Sastav i struktura zemljine kore. Unutrašnja struktura Zemlje

Glavna karakteristika strukture Zemlje je heterogenost fizičkih svojstava i diferencijacija sastava materije duž poluprečnika sa odvajanjem većeg broja ljuski. Gornji horizonti zemljine kore (do dubine od 15-20 km), koji su otvoreni rudnicima, oknima i bušotinama, dostupni su za direktno posmatranje. Dublje zone Zemlje istražuju se kompleksom geofizičkih metoda (od posebnog značaja je seizmička metoda).

Na osnovu seizmičkih podataka razlikuju se tri regiona Zemlje.

Zemljina kora "Sial" (sloj A prema Bullenu) je čvrsti gornji omotač Zemlje. Debljina je 5-12 km pod vodama okeana, 30-40 km u ravničarskim područjima i do 50-75 km u planinskim područjima.

Zemljin omotač (Sima) - ispod Zemljine kore do dubine od 2900 km. Plašt se dijeli na gornji B i C (do 900-1000 km) i donji (900-1000 do 2900 km) plašt.

Jezgro Zemlje (Nife). Spoljno jezgro (E) se razlikuje do 4980 km, prelazni sloj 4980-5120 km i unutrašnje jezgro ispod 5120 km.

ZK je odvojen od plašta prilično oštrom seizmičkom granicom. Ovaj dio se zove Mohorovićeva granica.

Astenosfera je sloj relativno manje gustih stijena u B sloju gornjeg plašta. Ovdje dolazi do smanjenja brzine seizmičkih valova i povećanja električne provodljivosti. Dubina astenosferskog sloja je različita.

Litosfera je čvrsti suprastenosferski sloj plašta zajedno sa GC.

Zemljina kora. Postoje 4 tipa: kontinentalni, oceanski, subkontinentalni, suboceanski.

Kontinentalni tip. Njegova debljina: ravnice (35-40 km), planine (55-70 km). Struktura uključuje sedimentni sloj, granit i bazalt. Sedimentni sloj je predstavljen sedimentnim stijenama. Granit - graniti, granitni magneti, metamorfizirane stijene. Bazalt - bazaltne stijene.

Okeanski tip, karakterističan za korito Svjetskog okeana. Debljina varira od 5 do 12 km. Sastoji se od tri sloja: sedimentnog (rastresiti morski sedimenti), bazalta (bazaltne lave), gabro-serpentinita (magmatske i osnovne stijene).

subkontinentalni tip. Blizina kontinentalnog. Rasprostranjena na periferiji kontinenata i na području otočnih lukova. Predstavljen sljedećim slojevima: sedimentno-vulkanski (0,5-5 km), granitni (do 10 km), bazalt (15-40 km).

podokeanski tip. Ograničeno je na slivove rubnih i unutrašnjih mora (Ohotsko, Japansko, Sredozemno, Crno, itd.). Po strukturi je sličan okeanskom, ali se od njega razlikuje po povećanoj debljini sedimentnog sloja. U nekim slučajevima njegova debljina doseže 10 km.

Mantle. Sloj B (Gutenbergov sloj) je čvrsto agregatno stanje, dubine do 410 km, gustine 4,3 g/cm3. Sloj C (Sloj Golitsyn) - 400-1000 km, odlikuje ga geofizika. Sloj D (donji plašt) - D’ (1000-2700 km) i D” (2700-2900 km) ima veliku gustinu, dolazi do diferencijacije materije, koja je praćena oslobađanjem velike količine energije.

Nukleus. Sloj E (spoljno jezgro) - dubina 2900-4980 km, tečno agregatno stanje, gustina 10 g/cm3. Sloj F (između vanjskog i unutrašnjeg jezgra) - 4980-5120 km, čvrsto agregatno stanje. Sloj G (centralno jezgro) - hemijski sastav Fe 90%, Ni 10%, čvrsto agregatno stanje, blizu topljenja usled visokog pritiska, gustina 13-14 g/cm3.

Klasifikacija i glavne karakteristike sedimentnih stijena

Sedimentne stijene nastaju u površinskom dijelu ZK kao rezultat razaranja i ponovnog taloženja već postojećih stijena (pješčenjak, glina), taloženja iz vodenih otopina (kamena sol, gips) i vitalne aktivnosti organizama i biljaka (koralji krečnjak, ugalj).

Sedimentne stijene su manje guste od magmatskih i metamorfnih stijena i često porozne. Javljaju se u obliku slojeva, njihove debljine karakteriše slojevitost. Sedimentna naselja sadrže fosilne ostatke organizama, a neka od njih su u potpunosti sastavljena od školjki. Ogromna većina akumulacija nafte i gasa je zatvorena u opsadi.

Sve sedimentne stijene dijele se na klastične, glinaste, hemogene, organogene i mješovite.

Klastični sedimenti nastaju zbog akumulacije proizvoda mehaničkog razaranja već postojećih stijena. Glinene stijene su 50% ili više sastavljene od minerala gline i fino raspršenog materijala (<0,01 мм) - пелита. Группу хемогенных составляют породы, образовавшиеся в результате выпадения из истинных и коллоидных водных растворов. Осаждение их чаще всего происходит в лагунах и озерах. В группу органогенных выделяют продукты жизнедеятельности организмов, главным образом, скелетные остатки морских, реже пресноводных беспозвоночных.

Klastične i glinene stijene. Prema veličini konstitutivnih fragmenata razlikuju se grube klastične, pješčane, muljevite i pelitne klastične stijene.

Glinene stijene zauzimaju srednju poziciju između čisto kemijskih i detritnih stijena. Prilikom klasifikacije klastičnih stijena uzima se u obzir i oblik fragmenata (zaobljeni i nezaobljeni), kao i prisutnost ili odsutnost cementnog materijala. Grubi krhotine se nakupljaju u blizini urušavanja stijena. Kako se udaljavate, nailazi se na srednje klastične (pješčane), fino klastične (muljevite) i fino klastične (pelitne) stijene. Od klastičnih i glinovitih stijena najčešći su pješčari, alevtori i gline.

Hemogene stijene. U ovu grupu spadaju krečnjak, kamena so, gips i druge monomineralne stene. Njihova karakteristična karakteristika je odsustvo organskih ostataka. Nastaju kao rezultat taloženja soli iz vodenih otopina.

Organogene stijene. Predstavljaju ih vapnenac iz školjki, kreda za pisanje, kao i ugalj, asfalt, uljni škriljci itd. Nastaju kao rezultat nagomilavanja organskih ostataka nakon uginuća životinja i biljaka. U nekim stenama ovi ostaci su vidljivi golim okom. Ostale stijene, kao što je kreda za pisanje, sastavljene su od tvrdih vapnenačkih skeleta mikroorganizama. I, konačno, treći (ugljevi, asfalti itd.) su stijene u kojima se, uz mineralnu komponentu, nalaze tvari organskog porijekla.

Pasmine mješovitog porijekla. U ovu grupu stena spadaju laporci, peskoviti i glinoviti krečnjaci i dr. Takve stene se sastoje od detrita i nekog drugog materijala (hemijskog ili organskog porekla).

Fizička polja Zemlje

Fizička polja koja stvara planeta kao cjelina i pojedinačna izolirana tijela određena su kombinacijom svojstava svojstvenih svakom fizičkom objektu. Zato je proučavanje geofizičkih polja posebno važno u proučavanju fizičkih svojstava stijena u uzorcima i masivima.

Gravitaciono polje

Priroda i karakteristike gravitacionog polja. Ogromna masa Zemlje razlog je postojanja privlačnih sila koje djeluju na sva tijela i objekte koji se nalaze na njenoj površini. Prostor u kojem se ispoljavaju sile privlačenja Zemlje naziva se gravitaciono polje ili gravitaciono polje. Ona odražava prirodu raspodjele masa u utrobi planete i usko je povezana sa likom Zemlje. Svaka tačka na zemljinoj površini ima svoju veličinu gravitacije; u centru Zemlje, sila gravitacije je nula.Veličina sile gravitacije je izražena u galima. Karakteristike gravitacionog polja mjere se gravimetrima, rjeđe klatnama.

