Строение Земли. Вулканизм и землетрясения. Тектоникаматериков. Атмосфере Земли, климат и погода
Земля выделена самой природой: в Солнечной системе только наэтой планете существуют развитые формы жизни, только на ней локальноеупорядочение вещества достигло необычайно высокой ступени, продолжая общуюлинию развития материи. Именно на Земле пройден сложнейший этапсамоорганизации, знаменующий глубокий качественный скачок к высшим формамупорядоченности.
Земля – самая большая планета в своей группе. Но, какпоказывают оценки, даже такие размеры и масса оказываются минимальными, прикоторых планета способна удерживать свою газовую атмосферу. Земля интенсивнотеряет водород и некоторые другие лёгкие газы, что подтверждают наблюдения затак называемым шлейфом Земли.
Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер другихпланет: в ней низкое содержание углекислого газа, высоко содержание молекулярногокислорода и относительно велико содержание паров воды. Две причины создаютвыделенность атмосферы Земли: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислыйгаз, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся впроцессе растительного фотосинтеза. Расчёты показывают, что если освободить всюпоглощённую и связанную в океанах углекислоту, убрав одновременно из атмосферывесь накопленный в результате жизнедеятельности растений кислород, то составземной атмосферы в своих основных чертах стал бы подобен составу атмосферВенеры и Марса.
В атмосфере Земли насыщенные водяные пары создают облачныйслой, охватывающий значительную часть планеты. Облака Земли входят важнейшимэлементом в круговорот воды, происходящий на нашей планете в системе гидросфера– атмосфера — суша.
Тектонические процессы активно протекают на Земле и в нашидни, её геологическая история далека от завершения. Время от времени отголоскипланетной деятельности проявляются с такой силой, что вызывают локальныекатастрофические потрясения, отражающиеся на природе и человеческойцивилизации. Палеонтологи утверждают, что в эпоху ранней молодости Земли еётектоническая активность была ещё выше. Современный рельеф планеты сложился ипродолжает видоизменятся под влиянием совместного действия на её поверхноститектонических, гидросферных, атмосферных и биологических процессов.
Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальнойасимметрией двух полушарий: одно из них представляет собой гигантскоепространство, заполненное водой. Это – океаны, занимающие более 70% всейповерхности. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующиеконтиненты. Океаническая и континентальная разновидности коры различаются и повозрасту, и по химико-геологическому составу. Понятно, что рельеф океаническогодна отличен от континентального рельефа.
Средняя глубина мирового океана близка к 4 км, отдельныевпадины достигают в три раза большей глубины, а отдельные конусы значительновозвышаются над поверхностью воды. Главная достопримечательность океаническогорельефа – глобальная система срединных хребтов, тянущаяся на десятки тысяч км.Вдоль хи центральных частей протянулись разломы, так называемые рифтовые зоны,через которые из мантии на поверхность выходят свежие массы вещества. Они раздвигаютокеаническую кору, формируя её в процессе непрерывного обновления.
Рельеф континентальной части планеты более разнообразен:равнины, возвышенности, плато, горные хребты и огромные горные системы.Отдельные участки суши лежат ниже уровня океана, отдельные горные вершиныподняты над его уровнем на 8-9 км. Согласно современным воззрениям,континентальная кора вместе с подстилающими слоями мантии образует системулитосферных континентальных плит. В отличие от литосферы океановконтинентальные плиты имеют очень древнее происхождение, их возратс оцениваетсяв 2,5-3,8 млрд. лет. Толщина центральной части некоторых континентальных плитдостигает 250 км.
На границах литосферных плит, называемых геосинклиналиями,происходит либо сжатие, либо растяжение коры, что зависит от направленияместного горизонтального смещения плит.
Зондирование недр Земли сейсмическими волнами позволилоустановить их оболочное строение и дифференцированность химического состава.Различают три главные концентрически расположенные области: ядро, мантия икора. Ядро и мантия в свою очередь подразделяются на дополнительныеоболочки, различающиеся физико-химическими свойствами. Ядро занимаетцентральную область земного геоида и разделяется на две части. Внутреннее ядронаходится в твёрдом состоянии, оно окружено внешним ядром, прибывающем в жидкойфазе. Между внутренним и внешним ядрами нет чёткой границы, их разделяетпереходная зона. О химическом составе ядра судят по плотности вещества в нём ина основании предположения, что состав ядра идентичен составу железныхметеоритов. Чтобы внутреннее ядро оставалось твёрдым, а внешнее жидким,температура в центре Земли не должна превышать 4500 С, но и не быть ниже 3200С. с жидким состоянием внешнего ядра связывают представления о природе земногомагнетизма. Масса жидкого ядра перемещается при вращении Земли вокруг своейоси, а система возбуждения образуется токами, создающими замкнутые петли внутрисферы ядра.
Плотность и химический состав мантии, по данным сейсмическихволн, резко отличаются от соответствующих характеристик ядра. Мантию образуютразличные силикаты (соединения в основе которых кремний). Предполагается, чтосостав нижней мантии подобен составу каменных метеоритов, хондритов.
Верхняя мантия непосредственно связана с самым внешнем слоем –корой. Полагают, что внешняя мантия состоит из оливина, пироксена, полевогошпата.
Хрупкая кора, обладающая высокой степенью жесткости, вместе счастью подстилающей мантии образует собой слой толщиной порядка 100 км,называемый литосферой.
Земная кора, образующая верхнюю часть литосферы, в основномслагается из 8 хим элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций,магний, натрий и калий.
Геологические особенности коры определяются совместнымидействиями на неё атмосферы, гидросферы и биосферы – этих трёх самых внешнихоболочек планеты.
Самые верхние оболочки Земли – гидросфера и атмосфера –заметно отличаются от других оболочек, образующих твёрдое тело планеты. Помассе это совсем незначительная часть земного шара, не более 0,025% всей егомассы. Но значение этих оболочек в жизни планеты огромно. Гидросфера иатмосфера возникли на ранней стадии формирования планеты.
Среди сообщества оболочек Земли особое место занимаетбиосфера. Она захватывает верхний слой литосферы, почти всю гидросферу и нижниеслои атмосферы. Под биосферой понималась совокупность заселяющей поверхностьпланеты живой материи вместе со средой обитания. Значимость этой системывыходит за пределы чисто земного мира, она представляет собой звенокосмического масштаба.
При подготовке этой работы были использованы материалы с сайтаhttp://www.studentu.ru