происхождение Земли

По современным данным. Наша Галактика образовалась 8-15 млрд. лет назад.

Звезды, подобные Солнцу, продолжают возникать и в настоящее время из холодных газопылевых межзвездных облаков, когда плотность последних возрастает настолько, что они становятся гравитационно неустойчивыми.

Предполагается, что из такого газопылевого, преимущественно водородно-гелиевого облака примерно 4,6-4,5 млрд. лет назад образовалось Солнце.

Планеты возникали путем конденсации вещества того же облака и одновременно с Солнцем.

Земля и другие планеты первоначально были холодные и однородные, затем произошел разогрев под воздействием:

А) гравитационного уплотнения;

Б) ударов крупных метеоритов;

В) распада радиоактивных элементов.

Разогрелись породы до нескольких тысяч градусов.

Произошло плавление вещества планеты, расслоение по удельному весу с образованием основных геосфер: ядра, мантии, земной коры, гидросферы и атмосферы.

Эти процессы относятся, в основном, к интервалу 4,5-3,5 млрд. лет, но

частично осуществляются и в наше время: вулканическая деятельность, истечение глубинных растворов и газов.

Рис.5. Земля- элепсоид вращения, который не имеет идеальной формы. Ее действительная форма показана жирной линией. На широте бермудского треугольника радиус Земли меньше, чем он должен был бы быть в соответствии с формой геоида. (Из работ З. Кукала,1989).

Химический состав Земли

Мантия и ядро, составляющие 99% объема Земли, недоступны для непосредственного изучения.

Общее представление о составе Земли, благодаря исследованиям В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана и В.М.Гольдшмидта было сформировано уже в начале ХХ-го века.

Слои Земли

Рис. 6. Сектор земного шара

Первоначально было открыто ядро Земли. Р.Д. Ольдгем в 1906 году обратил внимание на то, что продольные сейсмические волны (волны Р) пересекают Землю по диаметру и приходят в точку с эпицентральным расстоянием 180⁰ позднее, чем можно было ожидать, считая вещество планеты однородным.

Поперечные сейсмические волны (волны S) дальше эпицентрального расстояния 103° вообще не проходят. То есть пересечь Землю в диаметральном и субдиаметральном направлениях они не способны.

Из этого следует, что внутри планеты, начиная с глубины 2900 км, располагается жидкое ядро. Внутреннее ядро твердое. Граница между ядром и мантией носит имя Б.Гутенберга – исследователя, впервые определившего глубину ее положения.

Вторая отчетливая поверхность раздела внутри Земли располагается на глубинах 10-15 км под океаном и 40-70 км под континентами.

Она открыта югославским геофизиком А. Мохоровичичем в 1909 году и называется «границей Мохоровичича» или сокращенно «Мохо», или «границей М.».

Граница разделяет высокоскоростную мантию Земли и сравнительно низкоскоростную верхнюю гипергенную оболочку планеты или земную кору.

Таблица 1

Химический состав земной коры (по Ф.Кларку, 1920)

Элементы	В процентах по весу
Кислород	50,02
Кремний	25,80
Алюминий	7,30
Железо	4,18
Кальций	3,22
Натрий	2,36
Калий	2,28
Магний	2,08
Прочие	2,76

Гораздо труднее решить вопрос о химическом составе земного шара.

Таблица 2

Средний химический состав метеоритов (по А.Е.Ферсману, 1932)

Элементы	В процентах по весу
Кислород	34,0
Железо	26,8
Кремний	17,4
Магний	12,8
Сера	2,7
Никель	1,6
Кальций	1,5
Алюминий	1,3
Прочие	1,9

1.Средняя плотность Земли в целом – 5,517 г/см³

2.Плотность ядра Земли – 10 г/см³

3.Венеры – 4,86 г/см³

4.Марса- 3,96 г/см³

5.Меркурий – 3,80 г/см³

6.Луны – 3,30 г/см³

Эти цифры говорят о некоторых различиях в строении планет.

Таблица 3

Химический состав земного шара (по Ф.Кларку, 1924)

Элементы	В процентах по весу
Железо	67,8
Кислород	12,8
Кремний	7,0
Магний	2,1
Никель	6 ,0
Кальций	1,1
Сера	1,0
Алюминий	1,9
Прочие	0,9

Ни одного элемента, ни одного минерала не обнаружено в метеоритах такого, которого бы не было на Земле.

Химическое родство, химическое единство небесных тел – вывод, имеющий большое методологическое значение.

На первые 8 элементов приходится около 98% массы Земли; остальные 84-101 элемента обладают всего 2% массы Земли.