Prosječna vrijednost gravitacije na površini Zemlje je 979,7 gal. Vrijednost gravitacije prirodno raste od ekvatora do polova - sa 978,04 na 983,24 gal. Za svaku tačku na zemljinoj površini, uz pretpostavku homogenosti masa, može se izračunati teorijska vrijednost gravitacije. Odstupanja stvarnih vrijednosti gravitacije od teoretski izračunatih, zbog neravnomjerne raspodjele masa i drugih razloga, nazivaju se gravitacijskim anomalijama. Bitna karakteristika Zemljinog gravitacionog polja je njegova komparativna konstantnost u određenim vremenskim intervalima. Tokom različitih geotektonskih procesa, koji dovode do kretanja masa i djelimičnog restrukturiranja Zemljine strukture, dolazi do promjena i u gravitacionom polju. Istovremeno, po prirodi, smjeru i veličini promjena elemenata polja mogu se suditi o karakteristikama tektonskih procesa i njihovim rezultatima. Dodijeli regionalni i lokalni anomalije gravitacionog polja. Prvi zauzimaju površine od desetina i stotina hiljada kvadratnih kilometara i odlikuju se visokim intenzitetom (desetine do stotine miligala). Lokalne anomalije se javljaju u granicama regionalnih anomalija.

Pravilnosti distribucije karakteristika gravitacionog poljala. Priroda gravitacionog polja glavnih strukturnih elemenata zemljine kore trenutno se smatra utvrđenom. gravitacijenovo polje platformskih površina sa mirnim reljefom, bez obzira na starost kristalnog podruma, po prirodi je istog tipa. Na platformama se bilježi izmjena malih pozitivnih i negativnih anomalija intenziteta od nekoliko desetina miligala. Anomalije ovog tipa uglavnom su posljedica strukture (distribucije mase) kristalnog temelja platformi i dubljih horizonata zemljine kore koji se nalaze na dubini od nekoliko desetina kilometara. Gravitaciono polje planinskih naboranih područja razlikuje se po heterogenosti i složenoj strukturi, u zavisnosti od starosti (faza geosinklinalnog razvoja).

Proučavanje gravitacionih polja vrši se u cilju identifikacije karakteristika strukture zemljine kore, identifikacije velikih tektonskih rasjeda, tektonskog zoniranja zemljine kore, utvrđivanja granica nafte i gasa, rudonosnih zona uglja i područja, kao i za traženje i istraživanje mineralnih nalazišta (gvožđe, hromiti, bakar, polimetali, sumpor, mineralne soli i dr.).

Thermalpolje

Priroda termičkog polja . Termički režim Zemlje je vrlo složen, budući da je planeta u interakciji dva suprotno usmjerena procesa - istovremeno upija i zrači toplinu. Toplotno polje nastaje zbog vanjskih i unutrašnjih izvora, a glavni izvor vanjske energije je sunčevo zračenje . Energija zračenja Sunca koju prima Zemljina površina je u prosjeku 8,4 J/(cm 2 min).

Izvori unutrašnje toplote Zemlje su: radioaktivni raspad elemenata; energija gravitacione diferencijacije materije; preostala toplota preostala od formiranja planete; egzotermni efekat polimorfnih, elektronskih, faznih prelaza i hemijskih reakcija; toplina povezana s djelovanjem neutrina; elastična energija koju oslobađaju potresi; toplote usled procesa trenja plime i oseke, itd. Trenutno su vrednosti unutrašnje toplote Zemlje približno procenjene i ustanovljeno je da je najvažnija od njih radioaktivnost hemijskih elemenata Zemlje, glavni deo od kojih je koncentrisan u gornjem dijelu planete.

Struktura toplotnog polja. Prema temperaturnim uslovima, Zemljina kora se deli na gornju (solarnu) i donju (geotermalnu) zonu. U gornjoj zoni (do 30 - 40 m) utiče uticaj prodorne sunčeve toplote. Temperaturni uslovi geotermalne zone određeni su dubokom toplotom. Među temperaturnim kolebanjima uzrokovanim sunčevim zračenjem, razlikuju se dnevne, sezonske, godišnje i svjetovne. Što je duži period kolebanja površinskih temperatura, to dublje prodiru ove fluktuacije u crijeva.

Praktična upotreba Zemljine toplote. U savremenim uslovima, toplotna energija podzemlja postaje konkurentna tradicionalnim izvorima energije (ugalj, nafta, gas, nuklearno gorivo). Osim toga, razvoj geotermalnih ležišta (termalne vode). Proučavanje toplotnog polja Zemlje neophodno je i za predviđanje uslova za podzemnu eksploataciju ležišta uglja i rude. Konačno, termički režim podzemlja je pokazatelj ležišta zapaljivih minerala i sulfidnih ruda. Stoga se u istražnim radovima koriste parametri anomalnog termičkog polja.

Magnetno polje.

Priroda, struktura i karakteristike magnetnog polja. Oko globusa i unutar njega postoji magnetno polje. Prema svemirskim istraživanjima, proteže se izvan planete na udaljenosti većoj od deset puta većeg polumjera Zemlje, formirajući magnetosferu.

Zemljino magnetsko polje utiče na orijentaciju feromagnetnih minerala (magnetit, ilmenit, titanomagnetit, hematit, pirotit) u stijenama. Ovaj efekat se javlja kada čvrsti feromagnetni minerali lebde u talini tokom skrućivanja magmatskih stena, ili u rastvoru tokom formiranja sedimentnih stena. Na magnetsko polje Zemlje najjače reaguju ultrabazične i bazične magmatske stijene (bazalti, gabro, peridotiti, serpentiniti) i crveno obojeni kontinentalni pijesci sedimentne geneze. Na osnovu proučavanja orijentacije feromagnetnih minerala (ali samo u potpuno nepromijenjenim i nedislociranim stijenama) moguće je odrediti smjer magnetskog polja tokom formiranja odgovarajuće stijene. Ove studije paleomagnetizma, tj. "Fosilna" magnetizacija stijena sada postaje od velike važnosti.

Prema magnetskim svojstvima stijene se značajno razlikuju i mogu se podijeliti na visoko magnetne, slabo magnetne i praktično nemagnetne. U pravilu, sa smanjenjem bazičnosti stijena slabe njihova magnetna svojstva, koja se prema ovoj osobini mogu sastaviti u sljedeće serije: ultrabazične, bazične, srednje i kisele magmatske formacije, terigene, organogene i hidrokemijske sedimentne stijene. .

Budući da stijene s pojačanim magnetskim svojstvima obično formiraju izolirana tijela i slojeve među slabo magnetskim stijenama, morfologija njihove segregacije određuje strukturu i oblik magnetnih anomalija. Regionalne i lokalne magnetne anomalije razlikuju se jedna od druge po redoslijedu, intenzitetu, gradijentima, površinama, opsegu, obrisima u planu i vertikalnom presjeku.

Kursk je jedna od najvećih svjetskih lokalnih magnetskih anomalija, zbog relativno plitke pojave željeznih kvarcita. Ovdje vrijednosti magnetne deklinacije variraju od 10 do 180°, a inklinacije od 40 do 90°.

Proučavanje anomalnog magnetnog polja dobivenog kao rezultat aeromagnetskih, hidromagnetskih i zemaljskih istraživanja trenutno se široko koristi za proučavanje strukture zemljine kore, za traženje i istraživanje različitih minerala.

Usko povezano sa magnetizmom Zemlje je njeno prirodno električno (telursko) polje, koje je najmanje proučavano od svih fizičkih polja planete. Trenutno postoji premalo informacija o strukturi i vremenskim varijacijama električnog polja. Spoljni i unutrašnji faktori koji određuju električno polje nisu dovoljno pouzdano utvrđeni.

Pretpostavlja se (T. Rikitaki) da su pored vještačkih poremećaja, gotovo sve fluktuacije telurskih struja uzrokovane elektromagnetskom indukcijom unutar Zemlje zbog promjene vremena vanjskog magnetskog polja. Faktori koji uzrokuju telurske struje takođe uključuju: stratosfersko-električne procese (jonosferske fluktuacije, aurore) .; granično-električne procese (filtraciono-električni procesi, konvekcijske struje u nižim slojevima atmosfere, grmljavine, itd.); litosfersko-električne procese. procesi (kontaktni naponi, termoelektrični i elektrohemijski procesi); geomagnetske varijacije uzrokovane plimnim strujama u oceanu; povezane sa zemljotresima; s vulkanskom aktivnošću; duboki termodinamički procesi.

