Лекция № 2 Строение Земли
Земной шар не однороден по своему составу и строению. В твердом теле Земли выделяют три внутренние оболочки:
- центральную— ядро,
- промежуточную — мантию
- наружную — земную кору
Каменное тело планеты окружено воздушной водной оболочками и оболочкой жизни, соответственно называемыми атмосферой, гидросферой и биосферой. Эти оболочки называют внешними. Как внутренние, так и внешние оболочки объединяют под общим названием геосфер Земли.
В 1896 г., по данным сейсмических исследований немецкого геофизика Э. Вихерта, была выделена промежуточная оболочка Земли - мантия.
В 1910 г. югославским геофизиком А.Мохоровичичем на глубине около 50 км устанавливается граница между мантией и земной корой. Эту границу впоследствии назвали поверхностью Мохоровичича, сокращенно Мохо или граница М.
Рис. 4. Схема строения земного шара (по А. Е. Меньчукову, 1977)
В 1912 г. русским ученым Б. Б. Голицыным в пределах верхней мантии был обнаружен слой размягченных пластичных пород, Его назвали астеносферой (греч. астенос - слабый). В этом же году немецким геофизиком Б. Гутенбергом на глубине 2900 км была зарегистрирована граница между ядром и мантией, а в 1936 г. датской исследовательницей И. Леманн установлена граница, отделяющая внутреннюю часть ядра от внешней. Так складывалась сейсмическая модель Земли.
ЯДРО. Это наиболее плотная оболочка Земли. Большинство ученых считают, что его плотность от 10 до 12 г/см3. Происхождение ядра объясняют дифференциацией первичной материи Земли, в процессе которой в центральной части планеты обособились наиболее тяжелые химические элементы, такие, как Fe, Ni, а более легкие сгруппировались в вышележащих оболочках. А.П.Виноградов принимает ядро Земли за родоначальное железо-никелевое астероидное тело, которое в процессе образования Земли обрастало более легкой каменной материей. Обе гипотезы согласуются с утверждениями большинства исследователей о том, что химический состав ядра соответствует составу железных метеоритов. Существует и другое предположение, согласно которому состав ядра и мантии одинаков. Разница заключается в том, что железо и магний в центральной части Земли находятся в металлизированном состоянии.
МАНТИЯ. Промежуточная оболочка Земли сверху ограничена поверхностью Мохоровичича. Нижняя ее граница, или граница Вихерта - Гутенберга, проходит на глубине 2900 км. Плотность вещества мантии с глубиной возрастает с 3,64 до 9,4 г/м3. Масса мантии в два раза превышает массу ядра и земной коры, вместе взятых. Наиболее изучена верхняя мантия. Как показали исследования, ее вещество весьма неоднородно. Неоднородность проявляется в изменениях плотности в вертикальном и горизонтальном направлениях. Вертикальная неоднородность, в частности, проявляется в чередовании довольно плотных кристаллических пород (перидотитовый слой) с размягченными пластичными породами астеносферы.
Рис.5 Разрез земного шара (по А. П. Виноградову): А — земная кора; BCD — верхняя, средняя и нижняя мантии; Е, F — внешнее и внутреннее ядро
ЗЕМНАЯ КОРА. Она ограничена сверху поверхностью Земли, снизу - поверхностью Мохоровичича. И та и другая неровные, с большими перепадами отметок. Мощность коры сильно уменьшается под океанами (до 5 км) и увеличивается под континентами (до 75 км). Земная кора изучена лучше, чем более глубокие слои Земли.