Таблица 4

Содержание радиоактивных элементов в магматических породах

и выделение ими тепла

(из работы Г.П. Горшкова, А.Ф. Якушовой, 1962)

Горные породы	Содержание радиоактивных элементов					Выделение тепла, Кал
	Ra, г/г	U, г/г	Tu, г/г	К, г/г
Кислые	1,3х10-12	4,0х10-6	13,0х10-6	2,8х10-2	4,3х10-13
Основные	0,3х10-12	1,1х10-6	4,0х10-6	1,4х10-2	1,6х10-13
Ультраосновн.	?	0,6х10-6	2,0х10-6	0,4х10-2	0,7х10-13

Приток тепла способствует разогреванию слоя и тем самым увеличивает возможности достижения здесь температур плавления.

Не исключена возможность и того, что в глубоких горизонтах радиоактивные элементы содержатся в количествах больших, чем на поверхности. Следует учесть также генерацию тепла, возникающего в результате самих тектонических движений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аллисон А., Пальмер Д. Геология: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 568 С.

2. Браун Д., Массет А. Недоступная Земля. – М.: Мир, 1984. – 263 С.

3. Гарбовский А. М. Иные миры. М.: Общество по изучению тайн и загадок Земли, 1991. – 240 С.

4. Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 1962. – 566 С.

5. Дмитриев А.Н., Журавлев В.К. Тунгусский феномен 1908 года – вид солнечно-земных взаимосвязей. – Новосибирск: Наука, 1984. – 143 С.

6. Кедров Б.М. Классификация наук (Прогноз К.Маркса о науке будущего). М., 1985.

7. Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. М.: Высшая школа, 1991. – 320 С.

8. Кукал З. Великие загадки Земли. М.: Прогресс, 1989. – 396 С.

9. Кусков О.Л., Хитаров Н.И. Термодинамика и геохимия ядра и мантии Земли. М.: Наука, 1982. – 279 С.

10. Кусков О.Л. Структура переходной зоны мантии//Природа, 1986. – №12. – С. 20-32.

11. Лобанов Ю.А. Самоорганизация геометрического пространства в природе. Томск: Раско, 2002. – 349 С.

12. Московченко А.Д. Методологические вопросы классификации технических наук. Томск: Изд-во ТГУ, 1991. – 136 С.

13. Московченко А.Д. Философия для технических наук. Учебное пособие. Томск: ТУСУ, 2009.-216С.

14. Нарликар Дж. Неистовая вселенная: Пер. с англ./ Под ред. и с предисл. И.Д.Новикова. – М.: Мир, 1985. – 256 С.

15. Ольховатов А.Ю. Миф о Тунгусском метеорите. Тунгусский феномен 1908 года – земное явление. М.:, 1997. – 128 С.

16. Пугач А.Ф., Чуримов К.И. Небо без чудес. Киев: Изд-во полит. лит. Украины, 1987. – 231 С.

17. Родзин В.И., Семенцев Г.В. Основы экологического мониторинга / Под ред. Н.Г. Малышева. – Таганрог: ТРТИ, 1998. – 260 С.

18. Самоорганизация в природе. – Томск: ТПУ, 1998, т.2,1; 2.2. – С. 248; 254.

19. Сальников В.Н. Электромагнитные системы литосферы и техногенеза / Деп. в ВИНИТИ 18.03.91, №156-В91. – Томск, 1991. – 384 С.

20. Сальников В.Н., Потылицына Е. С. Геология и самоорганизация жизни на Земле. Томск: STT, 2008.-430С.

21. Сальников В.Н., Потылицына Е.С., Ведерникова А.С. Курс лекций по общей геологии как интеграция новейших достижений в науках о Земле / материалы II ой Межд. конф.: Науки о Земле и образования. Санкт – Петербург: СПбГУ, 2006.-С.171-173

22. Соболевский В.И. Замечательные минералы / Кн. для учащихся. – 2-е изд., доп. – М.: Просвящение, 1983. – 191С.

23. Черняев А.Ф. Камни падают в небо. От Тунгусского до Сасовского взрыва… М.: 1992. – 132 С.

24. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум/ Под ред. Кардашева и В.И.Мороза. – 6-е изд. доп. – М.: Наука, 1987. – 320 С.

25. Энгельс Ф. Диалектика природы. М.: Изд-во полит. литер., 1946. – 338 С.

26. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М.: Изд-во Московского у-та, 1988. – 380 С.

27. Якушова А.Ф. Геология с элементами геоморфологии. М.: Изд-во Московского у-та, 1983. – 275 С.