Trenutno su, na osnovu korišćenja prirodnog električnog polja Zemlje, razvijene geofizičke metode za proučavanje unutrašnje strukture zemljine kore, traženje i istraživanje mineralnih nalazišta.

Vrste pojavljivanja sedimentnih stijena (konformne, nekonformne, horizontalne, monoklinalne, nabrane, klinoforme)

Primarni oblik pojave sedimentnih stijena je sloj, odnosno sloj. Plastom(sloj) je geološko tijelo sastavljeno od homogene sedimentne stijene, omeđeno dvjema paralelnim slojevima, približno konstantne debljine i zauzima značajno područje. Određeni broj slojeva ili slojeva koji se preklapaju (preklapaju) i podnose jedan drugog i ujedinjuju se prema nekom obilježju (geološka starost, porijeklo, petrografsko obilježje itd.) nazivaju se pratnja. Slojevi stijena se mogu uočiti u izdanci. Outcrop slojeva (slojeva) stijena naziva se njihov izlazak na površinu Zemlje.

Donja granična površina naziva se đon, iznad - pokrivanje krovova. Slojevi sedimentnih morskih stijena su najkonzistentnije po debljini na velikim površinama. Kontinentalne naslage karakteriziraju manje konzistentne debljine slojeva, koje karakteriziraju i lećasti i gnijezdasti oblici pojavljivanja.

Početna pojava sedimenata u većini slučajeva je gotovo horizontalna. Svako odstupanje slojeva od prvobitne horizontalne pojave naziva se dislokacija (kršenje). Dislokacije nastaju bez diskontinuiteta slojeva ( plikativno dislokacije) i sa razmakom ( disjunktivne dislokacije). Sve dislokacije su rezultat kretanja u zemljinoj kori.

At podudarna pojava stijena granice slojeva su gotovo paralelne. Ovakav položaj ivica je sačuvan iu slučaju kosih i presavijenih posteljina. Karakteristična karakteristika pojave suglasnika je i sukcesivno pojavljivanje mlađih slojeva na starijim. Stijene su nastale u uslovima sukcesivnog slijeganja i kontinuirane akumulacije sedimenata.

Sa složenijim geološkim razvojem, stijene mogu biti u uslovima pojava neusaglašenosti. Karakteristika ove vrste pojave je prisustvo u dijelu tzv površine za ispiranje (neusklađenosti), što ukazuje na prisustvo prekida u sedimentaciji. Na ovoj površini dolaze u kontakt stijene sa značajnom razlikom u starosti.

Delta naslage: uslovi formiranja, litološki sastav, uslovi pojave, paleogeografske karte.

Yakushov "Opća geologija":Delta. Kada se rijeka ulije u more, dolazi do naglog pada protoka i sav otpad koji rijeka donese pada na dno obalnog dijela akumulacije, formirajući detaljan konus za iznošenje. Postepeno rastući prema moru u širinu i visinu, počinje se pojavljivati ​​na površini u obliku delte sa vrhom okrenutim prema rijeci, a sa bazom koja se širi i naginje prema moru. Termin "delta" je prvi put upotrijebljen u odnosu na lepezu Nila zbog sličnosti njegovog oblika s grčkim slovom ∆. Delte se formiraju na relativno maloj morskoj dubini, obilju detritnog materijala koji rijeka donosi do ušća, odsustvu plime i oseke i jakih obalnih struja, i, što je najvažnije, uz prevladavanje brzine akumulacije sedimenata. preko stope tektonskog slijeganja ili njihove jednakosti. Delta kopna prelazi u podvodna delta, ili prednji delta. Ako je more relativno plitko, riječno korito se brzo zatrpa nanosom i više ne može provući kroz sebe cjelokupnu količinu ulazne riječne vode. Kao rezultat, rijeka traži izlaz iz stvorenog rukavca, probija se kroz obale i formira nove dodatne kanale. Kao rezultat, sistem razgranatih kanala, tzv rukavi, ili kanali. Upečatljiv primjer višegranate delte je delta rijeke. Volga (sl. 7.21). Kanali dijele deltu na odvojena mala i velika ostrva. Obalna okna formiraju se u blizini velikih kanala - griva, sastavljena od pjeskovitog i pjeskovitog ilovastog materijala, a između njih se nalazi konkavni dio otoka sa ilovastim pokrovom, ponekad okupiran jezerskim ili močvarnim. Tokom razvoja delte, pojedinačni kanali postepeno postaju plitki, odumiru i pretvaraju se u mala jezera ili močvare. Sa svakom poplavom, delta rijeke mijenja svoj oblik: diže se, širi i produžava prema moru. Kao rezultat, na ušćima niza rijeka formiraju se prostrane aluvijalno-deltajske ravnice sa složenom topografijom i odnosom različitih genetskih tipova sedimenata.

Delte se razlikuju po veličini. Najveće dimenzije (dužina preko 1000 km, širina 300-400 km) dostiže ogromna aluvijalno-deltajska ravnica, koja je spojena delta rijeka Huang He i Yangtze. Zajednička aluvijalno-deltajska ravnica rijeka Brahmaputra, Gang i koja ih graniči sa jugozapada rijeke ima slične dimenzije. Mahanadi. Površina delta rijeka Tigris i Eufrat je 48.000 km 2, Lena - oko 28.000, Volga - oko 19.000 km 2. Rast delti u širinu i prema moru odvija se različitim brzinama. Prema M. V. Klenovi, prije regulacije toka Volge, njena delta se povećavala u prosjeku za 170 m godišnje (vidi sliku 7.21).

Deltačke regije također karakterizira migracija kanala tokom vremena. Dakle, počevši od 1852. godine, glavni kanal rijeke. Žuta rijeka prolazi sjeverno od Shandonga, a prije toga je bila u južnom dijelu delte, zaobišla je Shandong s juga i ulivala se u more na udaljenosti od 480 km od svog modernog ušća. Zanemarljiva visina i ravna površina delte doprinose naglim promjenama smjera rijeke. Huang He, koji uzrokuje katastrofalne poplave.

Neobična delta. Mississippi. Rijeka širi svoj kanal prema moru u obliku dubokih kanala poput prstiju (delta tipa "ptičja stopa"). Ova posebnost delte objašnjava se činjenicom da rijeka donosi veliku količinu pretežno tankog mulja, koji se taloži na dijelovima korita, formirajući nepropusne bedeme. Napredak jednog takvog jednog kanala u Meksički zaljev iznosi 75 m godišnje. Druga karakteristična karakteristika delte rijeke. Mississippi - njegovo formiranje u uvjetima slijeganja zemljine kore istom brzinom akumulacije deltskih sedimenata. Kao rezultat toga, debljina delta naslaga doseže stotine metara. Prema A. Holmesu, bušenjem je otkrivena debljina od oko 600 m, a stvarna debljina naslaga delte, procijenjena na osnovu geofizičkih podataka, mnogo je veća. Istovremeno, u nizu drugih rijeka, debljina nanosa delte ne prelazi normalnu debljinu perstrativnog aluvija.

Delta depoziti. U deltama reka nalaze se naslage različitog sastava i geneze: 1) aluvijalne naslage kanalskih kanala, predstavljene u ravnim rekama peskom i glinom, u planinskim - grubljim materijalom; 2) jezerske naslage nastale u zatvorenim vodnim tijelima - zapregnuti kanali ili spušteni dijelovi međukanalnih ostrva, predstavljeni uglavnom ilovastim sedimentima bogatim organskom materijom; 3) močvarne naslage - tresetišta koja se pojavljuju na mestu zaraslih jezera; 4) morski sedimenti nastali tokom talasa talasa. Ove naslage se međusobno zamjenjuju kako u horizontalnom tako iu vertikalnom smjeru, zbog čestih pomicanja kanalskih kanala, što je povezano s prijenosom i akumulacijom kanalskih sedimenata, stvaranjem jezera, raznim depresijama, zamagljivanjem i drugim procesima. U određenom broju slučajeva, deltni sedimenti su razneseni vjetrom i uočeno je formiranje eolskih naslaga i reljefa.

Osim nakupljanja klastičnog materijala u podvodnim deltama i u predestuarnom prostoru mora, ponekad dolazi do taloženja tvari koje rijeke donose u rastvoru, uglavnom koloidnih (Fe, Mn, A1 i dr.) pod uticajem slane morske vode dolazi do njihove koagulacije (latinski "koagulacija" - koagulacija). U ušćima rijeka često se uočava i taloženje organskih koloida. Koagulaciono dejstvo morske vode posebno je izraženo tokom poplava, kada su rečni tokovi veoma zamućeni.

Sa predavanja: deltni sedimenti se akumuliraju izvan rijeke u obliku aluvijalne lepeze. Imaju troslojnu strukturu. Gornji sloj je šljunak, slojevi su horizontalni. Srednji sloj je pijesak, kosi sloj. Donji sloj je glina, horizontalni slojevi. Ova ležišta su obogaćena biljnim sedimentima i stoga su perspektivna za naftu i gas.

Metode za određivanje starosti stijena. Geološka tablica. Lokalne, regionalne i generalne stratigrafske skale.

Sa predavanja: Apsolutna starost je vremenski period koji je protekao od formiranja stijena, odnosno godinu dana.

Relativna starost je starost stena u poređenju sa stenama iznad ili ispod.

Definiraj apsolutna starost koristeći metodu nuklearne geohronologije. Ove metode se zasnivaju na raspadu radioaktivnih elemenata. Brzina raspadanja je konstantna i ne zavisi od uslova koji se dešavaju na Zemlji. Poznavajući vrijeme poluraspada elementa, može se odrediti starost minerala i njegov sadržaj.

Osnovne metode nuklearne geohronologije:

Olovo

rubidijum-stroncijum

radiokarbon

Kalijum Argon

Kalijum-argon metoda određuje starost stijena koje sadrže kalij i argon, koje su nastale u blizini površine zemlje ili na njoj i nisu naknadno bile podvrgnute ni malom zagrijavanju i pritisku. Raspon starosti je od 100 miliona godina i više.

Rubidijum-stroncijum metoda Koristi se samo za stijene, jer pod određenim uvjetima može doći do kemijskih reakcija između minerala. Raspon starosti je od 5 miliona godina i više.

olovna metoda je najsavršeniji. Određivanje starosti stena formiranih kroz geološku istoriju Zemlje, starosti meteorita, stena planeta Sunčevog sistema i satelita. Raspon starosti je od 30 miliona godina i više.

radiokarbonska metoda koristi se u arheologiji. Odrediti starost najmlađih naslaga zemljine kore. Raspon starosti od 2 do 60 hiljada godina ± 200 godina.

Zemlja, kao i mnoge druge planete, ima slojevitu unutrašnju strukturu. Naša planeta se sastoji od tri glavna sloja. Unutrašnji sloj je jezgro, vanjski sloj je zemljina kora, a omotač se nalazi između njih.

Jezgro je središnji dio Zemlje i nalazi se na dubini od 3000-6000 km. Radijus jezgra je 3500 km. Prema naučnicima, jezgro se sastoji od dva dela: spoljašnjeg - verovatno tečnog, i unutrašnjeg - čvrstog. Temperatura jezgra je oko 5000 stepeni. Savremene ideje o jezgru naše planete stečene su tokom dugoročnih studija i analize dobijenih podataka. Tako je dokazano da sadržaj gvožđa u jezgru planete dostiže 35%, što određuje njegova karakteristična seizmička svojstva. Spoljni deo jezgra predstavljen je rotirajućim strujama nikla i gvožđa, koji dobro provode električnu struju.Postanak Zemljinog magnetnog polja povezan je sa ovim delom jezgra, pošto globalno magnetno polje stvaraju električne struje koje teku u tečna supstanca spoljašnjeg jezgra. Zbog vrlo visoke temperature, vanjsko jezgro ima značajan utjecaj na područja plašta koja su u kontaktu s njim. Na nekim mjestima postoje ogromni tokovi topline i mase usmjereni na površinu Zemlje. Unutrašnje jezgro Zemlje je čvrsto i takođe ima visoku temperaturu. Naučnici veruju da takvo stanje unutrašnjeg dela jezgra obezbeđuje veoma visok pritisak u centru Zemlje, koji dostiže 3 miliona atmosfera. Sa povećanjem udaljenosti od Zemljine površine, kompresija tvari se povećava, a mnoge od njih prelaze u metalno stanje.

Međusloj, plašt, pokriva jezgro. Plašt zauzima oko 80% zapremine naše planete, to je najveći deo Zemlje. Plašt se nalazi prema gore od jezgra, ali ne dopire do površine Zemlje, spolja je u kontaktu sa zemljinom korom. U osnovi, supstanca plašta je u čvrstom stanju, osim gornjeg viskoznog sloja debljine oko 80 km. Ovo je astenosfera, u prijevodu s grčkog znači "slaba lopta". Prema naučnicima, supstanca plašta se stalno kreće. Sa povećanjem udaljenosti od zemljine kore prema jezgru, supstanca plašta prelazi u gušće stanje.

Spolja je omotač prekriven zemljinom korom - vanjskom jakom ljuskom. Njegova debljina varira od nekoliko kilometara ispod okeana do nekoliko desetina kilometara u planinskim lancima. Zemljina kora čini samo 0,5% ukupne mase naše planete. Sastav kore uključuje okside silicija, željeza, aluminija, alkalnih metala. Kontinentalna kora je podijeljena na tri sloja: sedimentni, granitni i bazaltni. Okeanska kora se sastoji od sedimentnih i bazaltnih slojeva.

Litosferu Zemlje formira zemljina kora zajedno sa gornjim slojem plašta. Litosfera je sastavljena od tektonskih litosferskih ploča, koje kao da „klize“ preko astenosfere brzinom od 20 do 75 mm godišnje. Litosferske ploče koje se kreću jedna u odnosu na drugu različite su veličine, a kinematika kretanja određena je tektonikom ploča.

Video prezentacija "Unutrašnja struktura Zemlje":

Prezentacija "Geografija kao nauka"

Povezani sadržaj:

Zapravo, ovo je prilično jednostavno pitanje, naravno, ako imate barem malo pojma o strukturi naše planete. Općenito, za one koji su propustili geografiju, neću samo odgovoriti, već i ukratko govoriti o tome kako naša Zemlja funkcionira. :)

Moć unutrašnjih slojeva Zemlje

Naša planeta, međutim, kao i većina drugih, daleko je od homogene, već je predstavljena u obliku „torte“ - slojeva koji se nalaze jedan iznad drugog. Prema podacima dobijenim proučavanjem unutrašnje strukture planete, naučnici su uspjeli izračunati približnu snagu svakog od njih:

• jezgro - ukupni radijus tekućih i čvrstih dijelova je 3500 km;
• plašt - debljina sloja ne veća od 2900 km;
• kora - varira između 10-120 km.

Tako se ispostavlja da je najmoćniji - plašt - do 85% ukupne mase Zemlje.

Struktura planete Zemlje

Dakle, u njegovom centralnom dijelu nalazi se jezgro. Prema većini naučnika, predstavljen je iz dva dela: spoljašnjeg i unutrašnjeg. U isto vrijeme, unutrašnji dio je čvrst, što se ne može reći za vanjski sloj. Međutim, ovo je samo hipoteza zasnovana na dugoročnim istraživanjima i dubinskoj analizi. Ali nema sumnje da je glavna tvar jezgre, odnosno njegov unutrašnji dio, predstavljena željezom - do 38%. Što se tiče vanjskog sloja, formiran je od sporo rotirajućih tokova željeza i nikla. Uzgred, upravo je s ovom osobinom povezana takva pojava kao što je magnetsko polje planete.

Dalje, prema površini, nalazi se plašt - do 85% ukupne zapremine Zemlje, što, zapravo, čini ovaj dio najvećim. Ogromnu većinu predstavlja čvrsta materija, ali gornji dio - do 100 kilometara, je viskozan i prekriven korom - vanjskom, snažnom ljuskom. Ima sledeće slojeve:

• bazalt;
• granit;
• sedimentne.

Osim toga, razlikuju oceansku koru prekrivenu vodom i onu koja je postala osnova kontinenata - kontinentalnu. Svaka vrsta ima određene karakteristike, ali glavna razlika je odsustvo granitnog sloja u okeanskom tipu.

Metode za proučavanje unutrašnje strukture i sastava Zemlje mogu se podijeliti u dvije glavne grupe: geološke metode i geofizičke metode. Geološke metode baziraju se na rezultatima direktnog proučavanja slojeva stijena u izdancima, rudnicima (rudnicima, aditivima, itd.) i bušotinama. Istovremeno, istraživači imaju na raspolaganju čitav arsenal metoda za proučavanje strukture i sastava, što određuje visok stepen detaljnosti dobijenih rezultata. Istovremeno, mogućnosti ovih metoda u proučavanju dubina planete su veoma ograničene - najdublja bušotina na svetu ima dubinu od samo -12262 m (superdeep Kola u Rusiji), čak i manje dubine su postignute prilikom bušenja. okeansko dno (oko -1500 m, bušenje sa američkog istraživačkog broda "Glomar Challenger"). Stoga su dubine koje ne prelaze 0,19% radijusa planete dostupne za direktno proučavanje.

Informacije o dubinskoj strukturi zasnivaju se na analizi dobijenih indirektnih podataka geofizičke metode, uglavnom obrasci promjene sa dubinom različitih fizičkih parametara (električna provodljivost, mehanička vrijednost, itd.) mjerenih tokom geofizičkih istraživanja. Razvoj modela unutrašnje strukture Zemlje zasniva se prvenstveno na rezultatima seizmičkih studija zasnovanih na podacima o zakonima širenja seizmičkih talasa. U središtima potresa i snažnih eksplozija nastaju seizmički valovi - elastične vibracije. Ovi talasi se dele na talase zapremine - koji se šire u crevima planete i "proziruju" ih poput rendgenskih zraka, i na površinske talase - koji se šire paralelno sa površinom i "sondiraju" gornje slojeve planete do dubine od desetine do stotinama kilometara.
Tjelesni valovi se, pak, dijele na dvije vrste - uzdužne i poprečne. Uzdužni valovi s velikom brzinom širenja su prvi koji se snimaju seizmičkim prijemnicima, nazivaju se primarni ili P-valovi ( sa engleskog. primarni - primarni), "sporiji" poprečni talasi se nazivaju S-talasi ( sa engleskog. sekundarni - sekundarni). Poprečni valovi, kao što je poznato, imaju važnu osobinu - šire se samo u čvrstom mediju.

Na granicama medija različitih svojstava valovi se lome, a na granicama oštrih promjena svojstava, osim prelomljenih, nastaju reflektirani i pretvoreni valovi. Smični talasi mogu biti pomereni okomito na ravan upada (SH talasi) ili pomereni u ravni upada (SV talasi). Prilikom prelaska granice medija različitih svojstava, SH valovi doživljavaju uobičajenu refrakciju, a SV valovi, osim prelomljenih i reflektiranih SV valova, pobuđuju P-valove. Tako nastaje složeni sistem seizmičkih talasa koji "vide kroz" utrobu planete.

Analizirajući obrasce širenja valova, moguće je identificirati nehomogenosti u utrobi planete - ako se na određenoj dubini zabilježi nagla promjena u brzinama širenja seizmičkih valova, njihovo prelamanje i refleksija, možemo zaključiti da na ovoj dubini postoji granica Zemljinih unutrašnjih školjki, koje se razlikuju po svojim fizičkim svojstvima.

Proučavanje načina i brzine širenja seizmičkih valova u utrobi Zemlje omogućilo je razvoj seizmičkog modela njene unutrašnje strukture.

Seizmički valovi, šireći se od izvora potresa u dubinu Zemlje, doživljavaju najznačajnije skokove brzine, prelamaju se i reflektiraju na seizmičkim dijelovima koji se nalaze na dubinama 33 km i 2900 km sa površine (vidi sl.). Ove oštre seizmičke granice omogućavaju podjelu utrobe planete na 3 glavne unutrašnje geosfere - zemljinu koru, plašt i jezgro.

Zemljina kora je odvojena od plašta oštrom seizmičkom granicom, na kojoj se brzina i longitudinalnih i poprečnih talasa naglo povećava. Dakle, brzina transverzalnih talasa naglo raste sa 6,7-7,6 km/s u donjem delu kore na 7,9-8,2 km/s u plaštu. Ovu granicu je 1909. godine otkrio jugoslovenski seizmolog Mohorovičić i kasnije je nazvan Mohorović granica(često skraćeno kao Moho ili M granica). Prosječna dubina granice je 33 km (treba napomenuti da je ovo vrlo približna vrijednost zbog različitih debljina u različitim geološkim strukturama); istovremeno, ispod kontinenata, dubina Mohorovichich sekcije može doseći 75-80 km (što je fiksirano ispod mladih planinskih struktura - Andi, Pamir), ispod okeana se smanjuje, dostižući minimalnu debljinu od 3-4 km.

Još oštrija seizmička granica koja razdvaja plašt i jezgro je fiksirana na dubini 2900 km. Na ovom seizmičkom dijelu, brzina P-talasa naglo opada sa 13,6 km/s u podnožju plašta na 8,1 km/s u jezgru; S-talasi - od 7,3 km/s do 0. Nestanak poprečnih valova ukazuje da vanjski dio jezgra ima svojstva tečnosti. Seizmičku granicu koja razdvaja jezgro i plašt otkrio je njemački seizmolog Gutenberg 1914. godine i često se naziva Gutenberg granica, iako ovo ime nije zvanično.

Oštre promjene u brzini i prirodi prolaska valova zabilježene su na dubinama od 670 km i 5150 km. Granica 670 km dijeli plašt na gornji plašt (33-670 km) i donji plašt (670-2900 km). Granica 5150 km dijeli jezgro na vanjsku tekućinu (2900-5150 km) i unutrašnju čvrstu (5150-6371 km).

Značajne promjene su također zabilježene u seizmičkom dijelu 410 km dijeleći gornji plašt na dva sloja.

Dobijeni podaci o globalnim seizmičkim granicama daju osnovu za razmatranje savremenog seizmičkog modela dubinske strukture Zemlje.

Vanjski omotač čvrste zemlje je Zemljina kora omeđen Mohorovićevom granicom. Ovo je relativno tanka školjka, čija se debljina kreće od 4-5 km ispod oceana do 75-80 km ispod kontinentalnih planinskih struktura. Gornja kora se jasno izdvaja u sastavu sedimentni sloj, koji se sastoji od nemetamorfoziranih sedimentnih stijena, među kojima mogu biti prisutni vulkani, i koji ga leže konsolidovani, ili kristalno,kora, formirana od metamorfoziranih i magmatskih intruzivnih stijena.Postoje dvije glavne vrste zemljine kore - kontinentalna i okeanska, fundamentalno različite po strukturi, sastavu, porijeklu i starosti.

kontinentalne kore leži ispod kontinenata i njihovih podvodnih rubova, ima debljinu od 35-45 km do 55-80 km, na svom dijelu se razlikuju 3 sloja. Gornji sloj, u pravilu, čine sedimentne stijene, uključujući i malu količinu slabo metamorfoziranih i magmatskih stijena. Ovaj sloj se naziva sedimentnim. Geofizički, karakteriše ga niska brzina P-talasa u rasponu od 2-5 km/s. Prosječna debljina sedimentnog sloja je oko 2,5 km.
Ispod je gornja kora (granitno-gnajs ili "granitni" sloj), sastavljena od magmatskih i metamorfnih stijena bogatih silicijumom (u prosjeku, po hemijskom sastavu odgovara granodioritu). Brzina P-talasa u ovom sloju je 5,9-6,5 km/s. U podnožju gornje kore izdvaja se Konrad seizmički presjek, koji odražava povećanje brzine seizmičkih valova tijekom prijelaza na donju koru. Ali ovaj dio nije svugdje fiksiran: u kontinentalnoj kori često se bilježi postupno povećanje brzina valova s ​​dubinom.
Donju koru (granulitno-mafični sloj) odlikuje veća brzina talasa (6,7-7,5 km/s za P-talase), što je posledica promene sastava stena prilikom prelaska iz gornjeg plašta. Prema najprihvaćenijem modelu, njegov sastav odgovara granulitu.

U formiranju kontinentalne kore sudjeluju stijene različite geološke starosti, sve do onih najstarijih, starih oko 4 milijarde godina.

okeanska kora ima relativno malu debljinu, u prosjeku 6-7 km. U svom najopštijem obliku, dva sloja se mogu razlikovati u njegovom dijelu. Gornji sloj je sedimentan, karakteriše ga mala debljina (u prosjeku oko 0,4 km) i niska brzina P-talasa (1,6-2,5 km/s). Donji sloj - "bazalt" - sastavljen je od osnovnih magmatskih stijena (gore - bazalti, dolje - bazične i ultrabazične intruzivne stijene). Brzina longitudinalnih talasa u "bazaltnom" sloju raste od 3,4-6,2 km/s u bazaltima do 7-7,7 km/s u najnižim horizontima kore.

Najstarije stene moderne okeanske kore stare su oko 160 miliona godina.

Mantle To je najveća unutrašnja ljuska Zemlje u smislu zapremine i mase, omeđena odozgo Moho granicom, odozdo Gutenbergovom granicom. U svom sastavu razlikuju se gornji i donji plašt, razdvojeni granicom od 670 km.

Gornja manija je podijeljena u dva sloja prema geofizičkim karakteristikama. Gornji sloj - subcrustalni plašt- proteže se od Moho granice do dubine od 50-80 km ispod okeana i 200-300 km ispod kontinenata i karakterizira ga glatki porast brzine i longitudinalnih i poprečnih seizmičkih valova, što se objašnjava zbijanjem stijena zbog litostatskog pritiska gornjih slojeva. Ispod subcrustalnog plašta do globalnog interfejsa od 410 km nalazi se sloj malih brzina. Kao što slijedi iz naziva sloja, brzine seizmičkih valova u njemu su niže nego u subcrustalnom plaštu. Štoviše, u nekim područjima se detektuju sočiva koja uopće ne emituju S-valove, što daje razlog da se tvrdi da je supstanca plašta u tim područjima u djelomično rastopljenom stanju. Ovaj sloj se naziva astenosfera ( sa grčkog "asthenes" - slaba i "sphair" - sfera); Termin je 1914. uveo američki geolog J. Burrell, koji se u engleskoj literaturi često naziva LVZ - Zona niske brzine. Na ovaj način, astenosfera- ovo je sloj u gornjem plaštu (koji se nalazi na dubini od oko 100 km ispod okeana i oko 200 km ili više ispod kontinenata), identifikovan na osnovu smanjenja brzine prolaska seizmičkih talasa i koji ima smanjena čvrstoća i viskozitet. Površina astenosfere je dobro uspostavljena naglim smanjenjem otpornosti (na vrijednosti od oko 100 Ohm . m).

Prisutnost plastičnog astenosferskog sloja, koji se po mehaničkim svojstvima razlikuje od čvrstih slojeva iznad, daje osnovu za izolaciju litosfera- čvrsta ljuska Zemlje, uključujući zemljinu koru i subcrustalni omotač, koji se nalazi iznad astenosfere. Debljina litosfere je od 50 do 300 km. Treba napomenuti da litosfera nije monolitna kamena ljuska planete, već je podijeljena na zasebne ploče koje se neprestano kreću duž plastične astenosfere. Žarišta potresa i modernog vulkanizma ograničena su na granice litosferskih ploča.

Dublje od 410 km u gornjem plaštu, i P- i S-talasi se šire svuda, a njihova brzina raste relativno monotono sa dubinom.

AT donji plašt, razdvojenih oštrom globalnom granicom od 670 km, brzina P- i S-talasa raste monotono, bez naglih promjena, do 13,6 odnosno 7,3 km/s, do Gutenbergove dionice.

U vanjskom jezgru brzina P-talasa naglo opada na 8 km/s, dok S-valovi potpuno nestaju. Nestanak poprečnih talasa sugeriše da je spoljno jezgro Zemlje u tečnom stanju. Ispod dionice od 5150 km nalazi se unutrašnje jezgro u kojem se povećava brzina P-talasa, a S-talasi se ponovo počinju širiti, što ukazuje na njegovo čvrsto stanje.

Osnovni zaključak iz gore opisanog modela brzine Zemlje je da se naša planeta sastoji od niza koncentričnih školjki koje predstavljaju ferrugino jezgro, silikatni omotač i aluminosilikatnu koru.

Geofizičke karakteristike Zemlje

Raspodjela mase između unutrašnjih geosfera

Najveći dio Zemljine mase (oko 68%) pada na njen relativno lagan, ali veliki omotač, pri čemu oko 50% otpada na donji plašt i oko 18% na gornji. Preostalih 32% ukupne mase Zemlje otpada uglavnom na jezgro, a njen tečni vanjski dio (29% ukupne mase Zemlje) mnogo je teži od unutrašnjeg čvrstog dijela (oko 2%). Samo manje od 1% ukupne mase planete ostaje na kori.

Gustina

Gustoća školjki prirodno raste prema centru Zemlje (vidi sliku). Prosječna gustina kore je 2,67 g/cm 3 ; na granici Moho, naglo se povećava sa 2,9-3,0 na 3,1-3,5 g/cm3. U plaštu se gustina postepeno povećava usled kompresije silikatne supstance i faznih prelaza (restrukturiranje kristalne strukture supstance u toku "prilagođavanja" rastućem pritisku) sa 3,3 g/cm 3 u subcrustalnom delu do 5,5 g/cm 3 u donjem plaštu. Na Gutenbergovoj granici (2900 km), gustina se gotovo naglo udvostručuje, do 10 g/cm 3 u vanjskom jezgru. Još jedan skok gustoće - sa 11,4 na 13,8 g / cm 3 - događa se na granici unutrašnjeg i vanjskog jezgra (5150 km). Ova dva oštra skoka gustoće imaju različitu prirodu: na granici plašt/jezgro dolazi do promjene hemijskog sastava materije (prelazak iz silikatnog plašta u željezno jezgro), a skok na granici od 5150 km povezan je sa promjena agregacijskog stanja (prijelaz iz tekućeg vanjskog jezgra u čvrsto unutrašnje jezgro) . U centru Zemlje, gustina materije dostiže 14,3 g/cm 3 .

Pritisak

Pritisak u unutrašnjosti Zemlje izračunava se na osnovu njenog modela gustine. Povećanje pritiska kako se udaljavate od površine je zbog nekoliko razloga:

kompresija zbog težine gornjih školjki (litostatski pritisak);

fazni prijelazi u kemijski homogenim školjkama (posebno u plaštu);

razlika u hemijskom sastavu školjki (kora i plašt, plašt i jezgro).

U podnožju kontinentalne kore, pritisak je oko 1 GPa (tačnije, 0,9 * 10 9 Pa). U Zemljinom omotaču, pritisak postepeno raste, dostižući 135 GPa na Gutenbergovoj granici. U vanjskom jezgru gradijent rasta pritiska raste, dok se u unutrašnjem, naprotiv, smanjuje. Izračunate vrijednosti tlaka na granici između unutrašnjeg i vanjskog jezgra i blizu centra Zemlje su 340, odnosno 360 GPa.

Temperatura. Izvori toplotne energije

Geološki procesi koji se odvijaju na površini iu utrobi planete prvenstveno su posljedica toplinske energije. Izvori energije se dijele u dvije grupe: endogeni (ili unutrašnji izvori), povezani sa stvaranjem toplote u utrobi planete, i egzogeni (ili eksterni u odnosu na planetu). Intenzitet toka toplotne energije iz dubine na površinu odražava se u veličini geotermalnog gradijenta. geotermalni gradijent je povećanje temperature sa dubinom, izraženo u 0 C/km. "Inverzna" karakteristika je geotermalna faza- dubina u metrima, pri uranjanju do koje će temperatura porasti za 1 0 C. područja sa mirnim tektonskim režimom. Sa dubinom, vrijednost geotermalnog gradijenta značajno opada i iznosi u prosjeku oko 10 0 S/km u litosferi, a manje od 1 0 S/km u plaštu. Razlog tome leži u distribuciji izvora toplinske energije i prirodi prijenosa topline.

Izvori endogene energije su sljedeće.
1. Energija duboke gravitacione diferencijacije, tj. oslobađanje toplote tokom preraspodele materije u gustini tokom njenih hemijskih i faznih transformacija. Glavni faktor u takvim transformacijama je pritisak. Granica jezgro-plašt se smatra glavnim nivoom ovog oslobađanja energije.
2. Radiogena toplota nastale raspadom radioaktivnih izotopa. Prema nekim proračunima, ovaj izvor određuje oko 25% toplotnog toka koji zrači Zemlja. Međutim, treba uzeti u obzir da se povišeni sadržaji glavnih dugoživućih radioaktivnih izotopa - uranijuma, torija i kalija primjećuju samo u gornjem dijelu kontinentalne kore (zona obogaćivanja izotopa). Na primjer, koncentracija uranijuma u granitima dostiže 3,5 10 -4%, u sedimentnim stijenama - 3,2 10 -4%, dok je u okeanskoj kori zanemariva: oko 1,66 10 -7%. Dakle, radiogena toplota je dodatni izvor toplote u gornjem delu kontinentalne kore, što određuje visoku vrednost geotermalnog gradijenta u ovom delu planete.
3. Preostala toplota, sačuvana u dubinama od nastanka planete.
4. Čvrste plime, zbog privlačnosti mjeseca. Prijelaz kinetičke energije plime i oseke u toplinu nastaje zbog unutrašnjeg trenja u stijenskim masama. Udio ovog izvora u ukupnom toplotnom bilansu je mali - oko 1-2%.

U litosferi prevladava provodni (molekularni) mehanizam prijenosa topline, u sublitosferskom plaštu Zemlje dolazi do prijelaza na pretežno konvektivni mehanizam prijenosa topline.

Proračuni temperatura u utrobi planete daju sljedeće vrijednosti: u litosferi na dubini od oko 100 km temperatura je oko 1300 0 C, na dubini od 410 km - 1500 0 C, na dubini od 670 km - 1800 0C, na granici jezgra i plašta - 2500 0 C, na dubini od 5150 km - 3300 0 S, u centru Zemlje - 3400 0 S. U ovom slučaju, samo glavni (i najvjerovatniji) za duboke zone) uzeta je u obzir izvor toplote, energija duboke gravitacione diferencijacije.

Endogena toplota određuje tok globalnih geodinamičkih procesa. uključujući kretanje litosferskih ploča

Na površini planete najvažniju ulogu imaju egzogeni izvor toplota je sunčevo zračenje. Ispod površine, efekat sunčeve toplote je naglo smanjen. Već na maloj dubini (do 20-30 m) postoji zona konstantnih temperatura - oblast dubina u kojoj temperatura ostaje konstantna i jednaka je srednjoj godišnjoj temperaturi regiona. Ispod pojasa konstantnih temperatura, toplota je povezana sa endogenim izvorima.

Zemljini magnetizam

Zemlja je džinovski magnet sa magnetnim poljem sile i magnetnim polovima koji su bliski geografskim, ali se ne poklapaju s njima. Stoga se u očitavanju magnetske igle kompasa razlikuju magnetska deklinacija i magnetska inklinacija.

Magnetna deklinacija- ovo je ugao između smjera magnetske igle kompasa i geografskog meridijana u datoj tački. Ovaj ugao će biti najveći na polovima (do 90 0), a najmanji na ekvatoru (7-8 0).

Magnetna inklinacija- ugao formiran nagibom magnetne igle prema horizontu. Kada se približi magnetnom polu, igla kompasa će zauzeti okomit položaj.

Pretpostavlja se da je pojava magnetnog polja uzrokovana sistemima električnih struja koje nastaju prilikom rotacije Zemlje, u vezi sa konvektivnim kretanjima u tečnom vanjskom jezgru. Ukupno magnetsko polje sastoji se od vrijednosti glavnog polja Zemlje i polja uzrokovanog feromagnetnim mineralima u stijenama zemljine kore. Magnetna svojstva su karakteristična za minerale – feromagnetike, kao što su magnetit (FeFe 2 O 4), hematit (Fe 2 O 3), ilmenit (FeTiO 2), pirotit (Fe 1-2 S) itd., koji su minerali i ustanovljen magnetskim anomalijama. Ove minerale karakterizira fenomen remanencije, koji nasljeđuje orijentaciju Zemljinog magnetnog polja koja je postojala u vrijeme nastanka ovih minerala. Rekonstrukcija lokacije Zemljinih magnetnih polova u različitim geološkim epohama ukazuje da je magnetsko polje periodično doživljavalo inverzija- promjena u kojoj su magnetni polovi obrnuti. Proces promjene magnetskog predznaka geomagnetskog polja traje od nekoliko stotina do nekoliko hiljada godina i počinje intenzivnim smanjenjem intenziteta glavnog magnetnog polja Zemlje na gotovo nulu, zatim se uspostavlja obrnuti polaritet, a nakon dok slijedi brza obnova intenziteta, ali suprotnog predznaka. Sjeverni pol je zauzeo mjesto Južnog i obrnuto, sa približnom frekvencijom od 5 puta u 1 milion godina. Trenutna orijentacija magnetnog polja ustanovljena je prije oko 800 hiljada godina.

Zemljina kora u naučnom smislu je najgornji i najtvrđi geološki dio ljuske naše planete.

Naučno istraživanje vam omogućava da ga temeljno proučite. To je olakšano ponovljenim bušenjem bušotina kako na kontinentima tako i na dnu oceana. Struktura zemlje i zemljine kore u različitim dijelovima planete razlikuju se i po sastavu i po karakteristikama. Gornja granica zemljine kore je vidljivi reljef, a donja granica je zona razdvajanja dva medija, koja je poznata i kao Mohorovićeva površina. Često se naziva jednostavno "M granica". Ovo ime dobila je zahvaljujući hrvatskom seizmologu Mohorovichichu A. Dugi niz godina promatrao je brzinu seizmičkih kretanja ovisno o dubini. Godine 1909. ustanovio je postojanje razlike između zemljine kore i usijanog plašta Zemlje. M granica leži na nivou na kojem se brzina seizmičkog talasa povećava sa 7,4 na 8,0 km/s.

Hemijski sastav Zemlje

Proučavajući ljuske naše planete, naučnici su došli do zanimljivih, pa čak i nevjerovatnih zaključaka. Strukturne karakteristike zemljine kore čine je sličnom istim područjima na Marsu i Veneri. Više od 90% njegovih sastavnih elemenata predstavlja kiseonik, silicijum, gvožđe, aluminijum, kalcijum, kalijum, magnezijum, natrijum. Kombinirajući se jedni s drugima u raznim kombinacijama, formiraju homogena fizička tijela - minerale. Mogu ući u sastav stijena u različitim koncentracijama. Struktura zemljine kore je veoma heterogena. Dakle, stijene u generaliziranom obliku su agregati manje-više konstantnog kemijskog sastava. To su nezavisna geološka tijela. Oni se shvataju kao jasno definisano područje zemljine kore, koje ima isto poreklo i starost unutar svojih granica.

Stijene po grupama

1. Magmatski. Ime govori za sebe. Nastaju iz ohlađene magme koja teče iz otvora drevnih vulkana. Struktura ovih stijena direktno ovisi o brzini skrućivanja lave. Što je veći, to su manji kristali supstance. Granit je, na primjer, nastao u debljini zemljine kore, a bazalt se pojavio kao rezultat postepenog izlivanja magme na njegovu površinu. Raznolikost takvih pasmina je prilično velika. S obzirom na strukturu zemljine kore, vidimo da se ona sastoji od magmatskih minerala sa 60%.

2. Sedimentni. Riječ je o stijenama koje su nastale postupnim taloženjem fragmenata raznih minerala na kopno i dno oceana. To mogu biti rastresite komponente (pijesak, šljunak), cementirani (pješčanik), ostaci mikroorganizama (ugalj, krečnjak), produkti kemijske reakcije (kalijeva sol). Oni čine do 75% ukupne zemljine kore na kontinentima.
Prema fiziološkom načinu formiranja, sedimentne stijene se dijele na:

• Clastic. To su ostaci raznih stijena. Uništeni su pod uticajem prirodnih faktora (zemljotres, tajfun, cunami). To uključuje pijesak, šljunak, šljunak, drobljeni kamen, glinu.
• Hemijski. Postupno nastaju iz vodenih otopina raznih mineralnih tvari (soli).
• organski ili biogeni. Sastoje se od ostataka životinja ili biljaka. To su uljni škriljci, gas, nafta, ugalj, krečnjak, fosforiti, kreda.

3. Metamorfne stijene. Druge komponente se mogu pretvoriti u njih. To se dešava pod uticajem promene temperature, visokog pritiska, rastvora ili gasova. Na primjer, mermer se može dobiti od krečnjaka, gnajs od granita, a kvarcit od peska.

Minerali i stijene koje čovječanstvo aktivno koristi u svom životu nazivaju se minerali. Šta su oni?

To su prirodne mineralne formacije koje utiču na strukturu zemlje i zemljine kore. Mogu se koristiti u poljoprivredi i industriji kako u prirodnom obliku, tako iu procesu prerade.

Vrste korisnih minerala. Njihova klasifikacija

U zavisnosti od fizičkog stanja i agregacije, minerali se mogu podeliti u kategorije:

1. Čvrsta (ruda, mermer, ugalj).
2. Tečnost (mineralna voda, ulje).
3. Gasovito (metan).

Karakteristike pojedinih vrsta minerala

Prema sastavu i karakteristikama aplikacije, razlikuju se:

1. Zapaljivo (ugalj, nafta, gas).
2. Ore. Uključuju radioaktivne (radijum, uranijum) i plemenite metale (srebro, zlato, platina). Postoje rude crnih (gvožđe, mangan, hrom) i obojenih metala (bakar, kalaj, cink, aluminijum).
3. Nemetalni minerali igraju značajnu ulogu u takvom konceptu kao što je struktura zemljine kore. Njihova geografija je opsežna. To su nemetalne i nezapaljive stijene. To su građevinski materijali (pijesak, šljunak, glina) i hemikalije (sumpor, fosfati, kalijeve soli). Poseban odjeljak posvećen je dragom i ukrasnom kamenju.

Raspodjela minerala na našoj planeti direktno ovisi o vanjskim faktorima i geološkim obrascima.

Dakle, gorivni minerali se prvenstveno kopaju u naftno-gasonosnim i ugljenim basenima. Oni su sedimentnog porijekla i formiraju se na sedimentnim pokrivačima platformi. Nafta i ugalj rijetko se javljaju zajedno.

Rudni minerali najčešće odgovaraju podrumu, izbočinama i naboranim površinama platformskih ploča. Na takvim mjestima mogu stvoriti ogromne pojaseve.

Nukleus

Vanjsko jezgro je u rastopljenom stanju i ima još veću snagu od unutrašnjeg. Potonji je pod ogromnim pritiskom. Supstance od kojih se sastoji su u trajnom čvrstom stanju.

Mantle

Geosfera Zemlje okružuje jezgro i čini oko 83 posto cjelokupne ljuske naše planete. Donja granica plašta nalazi se na velikoj dubini od skoro 3000 km. Ova ljuska je konvencionalno podijeljena na manje plastičan i gust gornji dio (iz njega se formira magma) i donji kristalni, čija je širina 2000 kilometara.

Sastav i struktura zemljine kore

Da bismo govorili o tome koji elementi čine litosferu, potrebno je dati neke koncepte.

Zemljina kora je najudaljeniji omotač litosfere. Njegova gustina je manja od dva puta u poređenju sa prosečnom gustinom planete.

Zemljina kora je odvojena od plašta granicom M, koja je već spomenuta gore. Budući da procesi koji se odvijaju u oba područja međusobno utječu jedni na druge, njihova se simbioza obično naziva litosfera. To znači "kamena školjka". Njegova snaga se kreće od 50-200 kilometara.

Ispod litosfere je astenosfera, koja ima manje gustu i viskoznu konzistenciju. Njegova temperatura je oko 1200 stepeni. Jedinstvena karakteristika astenosfere je sposobnost kršenja njenih granica i prodiranja u litosferu. To je izvor vulkanizma. Ovdje su rastopljeni džepovi magme, koja se unosi u zemljinu koru i izlijeva na površinu. Proučavajući ove procese, naučnici su uspjeli doći do mnogih nevjerovatnih otkrića. Ovako je proučavana struktura zemljine kore. Litosfera je nastala prije mnogo hiljada godina, ali i sada se u njoj odvijaju aktivni procesi.

Strukturni elementi zemljine kore

U poređenju sa plaštom i jezgrom, litosfera je tvrd, tanak i vrlo krhak sloj. Sastoji se od kombinacije supstanci u kojoj je do danas pronađeno više od 90 hemijskih elemenata. Neravnomjerno su raspoređeni. 98 posto mase zemljine kore čini sedam komponenti. To su kiseonik, gvožđe, kalcijum, aluminijum, kalijum, natrijum i magnezijum. Najstarije stijene i minerali stari su preko 4,5 milijardi godina.

Proučavanjem unutrašnje strukture zemljine kore mogu se razlikovati različiti minerali.
Mineral je relativno homogena tvar koja se može nalaziti unutar i na površini litosfere. To su kvarc, gips, talk, itd. Stene se sastoje od jednog ili više minerala.

Procesi koji formiraju zemljinu koru

Struktura okeanske kore

Ovaj dio litosfere uglavnom se sastoji od bazaltnih stijena. Struktura okeanske kore nije proučena tako temeljito kao kontinentalna. Teorija tektonske ploče objašnjava da je okeanska kora relativno mlada, a njeni najnoviji dijelovi mogu se datirati u kasnu juru.
Njegova debljina se praktički ne mijenja s vremenom, jer je određena količinom taline koje se oslobađa iz plašta u zoni srednjeokeanskih grebena. Na njega značajno utiče dubina sedimentnih slojeva na dnu okeana. U najobimnijim dionicama kreće se od 5 do 10 kilometara. Ova vrsta zemaljske školjke pripada okeanskoj litosferi.

kontinentalne kore

Litosfera je u interakciji sa atmosferom, hidrosferom i biosferom. U procesu sinteze formiraju najsloženiju i najreaktivniju ljusku Zemlje. U tektonosferi se dešavaju procesi koji mijenjaju sastav i strukturu ovih školjki.
Litosfera na zemljinoj površini nije homogena. Ima nekoliko slojeva.

1. Sedimentno. Uglavnom je formirana od stijena. Ovdje prevladavaju gline i škriljci, kao i karbonatne, vulkanske i pješčane stijene. U sedimentnim slojevima nalaze se minerali kao što su gas, nafta i ugalj. Svi su organskog porijekla.
2. granitni sloj. Sastoji se od magmatskih i metamorfnih stijena, koje su po prirodi najbliže granitu. Ovaj sloj se ne nalazi svuda, najizraženiji je na kontinentima. Ovdje njegova dubina može biti desetine kilometara.
3. Bazaltni sloj formiraju stijene bliske istoimenom mineralu. Gušće je od granita.

Dubina i promjena temperature zemljine kore

Površinski sloj se zagrijava sunčevom toplinom. Ovo je heliometrijska školjka. Doživljava sezonske fluktuacije temperature. Prosječna debljina sloja je oko 30 m.

Ispod je sloj koji je još tanji i krhkiji. Njegova temperatura je konstantna i približno jednaka prosječnoj godišnjoj temperaturi karakterističnoj za ovo područje planete. U zavisnosti od kontinentalne klime, dubina ovog sloja se povećava.
Još dublje u zemljinoj kori je drugi nivo. Ovo je geotermalni sloj. Struktura zemljine kore obezbeđuje njeno prisustvo, a njena temperatura je određena unutrašnjom toplotom Zemlje i raste sa dubinom.

Do povećanja temperature dolazi zbog raspadanja radioaktivnih tvari koje su dio stijena. Prije svega, to su radij i uranijum.

Geometrijski gradijent - veličina povećanja temperature u zavisnosti od stepena povećanja dubine slojeva. Ova postavka zavisi od različitih faktora. Na nju utiču struktura i tipovi zemljine kore, sastav stena, nivo i uslovi njihovog nastanka.

Toplota zemljine kore je važan izvor energije. Njegova studija je danas veoma aktuelna.